JP2873825B2 - 磁気ディスプレーシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、マイクロカプセル内で光吸収性磁性粉
と、光反射性非磁性粉の上下の位置を転換することによ
って入射光を吸収または反射させて両者の間の明暗のコ
ントラスト像を形成する磁気ディスプレーシステムに関
する。

［従来の技術］ 磁気ディスプレーシステムに類する従来の技術には透
明プラスチックシートの全面に、一辺および深さが各2m
m程度のハニカム状の窪みを設けるように成型して、そ
のハニカム状の窪みのなかに白色顔料液体と磁性粉を注
入し、注入物が外部に漏れないように透明シートによっ
て密封してなる磁気ディスプレーシステムがある。これ
は磁気ディスプレー板の裏面の一端より他端に棒状の永
久磁石をディスプレー面全面に亘って移動することによ
ってハニカム状の各窪みのなかの磁性粉をディスプレー
板の裏面に沈めて、表面には白色顔料の白色を示すよう
にして、白色にしたディスプレー面の表面にペン状棒磁
石の先端部を接触させて、接触部分の磁性粉を表面に移
動して像を形成するシステムである。

他の磁気ディスプレーシステムとして、本願出願人が
出願した磁気ディスプレーシステム（特願昭62-305081
号）がある。このシステムは、磁性粉を封入したマイク
ロカプセルを非磁性体基板に塗布したディスプレーと、
文字や像形成の手段として永久磁石を用いている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の磁気ディスプレーシステムのうち前者にあ
っては、ハニカムルームのなかの磁性粉を裏面より表面
に移動させて像を形成するため、形成する線像はハニカ
ムルームのサイズ以下に細くすることは不可能であると
か、ハニカムルームを設けるための成型と白色顔料液体
と磁性粉を封入密封する工程は容易でないことや、ハニ
カムルームを大型の黒板サイズに成型することが技術的
にほとんど不可能なこと、さらにはそのような大きなサ
イズの全面に設けるハニカムルームのなかに白色顔料液
体と磁性粉を注入、密封することはこれまた技術的に至
難であること、また逆に上記の構造のためのポケットサ
イズのように小さなサイズのディスプレーにすることも
容易でないことなどから、その用途は狭い範囲に限られ
ている。このように、ハニカムルームのなかの磁性粉全
量を裏面から表面に移動して像を形成するためシャープ
な像を形成できないこと、また像を形成したあとディス
プレー板を垂直に立てておくとハニカムルームのなかの
磁性粉がハニカムルームの底部に沈んでしまうこと、デ
ィスプレー板を大小自由サイズにすることが難しいなど
の問題がある。

また後者即ち本出願人の出願した特願昭62-305081号
の磁気ディスプレーシステムは、前者のプラスチック成
型によるハニカムルームに磁性粉と白色顔料を密封した
ディスプレーシステムと比較すると、形成できる文字や
画像の質が極めて優れていること、また僅かな磁束密度
によって磁性粉の極性配向を転換できること、さらには
大小自由なサイズのディスプレーが容易に得られること
などの点ではるかに進歩している。しかしながら、この
システムに用いる磁性粉は垂直配向時の光吸収と水平配
向時の光反射のコントラストを強くする必要上、フェラ
イトや通常の酸化鉄のように大量生産されている磁性粉
より表面に光沢が得られるニッケル等の合成磁性粉で、
しかも極性が得られ易いフレーク状（長辺を有する偏平
形状）の磁性粉が要求されるため、高コストとなってし
まうといった問題がある。

本発明は上記の２つの磁気ディスプレーシステムのも
つ問題を解消することを解決課題としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記課題を解決するために、少なくとも一枚
が透明な二枚の非磁性体基板間に、油状液体中に分散し
た、光吸収性磁性粉と光反射性非磁性粉を封入したマイ
クロカプセル層を塗設してディスプレーとし、透明な基
板側を表面とするディスプレーの表面または裏面の一方
から局部的または全面的に磁場を印加することによって
前記マイクロカプセル内の光吸収性磁性粉の複数粒子を
磁気作用によって凝集させつつ、ディスプレーの面の磁
場を印加した側に吸引移動させ、またその移動に対応し
て、その同じマイクロカプセル内の光反射性非磁性粉を
磁場を印加したディスプレーの面の反対側に移動させ
て、ディスプレー面に光の吸収・反射のコントラストを
与えて文字や像の形成及び消去を行うようにした。

また、前記基板間に塗設するマイクロカプセル内に封
入する光吸収性磁性粉として、外部よりの磁場印加によ
って容易に磁化できる透磁率が大きく、また外部よりの
磁場印加を取除いたときの残留磁化の小さい特徴をもつ
黒色酸化鉄粉の複数粒子を用いるようにした。

