JP4122831B2

JP4122831B2 - Rewritable display medium, display device, and display method using the same

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Publication number: JP4122831B2
Application number: JP2002130366A
Authority: JP
Inventors: 研一栗原; 典之岸井; 隆広亀井; 健小林; 岩本　　浩; 寿憲坪井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-05-02
Filing date: 2002-05-02
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2022-05-02
Also published as: JP2003322881A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱および磁界を作用させて、表示装置内に封入した複数種類の着色磁性粒子を磁気泳動させ、カラー表示および表示消去を行う書き換え可能な表示媒体、表示装置およびこれらを用いた表示方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来における電気泳動、磁気泳動を利用した表示装置としては、特開昭６４−８６１１６号公報、特開平８−５４８４１号公報、および特開平８−２９７４７０号公報に開示されている各種装置が挙げられる。
このうち特開昭６４−８６１１６号公報においては、分散媒および電気泳動粒子を封入したマイクロカプセルを適用することにより、均一かつ安定した表示動作を行う電気泳動表示装置が開示されている。
また特開平８−５４８４１号公報においては、同様の磁気泳動表示装置であって、特に、記録速度が速く鮮明な表示を行うことができる表示装置が開示されている。
また特開平８−２９７４７０号公報においては、マイクロカプセルの耐久性を高めるとともに、背面を種々の色に着色した構成の磁気泳動表示装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような各種電気泳動表示装置および磁気泳動表示装置に用いられている画像表示用パネルは、いずれも同時に表示できる色は、背景色、および文字、図柄色に限られてしまい、同時に多数の色を表示するようなフルカラー表示ができるようなものではなかった。
【０００４】
これに対しカラー表示を行うことのできる磁気記録媒体としては、例えば特開平１−６３９９１号公報に記載されているように、磁性粒子のＮ極とＳ極とをそれぞれ異なる色に着色し、磁力の印加により磁性粒子を回転させてカラー表示を行うものが知られている。
【０００５】
また特開平４−１７５１９６号公報には、磁気特性の異なる磁性粒子をそれぞれ異なる色に着色し、磁界強度を制御してカラー表示を行う磁気記録媒体に関する開示がなされている。
【０００６】
ところが特開平１−６３９９１号公報に記載されている磁気記録媒体においては、微小な磁性粒子に対してそれぞれ着色用スプレーをして着色する等の工程や、磁性粒子のＮ極とＳ極を異なる色に着色する等の工程が極めて煩雑であるため、各極の色分けを厳密に行うことが困難であるという問題がある。
【０００７】
また特開平４−１７５１９６号公報に記載されている磁気記録媒体においては、表示時の磁界強度の制御が困難であり、磁界の制御の曖昧さにより、鮮明な画像の表示を行うことが困難であるという問題がある。
【０００８】
一方特開２０００−３５５９８号公報には、異なる色に着色された電気泳動粒子がマイクロカプセル内に封入され、電界を印加させてカラー表示を行う技術が開示されているが、それぞれのカプセル毎に、独立した電極を設ける必要があり、製造コストが高くなるという問題がある。
【０００９】
