JP2009216879A - Display particle for image display device and image display device - Google Patents
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Abstract
Description
帯電された表示粒子を、電界を加えることで移動させることにより、画像の表示および消去を繰り返し実行できる画像表示装置に用いられる表示粒子および画像表示装置に関する。 The present invention relates to a display particle and an image display device used in an image display device capable of repeatedly displaying and erasing an image by moving charged display particles by applying an electric field.
従来より、液晶表示装置(LCD)に代わる表示装置として、電気泳動方式、エレクトロクロミック方式、サーマル方式、2色粒子回転方式等の技術を用いた画像表示装置が提案されてきた。これらの技術は、以下に示すメリットを有することから、携帯端末機器用表示素子や電子ペーパー等、次世代の画像表示装置への展開が注目されている。すなわち、液晶表示装置に比べて広い視野角が得られるので通常の印刷物に近い画質の画像が得られることや、電力消費量が少ないこと、及び、メモリ性と呼ばれる電源OFF後も引き続き画像表示を継続する性質を有するといったメリットがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, image display devices using techniques such as an electrophoresis method, an electrochromic method, a thermal method, and a two-color particle rotation method have been proposed as a display device that can replace a liquid crystal display device (LCD). Since these technologies have the following merits, their development in next-generation image display devices such as display devices for mobile terminal devices and electronic paper has attracted attention. In other words, a wider viewing angle is obtained compared to a liquid crystal display device, so that an image with an image quality close to that of a normal printed matter can be obtained, power consumption is small, and image display continues even after the power is turned off, which is called memory performance. There is a merit of having the property of continuing.
このうち、電気泳動方式の画像表示技術は、着色溶液中に分散粒子を添加してなる分散液を対向する基板間に配置させ、基板間に数十ボルト程度の電圧を印加することにより、液相中を粒子が移動して画像表示を行うものである。電気泳動方式の画像表示技術は、分散液をマイクロカプセル化して、これを対向する基板間に配置する技術(たとえば、非特許文献1参照)等が提案され、最も実用化の近い技術と目されて反面、画像表示環境の維持が困難な問題も抱えていた。 Among them, the electrophoretic image display technology is a method in which a dispersion liquid obtained by adding dispersed particles in a colored solution is disposed between opposing substrates, and a voltage of about several tens of volts is applied between the substrates. The particles move in the phase to display an image. As an electrophoretic image display technique, a technique of encapsulating a dispersion in a microcapsule and arranging it between opposing substrates (for example, see Non-Patent Document 1) has been proposed, and is expected to be the most practical technique. On the other hand, there was a problem that it was difficult to maintain the image display environment.
具体的には、着色溶液と分散粒子の比重差の問題が挙げられ、両者の比重差が大きくなると分散粒子が着色溶液中で沈降し易くなって、安定した画像表示が行えなくなる問題がある。たとえば、比重の小さな着色溶液に酸化チタン等の比重の大きな分散粒子を用いると、分散粒子は着色溶液中で沈降してしまう。また、着色溶液は、保存性に難点があるとされる染料を用いて形成されることが多く、一定レベルの画像表示状態を維持することが困難な側面を有していた。 Specifically, there is a problem of the specific gravity difference between the colored solution and the dispersed particles. When the specific gravity difference between the two is increased, the dispersed particles are likely to settle in the colored solution, and a stable image display cannot be performed. For example, when dispersed particles having a large specific gravity such as titanium oxide are used in a colored solution having a small specific gravity, the dispersed particles settle in the colored solution. In addition, the colored solution is often formed using a dye that is considered to have a problem in storage stability, and has a side that it is difficult to maintain a certain level of image display state.
一方、溶液を使用せずに画像表示を行う技術も提案されている。たとえば、帯電された表示粒子を気相中に封入し、かつ、電圧を印加させて電界方向に沿って表示粒子を移動させることにより画像表示を行える様にした方式がある。この方式は、粒子の沈降や着色溶液の保存性という問題はないが、基板間に電圧を印加させて粒子を帯電させるとともに、電圧印加により形成された電界方向に沿って、帯電された表示粒子を移動させる必要があった。つまり、低い印加電圧の下でも表示粒子がスムーズに帯電、移動できる環境を基板間に形成させる技術が求められていた。その際に表示粒子を基板間に封入する方法としては、表示粒子を帯電させた後、加圧エアーに載せてノズルから基板に供給する、粒子散布方式および粉体塗装方式が知られている(例えば、特許文献1,2)。 On the other hand, a technique for displaying an image without using a solution has also been proposed. For example, there is a method in which charged display particles are sealed in a gas phase, and a voltage is applied to move the display particles along the electric field direction so that an image can be displayed. This method does not have the problem of sedimentation of particles or storage stability of the colored solution, but the particles are charged by applying a voltage between the substrates, and the display particles are charged along the direction of the electric field formed by the voltage application. Had to be moved. That is, there has been a demand for a technique for forming an environment between the substrates in which display particles can be smoothly charged and moved even under a low applied voltage. As a method for encapsulating the display particles between the substrates at that time, there are known a particle spraying method and a powder coating method in which the display particles are charged and then placed on pressurized air and supplied from the nozzle to the substrate ( For example, Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、この方式では表示粒子の1個ごとの帯電量ばらつきが大きく、駆動電圧が大きく、画像の表示および消去を繰り返す時、画像部および非画像部のいずれにおいても濃度ばらつきが大きかったり、画像部と非画像部とのコントラストが低かったりするという新たな問題が生じていた。 However, in this method, the variation in charge amount for each display particle is large, the drive voltage is large, and when image display and erasure are repeated, the density variation is large in both the image portion and the non-image portion, or the image portion There is a new problem that the contrast between the non-image portion and the non-image portion is low.
そこで、2種類の表示粒子の帯電量の絶対値が50μC/g以下であるとともに、各表示粒子において逆極性粒子の占める数量割合が10%以下であるパネルが開示されている(特許文献3)。これによって、駆動電圧を低減しながらも、コントラストを向上させることができる、というものである。しかしながら、画像部及び非画像部の濃度ばらつきの問題を十分に解決できなかった。 Thus, a panel is disclosed in which the absolute value of the charge amount of two types of display particles is 50 μC / g or less and the quantity ratio of the opposite polarity particles in each display particle is 10% or less (Patent Document 3). . As a result, the contrast can be improved while the drive voltage is reduced. However, the problem of density variation between the image area and the non-image area cannot be sufficiently solved.
一方、画像表示装置の製造時において表示粒子の飛び散りを防止するために、電子写真現像方式を利用して、表示粒子を基板間に封入する方法が知られている(例えば、特許文献4)。しかしながら、そのような方法で製造された画像表示装置であっても、濃度ばらつきやコントラストの問題がやはり生じていた。
本発明は、駆動電圧を低減させ、画像部および非画像部における濃度ばらつきが比較的小さく、画像部と非画像部とのコントラストが比較的高い画像を繰り返して表示できる表示粒子および該表示粒子を備えた画像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention relates to a display particle capable of reducing a driving voltage, relatively small density variation in an image portion and a non-image portion, and capable of repeatedly displaying an image having a relatively high contrast between the image portion and the non-image portion, and the display particle. An object of the present invention is to provide an image display device provided.
