JP4099847B2

JP4099847B2 - 表示機構

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Publication number: JP4099847B2
Application number: JP02030498A
Authority: JP
Inventors: 淳伊神
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1998-01-16
Filing date: 1998-01-16
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2018-01-16
Also published as: JPH11202372A

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、分散媒中で電界の印加に対して、電極間を移動する帯電粒子を利用した表示機構に関し、制御用電界の印加により帯電粒子の移動方向を制御し画像形成するようにした表示機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像や文字情報等を表示する方式としては、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube：陰極線管）方式から、液晶（Liquid Crystal）方式、プラズマ発光方式、ＥＬ（エレクトロルミネセンス）方式等を利用して可視化する方式まで、多岐にわたるものが存在している。
【０００３】
近年、半導体技術の急速な進歩による各種電子装置の小型化に伴い、ディスプレイデバイスに対しても、小型化、軽量化、低駆動電圧化、低消費電力化、薄型フラットパネル化等が求められている。
【０００４】
上述した要請から、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）に代表される発光型や、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）に代表される受光型等、非常に多くの種類のフラットパネル型電子ディスプレイデバイスが提案され、実用に供されている。これらの中でも低消費電力であるという点で、近年、特に反射型ＬＣＤの研究が盛んに行われている。
【０００５】
反射型ＬＣＤのメリットとしては、小型化、軽量化、低駆動電圧化、低消費電力化、薄型フラットパネル化等が可能な点や、通常の光源下において印刷物と同様に、目になじみやすく、外光の影響のない表示品質を有する点等が挙げられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、反射型ＬＣＤでは、ゲスト−ホスト液晶にＴＦＴパネルを組み合わせた構成としても、理論的には、反射率６６％、コントラスト比５：１の画像しか得られない。
【０００７】
これは反射率５７％、コントラスト比５：１の新聞紙の画像に限りなく近い画質であり、カレンダーやレーザープリンタによる出力画像の持つ反射率８０％、コントラスト比２１：１の画質にはほど遠く、画像が見にくいという問題があった。
また、ＬＣＤは、メモリー機能を有さないため、制御電界を遮断すると画像表示を維持することができず、画像表示をおこなう間、常に、表示面に外部から電界等の刺激を加え続けなくてはならず、使いにくく、経済的にも不利であるという問題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
これらの問題を解決するため、本発明者は、「低駆動電圧」「反射型方式における高反射率、高コントラスト」「制御電界遮断時のメモリ効果」に着目し、これらの機能を実現する表示機構を開発することを目的として鋭意検討を行った結果、マイクロカプセル中において、顔料を含む帯電粒子を、電界の印加により電極間で移動させることにより、表示面への画像書き込みをおこなう画像表示形態が好都合であり、かつ、実現可能であることを見いだし、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の表示機構は、分散媒中で電界の印加に対して、電極間を移動する帯電粒子を封入した分散系内で、上記帯電粒子の分布状態を制御用電圧の作用下で変えることによって、光学的反射特性に変化を与えて所要の表示動作を行わせるようにした表示機構において、
上記分散系はマイクロカプセルに内包された色及び極性の異なる２種類の帯電粒子と、界面活性剤を含んだ分散媒とで構成されていることを特徴としている。