そこで本発明においては、多色同時表示が可能で、画像の安定性に優れ、安価なフルカラーの磁気泳動を用いた表示媒体、表示装置およびこれらを用いた表示方法を提供することとした。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、非磁性材料よりなる支持体上に記録層を有する表示媒体であって、記録層には、複数の内部に空隙を有する微小空隙部材が配列されてなり、微小空隙部材の内部には、それぞれ着色磁性粒子が常温において固相状態を示す熱溶融性有機化合物に分散されてなり、上記着色磁性粒子は複数色のいずれかの色に着色され、当該着色磁性粒子の色により区別される上記微小空隙部材内に封入された上記熱溶融性有機化合物の融点が、上記微小空隙部材内に分散されている着色磁性粒子の色毎に異なるものとなるように選定されてなり、記録層に対して磁場を印加し、上記記録層の表示目標場所を上記熱溶融性有機化合物の複数の融点で区切られる複数の温度領域から選択される一の温度領域に応じた温度で加熱し、任意の熱溶融性有機化合物を溶融することによって、当該溶融した熱溶融性有機化合物に分散させた着色磁性粒子を選択的に移動させて、画像表示を行う書き換え可能な表示媒体を提供する。
【００１１】
また、本発明においては、非磁性材料よりなる支持体上に複数の内部に空隙を有する微小空隙部材が配列され記録層を有し、微小空隙部材の内部においては、それぞれ着色磁性粒子が常温において固相状態を示す熱溶融性有機化合物に分散されてなり、上記着色磁性粒子は複数色のいずれかの色に着色され、当該着色磁性粒子の色により区別される上記微小空隙部材内に封入された上記熱溶融性有機化合物の融点が、上記微小空隙部材内に分散されている着色磁性粒子の色毎に異なるものとなるように選定されてなる構成の表示媒体と、この表示媒体の記録層に対して磁場を印加する磁場印加手段と、記録層を加熱する加熱手段とを有し、磁場印加手段により磁場を印加し、加熱手段により記録層の表示目標場所を熱溶融性有機化合物の複数の融点で区切られる複数の温度領域から選択される一の温度領域に応じた温度で加熱して、任意の熱溶融性有機化合物を溶融することによって、当該溶融した熱溶融性有機化合物に分散された着色磁性粒子を選択的に移動させて、画像表示を行う表示装置を提供する。
【００１２】
また、本発明においては、非磁性材料よりなる支持体上に、複数の内部に空隙を有する微小空隙部材が配列された記録層を有し、微小空隙部材の内部においては、それぞれ着色磁性粒子が常温において固相状態を示す熱溶融性有機化合物に分散されてなり、上記着色磁性粒子は複数色のいずれかの色に着色され、当該着色磁性粒子の色により区別される上記微小空隙部材内に封入された上記熱溶融性有機化合物の融点が、上記微小空隙部材内に分散されている着色磁性粒子の色毎に異なるものとなるように選定されてなる構成の表示媒体を用いて、記録層に対して磁場を印加し、磁場の印加状態で、記録層の表示目標場所を上記熱溶融性有機化合物の複数の融点で区切られる複数の温度領域から選択される一の温度領域に応じた温度で加熱し、任意の熱溶融性有機化合物を溶融することによって、当該溶融した熱溶融性有機化合物に分散された上記着色磁性粒子を選択的に移動させて、画像表示を行う表示方法を提供する。
【００１３】
本発明によれば、磁場を印加した状態で、サーマルヘッド等の加熱手段によって熱溶融性有機化合物を選択的に溶融せしめて上記記録層を構成する着色磁性粒子を選択的に移動させるようにしたことにより、色調が鮮明で、高解像度のフルカラー表示を行うことができ、かつ急峻かつ鮮明な画像表示の消去を行うことができる書き換え可能な表示媒体、表示装置および表示方法を提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照して説明するが、本発明の表示媒体、表示装置および表示方法は、以下の例に限定されるものではない。
【００１５】
図１に本発明の表示媒体の一例の概略断面図を示す。
図１に示すように本発明の表示媒体１０は、支持体１１上に記録層１２、および保護層１３が積層形成された構成を有している。記録層１２は、微小空隙部材１４が充填配列された構成を有し、微小空隙部１４内には、無機顔料粒子２０および所定の色の着色磁性粒子２１〜２３よりなる表示用材料２４が、常温で固相状態を示す熱溶融性有機化合物２５に分散されているものとする。
なお図１に示す表示媒体１０においては、イエロー、マゼンダ、シアンのそれぞれに着色された第１〜第３の着色磁性粒子２１〜２３が、それぞれ熱溶融性有機化合物２５ａ、２５ｂ、２５ｃに分散されてなり、これらの色によって区別される微小空隙部材１４が支持体１１上に充填配列されているものとする。
また図１においては、微小空隙部材１４は支持体１１上において平面状に充填配列されているが、本発明はこの例に限定されず、表示画像の色調の鮮明さや解像度を考慮した上で、積層されたものとしてもよい。