本発明は、少なくとも一方が透明な2枚の基板間に、帯電された表示粒子を封入し、該基板間に電界を発生させることによって、表示粒子を移動させて画像を表示する画像表示装置に用いられる表示粒子において、
表示粒子が正帯電の表示粒子と負帯電の表示粒子の2種を含み、正帯電の表示粒子の帯電量分布において帯電量が+2〜+15μC/gの粒子の含有割合が全正帯電の表示粒子に対して70個数%以上であり、負帯電の表示粒子の帯電量分布において帯電量が−2〜−15μC/gの粒子の含有割合が全負帯電の表示粒子に対して70個数%以上であることを特徴とする表示粒子及び該表示粒子を備えた画像表示装置に関する。
The present invention provides an image display device that displays an image by moving display particles by encapsulating charged display particles between two substrates, at least one of which is transparent, and generating an electric field between the substrates. In the display particles used,
The display particles include two kinds of positively charged display particles and negatively charged display particles, and the content ratio of the particles having a charge amount of +2 to +15 μC / g in the charge amount distribution of the positively charged display particles is an all positively charged display particle. And the content ratio of particles having a charge amount of −2 to −15 μC / g in the charge amount distribution of the negatively charged display particles is 70 number% or more with respect to the all negatively charged display particles. The present invention relates to a display particle and an image display device including the display particle.
本発明によれば、表示粒子の帯電量分布がシャープであるので、駆動電圧が低減され、画像部および非画像部における濃度ばらつきが十分に小さく、画像部と非画像部とのコントラストが十分に高い画像を繰り返して表示できる。 According to the present invention, since the charge amount distribution of the display particles is sharp, the driving voltage is reduced, the density variation between the image portion and the non-image portion is sufficiently small, and the contrast between the image portion and the non-image portion is sufficiently large. High images can be displayed repeatedly.
[画像表示装置用表示粒子]
本発明に係る画像表示装置用表示粒子は、正帯電の表示粒子および負帯電の表示粒子からなる。詳しくは、混合によって互いに摩擦接触させたり、または電荷付与材料としての鉄粉(キャリア)等の基準材料に対して摩擦接触させたりしたときに、正帯電性を示す表示粒子と、負帯電性を示す表示粒子とを使用する。それらの表示粒子は通常、帯電極性だけでなく、色も異なるので、後で詳述する画像表示装置において基板間に電界を発生させたとき、視認方向上流側の基板に移動・付着する表示粒子と、視認方向下流側の基板上に残留・付着する表示粒子との間の当該色の差に基づいて、表示画像を視覚的に認識できるようになる。例えば、正帯電の粒子または負帯電の粒子の一方を白色とし、他方を黒色とすることで表示画像を視覚的に認識できる。
[Display particles for image display devices]
The display particles for an image display device according to the present invention are composed of positively charged display particles and negatively charged display particles. Specifically, when the particles are brought into frictional contact with each other by mixing, or are brought into frictional contact with a reference material such as iron powder (carrier) as a charge imparting material, the display particles exhibiting positive chargeability and negative chargeability are exhibited. Use the display particles shown. Since these display particles usually have different colors as well as charging polarities, when an electric field is generated between the substrates in the image display device described in detail later, the display particles move and adhere to the upstream substrate in the viewing direction. And the display image can be visually recognized based on the color difference between the display particles remaining and attached on the substrate on the downstream side in the viewing direction. For example, the display image can be visually recognized by setting one of the positively charged particles and the negatively charged particles to white and the other to black.
画像表示装置内に含まれる正帯電の表示粒子は、帯電量分布において、帯電量が+2〜+15μC/gの粒子の含有割合が全正帯電の表示粒子に対して70個数%以上、特に70〜95個数%、好ましくは80〜95個数%である。正帯電の表示粒子の平均帯電量は通常、+1〜+30μC/gである。
負帯電の表示粒子は、帯電量分布において、帯電量−2〜−15μC/gの粒子の含有割合が全負帯電の表示粒子に対して70個数%以上、特に70〜95個数%、好ましくは80〜95個数%である。負帯電の表示粒子の平均帯電量は通常、−1〜−30μC/gである。
The positively charged display particles included in the image display device have a content ratio of particles having a charge amount of +2 to +15 μC / g in the charge amount distribution with respect to all the positively charged display particles of 70% by number or more, particularly 70 to 70%. 95% by number, preferably 80 to 95% by number. The average charge amount of the positively charged display particles is usually +1 to +30 μC / g.
The negatively charged display particles have a charge amount distribution in which the content ratio of particles having a charge amount of −2 to −15 μC / g is 70% by number or more, particularly 70 to 95% by number, preferably 70% to 95% by number, preferably. 80-95% by number. The average charge amount of the negatively charged display particles is usually −1 to −30 μC / g.
このように正帯電の表示粒子および負帯電の表示粒子は比較的シャープな帯電量分布を有する場合、電界によってそれぞれ所定方向に速やかに移動するので、局所的な濃度ばらつきが軽減され、結果として画像部と非画像部とのコントラストが向上する。帯電量の絶対値が2μC/g未満の粒子は電界に追随した移動がしずらい。また帯電量の絶対値が15μC/gを超える粒子は、基板との電気的な付着力(ファンデルワールス力)が強く、駆動電圧が高くなる。帯電量の絶対値が2〜15μC/gの粒子の含有割合が少なすぎると、画像部および非画像部における濃度ばらつきが大きくなったり、画像部と非画像部とのコントラストが低くなったり、駆動電圧が高くなり、表示特性が悪化する。 In this way, when the positively charged display particles and the negatively charged display particles have a relatively sharp charge amount distribution, each of the positively charged display particles and the negatively charged display particles moves quickly in a predetermined direction by the electric field, so that local density variation is reduced, and as a result The contrast between the part and the non-image part is improved. Particles having an absolute charge amount of less than 2 μC / g are difficult to move following the electric field. In addition, particles having an absolute value of the charge amount exceeding 15 μC / g have a strong electric adhesion force (Van der Waals force) to the substrate and a drive voltage becomes high. If the content ratio of particles having an absolute value of the charge amount of 2 to 15 μC / g is too small, the density variation in the image portion and the non-image portion becomes large, the contrast between the image portion and the non-image portion becomes low, or driving The voltage increases and the display characteristics deteriorate.
本発明で規定する表示粒子の帯電量分布は、画像表示装置より、以下の方法に基づいて測定できる。
まず、画像表示装置の上下電極間に500Vの直流電圧を印加して、正帯電表示粒子と負帯電表示粒子とを当該装置内で分離したのち、当該装置を分解する。次いで、正帯電表示粒子と負帯電表示粒子とをそれぞれ2〜4mg採取して、E−Spart測定機(Model EST−II;ホソカワミクロン製)により各表示粒子の帯電量分布を測定する。平均帯電量も帯電量分布と同時に測定できる。
The charge amount distribution of the display particles defined in the present invention can be measured from an image display device based on the following method.
First, a DC voltage of 500 V is applied between the upper and lower electrodes of the image display device to separate the positively charged display particles and the negatively charged display particles in the device, and then the device is disassembled. Next, 2 to 4 mg each of positively charged display particles and negatively charged display particles are sampled, and the charge amount distribution of each display particle is measured by an E-Spart measuring machine (Model EST-II; manufactured by Hosokawa Micron). The average charge amount can also be measured simultaneously with the charge amount distribution.
(表示粒子の構成材料)
正帯電の表示粒子および負帯電の表示粒子は、少なくとも樹脂および着色剤を含有する母体粒子からなり、通常はさらに外添剤を含むものである。表示粒子の帯電極性は、例えば後述する画像表示装置の製造方法において主にキャリアを選択することによって制御される。例えば、正帯電の表示粒子として使用するものには、通常コア表面にフッ素化アクリレート樹脂をコートしたキャリアを使用する。負帯電の表示粒子として使用するキャリアには、コア表面にシクロへキシルメタクリレートをコートしたキャリアを使用する。
(Construction material of display particles)
The positively charged display particles and the negatively charged display particles are made of base particles containing at least a resin and a colorant, and usually further contain an external additive. The charging polarity of the display particles is controlled mainly by selecting a carrier in a method for manufacturing an image display device described later, for example. For example, a carrier having a core surface coated with a fluorinated acrylate resin is usually used for a positively charged display particle. As the carrier used as the negatively charged display particles, a carrier having a core surface coated with cyclohexyl methacrylate is used.
