JP2004318008A

JP2004318008A - White particle, white powder liquid, and image display device using same

Info

Publication number: JP2004318008A
Application number: JP2003115414A
Authority: JP
Inventors: Harutsura Tazawa; 晴列田澤; Masanori Masutani; 真紀増谷; Taichi Kobayashi; 太一小林
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2023-04-21
Also published as: JP4484446B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide white particles and white powder liquid that can improve the luminance rate of white and an image display device using the same. <P>SOLUTION: Disclosed are white particles 3W used for the image display device that have particles 3W and 3B filled between a couple of opposing substrates 1 and 2 at least one of which is transparent and moves the particles by applying an electric field to the particles to display an image, and fluorescent materials made preferably of optical brighteners are included as at least a part of the white particles 3W. Further, white powder liquid is obtained by using white particles. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置に用いる白色粒子に関し、特に、クーロン力等による粒子の飛翔移動を利用することで画像表示を繰り返し行うことができる可逆性画像表示装置に用いられる白色粒子及びそれを用いた画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ペーパーレス化といった環境意識の高揚に伴い、電気的な力を利用して表示基板に所望の画像を表示でき、さらには書き換えも可能であるような電子ペーパーディスプレイに関する研究がなされてきている。この電子ペーパー技術において特に有名なのは、電気泳動型、サーマルリライタブル型等といった液相型のものであるが、液相型では液中を粒子が泳動するので、液の粘性抵抗により応答速度が遅くなるという問題があるため、最近では、対向する基板間に絶縁着色粒子が封入された構成の乾式のものが着目されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
【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）“ＪａｐａｎＨａｒｄｃｏｐｙ’９９”論文集、ｐ．２４９−２５２
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した乾式の画像表示装置は、電気泳動方式に対し粒子の移動抵抗が小さく応答速度が速いという長所がある。この乾式の画像表示装置における画像表示の原理は、各粒子によってパターンを形成し、各粒子の色調によりコントラストを得ることによってパターンを認識させるものである。そのため、色を発光するベースとなる白色粒子の色が重要であった。一般的に白色粒子は、低屈折材料に高屈折材料の微粒子を混ぜ込んで作製されているが、このような白色粒子は可視光を散乱させているため、散乱分布を保ちながら達成できる輝度率には限界があった。
【０００５】
本発明の目的は上述した課題を解決して、白色の輝度率を向上させることができる白色粒子、白色粉流体及びそれを用いた画像表示装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の白色粒子は、少なくとも一方が透明な対向する基板間に粒子を封入し、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装置に用いる白色粒子であって、この白色粒子の少なくとも一部に蛍光材料を含有させたことを特徴とするものである。本発明の白色粒子では、蛍光材料を含有することにより白色の輝度率を向上させることができる。
【０００７】
本発明の白色粒子の好適例としては、含有する蛍光材料の少なくとも１種類が、蛍光増白剤であること、含有する蛍光材料が、紫外線の照射によって赤色を発光する赤色蛍光材料と、紫外線の照射によって緑色を発光する緑色蛍光材料と、紫外線の照射によって青色を発光する青色蛍光材料とからなること、含有する蛍光材料の少なくとも１種類が、蛍光染料、蛍光顔料のいずれかであること、平均粒子径ｄ（０．５）が０．１〜５０μｍであること、がある。このような具体的な蛍光材料を使用することにより、また、粒子の平均粒子径を所定の範囲にすることにより、白色粒子の白色の輝度率をより向上させることができる。
【０００８】
また、本発明の白色粒子の好適例としては、白色粒子が、蛍光材料と高帯電性樹脂を混練りすることにより製造されたものであること、白色粒子が、その表面をカップリング剤により処理したものであること、白色粒子が、その表面を強帯電性を有する透明樹脂でコーティングしたものであること、がある。いずれの場合も、蛍光材料を含有することで減少した帯電性を高くすることができる。
【０００９】
さらに、本発明の白色粉流体は、上述した構成の白色粒子を用いたことを特徴とするものである。さらにまた、本発明の画像表示装置は、少なくとも一方が透明な対向する基板間に粒子群または粉流体を封入し、粒子群または粉流体に電界を与えて粒子または粉流体を移動させ画像を表示する画像表示装置において、粒子群または粉流体の少なくとも１種類として上述した白色粒子または上述した白色粉流体を用いたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の白色粒子または白色粉流体を用いた画像表示装置の構成について説明する。本発明の画像表示装置では、対向する基板間に粒子群を封入した画像表示用パネルに何らかの手段でその基板間に電界が付与される。高電位の基板部位に向かっては低電位に帯電した粒子がクーロン力などによって引き寄せられ、また低電位の基板部位に向かっては高電位に帯電した粒子がクーロン力などによって引き寄せられ、それら粒子が２枚の基板間を往復運動することにより、画像表示がなされる。従って、粒子が、均一に移動し、かつ、繰り返し時あるいは保存時の安定性を維持できるように、画像表示用パネルを設計する必要がある。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の他に、電極との電気影像力、分子間力、液架橋力、重力などが考えられる。以上の構成は粉流体を用いた場合も同様である。
【００１１】
本発明の画像表示装置で用いる画像表示用パネルは、２種以上の色の異なる粒子３（図１参照、ここでは白色粒子３Ｗと黒色粒子３Ｂを示す）を基板１、２と垂直方向に移動させることによる表示方式に用いるパネルと、１種の色の粒子３Ｗ（図２参照）を基板１、２と平行方向に移動させることによる表示方式に用いるパネルとのいずれへも適用できる。表示のためのパネル構造例を図３に示す。なお、図１〜図３において、４は必要に応じて設ける隔壁、５、６は粒子３に電界を与えるための電極である。以上の説明は、白色粒子３Ｗを白色粉流体に、黒色粒子３Ｂを黒色粉流体に、それぞれ置き換えた場合も同様に適用することが出来る。
【００１２】
本発明の特徴は、粒子のうち白色粒子３Ｗとその白色粒子３Ｗを利用した白色粉流体に関する。以下、白色粒子と白色粉流体について説明する。
【００１３】
まず、一般的な粒子について説明する。粒子の作製は、必要な樹脂、帯電制御剤、着色剤、その他添加剤を混練り粉砕しても、あるいはモノマーから重合しても、あるいは既存の粒子を樹脂、帯電制御剤、着色剤、その他添加剤でコーティングしても良い。
以下に、樹脂、帯電制御剤、着色剤、その他添加剤を例示する。
【００１４】
樹脂の例としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン変性アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ナイロン樹脂、エポキシ樹脂、スチレン樹脂、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、フッ素樹脂などが挙げられ、２種以上混合することもでき、特に、基板との付着力を制御する上から、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、ウレタン樹脂、フッ素樹脂が好適である。