【００１０】
上記請求項１記載の表示機構によれば、顔料を含有した帯電粒子はマイクロカプセル壁への吸着力が発生するため、結果的に電界に対するヒステリシスが発生し、電圧の印加状態を変化させることにより、この表示機構を利用した表示装置の光学的反射特性に変化を与えることができ、しかもこのときの印加電圧は低電圧で充分である。
【００１１】
また、マイクロカプセル中に色及び極性の異なる２種類の帯電粒子が存在していることと相まって、画像形成後、電界による制御を遮断しても画像をそのままの状態で保持することが可能である。
【００１２】
また、帯電粒子はマイクロカプセルの中に入っているため、電界の作用時には帯電粒子同士の大きな凝集が発生しにくく、繰り返して電圧の印加状態を変化させても、画質の低下現象は発生しない。さらに、マイクロカプセルを紙等のフィルム状基材に固着させることにより、書き換え可能な可撓性媒体を形成することも可能である。
【００１３】
また、請求項１記載の表示機構は、各帯電粒子の体積は、マイクロカプセルの容積に対して、それぞれ１．５容量％以上２５容量％以下であり、すべての帯電粒子の体積の総和は、マイクロカプセルの容積に対して、３．０容量％以上５０容量％以下であることを特徴としている。
【００１４】
上記請求項１記載の表示機構によれば、各帯電粒子の体積及びすべての帯電粒子の体積の総和が上記のように規定されているので、帯電粒子は電界に対し良好な応答性を示し、高いコントラスト比を有する表示機構を実現することが可能となる。
【００１５】
また、請求項２記載の表示機構は、上記請求項１記載の表示機構において、色及び極性の異なる２種類の帯電粒子は、酸化チタンを含有する帯電粒子とカーボンブラックを含有する帯電粒子とからなることを特徴としている。
上記請求項２記載の表示機構によれば、帯電粒子は、酸化チタンを含有する帯電粒子とカーボンブラックを含有する帯電粒子とからなるので、高い反射率と高コントラストを実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の表示機構の実施の形態について図を参考にしながら説明する。
本発明の表示機構は、分散媒中で電界の印加に対して、電極間を移動する帯電粒子を封入した分散系内で、上記帯電粒子の分布状態を制御用電圧の作用下で変えることによって、光学的反射特性に変化を与えて所要の表示動作を行わせるようにした表示機構である。
【００１７】
そして、この表示機構を構成する上記分散系は、マイクロカプセルに内包された色及び極性の異なる２種類の帯電粒子と、界面活性剤を含んだ分散媒とで構成されているものである。
【００１８】
まず初めに、上記表示機構の主要部分を構成する分散系、すなわちマイクロカプセルについて説明する。本明細書では、マイクロカプセル及びその内包物を含めてマイクロカプセルということにする。
【００１９】
図１は、本発明の表示機構を構成するマイクロカプセルの一例を模式的に示した説明図である。
このマイクロカプセル１０には、多数の黒色帯電粒子１２ａ及び白色帯電粒子１２ｂからなる帯電粒子１２と、液体分散媒１４とが封入されている。
【００２０】
帯電粒子１２は、通常、着色剤と当該着色剤を固定するためのバインダーにより構成されているが、着色剤のみから構成されていてもよい。上記着色剤としては、例えば、一般に周知のコロイド粒子；種々の有機・無機質顔料、染料、金属粉、ガラス、樹脂等の粉砕微粉末等が挙げられる。
【００２１】
上記有機顔料としては、特に限定されず、例えば、ＨａｎｓａＹｅｌｌｏｗ、ＢｅｎｚｉｎｅＹｅｌｌｏｗ等の黄色顔料；ＰａｒｍａｎｅｎｔＲｅｄ、ｂｅｎｚｉｎｅｏｒａｎｇｅ、ｐｙｒａｚｏｌｏｎｅｏｒａｎｇｅ、ｖｕｌｃａｎｏｒａｎｇｅ、ｏｒａｎｇｅｌａｋｅ、ｐａｒａｒｅｄ、ｌａｋｅｒｅｄ、ｔｏｌｕｉｄｉｎｅｒｅｄ、ｂｒｉｌｌｆａｓｔｓｃａｒｌｅｔ、ｂｒｉｌｌｃａｒｍｉｎｅ、ｂｒｉｌｌｓｃａｒｌｅｔ、ｂｏｒｄｏ、ｗａｔｃｈｕｎｇｒｅｄ、ｌｉｔｈｏｌｒｅｄ、ｂｏｎｍａｒｏｏｎ、ｌａｋｅｂｏｒｄｏ、ｒｈｏｄａｍｉｎｅ、ｍａｄｄｅｒｌａｋｅ等の赤色顔料；ｒｈｏｄａｍｉｎｅｂｌａｋｅ、ｄｉｏｘａｚｉｎｅｖｉｏｌｅｔ、ｃｒｙｓｔａｌｖｉｏｌｅｔｌａｋｅ等の紫色顔料；ｖｉｃｔｏｒｉａｐｕｒｅｂｌｕｅｌａｋｅ、ｖｉｃｔｏｒｉａｂｌｕｅｌａｋｅ、ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅｂｌｕｅ、ｆａｓｔｓｋｙｂｌｕｅ、ｔｈｒｅｎｅｂｌｕｅｒｓ等の青色顔料、ｄｉａｍｏｎｄｅｇｒｅｅｎｌａｋｅ、ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅｇｒｅｅｎ、ｐｉｇｍｅｎｔｇｒｅｅｎｂ、ｇｒｅｅｎｇｏｌｄ等の緑色顔料、ｄｉａｍｏｎｄｂｌａｃｋ等の黒色顔料等が挙げられる。