母体粒子を構成する樹脂は、特に限定されるものではなく、下記に示すビニル系樹脂と呼ばれる重合体がその代表的なものであり、ビニル系樹脂の他に、ポリアミド樹脂やポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂等の縮合系の樹脂もある。ビニル系樹脂の具体例としては、ポリスチレン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリメタクリル樹脂の他、エチレン単量体やプロピレン単量体より形成されるポリオレフィン樹脂等が挙げられる。また、ビニル系樹脂以外の樹脂としては、前述した縮合系樹脂の他に、ポリエーテル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等がある。
母体粒子に使用可能な樹脂を構成する重合体は、これらの樹脂を形成する重合性単量体を少なくとも1種類用いて得られるものの他、複数種類の重合性単量体を組み合わせて作製することもできる。複数種類の重合性単量体を組み合わせて樹脂を作製する場合、たとえば、ブロック共重合体やグラフト共重合体、ランダム共重合体といった共重合体を形成する方法の他、複数種類の樹脂を混ぜ合わせるポリマーブレンド法による樹脂形成もある。
The resin constituting the base particle is not particularly limited, and a polymer called a vinyl resin shown below is typical, and in addition to the vinyl resin, a polyamide resin, a polyester resin, or a polycarbonate resin is used. There are also condensation resins such as epoxy resins. Specific examples of vinyl resins include polystyrene resins, polyacrylic resins, polymethacrylic resins, and polyolefin resins formed from ethylene monomers and propylene monomers. In addition to the above-described condensation resins, resins other than vinyl resins include polyether resins, polysulfone resins, polyurethane resins, fluorine resins, and silicone resins.
The polymer constituting the resin that can be used for the base particles is prepared by combining a plurality of types of polymerizable monomers in addition to those obtained by using at least one type of polymerizable monomer that forms these resins. You can also. When a resin is prepared by combining a plurality of types of polymerizable monomers, for example, a method of forming a copolymer such as a block copolymer, a graft copolymer, or a random copolymer, or a mixture of a plurality of types of resins. There is also resin formation by a polymer blending method.
母体粒子に含有される着色剤は、正帯電の表示粒子に使用されるものと、負帯電の表示粒子に使用されるものとで異なる色の着色剤が使用される限り、特に限定されるものではなく、公知の顔料が用いられる。このうち、白色母体粒子を構成する白色顔料としては、たとえば、酸化チタン、酸化亜鉛(亜鉛華)、アンチモン白、硫化亜鉛等が挙げられ、その中でも酸化チタンが好ましい。また、黒色母体粒子を構成する黒色顔料としては、たとえば、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭等が挙げられ、その中でもカーボンブラックが好ましい。 The colorant contained in the base particles is particularly limited as long as colorants of different colors are used for positively charged display particles and for negatively charged display particles. Instead, known pigments are used. Among these, examples of the white pigment constituting the white base particles include titanium oxide, zinc oxide (zinc white), antimony white, and zinc sulfide. Among these, titanium oxide is preferable. Examples of the black pigment constituting the black base particles include carbon black, copper oxide, manganese dioxide, aniline black, activated carbon and the like, and among these, carbon black is preferable.
(表示粒子の作製方法)
表示粒子は母体粒子に外添剤を添加し、混合することによって作製できる。
母体粒子の作製方法は、特に限定されるものではなく、たとえば、電子写真方式の画像形成に使用されるトナーの製造方法等、樹脂と着色剤を含有する粒子を作製する公知の方法を応用することにより対応が可能である。母体粒子の具体的な作製方法としては、たとえば、以下の方法が挙げられる。
(1)樹脂と着色剤とを混練した後、粉砕、分級の各工程を経て母体粒子を作製する方法;
(2)水系媒体中で重合性単量体と着色剤を機械的に撹拌して液滴を形成した後、重合を行って母体粒子を作製する、いわゆる懸濁重合法;および
(3)界面活性剤を含有させた水系媒体中に重合性単量体を滴下し、ミセル中で重合反応を行って100〜150nmの重合体粒子を作製した後、着色剤粒子と凝集剤を添加してこれらの粒子を会合させて母体粒子を作製する、いわゆる乳化会合法。
(Preparation method of display particles)
The display particles can be prepared by adding an external additive to the base particles and mixing them.
The method for producing the base particles is not particularly limited. For example, a known method for producing particles containing a resin and a colorant is applied, such as a method for producing toner used for electrophotographic image formation. It is possible to cope with it. Specific examples of the method for producing the base particles include the following methods.
(1) A method of preparing base particles through kneading and classification steps after kneading a resin and a colorant;
(2) a so-called suspension polymerization method in which a polymerizable monomer and a colorant are mechanically stirred in an aqueous medium to form droplets and then polymerized to produce base particles; and (3) interface A polymerizable monomer is dropped into an aqueous medium containing an activator, a polymerization reaction is performed in micelles to produce polymer particles of 100 to 150 nm, and then colorant particles and an aggregating agent are added. So-called emulsification association method in which base particles are produced by associating particles.
外添剤としては、通常、無機微粒子および樹脂微粒子が使用可能である。
無機微粒子は、電子写真用トナーの分野で従来から外添剤として使用されている公知の無機微粒子が使用可能であり、例えば、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化タングステン等の金属酸化物、窒化チタン等の窒化物、チタン化合物が挙げられる。無機微粒子は、流動性向上、環境安定性の観点から疎水性を有することが好ましい。疎水性は、無機微粒子を、アミノシランカップリング剤等の表面処理剤によって表面処理することによって付与可能である。
樹脂微粒子は、電子写真用トナーの分野で従来から外添剤として使用されている公知の樹脂微粒子が使用可能であり、例えば、母体粒子を構成する樹脂として例示した前記樹脂からなる微粒子が挙げられる。
In general, inorganic fine particles and resin fine particles can be used as the external additive.
As the inorganic fine particles, known inorganic fine particles conventionally used as an external additive in the field of electrophotographic toner can be used. For example, silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide, tin oxide, zirconium oxide, tungsten oxide Metal oxides such as, nitrides such as titanium nitride, and titanium compounds. The inorganic fine particles preferably have hydrophobicity from the viewpoint of improving fluidity and environmental stability. Hydrophobicity can be imparted by subjecting inorganic fine particles to a surface treatment with a surface treatment agent such as an aminosilane coupling agent.
As the resin fine particles, known resin fine particles conventionally used as external additives in the field of electrophotographic toner can be used, and examples thereof include fine particles made of the resin exemplified as the resin constituting the base particles. .
外添剤の平均一次粒径は通常、5〜250nmであるが、帯電性の付与、流動性向上の観点からは、平均一次粒径が5nm〜100nmのものを使用すること、もしくは、平均一次粒径が5〜100nmのものと30nm〜250nmのものとを併用することが好ましい。これにより表示粒子の帯電性調整、流動性向上が可能になり、表示粒子の基板等に対する付着力が低減されるため、駆動電圧が低減し、濃度ばらつきが軽減され、コントラストがより一層向上する。 The average primary particle size of the external additive is usually 5 to 250 nm, but from the viewpoint of imparting chargeability and improving fluidity, the average primary particle size is 5 nm to 100 nm, or the average primary particle size is used. It is preferable to use a particle size of 5 to 100 nm and 30 nm to 250 nm in combination. This makes it possible to adjust the chargeability and improve the fluidity of the display particles and reduce the adhesion of the display particles to the substrate and the like, thereby reducing the drive voltage, reducing the density variation, and further improving the contrast.