【００１５】
帯電制御剤の例としては、正電荷付与の場合には、４級アンモニウム塩系化合物、ニグロシン染料、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール誘導体などが挙げられ、負電荷付与の場合には、含金属アゾ染料、サリチル酸金属錯体、ニトロイミダゾール誘導体などが挙げられる。
着色剤の例としては、塩基性、酸性などの染料が挙げられ、ニグロシン、メチレンブルー、キノリンイエロー、ローズベンガルなどが例示される。特に、白色着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等がある。
無機系添加剤の例としては、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、酸化アンチモン、炭酸カルシウム、鉛白、タルク、シリカ、ケイ酸カルシウム、アルミナホワイト、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、カドミウムオレンジ、チタンイエロー、紺青、群青、コバルトブルー、コバルトグリーン、コバルトバイオレット、酸化鉄、カーボンブラック、マンガンフェライトブラック、コバルトフェライトブラック、銅粉、アルミニウム粉などが挙げられる。
【００１６】
また、ここで繰り返し耐久性を更に向上させるためには、該粒子を構成する樹脂の安定性、特に、吸水率と溶剤不溶率を管理することが効果的である。
基板間に封入する粒子を構成する樹脂の吸水率は、３重量％以下、特に２重量％以下とすることが好ましい。なお、吸水率の測定は、ＡＳＴＭＤ５７０に準じて行い、測定条件は２３℃で２４時間とする。
該粒子を構成する樹脂の溶剤不溶率に関しては、下記関係式で表される粒子の溶剤不溶率を５０％以上、特に７０％以上とすることが好ましい。
溶剤不溶率（％）＝（Ｂ／Ａ）×１００
（但し、Ａは樹脂の溶剤浸漬前重量、Ｂは良溶媒中に樹脂を２５℃で２４時間浸漬した後の重量を示す）
この溶剤不溶率が５０％未満では、長期保存時に粒子表面にブリードが発生し、粒子との付着力に影響を及ぼし粒子の移動の妨げとなり、画像表示耐久性に支障をきたす場合がある。
なお、溶剤不溶率を測定する際に用いる溶剤（良溶媒）としては、フッ素樹脂ではメチルエチルケトン等、ポリアミド樹脂ではメタノール等、アクリルウレタン樹脂ではメチルエチルケトン、トルエン等、メラミン樹脂ではアセトン、イソプロパノール等、シリコーン樹脂ではトルエン等が好ましい。
【００１７】
また、粒子は球形であることが好ましい。
本発明では、各粒子の粒子径分布に関して、下記式に示される粒子径分布Ｓｐａｎを５未満、好ましくは３未満とする。
Ｓｐａｎ＝（ｄ（０．９）−ｄ（０．１））／ｄ（０．５）
（但し、ｄ（０．５）は粒子の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、ｄ（０．１）はこれ以下の粒子の比率が１０％である粒子径をμｍで表した数値、ｄ（０．９）はこれ以下の粒子が９０％である粒子径をμｍで表した数値である。）
Ｓｐａｎを５以下の範囲に納めることにより、各粒子のサイズが揃い、均一な粒子移動が可能となる。
【００１８】
さらに、各粒子の平均粒子径ｄ（０．５）を、０．１〜５０μｍとすることが好ましい。この範囲より大きいと表示上の鮮明さに欠け、この範囲より小さいと粒子同士の凝集力が大きすぎるために粒子の移動に支障をきたすようになる。
さらにまた、各粒子の相関について、使用した粒子の内、最大径を有する粒子のｄ（０．５）に対する最小径を有する粒子のｄ（０．５）の比を５０以下、好ましくは１０以下とすることが肝要である。
たとえ粒子径分布Ｓｐａｎを小さくしたとしても、互いに帯電特性の異なる粒子が互いに反対方向に動くので、互いの粒子サイズが近く、互いの粒子が等量づつ反対方向に容易に移動できるようにするのが好適であり、それがこの範囲となる。
【００１９】
なお、上記の粒子径分布および粒子径は、レーザー回折／散乱法などから求めることができる。測定対象となる粒子にレーザー光を照射すると空間的に回折／散乱光の光強度分布パターンが生じ、この光強度パターンは粒子径と対応関係があることから、粒子径および粒子径分布が測定できる。
本発明における粒子径および粒子径分布は、体積基準分布から得られたものである。具体的には、Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ２０００（ＭａｌｖｅｒｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＬｔｄ．）測定機を用いて、窒素気流中に粒子を投入し、付属の解析ソフト（Ｍｉｅ理論を用いた体積基準分布を基本としたソフト）にて、粒子径および粒子径分布の測定を行なうことができる。
【００２０】
本発明の特徴は、上述した粒子のうち白色粒子に関し、得られた白色粒子の少なくとも一部に蛍光材料を含有させることで、白色の輝度率を向上させて良好な画像表示を可能にする点にある。
【００２１】
ここで、蛍光材料とは、可視光線、輻射線やα線などの放射線の刺激を受けてそのエネルギーを可視光線に変化させる性質をもつ物質のことをいう。本発明で好適に使用できる蛍光材料としては、蛍光増白剤、紫外線の照射によって赤色を発光する赤色蛍光材料と、紫外線の照射によって緑色を発光する緑色蛍光材料と、紫外線の照射によって青色を発光する青色蛍光材料とからなる材料、蛍光染料、蛍光顔料等がある。
【００２２】
蛍光増白剤とは、従来からオフセット印刷用新聞用紙に高い白色度を持たせるために使用される材料であって、ベンゾオキサゾール系、スチルベン系、クマリン系、ピラゾリン系、ナフタルイミド系、ビスベンゾオキサゾール系、ビススチルビフェニール系等の蛍光増白剤を使用することができる。
【００２３】
蛍光材料には光の三原色を始めとして様々な発光色のものがある。赤色蛍光材料の具体例としては、３価のユーロピウム及びサマリウム付活酸硫化ランタン蛍光体があげられる。緑色蛍光材料の具体例としては、２価のユーロピウム及びマンガン付活アルミン酸塩蛍光体、銅アルミ付活硫化亜鉛蛍光体があげられる。青色蛍光材料の具体例としては、２価のユーロピウム付活アルミン酸塩蛍光体があげられる。
【００２４】
蛍光染料の具体例としては、キサンテン系酸性染料、キサンテン系塩基性染料、アクリジン系塩基性染料、ナフタルイミド系酸性染料、チアゾール系塩基性染料があげられる。蛍光顔料の具体例としては、ＹＡＧ系蛍光体があげられる。
【００２５】
また、コントラストが十分で良好な画像が安定して得られる表示装置を得るために、粒子には良好な帯電特性が要求される。通常の蛍光材料はさほど帯電性が高くないので、より高性能なディスプレイ特性を得るためには、蛍光材料を含む白色粒子の帯電性を上げることが必要となる。
【００２６】
蛍光材料を含む白色粒子の帯電性を上げるための手法として、まず、高帯電性樹脂と混練りし、蛍光特性は蛍光材料で達成し、帯電特性はバインダー樹脂で達成する方法が挙げられる。この場合には、帯電制御剤などを同時に混練りすることで帯電特性の制御が可能となる。但し、蛍光特性が十分得られるだけの蛍光材料添加量となることが必要である。
次に、蛍光材料を含む粒子の表面をカップリング剤などで処理したり、高帯電性樹脂で表面を薄層コーティングすることでも良好な帯電特性を発現することができる。但し、このような処理により蛍光材料への入射光が遮断されないよう設計することが肝要である。
混練やコーティングに用いられる高帯電性樹脂としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン変性アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ナイロン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂などが挙げられ、２種以上混合することも出来る。
【００２７】
次に、本発明の白色粉流体について説明する。本発明の白色粉流体は、上述した構成の各種の白色粒子を使用することで達成することができる。
本発明における「粉流体」は、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。例えば、液晶は液体と固体の中間的な相と定義され、液体の特徴である流動性と固体の特徴である異方性（光学的性質）を有するものである（平凡社：大百科事典）。一方、粒子の定義は、無視できるほどの大きさであっても有限の質量をもった物体であり、重力の影響を受けるとされている（丸善：物理学事典）。ここで、粒子でも、気固流動層体、液固流動体という特殊状態があり、粒子に底板から気体を流すと、粒子には気体の速度に対応して上向きの力が作用し、この力が重力とつりあう際に、流体のように容易に流動できる状態になるものを気固流動層体と呼び、同じく、流体により流動化させた状態を液固流動体と呼ぶとされている（平凡社：大百科事典）。このように気固流動層体や液固流動体は、気体や液体の流れを利用した状態である。本発明では、このような気体の力も、液体の力も借りずに、自ら流動性を示す状態の物質を、特異的に作り出せることが判明し、これを粉流体と定義した。