また、前記基板間に塗設するマイクロカプセルが、光
吸収性磁性粉と光反射性非磁性粉を分散した油状液体
を、それと相溶性のない水性媒体の連続相中に懸濁して
生じる前記油状液体の液滴界面上に、水性媒体の連続相
に添加したポリマー水溶液よりポリマー濃厚相を析出・
吸着させて実質的に透明な壁膜を形成するマイクロカプ
セルであるようにした。

そして、前記ディスプレーの表面または裏面より磁場
を印加してマイクロカプセル内の光吸収性磁性粉と光反
射性非磁性粉のそれぞれの位置を相互に移動させる手段
として永久磁石を用いた。

［作用］ 二枚の非磁性体基板間に、油状液体中に分散した光吸
収性磁性粉と光反射性非磁性粉を封入したマイクロカプ
セル層を塗設したディスプレーの裏面の一端より他端に
磁場を印加すると、マイクロカプセル内の光吸収性磁性
粉は凝集されつつディスプレーの裏面側に吸引移動し、
逆にマイクロカプセル内の光反射性非磁性粉はディスプ
レーの表面側に移動する結果、ディスプレーの表面全域
は光反射性非磁性粉の反射色を示す。

次に全面に反射色を示しているディスプレー面の表面
の任意の部分に、磁場を印加させることによりその印加
部分のマイクロカプセル内の光吸収性磁性粉はディスプ
レー表面側に吸引移動し、またその部分の光反射性非磁
性粉は裏面側に移動することによって、ディスプレー面
表面に光吸収性磁性粉の光吸収によって黒色の文字や像
を形成する。また文字や像の消去をするときは、再度デ
ィスプレーの裏面の一端より他端に磁場を印加すること
によって文字や像は消去されディスプレーの表面は全面
的に光反射性非磁性粉の反射色を示す。

［実施例］ 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説
明する。

第１図において、１はディスプレーであり、このディ
スプレー１は、少なくとも一枚が透明である二枚の非磁
性体基板2,5の間に、油状液体中に分散した光吸収性磁
性粉10と光反射性非磁性粉11を封入したマイクロカプセ
ル層４を塗設した構成となっている。

このディスプレー１は透明な非磁性体基板２側を表面
としている。

第２図は上記ディスプレー１を支持体６の表面に設置
した図を示す。

次に光吸収性磁性粉10と光反射性のある顔料または染
料からなる光反射性非磁性粉11を封入したマイクロカプ
セル３について詳述する。

第５図でマイクロカプセル３の拡大図を示している。
光吸収性の優れた光吸収性磁性粉10として、平均粒径0.
3〜0.5ミクロンの黒色酸化鉄粉（Fe₃O₄）を用いた。ま
た、光反射性の優れた顔料または染料からなる光反射性
非磁性粉11として白色酸化チタンを用いた。

次にその光吸収性磁性粉10および光反射性非磁性粉11
をマグナフラックスオイルに重量比でそれぞれ５％と10
％の割合で分散した。

次にpH6の等電点を有するゼラチン１％の水溶液一部
のなかにアラビアゴム濃度１％の水溶液一部を加えて攪
拌してマイクロカプセル皮膜用の重合物質の水溶液系を
つくり、50℃に昇温して水酸化ナトリウム濃度21％の水
溶液を加えて、系のpHを９に調整する。この重合物質の
水溶液の系に濃度１％のゼラチン水溶液の10％に相当す
る、光吸収性磁性粉10と光反射性非磁性粉11の分散液を
加えて、系中において分散液滴が40〜1,000ミクロンに
なるまで攪拌する。

更にpHを4.0まで徐々に下げて光吸収性磁性粉10と光
反射性非磁性粉11の分散液の界面にゼラチン／アラビア
ゴムの濃厚液を析出させ、のちに系の温度を下げて析出
濃厚膜をゲル化してグルタールアルデヒド25％の水溶液
を加えて皮膜を硬化して光吸収性磁性粉10と光反射性非
磁性粉11を封入したマイクロカプセル３を得た。

上記の方法で得られたマイクロカプセル３は、マイク
ロカプセル３を約20％を含むスラリーとして得られる。
このスラリー中の水分を1/2に減らし、ポリビニルアル
コール10％の水溶液を同量加えてマイクロカプセル３の
塗布液を得た。

上記塗布液を、100ミクロンの厚さのポリエチレンテ
レフタレートシートからなる非磁性体基板２にブレード
コーターによって約160ミクロンのウェット厚みに塗布
してディスプレー１のシートを得た。

