JP2008281693A - 表示媒体、及び表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、一対の基板間に封入され、該基板間に形成された電界に応じて該基板間を移動する第1の粒子と、一対の基板間に封入され、第1の粒子を分散させる分散媒と、一対の基板間に配置された第2の粒子の集合体と、少なくとも一部の領域に存在する該第2の粒子同士を一対の基板の向かい合う方向に対して交差する方向に連結した連結部材と、を含み、第1の粒子が通過する孔を有すると共に第1の粒子とは異なる光学的反射特性を有する反射部材と、を備えた表示媒体、及びこの表示媒体を備えた表示装置。
【選択図】図1
Description
この表示媒体は、例えば一対の基板と、一対の基板間に形成された電界に応じて基板間を移動可能に該基板間に封入された粒子群と、を含んで構成されている。一対の基板間に封入された粒子群としては、特定の色に着色された1種類の粒子群である場合や、互いに色及び移動に必要な電界強度の異なる複数種類の粒子群である場合等がある。
特許文献1の技術によれば、反射部材として、透明層と中間基板との間に遮蔽性を有する球状体を配置して、粒子がこの球状体の間を通過して透明層側または中間基板側に移動することにより、粒子の色または球状体の色を表示している。また。この特許文献1の技術によれば、球状体を表示面とされる透明層に対向する中間基板側に、紫外線硬化性樹脂を用いて固定化している。
請求項1に係る発明は、少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、前記一対の基板間に封入され、該基板間に形成された電界に応じて該基板間を移動する第1の粒子と、前記一対の基板間に封入され、前記第1の粒子を分散させる分散媒と、前記一対の基板間に配置された第2の粒子の集合体と、少なくとも一部の領域に存在する該第2の粒子同士を前記一対の基板の向かい合う方向に対して交差する方向に連結した連結部材と、を含み、前記第1の粒子が通過する孔を有すると共に前記第1の粒子とは異なる光学的反射特性を有する反射部材と、を備えた事を特徴とする表示媒体である。
この場合、間隙部材28は、表示基板19側、背面基板21側のいずれか、又は双方に作製することができる。
表示媒体12における表示色の変化は、この分散媒26中の複数の第1の粒子22の分散媒26中の移動によって生じる。
なお、上記電圧とは、表示基板19と背面基板21との基板間に印加される電圧を示している。
ここで、「第1の粒子22とは異なる光学的反射特性を有する」とは、第1の粒子22のみが分散している分散媒26と、孔内に分散媒26を浸透させた反射部材25と、を対比して目視で観察した場合に、色相や明度、鮮度などにおいて、両者の差異が識別できる差異があることを意味している。
このため、第1の粒子22が反射部材25の表示基板19側にある場合には第1の粒子22の色を、反射部材25に対して背面基板21側にある場合には、反射部材25の色が表示され、表示媒体12に第1の粒子22の色とは異なる色を表示させることができる。
なお、粒子集合体24は、さらに、表示基板19と背面基板21との向かい合う方向に複数層の第2の粒子24Aが積層された構成であることが望ましく、2層以上であることが望ましい。このような構成であると、表面側から観察した時に、一層目の粒子層の隙間から2層目以降の粒子が観察されるので、反射部材の見かけ面積率が向上し、よりコントラストが高くなる(白色の反射層の場合はより白色度が高くなる)と言う効果を奏する。
このように、連結部材32が、複数の領域に存在する第2の粒子24A同士を該方向に連結することにより、連結部材32が一部の領域に存在する第2の粒子A同士のみを該方向に連結する場合に比べて、更に、第2の粒子24Aが表示基板19と背面基板21との間で移動することを抑制することができる。
このように、連結部材32が、粒子集合体24の少なくとも一部の領域に存在する第2の粒子24Aを表示基板19と背面基板21との向かい合う方向に更に連結している事により、連結部材32が第2の粒子24A同士を表示基板19と背面基板21との向かい合う方向に交差する方向のみに連結している場合に比べて、更に、第2の粒子24Aが表示基板19と背面基板21との間で移動することを抑制することができる。
本実施の形態において、「連結部材32が弾性を有する」とは、この連結部材32の23℃50%RHにおける曲げ弾性率が、100Pa以上100MPa以下の範囲内であることを示している。
また、上記曲げ弾性率は、JIS K7171に準拠し、幅15mm、長さ50mm、厚さ2mmの短冊型試験片を作製し、オートグラフ引張試験機により、押しこみ速度1.0mm/min、支点間距離32mmの条件で測定した。試験片は、各材料をシート状に成型、切断することによって作製した。熱硬化接着材料のように連結部材の原料が液状の場合は、硬後に上記形状に切断・成形して作製した。
また、伸びはJIS K6251準拠、硬さはJIS K6253に準拠して測定した。
なお、本実施の形態における「表面エネルギーが小さい」とは、固体の表面張力として表され概ね40mN/m以下である。