【００２８】
すなわち、本発明における粉流体は、液晶（液体と固体の中間相）の定義と同様に、粒子と液体の両特性を兼ね備えた中間的な状態で、先に述べた粒子の特徴である重力の影響を極めて受け難く、高流動性を示す特異な状態を示す物質である。このような物質はエアロゾル状態、すなわち気体中に固体状もしくは液体状の物質が分散質として安定に浮遊する分散系で得ることができ、本発明の画像表示装置で固体状物質を分散質とするものである。
【００２９】
本発明の対象となる画像表示装置は、少なくとも一方が透明な、対向する基板間に、気体中に固体粒子が分散質として安定に浮遊するエアロゾル状態で高流動性を示す粉流体を封入するものであり、このような粉流体は、低電圧の印加でクーロン力などにより容易に安定して移動させることができる。
【００３０】
粉流体とは、先に述べたように、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。この粉流体は、特にエアロゾル状態とすることができ、本発明の画像表示装置では、気体中に固体状の物質が分散質として比較的安定に浮遊する状態で用いられる。
【００３１】
エアロゾル状態の範囲は、粉流体の最大浮遊時の見かけ体積が未浮遊時の２倍以上であることが好ましく、更に好ましくは２．５倍以上、特に好ましくは３倍以上である。上限は特に限定されないが、１２倍以下であることが好ましい。
粉流体の最大浮遊時の見かけ体積が未浮遊時の２倍より小さいと表示上の制御が難しくなり、また、１２倍より大きいと粉流体を装置内に封入する際に舞い過ぎてしまうなどの取扱い上の不便さが生じる。なお、最大浮遊時の見かけ体積は次のようにして測定される。すなわち、粉流体が透過して見える密閉容器に粉流体を入れ、容器自体を振動或いは落下させて、最大浮遊状態を作り、その時の見かけ体積を容器外側から測定する。具体的には、直径（内径）６ｃｍ、高さ１０ｃｍのポリプロピレン製の蓋付き容器（商品名アイボーイ：アズワン（株）製）に、未浮遊時の粉流体として１／５の体積相当の粉流体を入れ、振とう機に容器をセットし、６ｃｍの距離を３往復／ｓｅｃで３時間振とうさせる。振とう停止直後の見かけ体積を最大浮遊時の見かけ体積とする。
【００３２】
また、本発明の粉流体の見かけ体積の時間変化が次式を満たすものが好ましい。
Ｖ_１０／Ｖ_５＞０．８
ここで、Ｖ_５は最大浮遊時から５分後の見かけ体積（ｃｍ^３）、Ｖ_１０は最大浮遊時から１０分後の見かけ体積（ｃｍ^３）を示す。なお、本発明の画像表示装置は、粉流体の見かけ体積の時間変化Ｖ_１０／Ｖ_５が０．８５よりも大きいものが好ましく、０．９よりも大きいものが特に好ましい。Ｖ_１０／Ｖ_５が０．８以下の場合は、通常のいわゆる粒子を用いた場合と同様となり、本発明のような高速応答、耐久性の効果が確保できなくなる。
【００３３】
また、粉流体を構成する粒子物質の平均粒子径ｄ（０．５）は、好ましくは０．１〜２０μｍ、更に好ましくは０．５〜１５μｍ、特に好ましくは０．９〜８μｍである。０．１μｍより小さいと表示上の制御が難しくなり、２０μｍより大きいと、表示はできるものの隠蔽率が下がり装置の薄型化が困難となる。なお、粉流体を構成する粒子物質の平均粒子径ｄ（０．５）は、次の粒子径分布Ｓｐａｎにおけるｄ（０．５）と同様である。
本発明の白色粉流体では、上述した構成の本発明の白色粒子を構成物質の一部とするが、白色粒子単独で使用する場合の平均粒子径の範囲と粉流体の構成物質として使用する場合の白色粒子の平均粒子径の範囲とは、若干異なっている。
【００３４】
粉流体を構成する粒子物質は、下記式に示される粒子径分布Ｓｐａｎが５未満であることが好ましく、更に好ましくは３未満である。
粒子径分布Ｓｐａｎ＝（ｄ（０．９）−ｄ（０．１））／ｄ（０．５）
ここで、ｄ（０．５）は粉流体を構成する粒子物質の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、ｄ（０．１）はこれ以下の粉流体を構成する粒子物質の比率が１０％である粒子径をμｍで表した数値、ｄ（０．９）はこれ以下の粉流体を構成する粒子物質が９０％である粒子径をμｍで表した数値である。粉流体を構成する粒子物質の粒子径分布Ｓｐａｎを５以下とすることにより、サイズが揃い、均一な粉流体移動が可能となる。
【００３５】
なお、以上の粒子径分布および粒子径は、レーザー回折／散乱法などから求めることができる。測定対象となる粉流体にレーザー光を照射すると空間的に回折／散乱光の光強度分布パターンが生じ、この光強度パターンは粒子径と対応関係があることから、粒子径および粒子径分布が測定できる。この粒子径および粒子径分布は、体積基準分布から得られる。具体的には、Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ２０００（ＭａｌｖｅｒｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＬｔｄ．）測定機を用いて、窒素気流中に粉流体を投入し、付属の解析ソフト（Ｍｉｅ理論を用いた体積基準分布を基本としたソフト）にて、測定を行うことができる。
【００３６】
また、粉流体の充填量については、粉流体の体積占有率が、対向する基板間の空隙部分の１０〜８０ｖｏｌ％、好ましくは１０〜６５ｖｏｌ％、更に好ましくは１０〜５５ｖｏｌ％になるように調整することが好ましい。粉流体の体積占有率が、１０ｖｏｌ％より小さいと鮮明な画像表示が行えなくなり、８０ｖｏｌ％より大きいと粉流体が移動しにくくなる。ここで、空間体積とは、対向する基板１、基板２に挟まれる部分から、隔壁４の占有部分、装置シール部分を除いた、いわゆる粉流体を充填可能な体積を指すものとする。
【００３７】
次に、基板について述べる。
基板１、基板２の少なくとも一方は装置外側から粒子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。可とう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とう性のある材料、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とう性のない材料が用いられる。
【００３８】
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。
基板厚みは、２〜５０００μｍ、好ましくは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可とう性に欠ける。
【００３９】
基板には、必要に応じて電極を設けても良い。
基板に電極を設けない場合は、基板外部表面に静電潜像を与え、その静電潜像に応じて発生する電界にて、所定の特性に帯電した色のついた粒子群あるいは粉流体を基板に引き寄せあるいは反発させることにより、静電潜像に対応して配列した粒子群あるいは粉流体を透明な基板を通して表示装置外側から視認する。なお、この静電潜像の形成は、電子写真感光体を用い通常の電子写真システムで行われる静電潜像を本発明の画像表示装置の基板上に転写形成する、あるいは、イオンフローにより静電潜像を基板上に直接形成する等の方法で行うことができる。
【００４０】
基板に電極を設ける場合は、電極部位への外部電圧入力により、基板上の各電極位置に生じた電界により、所定の特性に帯電した色の粒子群あるいは粉流体が引き寄せあるいは反発させることにより、静電潜像に対応して配列した粒子群あるいは粉流体を透明な基板を通して表示装置外側から視認する方法である。
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、例示すると、酸化インジウム、アルミニウムなどの金属類、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性高分子類が挙げられ、真空蒸着、塗布などの形成手法が例示できる。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。この場合の外部電圧入力は、直流あるいは交流を重畳しても良い。
【００４１】
次に、隔壁について説明する。
本発明の隔壁の形状は、表示にかかわる粒子のサイズあるいは粉流体のサイズにより適宜最適設定され、一概には限定されないが、隔壁の幅は１０〜１０００μｍ、好ましくは１０〜５００μｍに、隔壁の高さは１０〜５０００μｍ、好ましくは１０〜５００μｍに調整される。
また、隔壁を形成するにあたり、対向する両基板の各々にリブを形成した後に接合する両リブ法と、片側の基板上にのみリブを形成する片リブ法が考えられるが、本発明はどちらにも適用できる。
これらリブからなる隔壁により形成される表示セルは、基板平面方向からみて四角状、三角状、ライン状、円形状が例示される。
表示側から見える隔壁断面部分に相当する部分（表示セルの枠部の面積）はできるだけ小さくした方が良く、画像表示の鮮明さが増す。
【００４２】
ここで、隔壁の形成方法を例示すると、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、感光体ペースト法、アディティブ法が挙げられる。
【００４３】