【００２２】
上記無機顔料としては、特に限定されず、例えば、カーボンブラック等の黒色顔料；酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化すず等の白色顔料等が挙げられる。上記無機顔料及び有機顔料は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２３】
上記染料としては特に限定されず、例えば、アゾ染料、金属錯塩染料、ナフトール染料、アントラキノン染料、インジゴ染料、カーボニウム染料、キノイミン染料、シアニン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、ベンゾキノン染料、ナフトキノン染料、ナフタルイミド染料、ペノリン染料、フタロシアニン染料等が挙げられる。
上記染料は、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２４】
本発明では、色及び極性の異なる２種類の帯電粒子として、特に酸化チタンを含有する帯電粒子とカーボンブラックを含有する帯電粒子を使用することが好ましい。
酸化チタンは白色帯電粒子１２ｂに、カーボンブラックは黒色帯電粒子１２ａにそれぞれ使用されているが、黒色帯電粒子１２ａ又は白色帯電粒子１２ｂとして、ほかの種類の着色剤を含む２種以上の帯電粒子１２が使用されていてもよく、上記黒色又は白色以外の色の着色剤を含む帯電粒子１２が使用されていてもよい。
【００２５】
酸化チタンは、白色度又は隠蔽性の点で極めて優れており、また、カーボンブラックは完全な黒色を示すので、これらのうちの少なくとも一方を含む帯電粒子１２を使用することにより、反射率やコントラスト比が高く、見やすい画像等を有する表示機構を実現することができる。
【００２６】
さらに、着色剤として、酸化チタン及びカーボンブラックの両方をそれぞれ含む帯電粒子１２を使用することにより、より高い反射率と高コントラストを実現することができる。
白色の着色剤として、酸化チタン以外のものを使用すると、白色紙程までの高い白色度を得ることは難しくなり、また、酸化チタンを含まない白色ポリマー粒子だけでは液体分散媒１４中で、幾分透明性を帯びるため白色度が低下することがある。
また、黒色の着色剤として、カーボンブラック以外のものを使用すると、帯電粒子１２が赤みを帯びたり、青みを帯びたりすることがある。
【００２７】
着色剤として、染料を使用した場合、帯電粒子１２を構成するバインダーには分散し液体分散媒１４には溶解しない特性、及び、帯電粒子１２の帯電性に悪影響を及ぼさないことも要求されるが、一般に、帯電粒子１２も液体分散媒１４も有機物質を使用するため、こういった特性を満たす染料は限定されることになる。
【００２８】
また、液体分散媒１４に溶解しない染料は、帯電粒子１２を着色しにくい場合があり、さらに、顔料に比べ耐光性が劣るものもあり、長期間における使用には不向きとなる場合もある。
【００２９】
上記バインダーとしては特に限定されるものではないが、下記する有機物が好ましい。
この有機物としては、例えば、合成樹脂、合成ワックス等の合成物、天然ワックス等が挙げられる。
【００３０】
上記合成樹脂、合成ワックスを構成するモノマー成分としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｉ−ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、テトラヒドロフリルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、ｉ−ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、ｉ−ブチルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、エチレン、プロピレン、イソプレン、クロロプレン、ブタジエン等が挙げられる。
【００３１】
また、上記モノマー成分は、例えば、カルボキシル基、水酸基、メチロール基、アミノ基、アミド基、酸アミド基、グリシジル基等の官能基を含むものであってもよい。
【００３２】