第２図はディスプレー１の裏面に塗布したマイクロカ
プセル塗布層４にある個々のマイクロカプセル３内の光
吸収性磁性粉10をディスプレー１の全面に亘って、その
裏面側に吸引移動させる磁気装置７を支持体６に装着し
た図である。この磁気装置７として帯状に長い永久磁石
８が用いられており、この磁気装置７をスライダーとし
て、ディスプレー１の面の裏面の一端より他端にスライ
ド移動させることによって、マイクロカプセル３内の光
吸収性磁性粉10をディスプレー１の面の裏面に吸引移動
することができる。

この磁気装置７に用いる永久磁石８はマイクロカプセ
ル３内の光吸収性磁性粉10を吸引移動させることが目的
であるので、第３図に示すように帯状に形成されてい
る。またこの磁気装置７は表面磁束密度が100ガウス程
度以上の永久磁石であれば何でもよいが、本実施例では
その永久磁石８として多極着磁のゴム磁石を用いた。こ
の多極着磁の永久磁石８は次のようにして製造される。

長軸２〜４ミクロンの異方性バリウムフェライト80
％、加硫ゴム20％を混練し、押出機によって約１ミリの
厚みのシートに形成し、磁界配向装置によってバリウム
フェライトの異方性粒子の長軸を磁化方向に配向させた
のち、多極着磁器によって飽和磁気を加えてシートの両
面に約３ミリピッチで磁束密度100ガウスに着磁したゴ
ム磁石をつくった。そのゴム磁石を着磁方向に平行し
て、約20ミリの巾に断裁して本実施例の永久磁石８をつ
くった。

第４図はディスプレー１の面の裏面の一端より他端の
方向に多極着磁した帯状の永久磁石８からなる磁気装置
７をスライド移動したときに、マイクロカプセル３内の
光吸収性磁性粉10が下部に、また光反射性非磁性粉11が
上部に移動する状態を示すものであり、第５図は透明皮
膜９のマイクロカプセル３内で光吸収性磁性粉10が下部
にまた光反射性非磁性粉11が上部に移動した状態を示す
拡大図である。

このように、マイクロカプセル３内の光吸収性磁性粉
10が下部に、また光反射性非磁性粉11が上部に移動した
状態にあるディスプレー１を表面からみると、入射光を
光反射性非磁性粉11が反射することによってディスプレ
ー１の面全面が白色を示す。

第６図は、文字、画像を示すディスプレー１の面に文
字、画像を形成するための磁気装置７を示すものであ
り、ホルダー12に２極着磁した棒状永久磁石８を装着し
た構成となっている。

第７図は、全面が白色に反射しているディスプレー１
の非磁性体基板２の表面から、前記ホルダー12に装着し
た２極着磁の棒状永久磁石８の先端を接触移動させて文
字やその他の像を描くと、その部分のマイクロカプセル
３の内部の光吸収性磁性粉10は上部に、また光反射性非
磁性粉11が下部に移動する状態を示すものであり、第８
図は透明皮膜９のマイクロカプセル３内で光吸収性磁性
粉10が上部に、光反射性非磁性粉11が下部に移動した状
態を示す拡大図である。

このようにマイクロカプセル３内の光吸収性磁性粉10
が上部に移動した部分をディスプレー１の表面からみる
と、入射光は光吸収性磁性粉10によって吸収されて黒色
を示す。即ち、第４図に示す操作により、ディスプレー
１の表面に白色酸化チタンからなる光反射性非磁性粉11
による白色反射を与えたのち、その同じ表面を第６図に
示す操作によって部分的に光吸収性磁性粉10による黒色
吸収色に転換させることによって文字や像を表示するこ
とができる。

［発明の効果］ 以上のように本発明は、光吸収性に優れた光吸収性磁
性粉とそれと対称的な光反射性に優れた光反射性非磁性
粉の２物質をマイクロカプセルに封入し、しかもこれら
２物質がマイクロカプセル内で位置転換できるようにオ
イル中に分散してなるマイクロカプセルをディスプレー
素子として用い、ディスプレー素子を非磁性体基板に塗
布してディスプレーとなし、さらに外部より適当な方法
で磁場を与えることによってマイクロカプセル内で２物
質の位置転換を、まずディスプレー面全面に行い、次に
その位置を部分的に逆転することによって文字、画像を
表示する磁気ディスプレーシステムであるから、従来の
同種磁気ディスプレーシステムと比べて次に挙げるよう
に著しく優れた効果がある。