更に、本発明においては基板間の粒子を取り巻く空隙部分の気体の管理が重要であり、表示安定性向上に寄与する。具体的には、空隙部分の気体の湿度について、２５℃における相対湿度を６０％ＲＨ以下、好ましくは５０％ＲＨ以下、更に好ましくは３５％ＲＨ以下とすることが重要である。
この空隙部分とは、対向する基板間に挟まれる部分から、粒子の占有部分、隔壁の占有部分、装置シール部分を除いた、いわゆる粒子が接する気体部分を指すものとする。
空隙部分の気体は、先に述べた湿度領域であれば、その種類は問わないが、乾燥空気、乾燥窒素、乾燥アルゴン、乾燥ヘリウム、乾燥二酸化炭素、乾燥メタンなどが好適である。
この気体は、その湿度が保持されるように装置に封入することが必要であり、例えば、粒子または粉流体の充填、基板の組み立てなどを所定湿度環境下にて行い、更に、外からの湿度侵入を防ぐシール材、シール方法を施すことが肝要である。
【００４４】
本発明の画像表示装置に用いる表示用パネルにおける基板と基板の間隔は、粒子が移動できて、コントラストを維持できればよいが、通常１０〜５０００μｍ、好ましくは１０〜５００μｍ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、１０〜８０ｖｏｌ％の範囲が好ましく、さらに好ましくは１０〜６０ｖｏｌ％である。８０ｖｏｌ％を超える場合には粒子の移動の支障をきたし、１０ｖｏｌ％未満の場合にはコントラストが不明確となり易い。
【００４５】
本発明の画像表示装置に用いる表示用パネルにおいてモノクロ（モノトーン）表示を行う場合は、白色粒子と白色以外の濃い有色の粒子を組み合わせて用い、フルカラー表示を行う場合は、白色粒子と黒色粒子を組み合わせて用い、さらに各セルに対応した色の領域を複数有する、例えば、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３原色カラーの組みを複数持つカラーフィルターを用いる。
【００４６】
なお、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、コピー機、プリンター用紙代替のリライタブルペーパー、電卓、家電製品の表示部、ポイントカードなどのカード表示部などに用いられる。
【００４７】
【実施例】
次に白色粒子についての実施例を示して、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。
【００４８】
＜実施例１（粒子）＞
まず、基本となる白色粒子を以下のようにして作製した。
すなわち、アクリルウレタン樹脂ＥＡＵ５３Ｂ（亜細亜工業（株）製）／ＩＰＤＩ系架橋剤エクセルハードナーＨＸ（亜細亜工業（株）製）に、酸化チタン１０ｐｈｒ、荷電制御剤ボントロンＥ８９（オリエント化学（株）製）２ｐｈｒを添加し、混練り後、ジェットミルにて粉砕分級して作製した。作製された白色粒子は、平均粒子径が７．０μｍ、表面電荷密度が−６０μＣ／ｍ^２であった。
次に、作製した白色粒子１００重量部に対し、３０重量部のベンゾオキサゾール系増白剤を蛍光材料として加え、本発明の白色粒子を得た。基本となる白色粒子と本発明の白色粒子に対し白色反射率を測定したところ、本発明の白色粒子の白色反射率は、基本となる既存の白色粒子の反射率と比較して５％向上した。
【００４９】
＜実施例２（粒子）＞
実施例１と同様にして基本となる既存の白色粒子を作製した。
作製した白色粒子１００重量部に対し、１０重量部のＹＡＧ系の材料（（Ｙ_０．６Ｇｄ_０．４）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ）を蛍光材料として加え、本発明の白色粒子を得た。基本となる白色粒子と本発明の白色粒子に対し白色反射率を測定したところ、本発明の白色粒子の白色反射率は、基本となる既存の白色粒子の白色反射率と比較して３％向上した。
【００５０】
＜実施例３（粒子）＞
実施例１と同様にして基本となる既存の白色粒子を作製した。
作製した白色粒子１００重量部に対し、赤色蛍光材料Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、緑色蛍光材料ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、青色蛍光材料（Ｂａ，Ｍｇ）Ａｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕを１５重量部ずつ加え、本発明の白色粒子を得た。基本となる白色粒子と本発明の白色粒子に対し白色反射率を測定したところ、本発明の白色粒子の白色反射率は、基本となる既存の白色粒子の白色反射率と比較して７％向上した。
【００５１】
＜実施例４（粉流体）＞
ハイブリダイザー装置（奈良機械製作所（株）製）を用いて、実施例１の白色粒子に外添剤Ａ（シリカＨ２０００／４、ワッカー社製）と外添剤Ｂ（シリカＳＳ２０、日本シリカ製）を投入し、４８００回転で５分間処理し、外添剤を、白色粒子表面に固定化し、白色粉流体になるように調製した。本発明の白色粉流体の輝度率は、基本となる既存の白色粉流体の輝度率と比較して５％向上した。
【００５２】
＜実施例５（粉流体）＞
ハイブリダイザー装置（奈良機械製作所（株）製）を用いて、実施例２の白色粒子に外添剤Ａ（シリカＨ２０００／４、ワッカー社製）と外添剤Ｂ（シリカＳＳ２０、日本シリカ製）を投入し、４８００回転で５分間処理し、外添剤を、白色粒子表面に固定化し、白色粉流体になるように調製した。本発明の白色粉流体の輝度率は、基本となる既存の白色粉流体の輝度率と比較して４％向上した。
【００５３】
＜実施例６（粉流体）＞
ハイブリダイザー装置（奈良機械製作所（株）製）を用いて、実施例３の白色粒子に外添剤Ａ（シリカＨ２０００／４、ワッカー社製）と外添剤Ｂ（シリカＳＳ２０、日本シリカ製）を投入し、４８００回転で５分間処理し、外添剤を、白色粒子表面に固定化し、白色粉流体になるように調製した。本発明の白色粉流体の輝度率は、基本となる既存の白色粉流体の輝度率と比較して６％向上した。
【００５４】
【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、蛍光材料を含有することにより白色の輝度率を向上させることができる。また、本発明の白色粉流体でも同じ効果を得ることができる。その結果、高いコントラストで良好な画像表示を行うことのできる画像表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の対象となる画像表示装置における表示方式の一例を示す図である。
【図２】本発明の対象となる画像表示装置における表示方式の他の例を示す図である。
【図３】本発明の対象となる画像表示装置におけるパネル構造の一例を示す図である。
【符号の説明】
１、２基板
３Ｗ白色粒子
３Ｂ黒色粒子
４隔壁（リブ）
５、６電極[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to white particles used in an image display device, and more particularly, to white particles used in a reversible image display device capable of repeatedly performing image display by utilizing the flying movement of particles due to Coulomb force and the like, and the use thereof. Related to an image display device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with an increase in environmental consciousness such as a paperless trend, research on an electronic paper display that can display a desired image on a display substrate by using an electric force and that can be rewritten has been performed. Particularly famous in this electronic paper technology are liquid phase types such as an electrophoretic type and a thermal rewritable type. In the liquid phase type, particles migrate in a liquid, and the response speed is slow due to the viscous resistance of the liquid. In recent years, attention has been paid to a dry type in which insulating colored particles are sealed between opposed substrates (for example, see Non-Patent Document 1).
