JP2005189272A - Particle for display device and image display medium using same, and image forming apparatus - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、粒子を用いた、繰り返し書き換えが可能な画像表示媒体、及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image display medium using particles and capable of repeated rewriting, and an image forming apparatus.
従来より、繰り返し書き換えが可能な画像表示媒体として、Twisting Ball Display(2色塗り分け粒子回転表示)、電気泳動、磁気泳動、サーマルリライタブル媒体、メモリ性を有する液晶などの表示技術が提案されている。前記表示技術は、画像のメモリ性には優れるが、表示面を紙のような白色表示とすることができず、コントラストが低いという問題があった。 Conventionally, display technologies such as Twisting Ball Display (two-color coating particle rotation display), electrophoresis, magnetophoresis, thermal rewritable medium, and liquid crystal having memory properties have been proposed as image display media that can be rewritten repeatedly. . Although the display technique is excellent in image memory performance, there is a problem in that the display surface cannot be displayed in white like paper and the contrast is low.
上記のような問題を解決するトナーを用いた表示技術として、導電性着色トナーと白色粒子を対向する電極基板間に封入し、非表示基板の電極内側表面に設けた電荷輸送層を介して導電性着色トナーへ電荷を注入し、電荷注入された導電性着色トナーが非表示基板に対向して位置する表示基板側へ、電極基板間の電界により移動し、導電性着色トナーが表示側の基板内側へ付着して導電性着色トナーと白色粒子とのコントラストにより画像表示する表示技術が提案されている(Japan Hardcopy ’99 論文集、p249−252)。本表示技術は、画像表示媒体が全て固体で構成されており、白と黒(色)の表示を原理的に100%切り替えることができる点で優れている。しかし、上記技術では、非表示基板の電極内側表面に設けた電荷輸送層に接しない導電性着色トナー、また、他の導電性着色トナーから孤立している導電性着色トナーが存在し、これらの導電性着色トナーは、電荷が注入されないために電界によって移動せずにランダムに基板内に存在するため、濃度コントラストが低くなってしまうという問題がある。 As a display technology using toner that solves the above problems, conductive colored toner and white particles are sealed between opposing electrode substrates, and conductive through a charge transport layer provided on the inner surface of the electrode of the non-display substrate. Charge is injected into the conductive colored toner, and the injected conductive colored toner is moved to the display substrate side facing the non-display substrate by an electric field between the electrode substrates, and the conductive colored toner is transferred to the display side substrate. A display technique has been proposed in which an image is displayed based on the contrast between conductive colored toner and white particles attached to the inside (Japan Hardcopy '99 paper, p249-252). This display technique is excellent in that the image display medium is entirely composed of solid, and white and black (color) display can be switched 100% in principle. However, in the above technique, there are conductive colored toners that do not contact the charge transport layer provided on the inner surface of the electrode of the non-display substrate, and conductive colored toners that are isolated from other conductive colored toners. Since the conductive colored toner does not move due to an electric field and is present in the substrate at random without being injected, there is a problem that the density contrast is lowered.
このような問題を改善する目的で、一対の基板と、印加された電界により前記基板間を移動可能に前記基板の間に封入されると共に、色彩及び帯電特性が異なる複数種類の粒子群と、を含む画像表示媒体が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この提案によれば、高い白色度と濃度コントラストが得られることが記載されている。
しかし、この画像表示媒体において、表示粒子の着色剤として、無機顔料である酸化チタンを使用する場合、白色度、及び、下地の隠蔽性を向上するために、顔料の添加量を多くする必要がある。このような表示粒子は比重が大きくなるために、垂直な画像表示媒体への使用が困難であった。また、吸油量の大きい顔料は、特に、湿式製法で作製する粒子製造技術において、表示粒子を構成する成分であるモノマー等への分散が困難であり、添加量を増加させることができず、着色力、隠蔽性等の改善が困難であった。
However, in this image display medium, when using titanium oxide, which is an inorganic pigment, as a colorant for display particles, it is necessary to increase the amount of pigment added in order to improve the whiteness and the concealability of the base. is there. Since such display particles have a high specific gravity, it has been difficult to use them for vertical image display media. In addition, pigments with a large oil absorption amount are difficult to disperse in monomers, etc., which are constituents of display particles, especially in a particle manufacturing technique prepared by a wet manufacturing method, and cannot be added in an increased amount. It was difficult to improve power and concealment.
より詳細に説明すると、従来の、上述の画像表示媒体に用いられる表示粒子中に内在する着色剤は、粒子内部に分散された状態で使用されており、その分散レベルは、制御されたものではなく、ランダムに表示粒子内に存在するものであった。このため、表示粒子の着色力、若しくは、隠蔽性を上げるには、着色剤の添加量を増加する必要があった。特に、隠蔽性のある着色剤は、無機顔料が多く、その無機顔料は一次粒子径が大きいため、着色力、隠蔽性を改善させるためには、有機顔料系よりも多くの添加量が必要であった。その結果、表示粒子の比重は大きくなり、重力に対しての作用力が大きくなるために、画像表示媒体に使用した場合、これらの表示粒子と基板との摩擦帯電により発生した電荷による付着力と、重力に対しての作用力と、が拮抗し、外からの刺激(振動)に対して、付着力が弱まり、表示粒子が表示基板から離脱し、表示欠陥を招く問題を有していた。また、比重の大きな表示粒子は表示粒子間において凝集が生じ、これが原因となり、表示粒子と基板との付着力より低くなり、安定した表示画像を保持することが困難となり、長期に亘って、書き換えを繰り返すと、画像濃度が低下する問題を有していた。 In more detail, the colorant inherent in the display particles used in the above-described conventional image display medium is used in a state of being dispersed inside the particles, and the dispersion level is not controlled. It was present in the display particles at random. For this reason, in order to increase the coloring power or hiding property of the display particles, it is necessary to increase the addition amount of the colorant. In particular, the hiding colorant has many inorganic pigments, and the inorganic pigment has a large primary particle size. Therefore, in order to improve coloring power and hiding property, a larger amount of addition than that of the organic pigment system is required. there were. As a result, the specific gravity of the display particles increases, and the force acting on the gravity increases. Therefore, when used in an image display medium, the adhesion due to the charge generated by frictional charging between these display particles and the substrate is reduced. In other words, the acting force against gravity is antagonized, the adhesion force is weakened against external stimuli (vibration), the display particles are detached from the display substrate, and display defects are caused. In addition, display particles having a large specific gravity are aggregated between display particles, and this causes a lower adhesion than the display particles and the substrate, making it difficult to maintain a stable display image. When the process is repeated, there is a problem that the image density decreases.
本発明は、前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。
すなわち、本発明は、比重が低く、重力に対する作用力が小さい表示デバイス用粒子を提供することを目的とする。
また、本発明は、垂直設置した場合であっても、外部衝撃に対して画像表示維持性を良好であると共に、長期に亘って繰り返し書き換えても画像濃度の変化が小さい画像表示媒体及び該画像表示媒体を用いた画像形成装置を提供することを他の目的とする。
An object of the present invention is to solve the above problems and achieve the following objects.
That is, an object of the present invention is to provide particles for a display device having a low specific gravity and a small acting force on gravity.
Further, the present invention provides an image display medium that has good image display maintainability against external impacts even when installed vertically, and has a small change in image density even when rewritten over a long period of time. Another object is to provide an image forming apparatus using a display medium.
上記課題を解決するために、本発明者らは、以下のように鋭意検討した。
まず、画像表示媒体を作製する際、一対の基板間に封入される、少なくとも第1の粒子(一方の極性に帯電する粒子)及び第2の粒子(他方の極性に帯電する粒子)からなる粒子は、所定量の割合で攪拌用の容器中で混合され、攪拌される。
この機械的な攪拌混合の過程で粒子間及び粒子と容器内壁との間で摩擦帯電がなされて各粒子は帯電すると考えられる。その後、混合された粒子は所定の体積充填率になるように一対の基板間に封入される。基板間に封入された粒子は、基板間に印加される直流電圧の極性切替、或いは、交流電圧の印加により、電界に従って基板間を往復することとなる(イニシャライズ工程)。
In order to solve the above problems, the present inventors have intensively studied as follows.
First, when producing an image display medium, particles composed of at least first particles (particles charged with one polarity) and second particles (particles charged with the other polarity) enclosed between a pair of substrates. Are mixed and stirred in a stirring vessel at a predetermined rate.
It is considered that each particle is charged by frictional charging between particles and between the particles and the inner wall of the container during the mechanical stirring and mixing process. Thereafter, the mixed particles are sealed between the pair of substrates so as to have a predetermined volume filling rate. The particles encapsulated between the substrates reciprocate between the substrates according to the electric field by switching the polarity of the DC voltage applied between the substrates or by applying the AC voltage (initialization process).
この過程においても、各粒子は粒子間及び粒子と基板表面(他方の基板と対向する面を意味する。なお、以下、特に説明が無い限り、基板表面とは他方の基板と対向する面を意味する。)との間で、衝突して摩擦帯電すると考えられる。この時、第1の粒子と第2の粒子は異なる極性に帯電し、第1の粒子と第2の粒子との間のクーロン引力により粒子間で付着し凝集しようとするが、このイニシャライズ工程の最後に印加された電界の方向に従ってこの2種類の粒子は分離して、それぞれが所定の基板に付着する。次に、画像信号に応じて電界を印加することにより、第1の粒子乃至第2の粒子が電界に従って分離・移動してそれぞれ異なる基板に付着する。 Also in this process, each particle means between the particles and the particle and the substrate surface (the surface facing the other substrate. In the following, unless otherwise specified, the substrate surface means the surface facing the other substrate. It is thought that the battery will collide and be triboelectrically charged. At this time, the first particles and the second particles are charged to different polarities and try to adhere and aggregate between the particles due to the Coulomb attractive force between the first particles and the second particles. The two types of particles are separated according to the direction of the last applied electric field, and each adheres to a predetermined substrate. Next, by applying an electric field according to the image signal, the first particles and the second particles are separated and moved according to the electric field and are attached to different substrates.
すなわち、外部から印加される電界により個々の荷電粒子に働く静電気力が、粒子間のクーロン力や粒子と基板表面との間の影像力や接触電位差による力よりも勝れば、2種類の粒子は分離してそれぞれ反対側の基板へ移動し、付着するものと考えられる。
そして、基板上に付着した帯電粒子は、基板表面との間に生じる影像力や、粒子と基板間のファンデルワールス力により基板に付着固定されると考えられる。
In other words, if the electrostatic force acting on each charged particle by an externally applied electric field is greater than the Coulomb force between particles, the image force between the particle and the substrate surface, or the force due to the contact potential difference, two types of particles Are considered to separate and move to the opposite substrates and adhere to each other.
The charged particles adhering to the substrate are considered to be adhered and fixed to the substrate by image force generated between the substrate surface and van der Waals force between the particles and the substrate.