（１）文字、画像を形成する粒径が数10〜数100ミクロ
ンのオーダーであるためシャープな文字、画像を表示で
きる。

（２）マイクロカプセルに封入する光吸収性磁性粉と、
光反射性非磁性粉の選択範囲が広いため、市販大量生産
されているものを利用して低コスト化を図ることもでき
るし、またそれぞれ両者の表面に色素を吸着することに
よって、或いはマイクロカプセル内のオイル中、又はマ
イクロカプセルの塗布液中に色素を加えることによって
表示カラーの選択が可能となる。

（３）ディスプレーとして用いる非磁性体基板も透明樹
脂成型または押出し製品、無機質硝子、ブチラール保護
硝子、ファイバー硝子等と選択範囲が広い。

（４）ディスプレーのサイズはマイクロカプセル層塗布
方法によって自由に選択でき、また基板に断裁できる素
材を選ぶことによって塗設後自由に任意のサイズに断裁
可能となる。従ってディスプレーのサイズは屋外用大型
サイズからポケット収納用カードサイズまで自由に選択
できる。

（５）従来のディスプレーに比較して使用素材、特に像
形成のための磁性粉と非磁性粉はいずれも著しく強い耐
光性を有しているので、過酷な環境で使用できるディス
プレーシステムとなる。

（６）ホワイトボードに水性塗料で書き込む従来のシス
テムで問題になっている水性塗料の乾燥微粉による大気
の汚染がなく、半導体チップの生産や精密塗装に要求さ
れるクリーンルームで使用できる完全クリーンディスプ
レーシステムとして使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のディスプレーの構造例を示す説明図、
第２図はディスプレー全面に亘ってマイクロカプセル内
の光吸収性磁性粉を、マイクロカプセルの下部、即ちデ
ィスプレー面の裏面に吸引移動させる磁気装置を装着し
た状態を示す説明図、第３図は第２図に示す磁気装置の
拡大斜視図、第４図はディスプレー全面に亘ってマイク
ロカプセル内の光吸収性磁性粉がマイクロカプセルの下
部即ちディスプレー裏面に吸引移動した状態を示す説明
図、第５図はそのマイクロカプセルの拡大図、第６図は
ディスプレー面に文字、画像を形成するための磁気装置
を示す説明図、第７図はディスプレー面に文字、画像を
形成するときの、マイクロカプセル内の光吸収性磁性粉
と光反射性非磁性粉の位置逆転を示す説明図、第８図は
そのマイクロカプセルの拡大図である。 １……ディスプレー、２……非磁性体基板、３……マイ
クロカプセル ４……マイクロカプセル塗布層、５……非磁性体基板、
６……支持体 ７……磁気装置、８……永久磁石、９……透明皮膜 10……光吸収性磁性粉、11……光反射性非磁性粉 12……ホルダー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−137567（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−21945（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−56393（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−107689（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−29880（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一枚が透明な二枚の非磁性体基
   板間に、油状液体中に分散した、光吸収性磁性粉と光反
   射性非磁性粉を封入したマイクロカプセル層を塗設して
   ディスプレーとし、透明な基板側を表面とするディスプ
   レーの表面または裏面の一方から局部的または全面的に
   磁場を印加することによって前記マイクロカプセル内の
   光吸収性磁性粉の複数粒子を磁気作用によって凝集させ
   つつ、ディスプレーの面の磁場を印加した側に吸引移動
   させ、またその移動に対応して、その同じマイクロカプ
   セル内の光反射性非磁性粉を磁場を印加したディスプレ
   ーの面の反対側に移動させて、ディスプレー面に光の吸
   収・反射のコントラストを与えて文字や像の形成及び消
   去を行う磁気ディスプレーシステム。
2. 【請求項２】前記基板間に塗設するマイクロカプセル内
   に封入する光吸収性磁性粉として、外部よりの磁場印加
   によって容易に磁化できる透磁率が大きく、また外部よ
   りの磁場印加を取除いたときの残留磁化の小さい特徴を
   もつ黒色酸化鉄粉の複数粒子を用いる請求項（１）記載
   の磁気ディスプレーシステム。
3. 【請求項３】前記基板間に塗設するマイクロカプセル
   が、光吸収性磁性粉と光反射性非磁性粉を分散した油状
   液体を、それと相溶性のない水性媒体の連続相中に懸濁
   して生じる前記油状液体の液滴界面上に、水性媒体の連
   続相に添加したポリマー水溶液よりポリマー濃厚相を析
   出・吸着させて実質的に透明な壁膜を形成するマイクロ
   カプセルである請求項（１）記載の磁気ディスプレーシ
   ステム。
4. 【請求項４】前記ディスプレーの表面または裏面より磁
   場を印加してマイクロカプセル内の光吸収性磁性粉と光
   反射性非磁性粉のそれぞれの位置を相互に移動させる手
   段として永久磁石を用いる請求項（１）記載の磁気ディ
   スプレーシステム。