この孔は、連結部材32形成において溶媒が乾燥するときに、溶媒の乾燥に応じて第2の粒子24A同士の間の空間に充填していた溶液の体積が減少することで形成される。すなわち、第2の粒子24A同士の間の空間に充填していた溶液の体積減少により、第2の粒子24A間に第1の粒子22が通過する孔が形成されて、該孔を有する反射部材25が作製される。
この空隙率は、上記のような連結部材32の構成時に、連結部材32を構成する材料を溶媒に溶解または分散した溶液中の連結部材32を構成する材料の濃度を調整することによって、所定の値に調整することができる。
また、表示媒体12が表示基板19の面方向が水平方向に対して交差するように傾けられた状態で放置された場合であっても、連結部材32によって粒子集合体24を構成する第2の粒子24Aの少なくとも一部が連結されていることから、反射部材25が連結部材32を含まない構成である場合に比べて、表示基板19と背面基板21との間の反射部材25の移動が抑制される。
表示媒体12は、以下の工程を経て作製される。
表示媒体12の作製には、まず、背面基板21上に間隙部材28及び区画部材33を設けた後に、背面基板21上の区画部材33によって区切られた各領域内に複数の第2の粒子24Aを供給することによって、各領域内に粒子集合体24を配設する。
次に、この背面基板21上の区画部材33によって区切られた各領域内に、連結部材32を構成する材料を溶媒に溶解または分散した溶液を供給することによって、粒子集合体24を構成する第2の粒子24A間の空間に該溶液を充填する。
上記に示したように、本実施の形態に係る表示装置10は、表示媒体12と、表示媒体12に電圧を印加する電界形成部34と、を含んで構成されている(図1参照)。
また、分散媒26が本発明の表示媒体の分散媒に相当し、表示基板19及び背面基板21が本発明の表示媒体の一対の基板に相当し、反射部材25が本発明の表示媒体の反射部材に相当する。また、連結部材32が、本発明の表示媒体の連結部材32に相当し、区画部材33が本発明の表示媒体の区画部材に相当する。
<第1の粒子22の調整>
第1の粒子22を構成する粒子としては、懸濁重合法により作製される黒色のカーボンを分散したPMMA(polymethylmethacrylate)樹脂の粒子を用いた。この電気泳動粒子の体積平均粒径は、0.2μmであった。
<粒子集合体24の調整>
粒子集合体24を構成する第2の粒子24Aとしては、下記粒子を作製して用いた。
まず、メタクリル酸シクロヘキシル:53重量部、酸化チタン:(タイペークCR63:石原産業社製):45重量部、およびシクロヘキサン:5重量部を直径10mmのジルコニアボールを使用し、ボールミル粉砕を20時間実施することにより、分散液Aを作製した。
次に、炭酸カルシウム:40重量部および水:60重量部をボールミルにて微粉砕することにより、炭カル分散液Bを作製した。
上記作製した分散液A35gとジビニルベンゼン1g、重合開始剤AIBN:0.35gを、充分混合し、超音波機で脱気を10分行った。これを混合液Cの中にいれ、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ン詮をし、注射針を使用して減圧脱気を充分行った後に、窒素ガスで封入した。
次に60℃で10時間反応させて粒子を作製した。20℃へ冷却した後、この分散液を、凍結乾燥機により−35℃、0.1Paの下で2日間シクロヘキサンを除いた。得られた粒子粉をイオン交換水中に分散させて、塩酸水で炭酸カルシウムを分解させて、ろ過を行った。その後充分な蒸留水で洗浄し、粒度を揃え、これを乾燥させた。なお、得られたこの粒子(粒子集合体24を構成する第2の粒子24A)の色は、白色であり、体積平均一次粒子径は、12μmであった。
連結部材32を構成する材料としては、スチレン−イソプレン共重合体(SIS)(日本ゼオン社製、商品名 クインタック3421、曲げ弾性率 3MPa、硬度 36、伸び1400%)を用意した。
なお、上記曲げ弾性率は、JIS K7171に準拠し、幅15mm、長さ50mm、厚さ2mmの短冊型試験片を作製し、オートグラフ引張試験機により、押しこみ速度1.0mm/min、支点間距離32mmの条件で測定した。試験片は、各材料をシート状に成型、切断することによって作製した。熱硬化接着材料のように連結部材の原料が液状の場合は、硬後に上記形状に切断・成形して作製した。
また、伸びはJIS K6251準拠、硬さはJIS K6253に準拠して測定した。
分散媒26として、本試験例では、シリコーンオイルを用いた。この分散媒の粘度は、 2cSであった。
以下に示す手順で、図1に示す表示媒体12を作製した。
その後、1.0%炭酸ナトリウム水溶液で現像した後に、水洗い及び乾燥することで、下記形状の区画部材33(間隙部材28を含む)を背面基板21上に形成した。
また、背面基板21を面方向に交差する方向に切断して反射部材25を光学顕微鏡によって拡大して観察したところ、背面基板21の面方向に交差する方向に連結部材32が数カ所形成されていることが確認された。