また、画像表示媒体(画像形成装置)を垂直設置した場合、基板上に付着した帯電粒子と基板との間には、更に、重力方向に、粒子の質量に対してのモーメントが作用する。粒子の基板への付着力と、粒子の重力方向に対する引力(基板に対しては、剥離力)と、が拮抗すると、電気的な付着力が大きければ表示に寄与し、剥離力が強ければ画像表示欠陥となる。
以上のことから、画像表示欠陥を生じさせないためには、粒子の基板への付着力よりも、基板に対する粒子の剥離力が大きい状態にならなりように、粒子の比重を低下させることが重要である。
そこで、本発明者らは、以上に説明したような知見も踏まえて、上記課題を達成するために、以下の本発明を見出した。
In addition, when the image display medium (image forming apparatus) is installed vertically, a moment with respect to the mass of the particles acts in the direction of gravity between the charged particles attached on the substrate and the substrate. If the adhesion force of the particles to the substrate and the attractive force of the particles in the direction of gravity (peeling force for the substrate) antagonize, it contributes to the display if the electric adhesion force is large, and the image if the peeling force is strong. It becomes a display defect.
From the above, in order not to cause image display defects, it is important to reduce the specific gravity of the particles so that the particle peeling force to the substrate is larger than the particle adhesion force to the substrate. is there.
Therefore, the present inventors have found the following present invention in order to achieve the above-mentioned problems based on the knowledge as described above.
すなわち、本発明は、
<1> 正又は負に帯電し得る性質及び色彩を有すると共に、ポリマー微粒子表面に着色剤を担持させた着色微粒子を内在することを特徴とする表示デバイス用粒子である。
That is, the present invention
<1> A particle for a display device having a property and color that can be positively or negatively charged and having colored fine particles having a colorant supported on the surface of the fine polymer particles.
<2> 前記着色剤が無機顔料であることを特徴とする<1>に記載の表示デバイス用粒子である。 <2> The display device particle according to <1>, wherein the colorant is an inorganic pigment.
<3> 前記ポリマー微粒子が架橋されてなることを特徴とする<1>又は<2>に記載の表示デバイス用粒子である。 <3> The display device particle according to <1> or <2>, wherein the polymer fine particle is crosslinked.
<4> 対向配置された一対の基板と、該一対の基板間の空隙に封入されたすくなくとも2種類以上の粒子からなる粒子群と、からなり、外部刺激により、該2種類以上の粒子が、そのうちの少なくとも1種類が正に、他の少なくとも1種類が負に帯電しうる性質を有し、かつ、前記正負に帯電し得る粒子が相互に異なる色彩を有する画像表示媒体であって、
前記正負に帯電し得る粒子の少なくともいずれか1種類の粒子が、<1>〜<3>のいずれか1に記載の表示デバイス用粒子であることを特徴とする画像表示媒体である。
<4> A pair of substrates arranged opposite to each other, and a particle group composed of at least two kinds of particles enclosed in a gap between the pair of substrates. By external stimulation, the two or more kinds of particles are An image display medium in which at least one of them has the property of being positively charged and at least one of the other can be negatively charged, and the positively and negatively charged particles have different colors.
The image display medium according to any one of <1> to <3>, wherein at least one kind of the positively and negatively chargeable particles is a particle for a display device.
<5> 前記正負に帯電し得る粒子の少なくともいずれか1種類の粒子が、白色であることを特徴とする<4>に記載の画像表示媒体である。 <5> The image display medium according to <4>, wherein at least one of the positively and negatively charged particles is white.
<6> 前記白色である粒子が色材を含有し、該色材が酸化チタンであることを特徴とする<5>に記載の画像表示媒体である。 <6> The image display medium according to <5>, wherein the white particles contain a color material, and the color material is titanium oxide.
<7> <4>〜<6>のいずれか1に記載の画像表示媒体に画像を形成する画像形成装置であって、
前記一対の基板間に、画像に応じた電界を発生させる電界発生手段を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
<7> An image forming apparatus for forming an image on the image display medium according to any one of <4> to <6>,
An image forming apparatus comprising an electric field generating means for generating an electric field corresponding to an image between the pair of substrates.
本発明の表示デバイス用粒子のように、ポリマー微粒子表面に着色剤を担持させた着色微粒子を着色剤として使用することにより、着色成分(着色微粒子)の分散を3次元的に制御することが可能となり、少ない添加量で、隠蔽性、着色力を満足させることが可能となる。その結果、表示粒子である表示デバイス用粒子の比重は、低く抑えることが可能となる。この表示デバイス用粒子を垂直設置した画像表示媒体(画像形成装置)に用いることで、外からの刺激(振動)に対して生じる画像表示欠陥を抑えることでき、また、長期に亘って繰り返し書き換えても、画像濃度の変化を小さくすることができる。
また、例えば、湿式製法で作製される粒子製造技術、例えば、懸濁粒子法において、吸油性の高い顔料をモノマー中へ分散する際であっても、その顔料がポリマー微粒子表面に担持された着色微粒子を用いることで、添加量に対する吸油量を抑えることができ、容易に、着色力、隠蔽性の向上が可能となる。
Dispersion of coloring components (colored fine particles) can be controlled three-dimensionally by using colored fine particles having a colorant supported on the surface of the polymer fine particles as the colorant as in the display device particles of the present invention. Thus, it is possible to satisfy the concealing property and the coloring power with a small addition amount. As a result, the specific gravity of the display device particles that are display particles can be kept low. By using the display device particles in an image display medium (image forming apparatus) installed vertically, image display defects caused by external stimuli (vibration) can be suppressed, and rewriting can be repeated over a long period of time. Also, the change in image density can be reduced.
In addition, for example, in a particle manufacturing technique prepared by a wet manufacturing method, for example, a suspension particle method, even when a highly oil-absorbing pigment is dispersed in a monomer, the pigment is supported on the surface of the polymer fine particles. By using fine particles, the amount of oil absorption relative to the amount added can be suppressed, and the coloring power and concealability can be easily improved.
本発明によれば、比重が低く、重力に対する作用力が小さい表示デバイス用粒子を提供することができる。
また、本発明によれば、垂直設置した場合であっても、外部衝撃に対して画像表示維持性を良好であると共に、長期に亘って繰り返し書き換えても画像濃度の変化が小さい画像表示媒体及び該画像表示媒体を用いた画像形成装置を提供することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the particle | grains for display devices with a low specific gravity and a small action force with respect to gravity can be provided.
In addition, according to the present invention, an image display medium that has good image display maintainability against external impact even when installed vertically and has a small change in image density even when rewritten over a long period of time. An image forming apparatus using the image display medium can be provided.
以下に本発明を、詳細に説明する。
<表示デバイス用粒子>
本発明の表示デバイス用粒子は、正又は負に帯電し得る性質及び色彩を有すると共に、ポリマー微粒子表面に着色剤を担持させた着色微粒子を内在することを特徴とする。より具体的には、本発明の表示デバイス用粒子は、少なくとも、着色微粒子(色材)、帯電制御剤、及び樹脂を含むものである。
以下に、本発明の表示デバイス用粒子を構成する各成分について説明する。
The present invention is described in detail below.
<Display device particles>
The particles for a display device of the present invention are characterized in that they have a property and color that can be positively or negatively charged, and have colored fine particles having a colorant supported on the surface of the fine polymer particles. More specifically, the display device particles of the present invention include at least colored fine particles (coloring material), a charge control agent, and a resin.
Below, each component which comprises the particle | grains for display devices of this invention is demonstrated.
〔ポリマー微粒子表面に着色剤を担持させた着色微粒子〕
本発明における着色微粒子は、母粒子であるポリマー微粒子の表面に、子粒子である着色剤を担持させてなる。
ここで、使用される着色剤としては、カーボンブラック、チタンブラック、磁性粉、その他、有機、無機系の黒色顔料、ルチル型酸化チタン、アナターゼ型酸化チタン、亜鉛華、鉛白、硫化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化ジルコニウム等の白色顔料、その他、有彩色の着色剤としては、フタロシアニン系、キナクリドン系、アゾ系、縮合系、不溶性レーキ顔料、無機酸化物系の染・顔料を使用することができる。
[Colored fine particles having a colorant supported on the surface of the polymer fine particles]
The colored fine particles in the present invention are formed by supporting a colorant as a child particle on the surface of polymer fine particles as a mother particle.
Here, as the colorant used, carbon black, titanium black, magnetic powder, other organic, inorganic black pigment, rutile titanium oxide, anatase titanium oxide, zinc white, lead white, zinc sulfide, oxidation Use white pigments such as aluminum, silicon oxide, zirconium oxide, and chromatic colorants such as phthalocyanine, quinacridone, azo, condensation, insoluble lake pigments, and inorganic oxide dyes and pigments. Can do.
有彩色の着色剤として好適な無機顔料としては、具体的には、コバルトバイオレット、マンガニーズバイオレット、コバルトブルー、ウルトラマリン、セルリアンブルー、プルシャンブルー、マンガニーズブルー、ビリジャン、クロムオキサイトグリーン、コバルトグリーン、テールベルト、アースグリーン、カドミウムイエロー、イエローオーカー、ニッケルチタンイエロー、ビスマスバナジウムイエロー、クロムイエロー、カドミウムオレンジ、鉛丹、クロムバーミリオン、バーミリオン、酸化鉄赤、シエナ土、アンバー土、バンダイクブラウン、アイボリーブラック、ピーチブラック、ランプブラック、マルスブラック、複合酸化物ブラック、チタニウムホワイト、シルバーホワイト、ジンクホワイト、セラミックホワイト等が挙げられる。 Specific examples of inorganic pigments that are suitable as chromatic colorants include cobalt violet, manganese violet, cobalt blue, ultramarine, cerulean blue, Prussian blue, manganese blue, viridan, chrome oxide green, and cobalt. Green, Tail Belt, Earth Green, Cadmium Yellow, Yellow Ocher, Nickel Titanium Yellow, Bismuth Vanadium Yellow, Chrome Yellow, Cadmium Orange, Lead Tan, Chrome Vermillion, Vermillion, Iron Oxide Red, Siena Soil, Amber Soil, Bandai Brown Ivory black, peach black, lamp black, mars black, composite oxide black, titanium white, silver white, zinc white, ceramic white, etc. That.
また、その他の有彩色の着色剤として好適な顔料としては、アニリンブルー、カルコイルブルー、デユポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ローズベンガル、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・イエロー97、C.ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等を代表的なものとして例示することができる。 Other pigments suitable as a chromatic colorant include aniline blue, calcoyl blue, deyupon oil red, quinoline yellow, methylene blue chloride, phthalocyanine blue, malachite green oxalate, rose bengal, C.I. I. Pigment red 48: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment yellow 97, C.I. Blue 15: 1, C.I. I. Pigment Blue 15: 3 can be exemplified as a representative one.
これらの着色剤の中でも、顔料を用いることが好ましい。
なお、このような着色剤は、ポリマー微粒子の表面に担持させるために、粒子状であることが好ましい。
粒子径としては、平均一次粒子径で、0.01μm〜5μmが使用可能であり、好ましくは、0.05μm〜3μmが良好に使用できる。
Among these colorants, it is preferable to use a pigment.
Such a colorant is preferably in the form of particles in order to be supported on the surface of the polymer fine particles.
As a particle diameter, 0.01 micrometer-5 micrometers can be used by an average primary particle diameter, Preferably 0.05 micrometer-3 micrometers can be used conveniently.