[0003]
[Non-patent document 1]
Kunrai 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
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The dry-type image display device described above has an advantage that the moving resistance of particles is small and the response speed is fast compared to the electrophoretic method. The principle of image display in this dry-type image display device is that a pattern is formed by each particle and the pattern is recognized by obtaining a contrast by the color tone of each particle. Therefore, the color of the white particles serving as the base that emits the color is important. Generally, white particles are produced by mixing fine particles of a high refractive material with a low refractive material.Since such white particles scatter visible light, the brightness ratio that can be achieved while maintaining the scattering distribution is obtained. Had limitations.
[0005]
An object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a white particle, a white powder fluid, and an image display device using the same, which can improve the white luminance factor.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The white particles of the present invention are white particles used in an image display device that displays an image by enclosing the particles between opposed substrates at least one of which is transparent, applying an electric field to the particles, and moving the particles. Characterized in that at least a part thereof contains a fluorescent material. The white particles of the present invention can improve the white luminance factor by containing a fluorescent material.
[0007]
As preferred examples of the white particles of the present invention, at least one of the fluorescent materials contained therein is a fluorescent whitening agent, the fluorescent material contained therein is a red fluorescent material that emits red light when irradiated with ultraviolet light, A green fluorescent material that emits green light upon irradiation, and a blue fluorescent material that emits blue light upon irradiation with ultraviolet light, that at least one of the fluorescent materials contained is one of a fluorescent dye and a fluorescent pigment, The particle diameter d (0.5) may be 0.1 to 50 μm. By using such a specific fluorescent material, and by setting the average particle diameter of the particles within a predetermined range, the white luminance ratio of the white particles can be further improved.
[0008]
Further, as a preferable example of the white particles of the present invention, the white particles are produced by kneading a fluorescent material and a highly-chargeable resin, and the surface of the white particles is treated with a coupling agent. And white particles whose surface is coated with a transparent resin having strong chargeability. In any case, the reduced chargeability can be increased by containing the fluorescent material.
[0009]
Furthermore, the white powder fluid of the present invention is characterized by using the white particles having the above-described configuration. Still further, the image display device of the present invention displays an image by enclosing particles or powder fluid between opposed substrates at least one of which is transparent and applying an electric field to the particles or powder fluid to move the particles or powder fluid. In the image display device described above, the above-mentioned white particles or the above-mentioned white powder fluid is used as at least one of the particle group and the powder fluid.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
First, the configuration of an image display device using the white particles or the white powder fluid of the present invention will be described. In the image display device of the present invention, an electric field is applied to the image display panel in which particles are sealed between the opposing substrates by any means. Low-potentially charged particles are attracted toward the high-potential substrate site by Coulomb force, and high-potentially charged particles are attracted toward the low-potential substrate site by Coulomb force. An image is displayed by reciprocating between the two substrates. Therefore, it is necessary to design an image display panel so that the particles can move uniformly and maintain stability during repetition or storage. Here, the force applied to the particles may be, for example, an electric image force with an electrode, an intermolecular force, a liquid bridging force, gravity, or the like, in addition to a force attracting each other due to the Coulomb force between the particles. The above configuration is the same when a powder fluid is used.
[0011]
The image display panel used in the image display device of the present invention moves two or more kinds of particles 3 having different colors (see FIG. 1, here showing white particles 3W and black particles 3B) in a direction perpendicular to the substrates 1 and 2. The present invention can be applied to both a panel used for a display method by making the same and particles 3W (see FIG. 2) of one kind of color moved in a direction parallel to the substrates 1 and 2. FIG. 3 shows an example of a panel structure for display. 1 to 3, reference numeral 4 denotes a partition provided as needed, and reference numerals 5 and 6 denote electrodes for applying an electric field to the particles 3. The above description can be similarly applied to the case where the white particles 3W are replaced with white powder fluid and the black particles 3B are replaced with black powder fluid.
[0012]
A feature of the present invention relates to white particles 3W among the particles and a white powder fluid using the white particles 3W. Hereinafter, the white particles and the white powder fluid will be described.
[0013]
First, general particles will be described. Particles can be produced by kneading and pulverizing the necessary resin, charge control agent, colorant, and other additives, or by polymerizing from monomers, or existing particles by resin, charge control agent, colorant, etc. It may be coated with an additive.
Hereinafter, a resin, a charge control agent, a colorant, and other additives will be exemplified.
[0014]
Examples of the resin include urethane resin, acrylic resin, polyester resin, urethane-modified acrylic resin, silicone resin, nylon resin, epoxy resin, styrene resin, butyral resin, vinylidene chloride resin, melamine resin, phenol resin, fluorine resin, and the like. And a mixture of two or more types. Particularly, from the viewpoint of controlling the adhesion to the substrate, polyester resin, acrylic urethane resin, acrylic urethane silicone resin, acrylic urethane fluororesin, urethane resin, and fluororesin are preferred. .
[0015]
Examples of the charge control agent include a quaternary ammonium salt-based compound, a nigrosine dye, a triphenylmethane-based compound, and an imidazole derivative when giving a positive charge, and a metal-containing azo compound when giving a negative charge. Dyes, salicylic acid metal complexes, nitroimidazole derivatives and the like.
Examples of the coloring agent include dyes such as basic and acidic dyes, and examples thereof include nigrosine, methylene blue, quinoline yellow, and rose bengal. In particular, white colorants include zinc white, titanium oxide, antimony white, zinc sulfide and the like.
Examples of inorganic additives include titanium oxide, zinc white, zinc sulfide, antimony oxide, calcium carbonate, lead white, talc, silica, calcium silicate, alumina white, cadmium yellow, cadmium red, cadmium orange, titanium yellow, Navy blue, ultramarine, cobalt blue, cobalt green, cobalt violet, iron oxide, carbon black, manganese ferrite black, cobalt ferrite black, copper powder, aluminum powder, and the like.
[0016]
In order to further improve the repetition durability, it is effective to control the stability of the resin constituting the particles, in particular, the water absorption and the solvent insolubility.
The water absorption of the resin constituting the particles enclosed between the substrates is preferably 3% by weight or less, particularly preferably 2% by weight or less. In addition, the measurement of the water absorption is performed according to ASTM D570, and the measurement condition is 23 ° C. for 24 hours.
Regarding the solvent insolubility of the resin constituting the particles, the solvent insolubility of the particles represented by the following relational expression is preferably 50% or more, particularly preferably 70% or more.
Solvent insolubility (%) = (B / A) × 100
(However, A indicates the weight of the resin before immersion in the solvent, and B indicates the weight after immersing the resin in a good solvent at 25 ° C. for 24 hours.)
If the solvent insolubility is less than 50%, bleeding occurs on the surface of the particles during long-term storage, which affects the adhesion to the particles, hinders the movement of the particles, and may hinder image display durability.
The solvent (good solvent) used for measuring the solvent insolubility may be methyl ethyl ketone or the like for a fluororesin, methanol or the like for a polyamide resin, methyl ethyl ketone or toluene for an acrylic urethane resin, acetone or isopropanol for a melamine resin, or a silicone resin. Is preferably toluene or the like.