また、この10回の屈曲前と屈曲後との各々において、表示媒体12の表示基板19の面の反射率をX−Rite社製X−Rite404により求めて差を算出したところ、白色表示時、及び黒色表示時の各々において、屈曲前と屈曲後の反射率の差は3%以下であった。
なお、この表示媒体12の表示基板19の面の反射率の測定は、表示基板19の板上の任意の10点について測定した測定値の平均値を、反射率として求めた。
従って、本実施例1で作製した表示媒体12においては、表示濃度の低下が抑制された。
上記実施例1においては、連結部材32を構成する材料として、スチレン−イソプレン共重合体(SIS)を用いたが、本実施例2では、シリコーン系UV硬化型樹脂(信越化学社製)を用いる場合を説明する。
連結部材32を構成する材料としては、紫外線硬化樹脂(スリーボンド社製、商品名 3163)を用意した。
実施例1で調整した第1の粒子22、第2の粒子24A、分散媒26、背面基板21、及び表示基板19を用いて、表示媒体を作製した。
従って、本実施例2で作製した表示媒体は、画質劣化を抑制することができるものの、実施例1に比べて画質劣化抑制効果は劣るといえる。これは、紫外線照射が十分でなく、連結されなかった第2の粒子24Aが移動してムラを生じたためであると考えられる。
上記実施例1において、反射部材25に連結部材32が設けられていない、すなわち反射部材25の第2の粒子24Aが連結されていない構成である以外は、上記実施例1と同様にして表示媒体を作製した。
従って、本比較例1で作製した表示媒体は、実施例1及び実施例2に比べて画質劣化抑制効果は低いといえる。
12 表示媒体
19 表示基板
21 背面基板
22 第1の粒子
24A 第2の粒子
24 粒子集合体
25 反射部材
26 分散媒
32 連結部材
33 区画部材
33A 不連続領域
34 電界形成部
Claims (9)
- 少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、
前記一対の基板間に封入され、該基板間に形成された電界に応じて該基板間を移動する第1の粒子と、
前記一対の基板間に封入され、前記第1の粒子を分散させる分散媒と、
前記一対の基板間に配置された第2の粒子の集合体と、少なくとも一部の領域に存在する該第2の粒子同士を前記一対の基板の向かい合う方向に対して交差する方向に連結した連結部材と、を含み、前記第1の粒子が通過する孔を有すると共に前記第1の粒子とは異なる光学的反射特性を有する反射部材と、
を備えた事を特徴とする表示媒体。 - 前記連結部材は、前記反射部材の複数の領域に存在する第2の粒子同士を、前記一対の基板の向かい合う方向に対して交差する方向に連結した事を特徴とする請求項1に記載の表示媒体。
- 前記連結部材は、前記反射部材の少なくとも一部の領域に存在する前記第2の粒子同士を、前記反射部材の前記一対の基板の向かい合う方向に更に連結したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示媒体。
- 前記連結部材は、前記反射部材の少なくとも一部の領域に存在する前記第2の粒子と前記一対の基板の少なくとも一方とを更に連結した事を特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の表示媒体。
- 前記連結部材は、弾性を有することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の表示媒体。
- 前記一対の基板間の間隙を保持すると共に該基板間を所定の領域に区画し、前記一対の基板の面方向に隣り合う該所定の領域の少なくとも一部が連続するように該面方向に不連続な領域を有する区画部材を更に備えた事を特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の表示媒体。
- 前記連結部材は、前記反射部材の少なくとも一部の領域に存在する前記第2の粒子と前記区画部材とを更に連結した事を特徴とする請求項6に記載の表示媒体。
- 前記区画部材は、前記不連続な領域を前記面方向に所定間隔毎に有することを特徴とする請求項6または請求項7に記載の表示媒体。
- 少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、前記一対の基板間に封入され、該基板間に形成された電界に応じて該基板間を移動する第1の粒子と、前記一対の基板間に封入され、前記第1の粒子を分散させる分散媒と、前記一対の基板間に配置された第2の粒子の集合体であり、該第2の粒子間の間隙を前記第1の粒子が通過すると共に前記第1の粒子とは異なる光学的反射特性を有する反射部材と、前記反射部材の少なくとも一部の領域に存在する第2の粒子同士を、前記一対の基板の向かい合う方向に対して交差する方向に連結した連結部材と、を備えた事を特徴とする表示媒体と、
前記表示媒体の前記一対の基板間に電界を形成する電界形成手段と、
を備えたことを特徴とする表示装置。
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