ポリマー微粒子としては、例えば、架橋PMMA粒子、架橋スチレン−アクリル粒子等を挙げることができ、ここに例示したように、架橋されてなるものが好ましい。このポリマー微粒子は、乳化重合法、懸濁重合法等により、作製することができる。
粒子径としては、平均一次粒子径で、0.1μm〜100μmが使用可能であり、好ましくは、1μm〜30μmが良好に使用できる。
また、着色剤の粒子径とポリマー微粒子の粒子径との比は、着色剤/ポリマー微粒子=1/1000〜1/10の範囲が好ましく、1/100〜1/20の範囲がより好ましい。
Examples of the polymer fine particles include cross-linked PMMA particles and cross-linked styrene-acrylic particles. Cross-linked particles are preferable as exemplified here. The polymer fine particles can be produced by an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method or the like.
As a particle diameter, it is an average primary particle diameter, 0.1 micrometer-100 micrometers can be used, Preferably 1 micrometer-30 micrometers can be used favorably.
The ratio of the particle diameter of the colorant to the particle diameter of the polymer fine particles is preferably in the range of colorant / polymer fine particles = 1/1000 to 1/10, more preferably in the range of 1/100 to 1/20.
このようなポリマー微粒子の表面に上述の着色剤を担持させることで、着色微粒子が作製される。
ポリマー微粒子と着色剤との割合は、着色剤のポリマー微粒子表面への埋め込みによる着色剤の固定化の観点から、表面被覆率で10〜130%が好ましく、20〜100%がより好ましく、30〜80%が更に好ましい。
なお、表面被覆率は、着色剤の平均一次粒子径から円相当面積を算出し、ポリマー微粒子の表面積で割り、100をかけたもので、%で表わされる。
Colored fine particles are produced by supporting the colorant on the surface of such polymer fine particles.
From the viewpoint of fixing the colorant by embedding the colorant in the surface of the polymer fine particle, the ratio of the polymer fine particle to the colorant is preferably 10 to 130%, more preferably 20 to 100% in terms of surface coverage. 80% is more preferable.
The surface coverage is calculated by calculating the area equivalent to a circle from the average primary particle diameter of the colorant, dividing by the surface area of the polymer fine particles, and multiplying by 100, and is expressed in%.
着色微粒子の製造方法は、母粒子であるポリマー微粒子と、子粒子である着色剤と、を適当な配合になるように混合し、奈良機械製作所製:ハイブリダイザー、徳寿工作所製:シータコンポーザー、ホソカワミクロン製:オングミル等のメカノフージョン法による手法で作製できる。
着色微粒子は、上記の着色剤の他に、必要に応じて、帯電制御に作用する機能材料や、抵抗調整剤を併用して、処理することで作製されてもよい。
The method for producing the colored fine particles is to mix polymer fine particles as mother particles and colorant as child particles so as to have an appropriate blend, made by Nara Machinery Co., Ltd .: Hybridizer, manufactured by Tokuju Kogakusho: Theta Composer, Manufactured by Hosokawa Micron: It can be produced by a mechano-fusion method such as Ong Mill.
The colored fine particles may be produced by processing in combination with a functional material acting on charge control and a resistance adjusting agent, if necessary, in addition to the above-described colorant.
〔帯電制御剤〕
本発明の表示デバイス用粒子には、帯電性を制御するために、帯電制御剤が添加される。
帯電制御剤としては、電子写真用トナー材料に使用される公知のものが使用でき、例えば、セチルピリジルクロライド、P−51、P−53(オリエント化学工業社製)等の第4級アンモニウム塩、サリチル酸系金属錯体、フェノール系縮合物、テトラフェニル系化合物、カリックスアレン化合物、また、酸化金属微粒子、又は、各種カップリング剤により、表面処理された酸化金属微粒子を挙げることができる。また、帯電制御剤としては、無色のもの、或いは、着色力の低いものが好ましい。添加量は、0.1〜10質量%の範囲内であることが好ましく、0.5〜5質量%の範囲内がより好ましい。
(Charge control agent)
A charge control agent is added to the display device particles of the present invention in order to control chargeability.
As the charge control agent, known ones used for toner materials for electrophotography can be used, for example, quaternary ammonium salts such as cetylpyridyl chloride, P-51, P-53 (manufactured by Orient Chemical Industries), Examples thereof include salicylic acid-based metal complexes, phenol-based condensates, tetraphenyl-based compounds, calixarene compounds, metal oxide fine particles, and metal oxide fine particles surface-treated with various coupling agents. Moreover, as a charge control agent, a colorless thing or a thing with low coloring power is preferable. The addition amount is preferably in the range of 0.1 to 10% by mass, and more preferably in the range of 0.5 to 5% by mass.
〔抵抗調整剤〕
更に、本発明の表示デバイス用粒子には、必要に応じて、抵抗調整剤を添加してもよい。
抵抗調整剤としては、抵抗値が1×106Ωcm以下の無機微粉末を用いることができ、例えば、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、各種導電性酸化物でコートされた微粒子(例えば、酸化スズコートされた酸化チタン等)などを挙げることができる。また、抵抗調整剤は、無色のもの、或いは、着色力の低いものが好ましい。添加量は、上記の着色微粒子により着色された表示デバイス用粒子の色を妨げない範囲であることが好ましく、具体的には、0.1質量%〜10質量%の範囲内が好ましい。
[Resistance adjuster]
Furthermore, a resistance adjuster may be added to the display device particles of the present invention, if necessary.
As the resistance adjuster, an inorganic fine powder having a resistance value of 1 × 10 6 Ωcm or less can be used. For example, fine particles coated with tin oxide, titanium oxide, zinc oxide, iron oxide, various conductive oxides ( For example, tin oxide-coated titanium oxide and the like. Further, the resistance adjusting agent is preferably colorless or has a low coloring power. The addition amount is preferably in a range that does not hinder the color of the particles for display device colored with the above-mentioned colored fine particles, and specifically in the range of 0.1% by mass to 10% by mass.
〔樹脂〕
本発明の表示デバイス用粒子を構成する樹脂としては、ポリオレフィン、ポリスチレン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、塩化ビニル、ポリビニルブチラール等のポリビニル系樹脂;塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体;スチレン−アクリル酸共重合体;スチレン−メタクリル酸共重合体等の共重合樹脂、オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコン樹脂、及びその変性樹脂;ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデンのようなフッ素樹脂;ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート;アミノ樹脂;エポキシ樹脂等が挙げられる。
また、本発明の表示デバイス用粒子を構成する樹脂として、従来の電子写真用トナーの主成分として知られている公知の結着樹脂も問題なく用いることができる。
〔resin〕
Examples of the resin constituting the display device particles of the present invention include polyolefin resins, polystyrene, acrylic resins, methacrylic resins, polyacrylonitrile, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, vinyl chloride, polyvinyl butyral, and the like; polyvinyl chloride-vinyl acetate Polymer; Styrene-acrylic acid copolymer; Copolymer resin such as styrene-methacrylic acid copolymer, straight silicon resin composed of organosiloxane bond, and modified resin thereof: polytetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride Fluorine resin such as: polyester, polyurethane, polycarbonate; amino resin; epoxy resin.
Further, as the resin constituting the display device particles of the present invention, a known binder resin known as a main component of a conventional electrophotographic toner can be used without any problem.
これらは単独で使用してもよいし、複数の樹脂を混合して使用してもよい。また、これら樹脂を架橋させたものを用いてもよい。中でも、特に、架橋成分を含んだ樹脂を用いることが好ましい。 These may be used alone or in combination with a plurality of resins. Moreover, you may use what bridge | crosslinked these resin. Among these, it is particularly preferable to use a resin containing a crosslinking component.
〔その他の添加剤〕
更に、上述した各成分以外のその他の添加剤も、色相に影響のない範囲で用いることができる。このような添加剤としては、例えは、表示デバイス用粒子の比重を低減するためのものとして、表示デバイス用粒子の直径よりも小さいポリマー微粒子を挙げることができる。このポリマー微粒子としては、従来公知のポリマーを使用することができるが、併用する着色微粒子よりも比重の低いものを使用することが好ましく、また、ポリマー微粒子自身が色彩を有する場合には、表示デバイス用粒子に含まれる着色微粒子が有する色彩を考慮して、適宜、選択して使用することが好ましい。
[Other additives]
Furthermore, other additives other than the above-described components can be used within a range not affecting the hue. Examples of such additives include fine polymer particles smaller than the diameter of the display device particles, for example, for reducing the specific gravity of the display device particles. As this polymer fine particle, a conventionally known polymer can be used, but it is preferable to use a polymer having a specific gravity lower than that of the colored fine particle used together, and when the polymer fine particle itself has a color, a display device In consideration of the color of the colored fine particles contained in the particles for use, it is preferable to select and use them appropriately.
ポリマー微粒子を構成する材料としては、具体的には、例えば、ポリスチレン樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂、尿素ホリマリン樹脂、スチレン・アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂等を単独又は複数組み合わせて使用することができるが、これらに限定されるものではない。これらの樹脂は、架橋構造を有していることが好ましく、更に、表示デバイス用粒子に含まれる樹脂よりも屈折率が高いものであることがより好ましい。 Specifically, as the material constituting the polymer fine particles, for example, polystyrene resin, polymethyl methacrylate resin, urea polymarin resin, styrene / acrylic resin, polyethylene resin, polyvinylidene fluoride resin, etc. are used alone or in combination. However, the present invention is not limited to these. These resins preferably have a crosslinked structure, and more preferably have a higher refractive index than the resin contained in the display device particles.
ポリマー微粒子は、球形、不定形、偏平形などの形状を有するものを使用することができるが、球形であることがより好ましい。
ポリマー微粒子の体積平均粒子径は、表示デバイス用粒子よりも小さいものであれば特に限定されないが、10μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがより好ましい。また、粒度分布はシャープなものがよく、より好ましくは、単分散であることが好ましい。
As the polymer fine particles, those having a shape such as a spherical shape, an irregular shape, and a flat shape can be used, but a spherical shape is more preferable.
The volume average particle diameter of the polymer fine particles is not particularly limited as long as it is smaller than the particles for display devices, but is preferably 10 μm or less, and more preferably 5 μm or less. The particle size distribution should be sharp, and more preferably monodisperse.
更に、より小さい比重の表示デバイス用粒子を作製する観点から、ポリマー微粒子の一部又は全部が、中空粒子からなることが好ましい。かかる中空粒子の体積平均粒子径は、表示デバイス用粒子よりも小さいものであれば特に限定されないが、10μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがより好ましい。特に、中空粒子の場合、光の散乱の観点から、体積平均粒子径は、0.1〜1μmの範囲内であることが更に好ましく、0.2〜0.5μmの範囲内であることが特に好ましい。
ここで、「中空粒子」とは、粒子内部に空隙を有するものを指す。空隙率は10〜90%であることが好ましい。また、「中空粒子」は、中空のカプセル状態のものであっても、粒子の外壁が多孔質状態のものであってもよい。
Furthermore, from the viewpoint of producing particles for a display device having a smaller specific gravity, it is preferable that part or all of the polymer fine particles are made of hollow particles. The volume average particle diameter of the hollow particles is not particularly limited as long as it is smaller than the particles for display devices, but is preferably 10 μm or less, and more preferably 5 μm or less. In particular, in the case of hollow particles, from the viewpoint of light scattering, the volume average particle diameter is more preferably in the range of 0.1 to 1 μm, and particularly preferably in the range of 0.2 to 0.5 μm. preferable.
Here, “hollow particles” refer to those having voids inside the particles. The porosity is preferably 10 to 90%. Further, the “hollow particles” may be in the form of a hollow capsule, or the outer wall of the particles may be in a porous state.