外添剤の含有量は、帯電調整、流動性向上の観点から、母体粒子100重量部に対して0.1〜50重量部、特に1〜20重量部が好ましい。外添剤は2種類以上組み合わせて使用されてよく、その場合、それらの合計量が上記範囲内であればよい。 The content of the external additive is preferably from 0.1 to 50 parts by weight, particularly from 1 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base particles, from the viewpoints of charge adjustment and fluidity improvement. Two or more types of external additives may be used in combination, and in that case, the total amount thereof may be within the above range.
表示粒子の体積平均粒径D1は0.1〜50μmであり、電界による移動の容易性および濃度ばらつきの軽減の観点から、好ましくは1〜20μmである。 The volume average particle diameter D1 of the display particles is 0.1 to 50 μm, and preferably 1 to 20 μm from the viewpoint of ease of movement by an electric field and reduction of concentration variation.
粒子の体積平均粒径D1は体積基準メディアン径(d50径)であって、マルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)に、データ処理用のコンピューターシステムを接続した装置を用いて測定、算出することができる。
測定手順としては、粒子0.02gを界面活性剤溶液20ml(粒子を分散させるためのもので、界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)で馴染ませた後、超音波分散を1分間行い、粒子分散液を作製する。この粒子分散液を、サンプルスタンド内のISOTONII(ベックマン・コールター社製)の入ったビーカーに、測定濃度10%になるまでピペットにて注入し、測定機カウントを2500個に設定して測定する。なお、マルチサイザー3のアパチャー径は50μmのものを使用する。
The volume average particle diameter D1 of the particles is a volume-based median diameter (d50 diameter), and is measured and calculated using a device in which a computer system for data processing is connected to Multisizer 3 (manufactured by Beckman Coulter). Can do.
As a measurement procedure, 0.02 g of particles are mixed with 20 ml of a surfactant solution (for dispersing particles, a surfactant solution obtained by diluting a neutral detergent containing a
[画像表示装置]
本発明に係る画像表示装置は上記した表示粒子を備えたことを特徴とする。以下、本発明の画像表示装置について詳細に説明する。
[Image display device]
An image display device according to the present invention is characterized by including the above-described display particles. Hereinafter, the image display apparatus of the present invention will be described in detail.
本発明に係る画像表示装置は、少なくとも一方が透明な2枚の基板間に上記した表示粒子を封入し、該基板間に電界を発生させることによって、表示粒子を移動させて画像を表示するものである。 The image display device according to the present invention is configured to display the image by moving the display particles by enclosing the display particles described above between two substrates, at least one of which is transparent, and generating an electric field between the substrates. It is.
本発明に係る画像表示装置の代表的な構成断面を図1に示す。図1(a)は、基板11、12上に層構造の電極15を設け、電極15表面に絶縁層16を設けたものである。図1(b)に示す画像表示装置は、装置内に電極を設けていない構造のもので、装置外部に設けられた電極を介して電界を付与させ、表示粒子の移動を行える様にしたものである。図1(a)および図1(b)における同じ符号は同じ部材を意味するものとする。図1は図1(a)および図1(b)を包含して意味するものとする。図1の画像表示装置10は、図に示す様に、基板11側より画像を視認するものとするが、本発明では基板11側より画像を視認するものに限定されるものではない。また、図1(b)に示すタイプは、装置自体に電極15が設けられていない分、装置の構造を簡略化させ、その製造工程を短縮化することができるメリットがある。図1(b)に示すタイプの画像表示装置10を電圧印加可能な装置にセットして電圧印加を行う様子を示すものを図3に示す。なお、本発明に係る画像表示装置の断面構成は図1(a)と(b)に示すものに限定されるものではない。
A typical cross section of an image display device according to the present invention is shown in FIG. FIG. 1A shows a structure in which an
図1(a)の画像表示装置10の最外部には、当該画像表示装置を構成する筐体である2つの基板11と12が対向して配置されている。基板11と12は双方が向き合う側の面上に電圧印加を行うための電極15が設けられ、さらに、電極15上に絶縁層16が設けられている。基板11と12には、電極15と絶縁層16が設けられ、電極15と絶縁層16を有する側の面を対向させて形成される隙間18には表示粒子が存在する。図1に示す画像表示装置10は、表示粒子として負帯電した黒色表示粒子(以下、黒色粒子という)21と正帯電した白色表示粒子(以下、白色粒子という)22の2種類の表示粒子を隙間18に存在させている。なお、黒色粒子21および白色粒子22の表面には厳密には前記した外添剤が添加されて存在するが、図示しないものとする。また、図1の画像表示装置10では、隙間18が基板11と12及び2つの隔壁17により四方を囲んだ構造となっており、表示粒子は隙間18に粉体形態で封入された状態で存在している。
At the outermost part of the
隙間18の厚さは、封入された表示粒子が移動可能で画像のコントラストを維持できる範囲であれば、特に限定されるものではなく、通常は10μm乃至500μm、好ましくは10μm乃至100μmである。隙間18内における表示粒子の体積占有率は、5%乃至70%であり、好ましくは30%乃至60%である。表示粒子の体積占有率を上記範囲にすることにより、隙間18内で表示粒子がスムーズに移動でき、また、コントラストのよい画像が得られる。
The thickness of the
次に、画像表示装置10の隙間18での表示粒子の挙動について説明する。
本発明に係る画像表示装置は、2枚の基板間に電圧を印加されて電界が形成されると、帯電している表示粒子は電界方向に沿って移動する様になる。この様に、表示粒子が存在する基板間に電圧を印加することにより、帯電した表示粒子が基板間を移動して画像表示を行うものである。
Next, the behavior of display particles in the
In the image display device according to the present invention, when a voltage is applied between two substrates to form an electric field, the charged display particles move along the electric field direction. In this way, when a voltage is applied between the substrates on which the display particles exist, the charged display particles move between the substrates to display an image.
本発明に係る画像表示装置における画像表示は以下の手順により行われるものである。
(1)表示媒体として用いる表示粒子を、キャリアによる摩擦帯電等の公知の方法により帯電させる。
(2)対向する2枚の基板間に表示粒子を封入し、この状態で基板間に電圧を印加する。
(3)基板間への電圧印加により、基板間に電界が形成される。
(4)表示粒子は、電極間の電界の力の作用により表示粒子の極性と反対側の電界方向に沿って基板表面に引き寄せられ、画像表示が行える様になる。
(5)また、基板間の電界方向を変えることにより、表示粒子の移動方向を切り換える。この移動方向の切換えにより画像表示を様々に変えることができる。
The image display in the image display apparatus according to the present invention is performed by the following procedure.
(1) The display particles used as the display medium are charged by a known method such as frictional charging with a carrier.
(2) Display particles are sealed between two opposing substrates, and a voltage is applied between the substrates in this state.
(3) An electric field is formed between the substrates by applying a voltage between the substrates.
(4) The display particles are attracted to the surface of the substrate along the direction of the electric field opposite to the polarity of the display particles by the action of the electric field force between the electrodes, so that image display can be performed.
(5) Further, the moving direction of the display particles is switched by changing the electric field direction between the substrates. The image display can be changed variously by switching the moving direction.
なお、上述した公知の方法による表示粒子の帯電方法としては、たとえば、キャリアに接触させて摩擦帯電により表示粒子を帯電させる方法、帯電極性の異なる2色の表示粒子を混合、撹拌して両者間の摩擦帯電により表示粒子を帯電させる方法等が挙げられるが、本発明では、キャリアを使用し、帯電した表示粒子を基板内に封入することが好ましい。 The display particles can be charged by the above-described known methods, for example, a method in which the display particles are charged by contact with a carrier by frictional charging, or two color display particles having different charging polarities are mixed and stirred. In the present invention, it is preferable to use a carrier and enclose the charged display particles in a substrate.