[0017]
Further, the particles are preferably spherical.
In the present invention, regarding the particle size distribution of each particle, the particle size distribution Span represented by the following formula is set to less than 5, preferably less than 3.
Span = (d (0.9) −d (0.1)) / d (0.5)
(However, d (0.5) is a numerical value in μm indicating a particle diameter in which 50% of the particles are larger than 50% and smaller than 50%, and d (0.1) is a ratio of particles smaller than 10%.) %, And d (0.9) is a numerical value, expressed in μm, where 90% of the particles are 90% or less.
By setting the span within the range of 5 or less, the size of each particle becomes uniform, and uniform particle movement becomes possible.
[0018]
Further, it is preferable that the average particle diameter d (0.5) of each particle is 0.1 to 50 μm. If it is larger than this range, the sharpness of the display will be lacking, and if it is smaller than this range, the cohesive force between the particles will be too large to hinder the movement of the particles.
Furthermore, regarding the correlation of each particle, of the particles used, the ratio of d (0.5) of the particle having the minimum diameter to d (0.5) of the particle having the maximum diameter is 50 or less, preferably 10 or less. It is important that
Even if the particle size distribution Span is reduced, particles having different charging characteristics move in opposite directions, so that the particles are close in size to each other and can easily move in the opposite direction by equal amounts. Is preferable, and this falls into this range.
[0019]
The above-mentioned particle size distribution and particle size can be determined by a laser diffraction / scattering method or the like. When the particles to be measured are irradiated with laser light, a light intensity distribution pattern of diffraction / scattered light is generated spatially, and since this light intensity pattern has a correspondence with the particle size, the particle size and the particle size distribution can be measured. .
The particle size and the particle size distribution in the present invention are obtained from a volume-based distribution. Specifically, using a Mastersizer 2000 (Malvern Instruments Ltd.) measuring device, the particles are introduced into a nitrogen gas stream, and the particles are analyzed using the attached analysis software (software based on a volume-based distribution using Mie theory). Measurements of diameter and particle size distribution can be made.
[0020]
A feature of the present invention relates to white particles among the above-described particles, and includes a fluorescent material in at least a part of the obtained white particles, thereby improving a luminance ratio of white and enabling good image display. It is in.
[0021]
Here, the fluorescent material refers to a substance having a property of changing its energy into visible light upon being stimulated by radiation such as visible light, radiation or α-ray. Examples of the fluorescent material that can be preferably used in the present invention include a fluorescent whitening agent, a red fluorescent material that emits red light when irradiated with ultraviolet light, a green fluorescent material that emits green light when irradiated with ultraviolet light, and a blue light that emits blue light when irradiated with ultraviolet light. Blue fluorescent materials, fluorescent dyes, fluorescent pigments, and the like.
[0022]
Fluorescent whitening agents are materials conventionally used for giving high whiteness to newsprint for offset printing, and include benzoxazole, stilbene, coumarin, pyrazoline, naphthalimide, and bisbenzoimides. Oxazole-based and bis-stilbiphenyl-based fluorescent whitening agents can be used.
[0023]
Fluorescent materials include various luminescent colors including the three primary colors of light. Specific examples of the red fluorescent material include trivalent europium and samarium-activated lanthanum oxysulfide phosphors. Specific examples of the green fluorescent material include a bivalent europium and manganese activated aluminate phosphor and a copper aluminum activated zinc sulfide phosphor. Specific examples of the blue fluorescent material include a divalent europium-activated aluminate phosphor.
[0024]
Specific examples of the fluorescent dye include xanthene-based acid dyes, xanthene-based basic dyes, acridine-based basic dyes, naphthalimide-based acid dyes, and thiazole-based basic dyes. Specific examples of the fluorescent pigment include a YAG-based phosphor.
[0025]
In addition, in order to obtain a display device which has a sufficient contrast and can stably obtain a good image, the particles are required to have good charging characteristics. Since ordinary fluorescent materials do not have high chargeability, it is necessary to increase the chargeability of white particles containing the fluorescent material in order to obtain higher performance display characteristics.
[0026]
As a technique for improving the chargeability of the white particles containing the fluorescent material, there is a method of first kneading with a highly chargeable resin, achieving the fluorescent property with the fluorescent material, and the charge property with the binder resin. In this case, the charge characteristics can be controlled by simultaneously kneading the charge control agent and the like. However, it is necessary that the amount of the fluorescent material added is sufficient to obtain sufficient fluorescent characteristics.
Next, good charging characteristics can also be exhibited by treating the surface of the particles containing the fluorescent material with a coupling agent or the like, or by coating the surface with a thin layer of a highly charging resin. However, it is important to design such that the incident light to the fluorescent material is not blocked by such treatment.
Examples of highly chargeable resins used for kneading and coating include urethane resins, acrylic resins, polyester resins, urethane-modified acrylic resins, silicone resins, nylon resins, epoxy resins, melamine resins, phenol resins, and fluorine resins. More than one species can be mixed.
[0027]
Next, the white powder fluid of the present invention will be described. The white powder fluid of the present invention can be achieved by using various white particles having the above-described configuration.
The “powder fluid” in the present invention is a substance in an intermediate state between a fluid and a particle that exhibits fluidity by itself without using the power of gas or liquid. For example, a liquid crystal is defined as an intermediate phase between a liquid and a solid, and has fluidity which is a characteristic of a liquid and anisotropy (optical properties) which is a characteristic of a solid (Heibonsha: Encyclopedia). . On the other hand, the definition of a particle is an object having a finite mass even if it is negligible in size, and is said to be affected by gravity (Maruzen: Encyclopedia of Physics). Here, even particles have a special state of gas-solid fluidized bed or liquid-solid fluid, and when gas flows from the bottom plate to the particles, an upward force acts on the particles corresponding to the velocity of the gas. Is a gas-solid fluidized bed that can easily flow like a fluid when it balances gravity, and a liquid-solid fluidized body is also called a fluidized fluidized body. (Company: Encyclopedia). Thus, the gas-solid fluidized bed or the liquid-solid fluid is in a state utilizing the flow of gas or liquid. In the present invention, it has been found that a substance in a state of exhibiting fluidity can be specifically produced without using the power of such a gas or the power of a liquid, and this is defined as a powder fluid.
[0028]
That is, the powder fluid in the present invention is in an intermediate state having both the characteristics of particles and liquid in the same state as the definition of liquid crystal (intermediate phase between liquid and solid), and the gravitational force which is the characteristic of the particles described above is used. It is a substance that is extremely unaffected and exhibits a unique state of high fluidity. Such a substance can be obtained in an aerosol state, that is, a dispersion system in which a solid or liquid substance is stably suspended as a dispersoid in a gas, and the solid substance is used as a dispersoid in the image display device of the present invention. Things.
[0029]
The image display device to which the present invention is applied is a device in which at least one of the transparent substrates is filled with a liquid powder having high fluidity in an aerosol state in which solid particles are stably suspended as a dispersoid in a gas between opposed substrates. The powder fluid can be easily and stably moved by application of a low voltage due to Coulomb force or the like.
[0030]
As described above, the powder fluid is a substance in an intermediate state between a fluid and a particle, which exhibits fluidity by itself without using the power of gas or liquid. This powder fluid can be in an aerosol state in particular, and is used in the image display device of the present invention in a state where a solid substance is relatively stably suspended as a dispersoid in a gas.
[0031]
The range of the aerosol state is preferably such that the apparent volume at the time of the maximum suspension of the powder fluid is at least twice as large as that at the time of no suspension, more preferably at least 2.5 times, particularly preferably at least 3 times. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 12 times or less.