また、中空粒子は、中空のカプセル状態のものは外殻部の樹脂層と粒子内部の空気層との界面における屈折率の差、外壁が多孔質状態のものは外壁と空洞との間の屈折率の差、によって起こる光の散乱を利用して白色度を上げること及び隠蔽性を高めることがができるため、白色の表示デバイス用粒子に内在させることが特に好ましい。 Also, hollow particles in the form of hollow capsules have a difference in refractive index at the interface between the resin layer in the outer shell and the air layer inside the particles, and those in which the outer wall is porous have refraction between the outer wall and the cavity. Since the whiteness can be increased and the concealability can be improved by utilizing light scattering caused by the difference in rate, it is particularly preferable that the white display device particles are included.
本発明の表示デバイス用粒子において、ポリマー微粒子(中空粒子)の添加量は、表示デバイス用粒子全体に対して、1〜40質量%の範囲内であることが好ましく、1〜20質量%の範囲内であることがより好ましい。 In the display device particles of the present invention, the amount of polymer fine particles (hollow particles) added is preferably in the range of 1 to 40% by mass, and in the range of 1 to 20% by mass with respect to the entire display device particles. More preferably, it is within.
〔表示デバイス用粒子の製造方法〕
本発明の表示デバイス用粒子は、懸濁重合、乳化重合、分散重合などの湿式製法により製造されてもよいし、従来の粉砕分級法により製造されてもよい。湿式製法により得られた粒子は球状粒子となり、粉砕分級法により得られた粒子は不定形粒子となる。
また、これらの製法により得られた球状粒子や不定形粒子の形状を揃えるために、熱処理を施してもよい。
粒度分布を揃える方法としては、上述の湿式製法における造粒条件を調整したり、一旦得られた粒子を分級操作する方法が挙げられる。
湿式製法における造粒条件を調整する場合には、水相中に、表示デバイス用粒子を構成する材料を分散させた油相を分散させた際の攪拌速度を調整したり、界面活性剤を利用する場合には、その濃度を調整する等により粒子の粒度分布を制御することができる。
[Method for producing particles for display device]
The particles for display device of the present invention may be produced by a wet production method such as suspension polymerization, emulsion polymerization, or dispersion polymerization, or may be produced by a conventional pulverization classification method. The particles obtained by the wet manufacturing method become spherical particles, and the particles obtained by the pulverization classification method become amorphous particles.
Further, heat treatment may be performed in order to make the spherical particles and irregular particles obtained by these production methods uniform in shape.
Examples of the method for aligning the particle size distribution include a method of adjusting the granulation conditions in the above-described wet manufacturing method and classifying the particles once obtained.
When adjusting the granulation conditions in the wet manufacturing method, adjust the stirring speed when dispersing the oil phase in which the materials constituting the particles for display devices are dispersed in the aqueous phase, or use a surfactant. In this case, the particle size distribution of the particles can be controlled by adjusting the concentration.
また、粒子を分級操作する方法としては、例えば、各種振動篩、超音波篩、空気式篩、及び湿式篩、遠心力の原理を使用したローター回転式分級機、風力分級機等を利用する方法を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらは、単独、又は、多数組み合わせることにより、所望の粒度分布に調整できる。特に精密に調整する場合は、湿式篩を使用するのが好ましい。なお、分級機を用いる場合には、例えば、回転式分級機では、回転数を制御することにより、分級前の粒子から選択的に微紛側/粗紛側の成分を除去することができる。また、篩としては、目開きの分布が狭く、高い収量を得ることができる点でナイロン篩を用いることが好ましい。 In addition, as a method of classifying the particles, for example, various vibrating sieves, ultrasonic sieves, pneumatic sieves, and wet sieves, a method using a rotor rotary classifier using the principle of centrifugal force, a wind classifier, etc. However, it is not limited to these. These can be adjusted to a desired particle size distribution either alone or in combination. In particular, when adjusting precisely, it is preferable to use a wet sieve. When a classifier is used, for example, in a rotary classifier, components on the fine powder side / coarse powder side can be selectively removed from the particles before classification by controlling the number of rotations. Moreover, as a sieve, it is preferable to use a nylon sieve at the point that the distribution of opening is narrow and a high yield can be obtained.
表示デバイス用粒子の体積平均粒子径としては、一概には言えないが、良好な画像を得るためには、体積平均粒子径が、0.1〜30μm程度の範囲内が好ましく、2〜20μmの範囲内がより好ましく、2〜15μmの範囲内が更に好ましい。 The volume average particle diameter of the display device particles cannot be generally specified, but in order to obtain a good image, the volume average particle diameter is preferably in the range of about 0.1 to 30 μm, and preferably 2 to 20 μm. Within the range is more preferable, and within the range of 2 to 15 μm is further preferable.
表示デバイス用粒子の形状としては、真球にちかいものであることが望ましい。真球に近い粒子とすれば、粒子相互間の接触は、ほぼ点接触となり、また、粒子と基板表面との接触もほぼ点接触となり、粒子相互間及び粒子と基板表面とのファンデルワールス力に基つく付着力が小さくなる。従って、基板表面が誘導体であっても、電界により帯電粒子が基板内を円滑に移動できると考えられる。 The shape of the particles for display device is desirably close to a true sphere. In the case of particles close to a true sphere, the contact between the particles is almost a point contact, and the contact between the particle and the substrate surface is also almost a point contact, and van der Waals force between the particles and between the particle and the substrate surface. Adhesive force based on is reduced. Therefore, even if the substrate surface is a derivative, it is considered that the charged particles can move smoothly in the substrate by the electric field.
本発明の表示デバイス用粒子は、上述のような着色微粒子を着色剤として用いることにより、着色剤をそのままの状態で表示デバイス用粒子に添加させる場合と比較し、着色剤の添加量がより少ない状態であっても、隠蔽性、着色力を満足させることが可能となる。その結果、表示デバイス用粒子自身の比重を低く抑えることができる。 The display device particles of the present invention have a smaller amount of colorant added than the case where the colorant is added to the display device particle as it is by using the above-described colored fine particles as the colorant. Even in the state, it is possible to satisfy the concealability and coloring power. As a result, the specific gravity of the display device particles themselves can be kept low.
<画像表示媒体>
本発明の画像表示媒体は、対向配置された一対の基板と、該一対の基板間の空隙に封入されたすくなくとも2種類以上の粒子からなる粒子群と、からなり、外部刺激により、該2種類以上の粒子が、そのうちの少なくとも1種類が正に、他の少なくとも1種類が負に帯電しうる性質を有し、かつ、前記正負に帯電し得る粒子が相互に異なる色彩を有する画像表示媒体であって、
前記正負に帯電し得る粒子の少なくともいずれか1種類の粒子が、上述した本発明の表示デバイス用粒子であることを特徴とする。
<Image display medium>
The image display medium of the present invention comprises a pair of substrates arranged opposite to each other, and a particle group composed of at least two types of particles enclosed in a gap between the pair of substrates. An image display medium in which at least one of the above particles has a property of being positively charged and at least one of the other particles can be negatively charged, and the positively and negatively charged particles have different colors. There,
At least one of the positively and negatively charged particles is the above-described display device particle of the present invention.
本発明の画像表示媒体においては、正に帯電している粒子(以下、「第1の粒子」と称す場合がある。)と、負に帯電している粒子(以下、「第2の粒子」と称す場合がある。)と、が互いに色彩が異なるため、第1の粒子からなる画像部位と第2の粒子からなる画像部位との間に濃度コントラストが得られる。
また、本発明の画像表示媒体においては、本発明の画像表示媒体は、第1の粒子及び第2の粒子の少なくとも一方の粒子として、比重を低減させた本発明の表示デバイス用粒子を用いることで、画像表示媒体を垂直設置した際であっても外からの刺激(振動)に対して生じる画像表示欠陥を抑えることでき、また、長期に亘って繰り返し書き換えても、画像濃度の変化を小さくすることができる。
なお、上記説明においては、正に帯電する第1の粒子と、負に帯電する第2の粒子と、がそれぞれ1種類ずつであることを前提とした表現を用いたが、両者はそれぞれ1種類のみであっても2種類以上であっても問題なく、2種類以上の場合においても、そのうち一種が本発明の表示デバイス用粒子で構成されていれば、上記と同様の作用機構により本発明の効果が発揮される。
In the image display medium of the present invention, positively charged particles (hereinafter sometimes referred to as “first particles”) and negatively charged particles (hereinafter “second particles”). ) Are different in color from each other, so that a density contrast is obtained between the image portion made of the first particles and the image portion made of the second particles.
In the image display medium of the present invention, the image display medium of the present invention uses the particles for display device of the present invention with reduced specific gravity as at least one of the first particles and the second particles. Thus, even when the image display medium is installed vertically, image display defects caused by external stimuli (vibration) can be suppressed, and even if rewritten over a long period of time, the change in image density is reduced. can do.
In the above description, the expression is based on the premise that there is one kind of positively charged first particle and one of negatively charged second particle. In the case of two or more types, if one of them is composed of the particles for a display device of the present invention, the same mechanism of action as described above is used. The effect is demonstrated.
以下、本発明の画像表示媒体において、第1の粒子及び第2の粒子、つまり正負に帯電し得る双方の粒子の総称を「表示粒子」と称する。かかる表示粒子は、双方が共に上記本発明の表示デバイス用粒子で構成されていることが好ましいが、着色微粒子を内在していない従来公知の表示デバイス用粒子を併用することもできる。 Hereinafter, in the image display medium of the present invention, the first particles and the second particles, that is, the particles that can be positively and negatively charged are collectively referred to as “display particles”. Both of the display particles are preferably composed of the display device particles of the present invention, but conventionally known display device particles that do not contain colored fine particles may be used in combination.
本発明の画像表示媒体において、表示粒子の一方は、白色であることことが好ましく、言い換えれば、表示粒子の一方に、白色系の色材を含むことが好ましい。一方の粒子を白色にすることにより、他方の粒子の着色力、濃度コントラストを向上することができる。この時、一方の粒子を白色にするための白色系の色材としては、酸化チタンが好ましい。色材として酸化チタンを使用することにより、可視光の波長の範囲において、隠蔽力を高くでき、より、一層濃度コントラストを向上させることができる。白色系の色材として、特に好ましくは、ルチル型の酸化チタンである。
ここで、白色系の色材としては、上述のように、ポリマー微粒子の表面に白色の着色剤(好ましくは、酸化チタン)を担持した着色微粒子であることが好ましい。つまり、本発明の画像表示媒体における白色の表示粒子は、本発明の表示デバイス用粒子であることが好ましい態様である。
In the image display medium of the present invention, one of the display particles is preferably white, in other words, it is preferable that one of the display particles includes a white color material. By making one particle white, the coloring power and density contrast of the other particle can be improved. At this time, titanium oxide is preferable as a white color material for making one particle white. By using titanium oxide as the color material, the hiding power can be increased in the range of the wavelength of visible light, and the density contrast can be further improved. As the white color material, rutile type titanium oxide is particularly preferable.
Here, as described above, the white color material is preferably colored fine particles having a white colorant (preferably titanium oxide) supported on the surface of the polymer fine particles. That is, it is a preferred embodiment that the white display particles in the image display medium of the present invention are the display device particles of the present invention.