基板間への電圧印加に伴う表示粒子の移動の例を図2と図3に示す。
図2(a)は、基板11と12の間に電圧を印加する前の状態を示しており、電圧印加前は視認側の基板11近傍には正帯電した白色粒子22が存在している。この状態は画像表示装置10が白色画像を表示しているものである。また、図2(b)は、電極15に電圧を印加した後の状態を示しており、基板11に正の電圧に印加することで負に帯電した黒色粒子21が視認側の基板11近傍に移動し、白色粒子22は基板12側に移動している。この状態は画像表示装置10が黒色画像を表示しているものである。
An example of the movement of the display particles accompanying the voltage application between the substrates is shown in FIGS.
FIG. 2A shows a state before a voltage is applied between the
図3は、図1(b)に示した画像表示装置10に電極を有さないタイプのものを電圧印加装置30にセットし、この状態で電圧を印加する前の様子(図3(a))と電圧を印加した後の様子(図3(b))を示したものである。図1(b)に示すタイプの画像表示装置10も電極15を有する画像表示装置10と同様、基板11に正の電圧を印加することで負に帯電した黒色粒子21が視認側の基板11近傍に移動し、正に帯電した白色粒子22は基板12側に移動している。
FIG. 3 shows a state in which the
次に、図1に示す画像表示装置10を構成する基板11、12、電極15、絶縁層16、および隔壁17について説明する。
Next, the
先ず、画像表示装置10を構成する基板11と12について説明する。画像表示装置10では、観察者は基板11と12の少なくとも一方の側から表示粒子により形成される画像を視認するので、観察者が視認する側に設けられる基板は透明な材質のものが求められる。したがって、観察者が画像を視認する側に使用される基板は、たとえば可視光透過率が80%以上の光透過性の材料が好ましく、80%以上の可視光透過率を有することにより十分な視認性が得られる。なお、画像表示装置10を構成する基板のうち、画像を視認する側の反対側に設けられる基板の材質は必ずしも透明なものである必要はない。
First, the
基板11、12の厚さは、それぞれ2μm〜5mmが好ましく、さらに、5μm〜2m
mがより好ましい。基板11、12の厚さが上記範囲のとき、画像表示装置10に十分な強度を付与するとともに基板の間隔を均一に保つことができる。また、基板の厚さを上記範囲とすることでコンパクトで軽量な画像表示装置を提供することができるので、広い分野での当該画像表示装置の使用を促進させる。さらに、画像を視認する側の基板の厚みを上記範囲とすることにより、表示画像の正確な視認が行え表示品質に支障を与えない。
The thickness of each of the
m is more preferable. When the thicknesses of the
可視光透過率が80%以上の材料としては、ガラスや石英等の可撓性を有さない無機材料や、後述する樹脂材料に代表される有機材料や金属シート等が挙げられる。このうち、有機材料や金属シートは画像表示装置にある程度の可撓性を付与することができる。可視光透過率を80%以上とすることが可能な樹脂材料としては、たとえば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等に代表されるポリエステル樹脂や、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、ポリメチルメタクリレート(PMMA)に代表されるアクリル酸エステルやメタクリル酸エステルの重合体であるアクリル樹脂やポリエチレン樹脂等のビニル系の重合性単量体をラジカル重合して得られる透明樹脂も挙げられる。 Examples of the material having a visible light transmittance of 80% or more include an inorganic material having no flexibility such as glass and quartz, an organic material typified by a resin material described later, a metal sheet, and the like. Among these, organic materials and metal sheets can impart a certain degree of flexibility to the image display device. Examples of the resin material having a visible light transmittance of 80% or more include polyester resins typified by polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polycarbonate resins, polyethersulfone resins, and polyimide resins. . In addition, a transparent resin obtained by radical polymerization of a vinyl polymerizable monomer such as an acrylic resin or a polyethylene resin, which is a polymer of acrylic acid ester or methacrylic acid ester represented by polymethyl methacrylate (PMMA). It is done.
電極15は基板11と12の面上に設けられ、電圧印加により基板間すなわち隙間18に電界を形成するものである。電極15は、前述の基板と同様に、観察者が画像を視認する側に透明なものを設ける必要がある。
The
画像を視認する側に設けられる電極の厚みは、導電性を確保するとともに光透過性に支障を来さないレベルにすることが求められ、具体的には3nm〜1μmが好ましく、5nm〜400nmがより好ましい。なお、画像を視認する側に設けられる電極の可視光透過率は、基板同様、80%以上とすることが好ましい。画像を視認する側の反対側に設けられる電極の厚みも上記範囲とすることが好ましいが、透明なものにする必要はない。 The thickness of the electrode provided on the side for visually recognizing the image is required to ensure conductivity and at a level that does not hinder the light transmittance. Specifically, the thickness is preferably 3 nm to 1 μm, and preferably 5 nm to 400 nm. More preferred. Note that the visible light transmittance of the electrode provided on the side where the image is viewed is preferably 80% or more, like the substrate. The thickness of the electrode provided on the side opposite to the side where the image is viewed is also preferably within the above range, but it is not necessary to be transparent.