If the apparent volume at the time of the maximum floating of the powder fluid is smaller than twice that of the non-floating state, it is difficult to control the display. If the apparent volume is larger than 12 times, the powder fluid will flutter too much when sealed in the device. Inconvenience in handling occurs. In addition, the apparent volume at the time of maximum floating is measured as follows. That is, the powder fluid is put into a closed container through which the powder fluid can be seen, and the container itself is vibrated or dropped to create a maximum floating state, and the apparent volume at that time is measured from the outside of the container. Specifically, a powdery fluid equivalent to 1/5 of the volume of the powdery fluid in a non-floating powdery fluid is placed in a polypropylene-made container with a lid (trade name: Iboy: manufactured by As One Corporation) having a diameter (inner diameter) of 6 cm and a height of 10 cm. And the container is set on a shaker, and shaken at a distance of 6 cm at 3 reciprocations / sec for 3 hours. The apparent volume immediately after stopping shaking is the apparent volume at the time of maximum suspension.
[0032]
Further, it is preferable that the temporal change of the apparent volume of the powder fluid of the present invention satisfies the following expression.
V ₁₀ / V ₅ > 0.8
Here, _{V 5} is the apparent volume of 5 minutes after the maximum floating ^(cm _{3), V 10} indicates the apparent volume after 10 minutes from the time of maximum floating (cm ^3). The image display device of the present invention is preferably greater than the time variation V _{10 /} V ₅ of the apparent volume of the liquid powders is 0.85, particularly preferably larger than 0.9. When V ₁₀ / V ₅ is 0.8 or less, it becomes the same as the case where ordinary so-called particles are used, and the effect of high-speed response and durability as in the present invention cannot be secured.
[0033]
The average particle diameter d (0.5) of the particulate material constituting the powder fluid is preferably 0.1 to 20 μm, more preferably 0.5 to 15 μm, and particularly preferably 0.9 to 8 μm. If it is smaller than 0.1 μm, it is difficult to control the display. If it is larger than 20 μm, the display can be performed, but the concealment ratio is reduced, and it is difficult to reduce the thickness of the device. The average particle diameter d (0.5) of the particulate matter constituting the powder fluid is the same as d (0.5) in the next particle diameter distribution Span.
In the white powder fluid of the present invention, the white particles of the present invention having the above-described configuration are included as a part of the constituent material. Is slightly different from the range of the average particle diameter of the white particles.
[0034]
The particle material constituting the powder fluid preferably has a particle size distribution Span represented by the following formula of less than 5, and more preferably less than 3.
Particle size distribution Span = (d (0.9) -d (0.1)) / d (0.5)
Here, d (0.5) is a numerical value expressing the particle diameter in μm that 50% of the particulate matter constituting the powder fluid is larger than 50% and smaller than 50%, and d (0.1) is less than this. The value of the particle diameter in which the ratio of the particulate matter constituting the powder fluid is 10% is expressed in μm, and d (0.9) is the particle diameter in which the particle material constituting the powder fluid of 90% or less is represented by μm. It is a numerical value represented by. By setting the particle size distribution Span of the particulate matter constituting the powder fluid to 5 or less, the size becomes uniform and uniform powder fluid movement becomes possible.
[0035]
The above particle size distribution and particle size can be determined by a laser diffraction / scattering method or the like. When a laser beam is irradiated to the powder fluid to be measured, a light intensity distribution pattern of diffraction / scattered light is generated spatially, and since this light intensity pattern has a correspondence with the particle size, the particle size and the particle size distribution are measured. it can. The particle size and the particle size distribution are obtained from a volume-based distribution. Specifically, using a Mastersizer 2000 (Malvern Instruments Ltd.) measuring machine, a powder fluid is introduced into a nitrogen stream, and attached analysis software (software based on volume-based distribution using Mie theory) is used. A measurement can be made.
[0036]
Further, the filling amount of the powder fluid is adjusted so that the volume occupancy of the powder fluid is 10 to 80 vol%, preferably 10 to 65 vol%, more preferably 10 to 55 vol% of the gap between the opposing substrates. Is preferred. If the volume occupancy of the powder fluid is smaller than 10 vol%, clear image display cannot be performed, and if it is larger than 80 vol%, the powder fluid becomes difficult to move. Here, the space volume refers to a volume that can be filled with a so-called powder fluid, excluding a portion sandwiched between the opposing substrates 1 and 2, excluding a portion occupied by the partition walls 4 and a device sealing portion.
[0037]
Next, the substrate will be described.
At least one of the substrate 1 and the substrate 2 is a transparent substrate 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 presence or absence of flexibility is appropriately selected depending on the application. For example, a material that is flexible for applications such as electronic paper, and inflexible for applications such as display of portable devices such as mobile phones, PDAs and notebook computers. Material is used.
[0038]
Examples of the substrate material include a polymer sheet such as polyethylene terephthalate, polyethersulfone, polyethylene, and polycarbonate, and an inorganic sheet such as glass and quartz.
The substrate thickness is preferably from 2 to 5000 μm, and more preferably from 5 to 1000 μm. If the thickness is too small, it is difficult to maintain the strength and the uniformity between the substrates. Occurs, and is particularly inflexible in electronic paper applications.
[0039]
An electrode may be provided on the substrate as needed.
When electrodes are not provided on the substrate, an electrostatic latent image is applied to the outer surface of the substrate, and an electric field generated according to the electrostatic latent image is used to remove colored particles or powder fluid charged to predetermined characteristics. By attracting or repelling to the substrate, particles or powder fluid arranged corresponding to the electrostatic latent image are visually recognized from outside the display device through the transparent substrate. The electrostatic latent image is formed by transferring an electrostatic latent image, which is performed by a normal electrophotographic system using an electrophotographic photosensitive member, onto the substrate of the image display device of the present invention, or by an ion flow. It can be performed by a method such as forming an electrostatic latent image directly on a substrate.
[0040]
When an electrode is provided on the substrate, by applying an external voltage to the electrode portion, an electric field generated at each electrode position on the substrate causes a particle group or powder fluid of a color charged to a predetermined characteristic to attract or repel, This is a method of visually recognizing a group of particles or a liquid powder arranged corresponding to an electrostatic latent image from outside the display device through a transparent substrate.
The electrode is formed of a transparent and pattern-forming conductive material. Examples thereof include metals such as indium oxide and aluminum, and conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole, and polythiophene. Can be exemplified. The thickness of the electrode is preferably 3 to 1000 nm, and more preferably 5 to 400 nm, as long as the conductivity can be secured and the light transmittance is not hindered. In this case, the external voltage input may be superimposed with DC or AC.
[0041]
Next, the partition will be described.
The shape of the partition wall of the present invention is appropriately set as appropriate according to the size of particles or liquid powder involved in display, and is not particularly limited, but the width of the partition wall is 10 to 1000 μm, preferably 10 to 500 μm, and the height of the partition wall is The thickness is adjusted to 10 to 5000 μm, preferably 10 to 500 μm.
Further, in forming the partition, a two-rib method in which a rib is formed on each of both opposing substrates and then bonding, and a one-rib method in which a rib is formed only on one substrate are conceivable. Is also applicable.
The display cell formed by the rib-shaped partition walls has a square, triangular, line, or circular shape when viewed from the substrate plane direction.
It is better to make the portion (area of the frame portion of the display cell) corresponding to the partition cross-section seen from the display side as small as possible, and the sharpness of the image display is increased.
[0042]
Here, examples of the method for forming the partition include a screen printing method, a sand blast method, a photoconductor paste method, and an additive method.