以下に、本発明の画像表示媒体を構成する基板について説明する。
本発明の画像表示媒体において、基板は、対向配置された一対の基板が用いられ、この一対の基板間の空隙には表示デバイス用粒子が封入される。
なお、外部刺激として電界を用いて正又は負に帯電し得る粒子の帯電状態を制御する場合には、基板として導電性を有する板状体(導電性基板)が用いられる。この場合、画像表示媒体としての機能を持たせるためには、一対の基板のうち少なくとも一方が透明な導電性基板であることが必要となる。なお、この際、画像表示媒体の透明導電性基板が設けられた側が画像表示面となる。
Below, the board | substrate which comprises the image display medium of this invention is demonstrated.
In the image display medium of the present invention, a pair of substrates disposed opposite to each other is used as the substrate, and particles for display device are enclosed in a gap between the pair of substrates.
In addition, when controlling the charged state of particles that can be positively or negatively charged using an electric field as an external stimulus, a conductive plate-like body (conductive substrate) is used as the substrate. In this case, in order to have a function as an image display medium, at least one of the pair of substrates needs to be a transparent conductive substrate. At this time, the side of the image display medium on which the transparent conductive substrate is provided becomes the image display surface.
導電性基板としては、基板自体が導電性であっても、絶縁性の支持体表面を導電化処理したものであってもよく、また、結晶であるか非晶質であるかは問わない。基板自体が導電性である導電性基板としては、アルミニウム、ステンレススチール、ニッケル、クロム等の金属及びその合金結晶、Si、GaAs、GaP、GaN、SiC、ZnOなどの半導体を挙げることができる。 The conductive substrate may be conductive, or may be a conductive surface of an insulating support, and may be crystalline or amorphous. Examples of the conductive substrate in which the substrate itself is conductive include metals such as aluminum, stainless steel, nickel, and chromium and alloy crystals thereof, and semiconductors such as Si, GaAs, GaP, GaN, SiC, and ZnO.
絶縁性の支持体としては、高分子フィルム、ガラス、石英、セラミック等を挙げることができる。絶縁性の支持体の導電化処理は、上記基板自体が導電性である導電性基板の具体例で挙げた金属又は金、銀、銅等を、蒸着法、スパッター法、イオンプレーティング法などにより成膜して行うことができる。 Examples of the insulating support include a polymer film, glass, quartz, and ceramic. Conductive treatment of the insulating support is performed by vapor deposition, sputtering, ion plating, or the like using the metal or gold, silver, copper, etc. mentioned in the specific example of the conductive substrate in which the substrate itself is conductive. A film can be formed.
透明導電性基板としては、絶縁性の透明支持体の片面に透明電極が形成された導電性基板、又はそれ自体導電性を有する透明支持体が用いられる。それ自体導電性を有する透明支持体としては、ITO(Indium−Tin Oxide)、酸化亜鉛、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅等の透明導電性材料を挙げることができる。 As the transparent conductive substrate, a conductive substrate in which a transparent electrode is formed on one surface of an insulating transparent support, or a transparent support having conductivity itself is used. Examples of the transparent support having conductivity per se include transparent conductive materials such as ITO (Indium-Tin Oxide), zinc oxide, tin oxide, lead oxide, indium oxide, and copper iodide.
絶縁性の透明支持体としては、ガラス、石英、サファイア、MgO、LiF、CaF2等の透明な無機材料、また、弗素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、エポキシ等の透明な有機樹脂のフィルム又は板状体、更には、オプチカルファイバー、セルフォック光学プレート等が使用できる。 Insulating transparent supports include transparent inorganic materials such as glass, quartz, sapphire, MgO, LiF, and CaF 2 , and transparent organic resins such as fluorine resin, polyester, polycarbonate, polyethylene, polyethylene terephthalate, and epoxy. A film or plate-like body, optical fiber, selfoc optical plate, or the like can be used.
上記透明支持体の片面に設ける透明電極としては、ITO、酸化亜鉛、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅等の透明導電性材料を用い、蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等の方法により形成したもの、或いはAl、Ni、Au等の金属を蒸着やスパッタリングにより半透明になる程度に薄く形成したものが用いられる。 As a transparent electrode provided on one side of the transparent support, a transparent conductive material such as ITO, zinc oxide, tin oxide, lead oxide, indium oxide, copper iodide is used, and by a method such as vapor deposition, ion plating, sputtering, etc. A formed one or a thin one made of metal such as Al, Ni, Au or the like so as to be translucent by vapor deposition or sputtering is used.
なお、基板同士が対向する側の表面(以下、「対向面」と略す場合がある)は、表示デバイス用粒子の帯電極性に影響を及ぼす場合がある。このため、対向面には適切な表面状態の保護層を設けることも好ましい。
この保護層は、主に基板対向面への表示デバイス用粒子の接着性及び帯電列や、基板の透明性、更には、対向面表面の汚染防止の観点から選択することができる。具体的な保護層の材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ビニルシリコーン樹脂、フッ素基含有樹脂等を挙げることができる。樹脂の選択は、使用する表示デバイス用粒子の表面を構成する材料や、表示デバイス用粒子との摩擦帯電の差が小さいものが選択される。
In addition, the surface on the side where the substrates face each other (hereinafter may be abbreviated as “opposing surface”) may affect the charging polarity of the display device particles. For this reason, it is also preferable to provide a protective layer having an appropriate surface state on the facing surface.
This protective layer can be selected mainly from the viewpoint of adhesion of the display device particles to the substrate facing surface and the charged column, transparency of the substrate, and prevention of contamination of the surface of the facing surface. Specific examples of the material for the protective layer include polycarbonate resin, vinyl silicone resin, and fluorine group-containing resin. For the selection of the resin, a material constituting the surface of the display device particle to be used or a material having a small frictional charge difference from the display device particle is selected.
<画像形成装置>
本発明の画像形成装置は、上述した本発明の画像表示媒体に画像を形成する画像形成装置であり、本発明の画像表示媒体を構成する一対の基板間に、画像情報に応じた電界を発生させる電界発生手段を備えたことを特徴とする。
以下、図面を参照して本発明の画像表示媒体を用いた、本発明の画像形成装置の実施の形態について詳細に説明する。なお、同様の機能を有すものは全図面を通して同じ符号を付し、その説明を省略する場合がある。
<Image forming apparatus>
The image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus for forming an image on the above-described image display medium of the present invention, and generates an electric field according to image information between a pair of substrates constituting the image display medium of the present invention. An electric field generating means is provided.
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an image forming apparatus of the present invention using an image display medium of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, what has the same function attaches | subjects the same code | symbol through all the drawings, and the description may be abbreviate | omitted.
−第1実施形態−
図1は、本発明の画像形成装置の一例(第1の実施形態)を示す概略構成図である。
第1の実施形態に係る画像形成装置12は、図1に示すように電圧印加手段201を備えている。画像表示媒体10は、画像が表示される側の表示基板14と、これに対向する非表示基板16との間に、これら2つの基板の外周を封止するようにスペーサ204が設けられ、表示基板14、非表示基板16及びスペーサ204で仕切られた隙間に表示デバイス用粒子として黒色粒子18及び白色粒子20とが封入されている。表示基板14及び非表示基板16の対向面には、後述するように透明電極205が付されているが、非表示基板16の対向面に設けられた透明電極205は接地されており、表示基板14の対向面に設けられた透明電極205は電圧印加手段201と接続されている。
-First embodiment-
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example (first embodiment) of an image forming apparatus according to the present invention.
The
次に、画像表示媒体10の詳細について個々の構成を具体例を挙げて説明する。
画像表示媒体10を構成する表示基板14及び非表示基板16には、例えば、サイズが50×50×1.1mmで、対向面に透明電極205としてITO透明電極が設けられた7059ガラス基板を使用することができる。表示基板14及び非表示基板16の対向面に設けられた透明電極205の表面にはポリカーボネート樹脂層206(厚さ5μmのポリカーボネート樹脂(PC−Z)からなる層)が設けられている。
スペーサ204としては、40×40×0.3mmのシリコンゴムプレートの中央部を15×15mmの正方形に切り抜いて空間を形成したものを利用することができる。
Next, details of the
For the
As the
画像表示媒体10の作製に際してはこのシリコンゴムプレートを非表示基板16の対向面側上に設置する。次に、表示デバイス用粒子として、例えば、体積平均粒子径20μmの酸化チタン含有の球状白色粒子20と、体積平均粒子径20μmのカーボン含有球状黒色粒子18、とを質量比3対2の割合で混合し、この混合粒子約15mgを非表示基板16の対向面側上に設置されたシリコンゴムプレートの正方形に切り抜かれた部分にスクリーンを通して振るい落とす。その後、このシリコンゴムプレートに表示基板14の対向面側を密着させ、両基板間をダブルクリップで加圧保持して、シリコンゴムプレートと両基板とを密着させ、画像表示媒体10を形成する。
なお、図1及び以下に示す図面の説明において、表示デバイス用粒子18、20は、既述したように、ポリマー微粒子表面に着色剤を担持させた着色微粒子を内在する、本発明の表示デバイス用粒子である。
When the
In the description of FIG. 1 and the drawings shown below, the
−第2実施形態−
以下、図面を参照して本発明の第2実施形態を詳細に説明する。
図2は、本発明の画像形成装置の他の例(第2の実施形態)を示す概略構成図であり、単純マトリックスを用いた画像表示媒体10に画像を形成するための画像形成装置12について示したものである。
帯電性の異なる複数の(不図示の)表示デバイス用粒子群が封入された画像表示媒体10の平面方向には、縦及び横方向の電圧を制御する電極403An及び404Bn(nは正数)が単純マトリックス構造となるように配置されている。電極403Anは、波形発生装置405B及び電源405Aにより構成された電界発生装置405の電源405Aに接続されており、電極404Bnは、波形発生装置402B及び電源402Aにより構成された電界発生装置402の電源402Aに接続されている。また、電極404Bn、電源405A、電極403Anはシーケンサー406に接続されている。
-Second Embodiment-
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing another example (second embodiment) of the image forming apparatus of the present invention, and the
In the plane direction of the
画像の表示に際しては、電界発生装置402、或いは、電界発生装置405により、各電極403An、404Bnに電位を発生させ、シーケンサ406によって電極の電位駆動タイミングを制御して、各電極の電圧の駆動を制御し、片方の面の電極403A1〜Anには1行単位で表示デバイス用粒子が駆動できる電界を付与し、他方の面の電極404B1〜Bnには画像情報に応じた電界を面内同時に付与させることができる。
When displaying an image, the
図3〜図5は、図2に示す画像形成装置12の任意の面での画像形成部(画像表示媒体10)の模式断面図の例を示したものである。
表示デバイス用粒子18、20は、電極面或いは基板面に接触しており、基板14又は基板16の少なくとも一方の面は透明で表示デバイス用粒子18,20の色を外部から透過して見ることができるものである。電極403A,404Bは、図3に示すように、基板14及び16が向き合う面側に埋めこまれて一体化していてもよく、図4に示すように基板14、16の内部に埋めこまれて一体化してもよく、図5のように表示基板14及び非表示基板16が向き合う面と反対側の面から少し離れた位置に、表示基板14及び非表示基板16と分離して設けられてもよい。
3 to 5 illustrate examples of schematic cross-sectional views of the image forming unit (image display medium 10) on an arbitrary surface of the
The
画像形成装置12に適宜電界の設定を行なうことにより、単純マトリックス駆動による表示が可能になる。なお、表示デバイス用粒子18、20は電界に対して移動のしきい値を持つものであれば駆動は可能であり、表示デバイス用粒子18、20の色、帯電極性、帯電量、などの制限を受けるものではない。
By appropriately setting the electric field in the
−第3実施形態−
以下、図面を参照して本発明の第3実施形態を詳細に説明する。図6は本発明の画像形成装置の他の例(第3の実施形態)を示す概略構成図であり、具体的には印字電極を用いた画像形成装置について示したものである。
図6に示す画像形成装置12は、印字電極11と、この印字電極11に対向配置されアースに接続された対向電極26から構成されている。
印字電極11と対向電極26との間は画像表示媒体10が矢印B方向に搬送可能である。画像表示媒体10は一対の基板(表示基板14及び非表示基板16)、この基板間に封入された表示デバイス用粒子18,20から構成され、矢印B方向への搬送に際しては、非表示基板16側が対向電極26と近接乃至接触し、表示基板側が、印字電極11に近接するように搬送される。
なお、印字電極11は、基板13と、基板13の表示基板14側に設けられた電極15とからなり、印字電極11は不図示の電源に接続されている。
-Third embodiment-
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing another example (third embodiment) of the image forming apparatus of the present invention, and specifically shows an image forming apparatus using print electrodes.