上記カルボキシル基を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸等が挙げられ、上記水酸基を有するモノマーとしては、例えば、β−ハイドロキシエチルアクリレート、β−ハイドロキシエチルメタクリレート、β−ハイドロキシプロピルアクリレート、β−ハイドロキプロピルメタクリレート、アリルアルコール等が挙げられる。
【００３３】
上記メチロール基を有するモノマーとしては、例えば、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド等が挙げられ、アミノ基を有するモノマーとしては、例えば、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート等が挙げられる。
【００３４】
上記酸アミド基を有するモノマーとしては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド等が挙げられ、グリシジル基を有するモノマーとしては、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、グリシジルアリルエーテル等が挙げられる。
これらのモノマー成分は、単独で使用されるほか、２種以上が併用される。
【００３５】
上記天然ワックスは、植物系、動物系、鉱物系、石油系に分類される。植物系ワックスとしては、例えば、キャンデリラワックス、カルナバワックス、ライスワックス、木ろう、ホホバ油等が挙げられる。
動物系ワックスとしては、例えば、みつろう、ラノリン、鯨ろう等が挙げられる。
【００３６】
鉱物系ワックスとしては、例えば、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン等が挙げられる。
石油ワックスとしては、例えば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラム等が挙げられる。
【００３７】
上記バインダー中に、フッ素を含む末端基やカルボキシル基等が存在すると、帯電粒子はマイナスに帯電しやすくなり、上記バインダー中に、アミノ基やアミド結合が存在すると、粒子はプラスに帯電しやすくなる。
【００３８】
着色剤を帯電粒子に固定する方法としては、例えば、スプレードライ法や懸濁重合法等により、着色剤表面にコート層を形成させる方法、バインダー中に着色剤を分散させる方法等が挙げられる。
帯電粒子の帯電性付与やその安定化の方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、前述した方法のほかに、粒子の表面改質等が挙げられる。
【００３９】
帯電粒子１２に含有される着色剤の含有量は、酸化チタンの場合には、５〜６０重量％が好ましく、カーボンブラックの場合には、３〜３０重量％が好ましい。
上記酸化チタンやカーボンブラックの含有量が前述した値に満たない場合、高い反射率や黒印字濃度が得られにくい。また、酸化チタンやカーボンブラックが過度に含有された場合には、帯電粒子全体の誘電率が大きくなるため、マイクロカプセル中で帯電粒子が電界に対し泳動するのではなく、電界方向に紐状に並んでしまうという問題が発生しやすくなる。
【００４０】
マイクロカプセル１０中に封入される液体分散媒１４は、少なくとも高絶縁性と無色透明性とが求められるこのような特性を有する液体分散媒１４としては、例えば、脂肪族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒等が挙げられる。
【００４１】
液体分散媒１４中には、帯電粒子１２の分散状態を良好にするために、界面活性剤が含まれている。
界面活性剤は、パラフィン、オレフィン、アルキルベンゼン等の疎水基に結合している水酸基の種類により、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン系界面活性剤等に分類され、本発明では、上記いずれの界面活性剤も使用することができる。
【００４２】
ただし、その添加量は界面活性剤の種類、構造によっても異なるが、絶縁性の液体分散媒１４の絶縁度を極度に低下させない範囲において添加することが好ましい。
【００４３】
アニオン系界面活性剤としては、例えば、親水基がカルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩等で構成されているものが挙げられる。
カチオン系界面活性剤としては、例えば、水酸基が第一級アミン塩、第二級アミン塩、第三級アミン塩、第四級アンモニウム塩等で構成されたものが挙げられる。
【００４４】
両性界面活性剤としては、例えば、アミノ酸型両性界面活性剤、ベタイン型両性界面活性剤等が挙げられる。