[0043]
Further, in the present invention, it is important to control the gas in the gap surrounding the particles between the substrates, which contributes to the improvement of display stability. Specifically, it is important that the relative humidity at 25 ° C. of the gas in the void portion be 60% RH or less, preferably 50% RH or less, and more preferably 35% RH or less.
The void portion refers to a gas portion in contact with particles, excluding a portion occupied by particles, a portion occupied by partition walls, and a device sealing portion from a portion sandwiched between opposing substrates.
The type of gas in the void portion is not limited as long as it is in the above-described humidity range, but dry air, dry nitrogen, dry argon, dry helium, dry carbon dioxide, dry methane, and the like are preferable.
This gas needs to be sealed in a device so that the humidity is maintained.For example, the filling of particles or powder fluid, the assembly of a substrate, and the like are performed under a predetermined humidity environment. It is important to provide a sealing material and a sealing method for preventing intrusion.
[0044]
The distance between the substrates in the display panel used in the image display device of the present invention is not particularly limited as long as the particles can move and the contrast can be maintained, but is usually adjusted to 10 to 5000 μm, preferably 10 to 500 μm. The volume occupancy of the particles in the space between the opposing substrates is preferably in the range of 10 to 80 vol%, more preferably 10 to 60 vol%. If it exceeds 80% by volume, the movement of particles is hindered. If it is less than 10% by volume, the contrast tends to be unclear.
[0045]
When performing monochrome (monotone) display on the display panel used in the image display device of the present invention, white particles and dark colored particles other than white are used in combination, and when performing full color display, white particles and black particles are used. A color filter that is used in combination and has a plurality of color regions corresponding to each cell, for example, a plurality of sets of three primary colors of R (red), G (green), and B (blue) is used.
[0046]
The image display device of the present invention can be used for display units of mobile devices such as notebook computers, PDAs, and mobile phones, electronic papers such as electronic books and electronic newspapers, billboards such as signboards, posters and blackboards, copiers, and printer paper substitutes. Rewritable paper, calculators, display units for home appliances, and card display units such as point cards.
[0047]
【Example】
Next, the present invention will be described more specifically by showing examples of white particles. However, the present invention is not limited by the following examples.
[0048]
<Example 1 (particle)>
First, basic white particles were produced as follows.
That is, 10 phr of titanium oxide and 2 phr of a charge control agent Bontron E89 (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) were added to an acrylic urethane resin EAU53B (manufactured by Asia Kogyo Co., Ltd.) / IPDI-based crosslinking agent Excel Hardener HX (manufactured by Asia Co., Ltd.). Was added, kneaded, and then pulverized and classified by a jet mill to produce a mixture. The prepared white particles had an average particle size of 7.0 μm and a surface charge density of −60 μC / m ² .
Next, 30 parts by weight of a benzoxazole-based whitening agent was added as a fluorescent material to 100 parts by weight of the prepared white particles to obtain white particles of the present invention. When the white reflectance of the white particles of the present invention was measured with respect to the basic white particles and the white particles of the present invention, the white reflectance of the white particles of the present invention was improved by 5% as compared with the reflectance of the existing basic white particles. .
[0049]
<Example 2 (particles)>
In the same manner as in Example 1, existing basic white particles were produced.
To 100 parts by weight of the prepared white particles, 10 parts by weight of a YAG-based material ((Y _0.6 Gd _0.4 ) ₃ Al ₅ O ₁₂ : Ce) was added as a fluorescent material to obtain white particles of the present invention. Was. The white reflectance of the white particles of the present invention was improved by 3% compared to the white reflectance of the existing white particles when the white reflectance of the basic white particles and the white particles of the present invention were measured. did.
[0050]
<Example 3 (particle)>
In the same manner as in Example 1, existing basic white particles were produced.
To 100 parts by weight of the prepared white particles, 15 parts by weight of a red fluorescent material Y ₂ O ₂ S: Eu, a green fluorescent material ZnS: Cu, Al, and a blue fluorescent material (Ba, Mg) Al ₁₀ O ₁₇ : Eu are added. Thus, white particles of the present invention were obtained. When the white reflectance of the basic white particles and the white particles of the present invention was measured, the white reflectance of the white particles of the present invention was improved by 7% as compared with the white reflectance of the existing basic white particles. did.
[0051]
<Example 4 (powder fluid)>
Using a hybridizer (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), an external additive A (silica H2000 / 4, manufactured by Wacker) and an external additive B (silica SS20, manufactured by Nippon Silica) were added to the white particles of Example 1. , And treated at 4800 rpm for 5 minutes to immobilize the external additive on the surface of the white particles to prepare a white powder fluid. The brightness factor of the white powder fluid of the present invention was improved by 5% as compared with the brightness factor of the existing basic white powder fluid.
[0052]
<Example 5 (powder fluid)>
Using a hybridizer (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), external additive A (silica H2000 / 4, manufactured by Wacker) and external additive B (silica SS20, manufactured by Nippon Silica) were added to the white particles of Example 2. , And treated at 4800 rpm for 5 minutes to immobilize the external additive on the surface of the white particles to prepare a white powder fluid. The brightness factor of the white powder fluid of the present invention was improved by 4% as compared with the brightness factor of the existing basic white powder fluid.
[0053]
<Example 6 (powder fluid)>
Using a hybridizer (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), external additive A (silica H2000 / 4, manufactured by Wacker) and external additive B (silica SS20, manufactured by Nippon Silica) were added to the white particles of Example 3. , And treated at 4800 rpm for 5 minutes to immobilize the external additive on the surface of the white particles to prepare a white powder fluid. The brightness factor of the white powder fluid of the present invention was improved by 6% compared to the brightness factor of the existing basic white powder fluid.
[0054]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, the luminance ratio of white can be improved by containing the fluorescent material. The same effect can be obtained with the white powder fluid of the present invention. As a result, it is possible to obtain an image display device capable of displaying a good image with high contrast.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a display method in an image display device to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram showing another example of a display method in an image display device to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a panel structure in an image display device to which the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
1, 2 Substrate 3W White particle 3B Black particle 4 Partition wall (rib)
5, 6 electrodes

Claims

At least one is a white particle used for an image display device for enclosing the particle group between the transparent opposing substrates and applying an electric field to the particle group to move the particle and display an image, and at least a part of the white particle. White particles containing a fluorescent material.

The white particles according to claim 1, wherein at least one of the fluorescent materials contained is a fluorescent whitening agent.

2. The fluorescent material according to claim 1, wherein the fluorescent material comprises a red fluorescent material that emits red light when irradiated with ultraviolet light, a green fluorescent material that emits green light when irradiated with ultraviolet light, and a blue fluorescent material that emits blue light when irradiated with ultraviolet light. White particles as described.

2. The white particles according to claim 1, wherein at least one kind of the fluorescent material contained is one of a fluorescent dye and a fluorescent pigment.

The white particles according to any one of claims 1 to 4, wherein the average particle diameter d (0.5) is 0.1 to 50 µm.

The white particles according to any one of claims 1 to 5, wherein the white particles are produced by kneading a fluorescent material and a highly chargeable resin.

The white particles according to any one of claims 1 to 5, wherein the surface of the white particles is treated with a coupling agent.

The white particles according to any one of claims 1 to 5, wherein the white particles have a surface coated with a transparent resin having strong charging properties.

A white powder fluid using the white particles according to any one of claims 1 to 8.

In an image display device for enclosing a particle group or a powder fluid between opposed substrates at least one of which is transparent and applying an electric field to the particle group or the powder fluid to move the particles or the powder fluid and display an image, the particle group or the powder fluid An image display device using the white particles according to any one of claims 1 to 8 or the white powder fluid according to claim 9 as at least one of the following.