The
The
The
次に、印字電極11の表示基板14側に設けられた電極15の配置や形状について説明する。図7は、印字電極に設けられた電極パターンの例について示す模式図であり、図6において、印字電極11の電極15が設けられた面を、非表示基板16側から表示基板14方向へと見た場合について示したものである。
電極15は、図7(A)に示すように、表示基板14の片側の面に画像表示媒体10の搬送方向(図中矢印B方向)に対して略直交する方向(すなわち、主走査方向)に沿って画像の解像度に応じて所定間隔に1列に並べられている。電極15は、図7(B)に示すように正方形でもよいし、図7(C)に示すようにマトリックス状に配置されていてもよい。
Next, the arrangement and shape of the
As shown in FIG. 7A, the
次に、印字電極の詳細について説明する。図8は、印字電極の概略構成図について示したものである。
各電極15には、図8に示すように、AC電源17AとDC電源17Bとが接続制御部19を介して接続されている。接続制御部19は、一端が電極15に接続され、かつ、他端がAC電源17Aに接続されたスイッチ21Aと、一旦が電極15に接続され、かつ、他端がDC電源17Bに接続されたスイッチ21Bからなる複数のスイッチで構成されている。
Next, details of the printing electrode will be described. FIG. 8 shows a schematic configuration diagram of the print electrode.
As shown in FIG. 8, an AC power source 17 </ b> A and a DC power source 17 </ b> B are connected to each
このスイッチ21A、21Bは制御部60によりオンオフ制御され、AC電源17A及びDC電源17Bと電極15とを電気的に接続する。これにより、交流電圧や直流電圧、又は交流電圧と直流電圧とを重畳した電圧を印加することができる。
The
次に、第3の実施形態における作用を説明する。
まず、画像表示媒体10が図示しない搬送手段により図中矢印B方向へ搬送され、印字電極11と対向電極26との間に搬送されると、制御部60は、接続制御部19に指示して全てのスイッチ21Aをオンさせる。これにより、すべての電極15にAC電源17Aから交流電圧が印加される。
ここで画像表示媒体10は、電極を持たない一対の基板内の空間に2種類以上の表示デバイス用粒子群が封入された媒体である。
Next, the operation in the third embodiment will be described.
First, when the
Here, the
交流電圧が電極15に印加されると、画像表示媒体10内の黒色粒子18及び白色粒子20が表示基板14と非表示基板16との間を往復運動する。これにより、表示デバイス用粒子同士の摩擦や表示デバイス用粒子と基板との摩擦により黒色粒子18及び白色粒子20は摩擦帯電され、例えば、黒色粒子18がプラスに帯電され、白色粒子20は帯電されないか、又はマイナスに帯電される。なお、以下では、白色粒子20はマイナスに帯電されるものとして説明する。
When an AC voltage is applied to the
そして、制御部60は、接続制御部19に指示して画像データに応じた位置の電極15に対応するスイッチ17Bのみをオンさせ、画像データに応じた位置の電極15に直流電圧を印加させる。例えば、非画像部に直流電圧を印加し、画像部には直流電圧を印加しないようにする。
Then, the
これにより、電極15に直流電圧が印加されていた場合、図6に示すように印字電極11が表示基板14と対向する部分にあったプラスに帯電された黒色粒子18は、電界の作用により非表示基板16側へ移動する。また、非表示基板16側にあったマイナスに帯電された白色粒子20は電界の作用により表示基板14側へ移動する。従って、表示基板14側には白色粒子20のみが現れるため、非画像部に対応する部分に画像は表示されない。
As a result, when a DC voltage is applied to the
一方、電極15に直流電圧が印加されていない場合、印字電極11が表示基板14と対向する部分にあったプラスに帯電された黒色粒子18は、電界の作用に表示基板14側にそのまま維持される。また、非表示基板16側にあったプラスに帯電された黒色粒子18は電界の作用により表示基板14側へ移動する。従って、表示基板14側には黒色粒子18のみが現れるため、画像部に対応する部分に画像が表示される。
これにより、表示基板14側には黒色粒子18のみが現れるため、画像部に対応する部分に画像が表示される。
On the other hand, when a DC voltage is not applied to the
Thereby, since only the
このようにして、画像に応じて黒色粒子18及び白色粒子20が移動し、表示基板14側に画像が表示される。なお、白色粒子20が帯電されていない場合、黒色粒子18のみが電界の影響を受けて移動する。画像が表示されない部位での黒色粒子18は非表示基板16に移動し、表示基板14側からは白色粒子20によって隠蔽されるため画像の表示は可能である。また、画像表示媒体10の基板間に発生していた電界が消失した後も、表示デバイス用粒子固有の付着力により表示された画像は維持される。また、これらの表示デバイス用粒子は、基板間に電界が発生すれば再び移動することができるため、画像形成装置12により繰り返し画像を表示させることができる。
In this way, the
このように、空気を媒体として帯電した表示デバイス用粒子を電界により移動させるため、安全性が高い。また、空気は粘性抵抗が低いため、高速応答性を満足させることもできる。 In this way, since the particles for display device charged with air as a medium are moved by the electric field, safety is high. In addition, since air has a low viscous resistance, high-speed response can be satisfied.
−第4実施形態−
以下、図面を参照して本発明の第4実施形態を詳細に説明する。図9は本発明の画像形成装置の他の例(第4の実施形態)を示す概略構成図であり、静電潜像担時体を用いる画像形成装置について示したものである。
図9に示す画像形成装置12は、矢印A方向に回転可能なドラム状の静電潜像担持体24と、これに対向配置された矢印C方向に回転可能なドラム状の対向電極26とから主に構成されており、静電潜像担持体24と、対向電極26との間を矢印B方向に一対の基板間に表示デバイス用粒子を封入した画像表示媒体10が挿通可能である。
-Fourth embodiment-
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing another example (fourth embodiment) of the image forming apparatus of the present invention, and shows an image forming apparatus using an electrostatic latent image carrier.
The
静電潜像担持体24の周囲には、対向電極26が設けられた側のほぼ反対側に、静電潜像担持体24に近接するように帯電装置80が配置されており、帯電装置80の矢印A方向側の静電潜像担持体24表面に静電潜像が形成可能なように光ビーム走査装置82が配置されており、これら3つの部材により静電潜像形成部22が構成されている。
A charging
静電潜像担持体24としては、感光体ドラム24を使用することができる。感光体ドラム24は、ドラム状にしたアルミニウムやSUSなどの導電性基体24Aの外周側に光導電層24Bを形成したもので、光導電層24Bとしては公知の種々の材料を使用することができる。たとえばα−Si、α−Se、As2Se3などの無機光導電性材料や、PVK/TNFなどの有機光導電性材料を用いることができ、これらはプラズマCVDや蒸着法やディッピング法などにより形成することができる。また必要に応じて電荷輸送層やオーバーコート層等を形成してもよい。また、導電性基体24Aは接地されている。
As the electrostatic
帯電装置80は、静電潜像担持体24の表面を所望の電位に一様に帯電するものである。帯電装置80は、感光体ドラム24の表面を任意の電位に帯電させられるものであればよく、本実施の形態では電極ワイヤに高電圧を印加し、静電潜像担持体24との間でコロナ放電を発生させて、感光体ドラム24の表面を一様に帯電するコロトロンを使用したものとする。この他にも、導電性のロール部材、ブラシやフィルム部材等を感光体ドラム24に接触させ、これに電圧を印加して感光体ドラム表面を帯電するものなど、公知の種々の帯電器を使用することができる。
The charging
光ビーム走査装置82は、帯電された静電潜像担持体24の表面を画像信号に基づいて微小スポット光を照射し、静電潜像担持体24上に静電潜像を形成するものである。光ビーム走査装置82は、画像情報にしたがって感光体ドラム24表面に光ビームを照射し、一様に帯電された感光体ドラム24上に静電潜像を形成するものであればよく、本実施の形態では光ビーム走査装置82内に設けられたポリゴンミラー84、折り返しミラー86、図示しない光源やレンズ等を備えた結像光学系により、所定のスポット径に調整されたレーザビームを画像信号に応じてオンオフさせながらポリゴンミラー84によって感光体ドラム24の表面を光走査させるROS(RasterOutputScanner)装置である。この他にもLEDを所望の解像度に応じて並べたLEDヘッド等を使用してもよい。
The light
対向電極26は、例えば弾性を有した導電性ロール部材で構成されている。これにより、画像表示媒体10とより密着させることができる。また、対向電極26は、静電潜像担持体24と図中矢印B方向へ図示しない搬送手段により搬送される画像表示媒体10を挟んで対向した位置に配置されている。対向電極26は、直流電圧電源28が接続されている。対向電極26は、この直流電圧電源28によりバイアス電圧VBが印加される。この印加するバイアス電圧VBは、例えば、図10に示すように、静電潜像担持体24上の正の電荷が帯電した部分の電位をVH、帯電されていない部分の電位をVLとした場合、両者の中間の電位となるような電圧とする。
The
次に、第4実施形態における作用を説明する。
静電潜像担持体24が図9において矢印A方向に回転開始されると、静電潜像形成部22により静電潜像担持体24上に静電潜像が形成される。一方、画像表示媒体10は、図示しない搬送手段により図中矢印B方向へ搬送され、静電潜像担持体24と対向電極26との間に搬送される。
Next, the operation in the fourth embodiment will be described.