電極15の構成材料としては、金属材料や導電性金属酸化物、あるいは、導電性高分子材料等が挙げられる。具体的な金属材料としては、たとえば、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等が挙げられ、導電性金属酸化物の具体例としては、インジウム・スズ酸化物(ITO)、酸化インジウム、アンチモン・スズ酸化物(ATO)、酸化スズ、酸化亜鉛等が挙げられる。さらに、導電性高分子材料としては、たとえば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン等が挙げられる。
Examples of the constituent material of the
電極15を基板11や12上に形成する方法としては、たとえば、薄膜上の電極を設ける場合には、スパッタリング法や真空蒸着法、化学蒸着法(CVD法;Chemical Vapor Deposition)、塗布法等が挙げられる。また、導電性材料を溶媒やバインダ樹脂に混合させ、この混合物を基板に塗布して電極を形成する方法もある。
As a method of forming the
絶縁層16は電極15の表面に設けられ、絶縁層16表面で表示粒子21,22と接触する構成となっている。絶縁層16は表示粒子21、22を移動させる際に印加される電圧によって帯電量の変化を緩和する役割をもっている。また、疎水性の高い構造をもつ樹脂、凹凸を付与することによって、表示粒子との物理的な付着力を低減でき、駆動電圧を低減させる働きももっている。絶縁層16を構成する材料としては、電気絶縁性を有する薄膜化可能な材料であって、所望により透明性を有するものである。画像を視認する側に設けられる絶縁層は可視光透過率を、基板同様、80%以上とすることが好ましい。具体例として、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。
The insulating
絶縁層16の厚みは0.01μm以上10.0μm以下とすることが好ましい。すなわち、絶縁層16の厚みが上記範囲の時は、電極15間にそれほど大きな電圧を印加せずに表示粒子21,22が移動でき、たとえば、電気泳動法による画像形成で印加したレベルの電圧を付与して画像表示が行えるので好ましい。
The thickness of the insulating
隔壁17は、上下基板間の間隔18を確保するものであり、図4上段の右側および左側の図に示すように基板11,12の縁部だけでなく、必要に応じて内部にも形成できる。隔壁17の幅、特に画像表示面18a側の隔壁の厚みは、例えば図4上段の右側の図に示すように、表示画像の鮮明性を確保する上からできるだけ薄くした方がよい。
The
基板11,12の内部に形成される隔壁17は、図4上段の右側および左側の図中、表裏方向に連続的に形成されても、断続的に形成されてもよい。
隔壁17の形状および配置を制御することにより、隔壁17により仕切られた隙間18のセルを様々な形状で配置できる。隙間18を基板11の視認方向から見た時のセルの形状および配置の例を図4下段の図に示す。セルは、図4下段の図に示すように、四角形状、三角形状、ライン状、円形状、六角形状等にて、複数個で、ハニカム状や網目状に配置することができる。
The
By controlling the shape and arrangement of the
隔壁17は、たとえば以下に挙げる方法を用いて画像を視認する側の反対側の基板上を加工処理することにより形成できる。隔壁17を形成する方法としては、たとえば、樹脂材料等によるエンボス加工や熱プレス射出成形による凹凸形成、フォトリソグラフ法やスクリーン印刷等が挙げられる。
The
本発明に係る画像表示装置は以下に示す電子写真現像方式によって製造可能である。
2枚の基板11、12に、電極15および所望により絶縁層16を形成し、一対の電極付き基板を得る。表示粒子21およびキャリア210を混合することにより表示粒子21を負帯電させ、混合物(21,210)を、図5(a)に示すように、導電性のステージ100上に置き、一方の電極付き基板を、ステージ100と所定の間隔を空けて設置する。次いで、図5(a)に示すように、電極15に正極性の直流電圧と交流電圧を印加して、絶縁層16上に負帯電の表示粒子21を付着させる。次に表示粒子22およびキャリア220を混合することにより表示粒子22を正帯電させ、混合物(22,220)を、図5(b)に示すように、導電性のステージ100上に置き、負帯電の表示粒子を付着させた電極付き基板を、ステージ100と所定の間隔を空けて設置する。次いで、図5(b)に示すように、電極15に負極性の直流電圧と交流電圧を印加して、負帯電の表示粒子21の付着層上に正帯電の表示粒子22を付着させる。負帯電の表示粒子および正帯電の表示粒子を付着させた一方の電極付き基板と、他方の電極付き基板とを、図5(c)に示すように、所定の間隔になるように隔壁で調整して重ね、基板周辺を接着し、画像表示装置を得ることができる。
The image display device according to the present invention can be manufactured by the following electrophotographic development system.
An
また以下に示す電子写真現像方式の別の実施形態によっても製造可能である。
2枚の基板11、12に、電極15および所望により絶縁層16を形成し、一対の電極付き基板を得る。表示粒子21およびキャリア210を混合することにより表示粒子21を負帯電させ、混合物(21,210)を、図6(a)に示すように、導電性のステージ100上に置き、一方の電極付き基板を、ステージ100と所定の間隔を空けて設置する。次いで、図6(a)に示すように、電極15に正極性の直流電圧と交流電圧を印加して、絶縁層16上に負帯電の表示粒子21を付着させる。
表示粒子22およびキャリア220を混合することにより表示粒子22を正帯電させ、混合物(22,220)を、図6(b)に示すように、導電性のステージ100上に置き、他方の電極付き基板を、ステージ100と所定の間隔を空けて設置する。次いで、図6(b)に示すように、電極15に負極性の直流電圧と交流電圧を印加して、絶縁層16上に正帯電の表示粒子22を付着させる。負帯電の表示粒子を付着させた電極付き基板と、正帯電の表示粒子を付着させた電極付き基板とを、図6(c)に示すように、所定の間隔になるように隔壁で調整して重ね、基板周辺を接着し、画像表示装置を得ることができる。
Further, it can be manufactured by another embodiment of the electrophotographic developing system described below.
An
By mixing the
上記した電子写真現像方式において、負帯電の表示粒子および正帯電の表示粒子を付着させる際、電極15とステージ100との間に印加される直流電圧および交流電圧、電圧印加時間、ならびに電極15とステージ100との間隙距離を調整することにより、それらの表示粒子の帯電分布を制御できる。例えば、直流電圧、交流電圧が小さすぎたり、電圧印加時間が短すぎたり、上記間隙距離が大きすぎたりする場合、粒子の付着量が不足する傾向があり、しかも所定の帯電量を有する粒子の含有割合が少なくなる。また、直流電圧、交流電圧が大きすぎたり、電圧印加時間が長すぎたり、上記間隙距離が小さすぎたりする場合、帯電量の絶対値が所定範囲よりも大きい粒子や小さい粒子が混在して付着するため、結果として所定の帯電量を有する粒子の含有割合が少なくなる。従って、直流電圧、交流電圧、電圧印加時間、上記間隙距離を最適な条件に調整する必要がある。
In the electrophotographic development system described above, when negatively charged display particles and positively charged display particles are attached, a DC voltage and an AC voltage applied between the
具体的には、例えば、交流電圧を2kV、周波数を2kHz、電極15とステージ100との間隙距離を約2mmとした場合、直流電圧の絶対値は50〜200V、に、電圧印加時間は2〜10秒間に設定される。
Specifically, for example, when the AC voltage is 2 kV, the frequency is 2 kHz, and the gap distance between the
負帯電の表示粒子および正帯電の表示粒子を帯電させるためのキャリアおよび混合条件は、それらの表示粒子の帯電量分布が狭くなるように調整されていることが好ましい。一般には、キャリア粒子表面積の50〜80%くらいを覆う粒子量に設定し混合することがのぞましい。このとき、負帯電の表示粒子を付着させるための条件は、正帯電の表示粒子を付着させるための条件と極性のみ逆で同等になるように調整される。 It is preferable that the carrier and the mixing conditions for charging the negatively charged display particles and the positively charged display particles are adjusted so that the charge amount distribution of these display particles becomes narrow. Generally, it is desirable to set the amount of particles covering about 50 to 80% of the surface area of the carrier particles and mix them. At this time, the condition for attaching the negatively charged display particles is adjusted so that the polarity is the same as that of the condition for attaching the positively charged display particles.
<実施例1>
[正帯電用表示粒子(白色粒子)の製造]
下記した樹脂及び酸化チタンをヘンシェルミキサ(三井三池鉱業社製)に投入し、撹拌羽根の周速を25m/秒に設定して5分間混合処理して混合物とした。
スチレンアクリル樹脂(重量平均分子量20,000) 100重量部
アナタース型酸化チタン(平均一次粒径150nm) 30重量部
上記混合物を二軸押出混練機で混練し、次いで、ハンマーミルで粗粉砕した後、ターボミル粉砕機(ターボ工業社製)で粉砕処理し、さらに、コアンダ効果を利用した気流分級機で微粉分級処理を行って、体積平均粒径8.2μmおよびCV20の白色の母体粒子を製造した。次に、上記白色の母体粒子100重量部に、アミノシランカップリング処理されたシリカ微粒子(平均一次粒径50nm)を0.6重量部添加し、バイブリダイザー(奈良機械(株)製)を用い、その回転数を15,000rpmに設定し、10分間の混合処理を行った。引き続きアミノカップリング処理を行った平均一次粒径が15nmのシリカ微粒子を1.0重量部添加し、同様の処理を行うことにより白色粒子を製造した。
<Example 1>
[Production of positively charged display particles (white particles)]
The resin and titanium oxide described below were put into a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Miike Mining Co., Ltd.), the peripheral speed of the stirring blade was set to 25 m / second, and the mixture was mixed for 5 minutes to obtain a mixture.