非イオン系界面活性剤しては、例えば、親水基にグリセリン等の多価アルコールや、エチレンオキサイド等のポリエチレングリコールの残基が使用され、疎水基に多価アルコール、アルキルフェノール、脂肪酸、油脂等の残基が使用されたものが挙げられる。
【００４５】
マイクロカプセルは、すでに当業界において公知の技術となっている方法で作製することが可能である。
例えば、米国特許第２８００４５７号、同第２８００４５８号明細書等に示されるような水溶液からの相分離法、特公昭３８−１９５７４号、特公昭４２−４４６号、特公昭４２−７７１号公報等に示されるような界面重合法、特公昭３６−９１６８号、特開昭５１−９０７９号公報等に示されるモノマーの重合によるｉｎ−ｓｉｔｕ法、英国特許第９５２８０７号、同第９６５０７４号明細書に示される融解分散冷却法等があるが、これに限定されるものではない。
【００４６】
マイクロカプセル１０の外壁部の形成材料としては、上記カプセル製造方法にて外壁部が作製可能であれば特に限定されず、無機物質でも有機物質でもよいが、光を充分に透過させるような材質が好ましい。
【００４７】
上記外壁部の形成材料の具体例としては、例えば、ゼラチン、アラビアゴム、デンプン、アルギン酸ソーダ、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリユリア、ポリウレタン、ポリスチレン、ニトロセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース、メラミン／ホルムアルデヒド樹脂、尿素／ホルムアルデヒド樹脂、これらの共重合物等が挙げられる。
【００４８】
マイクロカプセル１０中の各帯電粒子１２の体積は、マイクロカプセル１０の容積に対して、それぞれ１．５〜２５容量％であり、すべての帯電粒子１２の体積の総和は、マイクロカプセル１０の容積に対して、３．０〜５０容量％である。
【００４９】
各帯電粒子１２の体積が１．５容量％未満であると、目的とする表示色ではない反対色粒子も観察者の目に触れてしまい、そのためにコントラストが低下して見える。一方、２５容量％を超えると、帯電粒子１２が大きすぎるためにマイクロカプセル１０の内部を移動しにくくなる。
また、すべての帯電粒子１２の体積の総和が３．０容量％未満であると、帯電粒子１２の量が少なすぎるため、はっきりした画像が形成されず、一方、５０容量％を超えると、帯電粒子１２の量が多すぎるためにマイクロカプセル１０の内部を移動しにくくなり、そのため、制御電界に対する応答性が低下する。
【００５０】
帯電粒子１２の粒子径は、マイクロカプセル１０の粒子径に対して１／１０００〜１／５であるのが好ましく、帯電粒子１２の粒度分布の分散度は、体積平均粒子径／個数平均粒子径で表した場合、１〜２であるのが好ましい。
また、マイクロカプセル１０の粒子径は、５〜２００μｍであるのが好ましい。
【００５１】
次に、このマイクロカプセル１０に電界を作用させたときの動作について説明する。
図２は、マイクロカプセル１０に電界を作用させた後の黒色帯電粒子１２ａ及び白色帯電粒子１２ｂの状態を模式的に示した説明図である。
電界が作用していない場合には、図１に示されるように、黒色帯電粒子１２ａと白色帯電粒子１２ｂとは、無秩序に分散している。
【００５２】
しかし、例えば、このマイクロカプセル１０を含む液体分散媒１４中に、一定方向に電圧が印加された場合、液体分散媒４中に分散浮遊している黒色帯電粒子１２ａと白色帯電粒子１２ｂとは、電界の作用により、各々逆方向に泳動し、例えば、図２に示されるように、上方に白色帯電粒子１２ｂが凝集し、一方、下方には、黒色帯電粒子１２ａが凝集する。
【００５３】
このため、上方からこのマイクロカプセル１０を見た場合、下側で凝集している黒色帯電粒子１２ａは、白色帯電粒子１２ｂに隠蔽されて見えず、マイクロカプセル１０の部分は白色に見える。
【００５４】
一方、図には示していないが、図２と反対方向の電圧が印加された場合、黒色帯電粒子１２ａは上側に凝集し、白色帯電粒子１２ｂは下側に凝集するため、このマイクロカプセル１０の部分は上方から黒色に見える。
したがって、電界の方向を変えることにより、表示面に所定の画像を形成することが可能になる。また、マイクロカプセル１０中に赤、青、黄色等の色を含む帯電粒子１２を封入することにより、赤、青、黄色等の色を含む画像を表示することも可能になる。
【００５５】
図３は、本発明の表示機構を利用した表示装置の一例を模式的に示した断面図である。