When the electrostatic
ここで、対向電極26は図10に示すようなバイアス電圧VBが印加されており、対向電極26と対向する位置の静電潜像担持体24の電位はVHとなっている。このため、静電潜像担持体24の表示基板14と対向する部分が正の電荷で帯電されていた場合(非画像部)で、かつ表示基板14の静電潜像担持体24と対向する部分に黒色粒子18が付着していた場合には、正に帯電している黒色粒子18は、表示基板14側から非表示基板16側へ移動し、非表示基板16に付着する。これにより、表示基板14側には白色粒子20のみが現れるため、非画像部に対応する部分に画像は表示されない。
Here, a bias voltage V B as shown in FIG. 10 is applied to the
一方、静電潜像担持体24の表示基板14と対向する部分が正の電荷で帯電されていない場合(画像部)で、かつ非表示基板16の対向電極26と対向する部分に黒色粒子18が付着していた場合には、対向電極26と対向する位置の静電潜像担持体24の電位はVLとなっているので、帯電された黒色粒子18は、非表示基板16側から表示基板14側へ移動し、表示基板14に付着する。これにより、表示基板14側には黒色粒子18のみが現れるため、画像部に対応する部分に画像が表示される。
On the other hand, when the portion facing the
このようにして、画像に応じて黒色粒子18が移動し、表示基板14側に画像が表示される。なお、画像表示媒体10の基板間に発生していた電界が消失した後も、粒子固有の付着力及び粒子と基板間の鏡像力により表示された画像は維持される。また、黒色粒子18及び白色粒子20は、基板間に電界が発生すれば再び移動することができるため、画像形成装置12により繰り返し画像を表示させることができる。
In this way, the
このように、対向電極26にバイアス電圧が印加されているため、黒色粒子18が表示基板14、非表示基板16の何れの基板に付着している場合であっても黒色粒子18を移動させることができる。このため、黒色粒子18を予め一方の基板側に付着させておく必要がない。また、コントラスト及び尖鋭度の高い画像を形成することができる。更に、空気を媒体として帯電した粒子を電界により移動させるため、安全性が高い。また、空気は粘性抵抗が低いため、高速応答性を満足させることもできる。
As described above, since the bias voltage is applied to the
以上、図面を参照して本発明の画像表示媒体を用いた、本発明の画像形成装置の実施形態について説明したが、本発明の画像形成装置は、これら実施形態に限定されるわけではなく、所望に応じた構成とすることができる。また、表示デバイス用粒子の色の組合せを黒、白としたが、この組合せに限定されるわけではなく、所望色彩を有する表示デバイス用粒子を、必要に応じて、適宜選択することができる。 The embodiments of the image forming apparatus of the present invention using the image display medium of the present invention have been described above with reference to the drawings. However, the image forming apparatus of the present invention is not limited to these embodiments. It can be set as desired. Moreover, although the color combination of the particle | grains for display devices was made into black and white, it is not necessarily limited to this combination, The particle | grains for display devices which have a desired color can be selected suitably as needed.
以下、本発明を、実施例を挙げて更に具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例においては、既述した第1の実施形態に係る画像表示媒体及び画像形成装置(図1に示す画像表示媒体及び画像形成装置)を用いた。このとき、各部材の大きさ、材質等も既述したものと同様とした。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. In the following examples and comparative examples, the image display medium and the image forming apparatus (the image display medium and the image forming apparatus shown in FIG. 1) according to the first embodiment described above were used. At this time, the size and material of each member were the same as those already described.
(着色微粒子1)
平均一次粒子径3μmの架橋PMMA:80重量部と、平均一次粒子径0.3μmの酸化チタン:20重量部と、をサンプルミルで予備混合させ、表面固定化装置(ハイブリダイザー:奈良機械製作所製)で室温下、回転周速度100m/s、処理時間15分で処理を施し、着色微粒子1を作製した。
(Colored fine particles 1)
80 parts by weight of crosslinked PMMA having an average primary particle diameter of 3 μm and 20 parts by weight of titanium oxide having an average primary particle diameter of 0.3 μm are premixed by a sample mill, and a surface immobilization device (hybridizer: manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.). ) At room temperature at a rotational peripheral speed of 100 m / s and a processing time of 15 minutes, to produce colored fine particles 1.
(着色微粒子2)
平均一次粒子径1μmの架橋PMMA:90重量部と、平均一次粒子径0.1μmの酸化チタン:10重量部と、をサンプルミルで予備混合させ、表面固定化装置(ハイブリダイザー:奈良機械製作所製)で室温下、回転周速度100m/s、処理時間15分で処理を施し、着色微粒子2を作製した。
(Colored fine particles 2)
90 parts by weight of crosslinked PMMA having an average primary particle diameter of 1 μm and 10 parts by weight of titanium oxide having an average primary particle diameter of 0.1 μm are premixed by a sample mill, and a surface immobilization device (hybridizer: manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.). ) At room temperature at a rotational peripheral speed of 100 m / s and a processing time of 15 minutes to produce colored fine particles 2.
(着色微粒子3)
平均一次粒子径3μmの架橋PMMA:90重量部と、平均一次粒子径0.5μmのコバルトブルー:10重量部と、をサンプルミルで予備混合させ、表面固定化装置(ハイブリダイザー:奈良機械製作所製)で室温下、回転周速度100m/s、処理時間15分で処理を施し、着色微粒子3を作製した。
(Colored fine particles 3)
90 parts by weight of crosslinked PMMA having an average primary particle diameter of 3 μm and 10 parts by weight of cobalt blue having an average primary particle diameter of 0.5 μm are premixed by a sample mill, and a surface immobilization device (hybridizer: manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.). ) At room temperature at a rotational peripheral speed of 100 m / s and a processing time of 15 minutes, to produce colored fine particles 3.
(白粒子−1の作製)
−分散液A1の調製−
下記成分を混合し、10mmΦのジルコニアボールにてボールミル粉砕を20時間実施して分散液A1を調製した。
<組成>
・メタクリル酸シクロヘキシル:76質量部
・着色微粒子1(白色):20質量部
・中空粒子:3質量部
(SX866(A):JSR社製、一次粒子径:0.3μm)
・帯電制御剤:1質量部
(SBT−5−0016:オリエント工業社製)
(Preparation of white particles-1)
-Preparation of dispersion A1-
The following components were mixed and ball milling was performed for 20 hours with 10 mmφ zirconia balls to prepare dispersion A1.
<Composition>
・ Cyclohexyl methacrylate: 76 parts by mass ・ Colored fine particles 1 (white): 20 parts by mass ・ Hollow particles: 3 parts by mass (SX866 (A): JSR, primary particle size: 0.3 μm)
Charge control agent: 1 part by mass (SBT-5-0016: manufactured by Orient Kogyo Co., Ltd.)
−炭カル分散液Bの調製−
下記成分を混合し、上記と同様にボールミルにて微粉砕して炭カル分散液Bを調製した。
<組成>
・炭酸カルシウム:40質量部
・水:60質量部
-Preparation of charcoal dispersion B-
The following components were mixed and finely pulverized with a ball mill in the same manner as described above to prepare a charcoal dispersion B.
<Composition>
-Calcium carbonate: 40 parts by mass-Water: 60 parts by mass
−混合液Cの調製−
下記成分を混合し、超音波機で脱気を10分間おこない、ついで乳化機で攪拌して混合液Cを調製した。
<組成>
・炭カル分散液B:8.5g
・20%食塩水:50g
-Preparation of mixture C-
The following components were mixed, degassed with an ultrasonic machine for 10 minutes, and then stirred with an emulsifier to prepare a mixed solution C.
<Composition>
Charcoal cal dispersion B: 8.5g
・ 20% saline: 50 g
次に、分散液A1:35g、ジメタクリル酸エチレングリコール1g、及び、重合開始剤AIBN:0.35gを秤量した後、充分混合し、超音波機で脱気を2分おこなった。これを前記混合液Cに加え、乳化機で乳化を実施した。次にこの乳化液をビンにいれてシリコーン詮をし、注射針を使用して減圧脱気を充分行い、窒素ガスで封入した。この状態で65℃で15時間反応させ粒子を作製した。得られた微粒子粉をイオン交換水中に分散させ、塩酸水で炭酸カルシウムを分解させ、ろ過を行った。その後充分な蒸留水で洗浄し、未分級の白粒子を得た。ついで、目開き:10μm、15μmのナイロン篩にかけ、粒度を揃えた。これを乾燥させ、体積平均粒子径13.0μmの白粒子−1を得た。また、白粒子−1の比重は、1.19g/cm3であった。 Next, dispersion A1: 35 g, ethylene glycol dimethacrylate 1 g, and polymerization initiator AIBN: 0.35 g were weighed, mixed sufficiently, and deaerated with an ultrasonic machine for 2 minutes. This was added to the mixed solution C and emulsified with an emulsifier. Next, this emulsified liquid was put into a bottle, put into a silicone bottle, sufficiently degassed under reduced pressure using an injection needle, and sealed with nitrogen gas. In this state, particles were produced by reacting at 65 ° C. for 15 hours. The obtained fine particle powder was dispersed in ion exchange water, calcium carbonate was decomposed with hydrochloric acid water, and filtration was performed. Thereafter, it was washed with sufficient distilled water to obtain unclassified white particles. Subsequently, the openings were passed through nylon sieves of 10 μm and 15 μm to make the particle sizes uniform. This was dried to obtain white particles-1 having a volume average particle diameter of 13.0 μm. The specific gravity of white particles-1 was 1.19 g / cm 3 .
(白粒子−2の作製)
白粒子−1の作製において、分散液A1を下記組成の分散液A2に代えた他は、白粒子−1の作製と同様の方法で白粒子−2を得た。白粒子−2の体積平均粒子径は12.8μmであり、その比重は、1.20g/cm3であった。
<分散液A2の組成>
・メタクリル酸シクロヘキシル:81質量部
・着色微粒子2(白色):15質量部
・中空粒子:3質量部
(SX866(A):JSR社製、一次粒子径:0.3μm)
・帯電制御剤:1質量部
(SBT−5−0016:オリエント工業社製)
(Preparation of white particle-2)
In the production of white particles-1, white particles-2 were obtained in the same manner as the production of white particles-1, except that the dispersion A1 was replaced with the dispersion A2 having the following composition. The volume average particle diameter of the white particles-2 was 12.8 μm, and the specific gravity was 1.20 g / cm 3 .
<Composition of Dispersion A2>
・ Cyclohexyl methacrylate: 81 parts by mass ・ Colored fine particles 2 (white): 15 parts by mass ・ Hollow particles: 3 parts by mass (SX866 (A): JSR, primary particle size: 0.3 μm)
Charge control agent: 1 part by mass (SBT-5-0016: manufactured by Orient Kogyo Co., Ltd.)
(青粒子−1の作製)
白粒子−1の作製において、分散液A1を下記組成の分散液A3に代えた他は、白粒子−1の作製と同様の方法で青粒子−1を得た。青粒子−1の体積平均粒子径は13.2μmであり、その比重は、1.18g/cm3であった。
<分散液A3の組成>
・メタクリル酸シクロヘキシル:75質量部
・着色微粒子3(青色):24質量部
・メタクリル酸ジエチルアミノエチルモノマー:1質量部
(Preparation of blue particle-1)
In the production of white particles-1, blue particles-1 were obtained in the same manner as in the production of white particles-1, except that the dispersion A1 was replaced with a dispersion A3 having the following composition. Blue particles-1 had a volume average particle diameter of 13.2 μm and a specific gravity of 1.18 g / cm 3 .
<Composition of dispersion A3>
・ Cyclohexyl methacrylate: 75 parts by mass ・ Colored fine particles 3 (blue): 24 parts by mass ・ Diethylaminoethyl methacrylate monomer: 1 part by mass
(青粒子−2の作製)
白粒子−1の作製において、分散液A1を下記組成の分散液A4に代えた他は、白粒子−1の作製と同様の方法で青粒子−2を得た。青粒子−2の体積平均粒子径は13.1μmであり、その比重は、1.39g/cm3であった。
<分散液A4の組成>
・メタクリル酸シクロヘキシル:75質量部
・コバルトブルー:24質量部
(平均一次粒子径:0.5μm)
・メタクリル酸ジエチルアミノエチルモノマー:1質量部
(Preparation of blue particle-2)
In the production of white particles-1, blue particles-2 were obtained in the same manner as the production of white particles-1, except that the dispersion A1 was replaced with the dispersion A4 having the following composition. Blue particles-2 had a volume average particle diameter of 13.1 μm and a specific gravity of 1.39 g / cm 3 .