Styrene acrylic resin (weight average molecular weight 20,000) 100 parts by weight Anatase type titanium oxide (average
[負帯電用表示粒子(黒色粒子)の製造]
下記した樹脂及びカーボンブラックをヘンシェルミキサ(三井三池鉱業社製)に投入し、撹拌羽根の周速を25m/秒に設定して5分間混合処理して混合物とした。
スチレンアクリル樹脂(重量平均分子量20,000) 100重量部
カーボンブラック(平均一次粒径25nm) 10重量部
上記混合物を二軸押出混練機で混練し、次いで、ハンマーミルで粗粉砕した後、ターボミル粉砕機(ターボ工業社製)で粗粉粉砕し、さらに、コアンダ効果を利用した気流分級機で微粉分級処理を行って、体積平均粒径8.0μmおよびCV20の黒色母体粒子を製造した。次に、上記黒色母体粒子100重量部に、アミノシランカップリング処理されたシリカ微粒子(平均一次粒径50nm)を0.6重量部添加し、バイブリダイザー(奈良機械(株)製)を用い、その回転数を15,000rpmに設定し、10分間の混合処理を行った。引き続きアミノカップリング処理を行った平均一次粒径が15nmのシリカ微粒子を1.0重量部添加し、同様の処理を行うことにより黒色粒子を製造した。
[Manufacture of negatively charged display particles (black particles)]
The resin and carbon black described below were put into a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Miike Mining Co., Ltd.), the peripheral speed of the stirring blade was set to 25 m / sec, and the mixture was mixed for 5 minutes to obtain a mixture.
Styrene acrylic resin (weight average molecular weight 20,000) 100 parts by weight Carbon black (average
[正帯電用表示粒子を帯電させるためのキャリアA]
平均粒子径80μmのフェライトコア100重量部に対して、フッ素化アクリレート樹脂粒子を2部加え、これら原料を水平回転翼型混合機に投入し、水平回転翼の周速が8m/秒となる条件で22℃で10分間混合攪拌した後、90℃に加熱し40分攪拌して、キャリアAを製造した。
[Carrier A for charging display particles for positive charging]
Conditions in which 2 parts of fluorinated acrylate resin particles are added to 100 parts by weight of ferrite core having an average particle diameter of 80 μm, and these raw materials are put into a horizontal rotary blade type mixer so that the peripheral speed of the horizontal rotary blade is 8 m / sec. Was mixed and stirred at 22 ° C. for 10 minutes, and then heated to 90 ° C. and stirred for 40 minutes to produce Carrier A.
[負帯電用表示粒子を帯電させるためのキャリアB]
平均粒子径80μmのフェライトコア100重量部に対して、シクロヘキシルメタクリレート樹脂粒子を2部加え、これら原料を水平回転翼型混合機に投入し、水平回転翼の周速が8m/秒となる条件で22℃で10分間混合攪拌した後、90℃に加熱し40分攪拌して、キャリアBを製造した。
[Carrier B for charging display particles for negative charge]
Under the condition that 2 parts of cyclohexyl methacrylate resin particles are added to 100 parts by weight of a ferrite core having an average particle diameter of 80 μm, and these raw materials are put into a horizontal rotary blade type mixer so that the peripheral speed of the horizontal rotary blade is 8 m / sec. After mixing and stirring at 22 ° C. for 10 minutes, carrier B was produced by heating to 90 ° C. and stirring for 40 minutes.
[画像表示装置の製造]
画像表示装置は、図1(a)と同様の構造を有するように、以下の方法に従って製造した。長さ80mm、幅50mm、厚さ0.7mmのガラス基板11を2枚用意し、各基板面上には、厚さ300nmのインジウム・スズ酸化物(ITO)被膜(抵抗30Ω/□)からなる電極15を蒸着法により形成した。上記電極上に、ポリカーボネート樹脂12gを、テトラヒドロフラン80mlとシクロヘキサノン20mlの混合溶媒に溶解させてなる塗布液を、スピンコート法により塗布して厚さ3μmの絶縁層16を形成し、一対の電極付き基板を得た。
[Manufacture of image display devices]
The image display apparatus was manufactured according to the following method so as to have the same structure as that shown in FIG. Two
負帯電用表示粒子1gおよびキャリアB 9gを振とう機(YS−LD(株)ヤヨイ製)により30分間混合することにより、表示粒子を帯電させた。得られた混合物(21,210)を、図6(a)に示すように、導電性のステージ100上に置き、一方の電極付き基板を、ステージ100と約2mmの間隔を空けて設置した。電極15とステージ100との間に、DCバイアス+50V,ACバイアス2.0kV,周波数2.0kHzを10秒間印加して、絶縁層16上に負帯電の表示粒子21を付着させた。
The display particles were charged by mixing 1 g of the negatively charged display particles and 9 g of carrier B with a shaker (manufactured by YS-LD Co., Ltd., Yayoi) for 30 minutes. As shown in FIG. 6A, the obtained mixture (21, 210) was placed on a
正帯電用表示粒子1gおよびキャリアA 9gを振とう機(YS−LD(株)ヤヨイ製)により30分間混合することにより、表示粒子を帯電させた。得られた混合物(22,220)を、図6(b)に示すように、導電性のステージ100上に置き、他方の電極付き基板を、ステージ100と約2mmの間隔を空けて設置した。電極15とステージ100との間に、DCバイアス−50V,ACバイアス2.0kV,周波数2.0kHzを10秒間印加して、絶縁層16上に正帯電の表示粒子22を付着させた。
The display particles were charged by mixing 1 g of positively charged display particles and 9 g of carrier A with a shaker (manufactured by YS-LD, Yayoi Co., Ltd.) for 30 minutes. As shown in FIG. 6B, the obtained mixture (22, 220) was placed on a
負帯電の表示粒子を付着させた電極付き基板と、正帯電の表示粒子を付着させた電極付き基板とを、図6(c)に示すように、間隔50μmになるように隔壁で調整して重ね、基板周辺をエポキシ系接着剤にて接着し、画像表示装置とした。なお、2種類の表示粒子のガラス基板間への体積占有率は50%であった。正帯電の表示粒子と負帯電の表示粒子との含有割合は正帯電の表示粒子/負帯電の表示粒子の個数比でほぼ1/1にしてある。 As shown in FIG. 6 (c), the electrode-attached substrate to which the negatively charged display particles are attached and the electrode-attached substrate to which the positively charged display particles are attached are adjusted with a partition wall so that the interval is 50 μm. Then, the periphery of the substrate was adhered with an epoxy adhesive to obtain an image display device. The volume occupation ratio between the two types of display particles between the glass substrates was 50%. The content ratio of the positively charged display particles and the negatively charged display particles is approximately 1/1 in terms of the number ratio of the positively charged display particles / negatively charged display particles.
<実施例2〜4、比較例1〜6>
負帯電の表示粒子および正帯電の表示粒子の封入条件を表1に記載のように変更したこと以外、実施例1と同様の方法により、画像表示装置を製造した。
<Examples 2-4, Comparative Examples 1-6>
An image display device was produced in the same manner as in Example 1 except that the sealing conditions for the negatively charged display particles and the positively charged display particles were changed as shown in Table 1.
<比較例7>
負帯電の表示粒子および正帯電の表示粒子の封入を、特開2005−258157号公報に記載の方法に従って、図8に記載の散布装置を用いて行ったこと以外、実施例1と同様の方法により画像表示装置を製造した。詳しくは、負帯電の表示粒子を封入する場合は輸送配管をPFAチューブをつかい帯電させ、正帯電の表示粒子を封入する場合は、SUS管をつかい帯電させた。
<Comparative Example 7>
The same method as in Example 1 except that the negatively charged display particles and the positively charged display particles are encapsulated according to the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-258157 using the spraying device shown in FIG. Thus, an image display device was manufactured. Specifically, when negatively charged display particles are encapsulated, the transport pipe is charged using a PFA tube, and when positively charged display particles are encapsulated, an SUS tube is charged.