この表示装置２０においては、マイクロカプセル１０が内部に分散、固定された可撓性媒体２２の上面側に、多数の透明電極２４が平面視アレー状に設けられており、下面側に透明又は不透明の電極２５が設けられている。
【００５６】
また、これら個々の透明電極２４と電極２５には、図示しない電源が接続され、各透明電極２４と電極２５との間に、電極２５の電圧を基準として、＋又は−の電圧がそれぞれ独立して印加されるようになっている。
【００５７】
また、透明電極２４は、マイクロカプセル１０を平面視した形状よりも大きくなっており、１個の透明電極２４につき、少なくとも１個のマイクロカプセル１０が対応して設けられている。
【００５８】
可撓性媒体２２としては、樹脂製のフィルム、紙等が挙げられる。表示しようとする画像等に応じた電圧を、この表示装置２０の各透明電極２４と電極２５との間にそれぞれ印加すると、図３に示したように、上側に黒色帯電粒子１２ａ又は白色帯電粒子１２ｂが凝集し、これにより表示しようとする画像に対応した画像が形成される。
また、電源をオフにしても、帯電粒子１２の凝集状態は変化しないので、別の画像に対応する電圧を、各透明電極２４と電極２５との間にそれぞれ印加しないかぎり、その画像の表示状態が維持される。
【００５９】
図４は、本発明の表示機構を利用した表示装置の別の一例を模式的に示した断面図である。
この表示装置３０においては、図３に示した表示装置と異なり、マイクロカプセル１０が分散、固定された可撓性媒体３２の両面に電極が形成されておらず、可撓性媒体３２を通過させる目的で、細長い板状の一対の固定電極３４が電源３６を介して設けられている。
【００６０】
この固定電極３４は、平板の長さ方向に設けられた多数の電極の集合であり、それぞれの対となる固定電極３４間に、独立して所定電圧を印加することができるようになっている。
【００６１】
したがって、マイクロカプセル１０を含む可撓性媒体３２を固定電極３４の間を所定速度で通過させ、通過の際に、固定電極３４から必要に応じた電界を印加し、表示しようとする画像に対応した画像を表示装置３０に形成させることができる。
【００６２】
以上のように、本発明の表示機構においては、酸化チタン及びカーボンブラッを含む帯電粒子を使用することにより、反射率やコントラスト比が高く、見やすく、書換えが可能な画像等を有する表示機構の実現が可能となる。また、上記表示機構においては、画像形成後、電界による制御を遮断しても画像をそのままの状態で保持することが可能となる。
【００６３】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００６４】
実施例１〜８、参考例及び比較例１
表１に示す着色剤が、白色の着色剤の場合にはポリアミド樹脂に、黒色の着色剤の場合にはポリスチレン樹脂中に、それぞれ分散、固定された平均粒子径が約７μｍの白色帯電粒子及び黒色帯電粒子を多数製造した。
【００６５】
次に、乳化剤である５％ポリスチレンスルホン酸の一部ナトリウム塩水溶液と液体分散媒である脂肪族炭化水素溶媒の１：１水溶液１００ｃｃ中に、上記方法により製造された帯電粒子を加え、ホモジナイザーで６０００回転、５分間攪拌して、水溶液中に白色帯電粒子及び黒色帯電粒子を含む液体分散媒が均一に分散したエマルジョンを得た。
【００６６】
別に、ホルムアルデヒド３７％水溶液に市販のメラミン粉末を加え、水酸化ナトリウム溶液によってＰＨ９．０に調整し、水温６０℃で３０分間加熱してメラミン／ホルムアルデヒドプレポリマーを得た。
次に、上記エマルジョンにメラミン／ホルムアルデヒドプレポリマーを加え、アジホモミキサーなどによって１００〜３００回転で攪拌しつつ水温が８０℃になるように加熱した状態で５時間保持し、その後ＰＨ７に調整して常温まで冷却した。
【００６７】
この結果、白色帯電粒子及び黒色帯電粒子を含む液体分散媒のまわりにメラミン／ホルムアルデヒド樹脂からなる壁部材が析出し、帯電粒子を内包するマイクロカプセルが得られた。
【００６８】
このとき、マイクロカプセルの容積に対する各帯電粒子が含有する着色材の割合を、表１に示す。また、マイクロカプセルの平均粒子径は４０〜７０μｍであった。
次に、上記方法により製造されたマイクロカプセルを取り出し、可撓性媒体上に分散、固定した後、電極間に配置し、１００Ｖ／ｍｍの制御電界を引加して画像表示を行い、下記に示す画像の評価を行った。
【００６９】
評価方法
（１）白色反射率測定器として反射濃度計（マクベス社製ＲＤ９１４）を使用してＯＤ値（オプティカルデンシティ）を測定し、反射率Ｔ（％）を、−ｌｏｇ₁₀Ｔ＝ＯＤで算出した。