<Composition of Dispersion A4>
・ Cyclohexyl methacrylate: 75 parts by mass • Cobalt blue: 24 parts by mass (average primary particle size: 0.5 μm)
・ Diethylaminoethyl methacrylate monomer: 1 part by mass
(白粒子−3の作製)
白粒子−1の作製において、分散液A1を下記組成の分散液A5に代えた他は、白粒子−1の作製と同様の方法で白粒子−3を得た。白粒子−3の体積平均粒子径は13.0μmであり、その比重は、1.58g/cm3であった。
<分散液A5の組成>
・メタクリル酸シクロヘキシル:61質量部
・酸化チタン(白色):35質量部
(タイペークCR63:石原産業社製、一次粒子径:0.3μm)
・中空粒子:3質量部
(SX866(A):JSR社製、一次粒子径:0.3μm)
・帯電制御剤:1質量部
(SBT−5−0016:オリエント工業社製)
(Preparation of white particles-3)
In the production of white particles-1, white particles-3 were obtained in the same manner as in the production of white particles-1, except that the dispersion A1 was replaced with the dispersion A5 having the following composition. The volume average particle diameter of the white particles-3 was 13.0 μm, and the specific gravity was 1.58 g / cm 3 .
<Composition of Dispersion A5>
-Cyclohexyl methacrylate: 61 parts by mass-Titanium oxide (white): 35 parts by mass (Taipaque CR63: manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd., primary particle size: 0.3 μm)
Hollow particles: 3 parts by mass (SX866 (A): JSR, primary particle size: 0.3 μm)
Charge control agent: 1 part by mass (SBT-5-0016: manufactured by Orient Kogyo Co., Ltd.)
(黒粒子−1の作製)
白粒子−1の作製において、分散液A1を下記組成の分散液A6に代えた他は、白粒子−1の作製と同様の方法で黒粒子−1を得た。黒粒子−1の体積平均粒子径は12.9μmであり、その比重は、1.21g/cm3であった。
<分散液A6の組成>
・メタクリル酸メチルモノマー:89質量部
・メタクリル酸ジエチルアミノエチルモノマー:1質量部
・マイクロリスブラック:10質量部
(チバスペシャリティケミカルズ社製)
(Preparation of black particles-1)
In the production of white particles-1, black particles-1 were obtained in the same manner as the production of white particles-1, except that the dispersion A1 was replaced with the dispersion A6 having the following composition. The volume average particle diameter of the black particles-1 was 12.9 μm, and the specific gravity was 1.21 g / cm 3 .
<Composition of Dispersion A6>
-Methyl methacrylate monomer: 89 parts by mass-Diethylaminoethyl methacrylate monomer: 1 part by mass-Microlith black: 10 parts by mass (manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
(実施例1)
表示デバイス用粒子18、20として、白粒子−1と、黒粒子−1と、をそれぞれ白粒子:黒粒子の配合比率(質量比)を6:5となるように混合した所定量の粒子混合物を用いて、第1の実施の形態に係る画像表示媒体及び画像形成装置を作製した。
(Example 1)
As
次に、透明電極205に直流電圧100Vを印加すると、非表示基板16側にあった負極性に帯電された白色粒子20の一部が電界の作用により表示基板14側へ移動し初め、直流電圧200Vを印加すると表示基板14側へ多くの白色粒子20が移動して表示濃度はほぼ飽和した(以下、表示濃度が飽和する電圧を「駆動電圧」と略す)。この時、正極性に帯電された黒色粒子18は非表示基板16側へ移動して白黒画像表示がされた。このあと、電圧を0Vとしても表示基板上の粒子は移動せず、白黒画像の表示濃度に変化はなかった。
Next, when a DC voltage of 100 V is applied to the
〔繰り返し書き換えによる画像濃度の評価〕
繰り返し表示前後の画質(反射濃度)の経時的な安定性を評価するために、以下の駆動条件Aにより繰り返し表示を行なった後、更に駆動条件Bによる繰り返し表示を行なった。結果を表1に示す。なお、反射濃度は以下に示すように測定・評価した。
[Evaluation of image density by repeated rewriting]
In order to evaluate the temporal stability of image quality (reflection density) before and after repeated display, repeated display was performed under the following driving condition A, and then repeated display was further performed under the driving condition B. The results are shown in Table 1. The reflection density was measured and evaluated as shown below.
(1)駆動条件A
・表示基板14−非表示基板16間の電圧の極性切り替え間隔:1秒
・印加電圧:駆動電圧に設定
・極性切り替え:1600サイクル
(2)駆動条件B
・表示基板14−非表示基板16間の電圧の極性切り替え間隔:0.1秒
・印加電圧:駆動電圧に設定
・極性切り替え:16000サイクル
(1) Driving condition A
-Polarity switching interval of voltage between
• Voltage polarity switching interval between
−反射濃度−
反射濃度は、X−Rite 939濃度計(X−Rite社製)により測定し、黒濃度(他の実施例及び比較例によっては青濃度の場合がある)と白濃度との差を求めた。評価基準は以下の通りである。
○:黒濃度(又は青濃度)と白濃度との差が0.6以上
△:黒濃度(又は青濃度)と白濃度との差が0.4以上〜0.6未満
×:黒濃度(又は青濃度)と白濃度との差が0.4未満
-Reflection density-
The reflection density was measured with an X-Rite 939 densitometer (manufactured by X-Rite), and the difference between the black density (which may be a blue density in other examples and comparative examples) and the white density was determined. The evaluation criteria are as follows.
○: The difference between black density (or blue density) and white density is 0.6 or more Δ: The difference between black density (or blue density) and white density is 0.4 or more to less than 0.6 ×: Black density ( (Or blue density) and white density are less than 0.4
〔外部衝撃に対する画像表示維持性の評価〕
画像形成装置を垂直設置し、画像を表示させ、電源を切断後、外部から振動(ゴムハンマーで軽く、5回衝撃を与え、画像の耐衝撃性を評価した。画像の保持状態を、以下に示す官能評価指標を用いて評価した。
○:粒子脱落が少なく、画像欠陥が見られない。
△:近距離から見た場合、多少画像欠陥が見られるが、画像形成装置から2m以上離れれば、画像欠陥がわからなく、使用に耐えられる。
×:2m以上離れても、画像欠陥が目立ち、使用に耐えないレベルである。
[Evaluation of image display maintainability against external impact]
The image forming apparatus was installed vertically, the image was displayed, the power was turned off, and the vibration was applied from the outside (lightly with a rubber hammer, impacted 5 times, and the impact resistance of the image was evaluated. It evaluated using the sensory evaluation index shown.
○: Particle dropout is small and no image defect is observed.
Δ: When viewed from a short distance, some image defects are observed, but when they are 2 m or more away from the image forming apparatus, the image defects are not recognized and can be used.
X: Image defects are conspicuous even at a distance of 2 m or more, and the level is unusable.
(実施例2)
表示デバイス用粒子18、20として、白粒子−2と、黒粒子−1と、をそれぞれ白粒子:黒粒子の配合比率(質量比)を6:5となるように混合した所定量の粒子混合物を用いて、第1の実施の形態に係る画像表示媒体及び画像形成装置を作製した。次に、実施例1と同様にして評価を行なった。結果を表1に示す。
(Example 2)
As the
(実施例3)
表示デバイス用粒子18、20として、青粒子−1と、白粒子−1と、をそれぞれ青粒子:白粒子の配合比率(質量比)を6:5となるように混合した所定量の粒子混合物を用いて、第1の実施の形態に係る画像表示媒体及び画像形成装置を作製した。次に、実施例1と同様にして評価を行なった。結果を表1に示す。
(Example 3)
As
(比較例1)
表示デバイス用粒子18、20として、白粒子−3と、黒粒子−1と、をそれぞれ白色粒子:黒粒子の配合比率(質量比)を6:5となるように混合した所定量の粒子混合物を用いて、第1の実施の形態に係る画像表示媒体及び画像形成装置を作製した。次に、実施例1と同様にして評価を行なった。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
As the
(比較例2)
表示デバイス用粒子18、20として、白粒子−3と、青粒子−2と、をそれぞれ白粒子:青粒子の配合比率(質量比)を5:5となるように混合した所定量の粒子混合物を用いて、第1の実施の形態に係る画像表示媒体及び画像形成装置を作製した。次に、実施例1と同様にして評価を行なった。結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
As the
表1に明らかなように、実施例1〜3では、表示画像の反射濃度の経時劣化は少なく、長期の繰り返し表示を行なった後でも良好な表示画像を得ることができた。また、耐衝撃性の評価において、満足のいくものであった。
一方、比較例1、2では、表示画像の反射濃度が経時的に劣化し、長期の繰り返し表示を行なった後では良好な画質の表示画像を得ることができなかった。また、耐衝撃性の評価において、使用に耐えないレベルであった。
As apparent from Table 1, in Examples 1 to 3, the display image had little deterioration in reflection density over time, and a good display image could be obtained even after long-term repeated display. Further, the evaluation of impact resistance was satisfactory.
On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the reflection density of the display image deteriorated with time, and a display image with good image quality could not be obtained after long-term repeated display. In the evaluation of impact resistance, it was at a level that could not be used.
10 画像表示媒体
11 印字電極
12 画像形成装置
13 印字電極11の表示基板14側の面
14 表示基板
15 電極
16 非表示基板
17A AC電源
17B DC電源
18 表示デバイス用粒子(黒色粒子)
19 接続制御部
20 表示デバイス用粒子(白色粒子)
22 静電潜像形成部
24 静電潜像担持体(感光体ドラム)
24A 導電性基体
24B 光導電層
26 対向電極
28 直流電圧電源
60 制御部
80 帯電装置
82 光ビーム走査装置
84 ポリゴンミラー
86 折り返しミラー
204 スペーサ
205 透明電極
206 ポリカーボネート層
402 電界発生装置
402A 電源
402B 波形発生装置
403 電極An
404 電極Bn
405 電界発生装置
405A 電源
405B 波形発生装置
406 シーケンサー
DESCRIPTION OF
19
22 Electrostatic latent
24A
404 Electrode Bn
405
Claims (7)
前記正負に帯電し得る粒子の少なくともいずれか1種類の粒子が、請求項1〜3のいずれか1に記載の表示デバイス用粒子であることを特徴とする画像表示媒体。 A pair of substrates arranged opposite to each other and a group of particles composed of at least two types of particles enclosed in a gap between the pair of substrates. By external stimulation, the two or more types of particles are at least An image display medium in which one type is positive and at least one other type can be negatively charged, and the positively and negatively charged particles have different colors.
The image display medium according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one kind of particles that can be positively and negatively charged is the particle for a display device.
前記一対の基板間に、画像に応じた電界を発生させる電界発生手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus for forming an image on an image display medium according to any one of claims 4 to 6,
An image forming apparatus comprising an electric field generating means for generating an electric field corresponding to an image between the pair of substrates.
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