<比較例8>
負帯電の表示粒子および正帯電の表示粒子の封入を、特開2003−241231号公報に記載の方法に従って、図9に記載の粉体塗装装置を用いて行ったこと以外、実施例1と同様の方法により、画像表示装置を製造した。詳しくは、負帯電の表示粒子を封入する場合はノズル先端に−40kVの電圧を印加し、正帯電の表示粒子を封入する場合は、+40kVの電圧を印加した。
<Comparative Example 8>
Encapsulation of the negatively charged display particles and the positively charged display particles was performed using the powder coating apparatus shown in FIG. 9 according to the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-241231. By this method, an image display device was manufactured. Specifically, when negatively charged display particles are encapsulated, a voltage of −40 kV is applied to the tip of the nozzle, and when positively charged display particles are encapsulated, a voltage of +40 kV is applied.
<評価>
・帯電量分布の評価
前記した方法に従って、画像表示装置から正帯電表示粒子と負帯電表示粒子とを分離・採取し、E−Spart測定機(Model EST−II;ホソカワミクロン製)により各表示粒子の帯電量分布を測定した。例えば、実施例1の画像表示装置から分離された負帯電表示粒子および正帯電表示粒子の帯電量分布のグラフをそれぞれ図7(A)および図7(B)に示した。
<Evaluation>
-Evaluation of charge amount distribution According to the method described above, positively charged display particles and negatively charged display particles are separated and collected from the image display device, and each display particle is measured by an E-Spart measuring machine (Model EST-II; manufactured by Hosokawa Micron). The charge amount distribution was measured. For example, graphs of charge amount distributions of the negatively charged display particles and the positively charged display particles separated from the image display device of Example 1 are shown in FIGS. 7A and 7B, respectively.
・駆動特性の評価
画像表示装置に対して以下の手順で直流電圧を印加し、電圧印加により得られる表示画像の反射濃度を測定することにより、表示特性を評価した。尚、電圧印加は、以下の手順で行い、印加電圧を0Vからプラス側に変化させた後、続いてマイナス側に変化させ、再び0Vに戻る経路(1サイクル)のヒステリシス曲線を描く様に電圧を印加した。すなわち、
(1)0Vから+250Vまで50V間隔で電圧を変化させながら印加を行う。
(2)+250Vから−250Vまで50V間隔で電圧を変化させながら印加を行う。
(3)−250Vより0Vまで50V間隔で電圧を変化させながら印加を行う。
上記手順で各画像表示装置に直流電圧を印加したところ、白表示の状態でプラスの電圧を印加した時に、表示が白から黒に変化することが確認された。なお、画像表示装置の視認方向上流側の電極に印加する電圧を変化させ、他方の電極は電気的に接地させた。濃度は、反射濃度計「RD−918(マクベス社製)」を用いて測定した。
Evaluation of drive characteristics Display characteristics were evaluated by applying a DC voltage to the image display apparatus according to the following procedure and measuring the reflection density of the display image obtained by the voltage application. The voltage is applied in the following procedure. After changing the applied voltage from 0V to the plus side, the voltage is changed to the minus side, and the voltage is drawn so as to draw a hysteresis curve of the path (1 cycle) returning to 0V again. Was applied. That is,
(1) Application is performed while changing the voltage from 0V to + 250V at intervals of 50V.
(2) Application is performed while changing the voltage from + 250V to -250V at intervals of 50V.
(3) Application is performed while changing the voltage from −250V to 0V at intervals of 50V.
When a DC voltage was applied to each image display device according to the above procedure, it was confirmed that the display changed from white to black when a positive voltage was applied in a white display state. The voltage applied to the electrode on the upstream side in the visual recognition direction of the image display device was changed, and the other electrode was electrically grounded. The density was measured using a reflection densitometer “RD-918 (manufactured by Macbeth)”.
評価は、初期および1万サイクルの電圧印加後において、表示特性としてコントラストおよび濃度ばらつきについて行った。繰り返しの電圧印加は交流電圧250V、周波数2Hzの矩形波を印加した。 The evaluation was performed with respect to contrast and density variations as display characteristics at the initial stage and after voltage application of 10,000 cycles. For the repetitive voltage application, a rectangular wave having an AC voltage of 250 V and a frequency of 2 Hz was applied.
(コントラスト)
+250Vを印加したときの濃度(黒濃度)、−250Vを印加したときの濃度(白濃度)を測定した。濃度は任意の5箇所について測定し、それらの平均値を用いた。黒濃度と白濃度との差に基づいてコントラストを評価した。コントラストは、濃度差が1.00以上を合格(○)、1.00未満を不合格(×)とした。
(contrast)
The density (black density) when +250 V was applied and the density (white density) when -250 V was applied were measured. The concentration was measured at any five locations, and the average value thereof was used. Contrast was evaluated based on the difference between black density and white density. Contrast was determined as pass (◯) when the density difference was 1.00 or more, and reject (x) when less than 1.00.
(濃度ばらつき)
コントラストの評価において測定された黒濃度および白濃度それぞれ5個づつの測定値について、最大値と最小値との差を求め、濃度ばらつきを評価した。濃度ばらつきは、濃度差が0.10以下を合格(○)、0.10を超えると不合格(×)とした。
(Density variation)
The difference between the maximum value and the minimum value was obtained for each of the five measured values of black density and white density measured in the contrast evaluation, and density variation was evaluated. Concentration variation was determined to be acceptable (◯) when the difference in density was 0.10 or less, and unacceptable (x) when exceeding 0.10.
(最低駆動電圧V1)
最低駆動電圧は、0Vから+250Vまで10V間隔で変化させた時、表示濃度の値が下記の値となる時の電圧V1である。V1は、50V以下を合格(○)、50V未満を不合格(×)とした。
表示濃度=CW+{(CB−CW)×0.1}
コントラストの初期評価において測定された黒濃度を「CB」、白濃度を「CW」とする。
(Minimum drive voltage V1)
The minimum drive voltage is the voltage V1 when the display density value becomes the following value when changed from 0V to + 250V at 10V intervals. V1 made 50V or less pass ((circle)) and less than 50V made disqualify (x).
Display density = C W + {(C B −C W ) × 0.1}
The black density measured in the initial evaluation of contrast is “C B ”, and the white density is “C W ”.
10:画像表示装置、11:12:基板、15:電極、16:絶縁層、17:隔壁、18:隙間、18a:画像表示面、21:黒色粒子、22:白色粒子。 10: image display device, 11:12: substrate, 15: electrode, 16: insulating layer, 17: partition, 18: gap, 18a: image display surface, 21: black particles, 22: white particles.
Claims (2)
表示粒子が正帯電の表示粒子と負帯電の表示粒子の2種を含み、正帯電の表示粒子の帯電量分布において帯電量が+2〜+15μC/gの粒子の含有割合が全正帯電の表示粒子に対して70個数%以上であり、負帯電の表示粒子の帯電量分布において帯電量が−2〜−15μC/gの粒子の含有割合が全負帯電の表示粒子に対して70個数%以上であることを特徴とする表示粒子。 Display particles used in an image display device for displaying an image by moving display particles by encapsulating charged display particles between two substrates, at least one of which is transparent, and generating an electric field between the substrates In
The display particles include two kinds of positively charged display particles and negatively charged display particles, and the content ratio of the particles having a charge amount of +2 to +15 μC / g in the charge amount distribution of the positively charged display particles is an all positively charged display particle. And the content ratio of particles having a charge amount of −2 to −15 μC / g in the charge amount distribution of the negatively charged display particles is 70 number% or more with respect to the all negatively charged display particles. Display particles characterized by being.
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