（２）コントラスト比白色反射率の場合と同様に、黒印字部分についても、反射率Ｔ_blackを測定し、コントラスト比＝Ｔ_black：Ｔ_white＝１：（Ｔ_white／Ｔ_black）で求めた。
上記した画質の評価基準（スレッシ値）には、様々な条件下でのレーザプリンタ画像サンプルの平均値（白色反射率７２％、コントラスト比１５：１）を適用した。
【００７０】
使用した各着色剤の種類、各帯電粒子のマイクロカプセル中の容量％（含有率）、及び、評価結果を表１に示す。
【００７１】
【表１】

【００７２】
表１に示した結果より明らかなように、本発明の表示機構を利用した表示装置では、マイクロカプセル内が２種以上の帯電粒子と界面活性剤とを含んだ分散媒とで構成されており、上記帯電粒子が酸化チタン及びカーボンブラックのうちの少なくとも一方を含むので、高反射率、高コントラスト比の画像が形成されている。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の表示機構によれば、分散媒中で電界の印加に対して、電極間を移動する帯電粒子を封入した分散系内で、上記帯電粒子の分布状態を制御用電圧の作用下で変えることによって、光学的反射特性に変化を与えて所要の表示動作を行わせるようにした表示機構において、
上記分散系はマイクロカプセルに内包された色及び極性の異なる２種類の帯電粒子と、界面活性剤を含んだ分散媒とで構成されているので、電圧の印加状態を変化させることにより、この表示機構を利用した表示装置の光学的反射特性を変化を与えることができ、しかもこのときの印加電圧は低電圧で充分である。
【００７４】
【００７５】
また、帯電粒子はマイクロカプセルの中に入っているため、電界の作用時には帯電粒子が凝集し、繰り返して電圧の印加状態を変化させても、画質の低下現象は発生しない。また、マイクロカプセルを紙等のフィルム状基材に固着させることにより、書き換え可能な可撓性媒体を含む表示装置を提供することができる。さらに、上記表示機構を利用した表示装置は、比較的簡単に製造することができるため、安価な表示装置を提供することができる。
【００７６】
また、請求項１記載の表示機構によれば、各帯電粒子の体積は、マイクロカプセルの容積に対して、それぞれ１．５容量％以上２５容量％以下であり、すべての帯電粒子の体積の総和は、マイクロカプセルの容積に対して、３．０容量％以上５０容量％以下であるので、帯電粒子は電界に対し良好な応答性を示し、高いコントラスト比を有する表示装置を提供することができる。
【００７７】
また、請求項２記載の表示機構によれば、色及び極性の異なる２種類の帯電粒子は、酸化チタンを含有する帯電粒子とカーボンブラックを含有する帯電粒子とからなるので、反射率やコントラスト比が高く、見やすい画像等を形成することができる。
また、画像形成後、電界による制御を遮断しても画像をそのままの状態で保持することが可能であり、メモリー機能を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表示機構を構成するマイクロカプセルの一例を模式的に示した説明図である。
【図２】本発明の表示機構を構成するマイクロカプセルに電界を作用させた後の黒色帯電粒子及び白色帯電粒子の状態を模式的に示した説明図である。
【図３】本発明の表示機構を利用した表示装置の一例を模式的に示した断面図である。
【図４】本発明の表示機構を利用した表示装置のほかの一例を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
１０マイクロカプセル
１２帯電粒子
１２ａ黒色帯電粒子
１２ｂ白色帯電粒子
１４液体分散媒
２０、３０表示装置
２２、３２可撓性媒体
２４透明電極
２５電極
３４固定電極

Claims

分散媒中で電界の印加に対して、電極間を移動する帯電粒子を封入した分散系内で、前記帯電粒子の分布状態を制御用電圧の作用下で変えることによって、光学的反射特性に変化を与えて所要の表示動作を行わせるようにした表示機構において、
前記分散系はマイクロカプセルに内包された色及び極性の異なる２種類の帯電粒子と、界面活性剤を含んだ分散媒とで構成され、
各帯電粒子の体積は、マイクロカプセルの容積に対して、それぞれ１．５容量％以上２５容量％以下であり、すべての帯電粒子の体積の総和は、マイクロカプセルの容積に対して、３．０容量％以上５０容量％以下である
ことを特徴とする表示機構。
色及び極性の異なる２種類の帯電粒子は、酸化チタンを含有する帯電粒子とカーボンブラックを含有する帯電粒子とからなることを特徴とする請求項１記載の表示機構。
【０００１】