以下、本発明の表示媒体１０について詳述する。
【００１６】
支持体１１は、非磁性材料によって形成されるものとし、例えばポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂類、天然樹脂、紙、合成紙、金属、セラミックス等を単独または組み合わせたものを適用できる。また支持体１１の形状については、カード状、シート状、フィルム状等の従来公知の形状を用途に応じて選択できるものとし、用途に応じて要求される従来公知の物性、例えば強度、剛性、隠蔽性、光不透過性等を付加させたものとしてもよい。
【００１７】
記録層１２は、内部に空隙を有する微小空隙部材１４が充填配列された構成を有している。微小空隙部材１４は特に限定されるものではないが、例えば分散媒を封入することが可能なマイクロカプセル、キャピラリー、あるいはセル等を適用することができ、微小空隙構造を形成することができるものであれば、従来公知のものをいずれも適用することができる。なお空隙構造をより微細に形成することによって、最終的に得られる表示媒体１０および表示装置における解像度を向上させることができる。
【００１８】
次に、上記微小空隙部材１４内封入されている無機顔料粒子２０、着色磁性粒子２１〜２３、および常温で固相状態を示す熱溶融性有機化合物２５について説明する。
【００１９】
無機顔料粒子２０の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、シリカ、チタン酸バリウム、ジルコン酸バリウム等の従来公知の材料を適用することができるが、特に酸化チタン（ＴｉＯ₂）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、シリカ（酸化珪素：ＳｉＯ₂）等の白色調の無機系酸化物が最終的に得られる表示媒体１０のコントラストの向上を図るために好適である。
【００２０】
着色磁性粒子２１〜２３形成用材料としては、例えば鉄、ニッケル、鉄・ニッケル合金、鉄・ニッケル・クロム合金等のステンレススチール、コバルト、コバルト・アルミニウム合金、サマリウム・コバルト合金等が挙げられ、これらの微粒子を、アトマイザーやハンマーミル等を用いてフレーク状としたものを着色磁性粒子２１〜２３として適用することができる。
【００２１】
着色磁性粒子２１〜２３は、最終的に得られる表示媒体１０において表示したい色に応じて着色されているものとし、例えば、表示媒体１０においてフルカラー表示を行う場合においては、３原色であるイエロー、マゼンダ、シアンに着色されている第１〜第３の着色磁性粒子２１〜２３が、それぞれ異なる微小空隙部材１４内に封入されているものとする。
【００２２】
上記着色磁性粒子２１〜２３は、例えばＣｏ−Ｍｎ系複合酸化物、あるいはヘマタイト等とポリエステルあるいはアクリル樹脂等からなる合成樹脂塗料を上記磁性粒子被覆することにより着色することができる。なお磁性粒子を着色する材料は上記塗料に限定されるものではなく、従来公知の各種染料を適宜用いることができる。
【００２３】
着色磁性粒子２１〜２３は、後述する磁気印加による移動のしやすさや表示媒体１０における画像コントラスト等を考慮し、粒径が５〜３０μｍのものが好適である。また着色磁性粒子２１〜２３の形状は、球状、針状等、磁気印加による移動を妨げない形状であれば従来公知の各種形状を適用できる。
【００２４】
上記無機顔料粒子２０および着色磁性粒子２１〜２３を分散する熱溶融性有機化合物２５は、常温（約１０〜３０℃程度）で固相状態を示し、常温以上に加熱された温度（約３５〜１２０℃程度）で流動状態となるものであるとし、例えばパラフィンワックス、カルナバワックス等の天然あるいは合成ワックス、天然あるいは合成樹脂、またはカルボン酸エステル等を単独で、あるいは混合して適宜用いることができる。特に固相状態から流動状態への変化が、温度変化に応じて急峻であるものが好適である。
【００２５】
なお、熱溶融性有機化合物２５は、着色磁性粒子の色に対応して融点の異なるものを適用する。
すなわち上述したように、３原色であるイエロー、マゼンダ、シアンに着色されている第１〜第３の着色磁性粒子２１〜２３が、それぞれ異なる微小空隙部材１４内に封入されているものとする場合には、これらの着色磁性粒子２１〜２３の色により区別される微小空隙部材１４内に封入された熱溶融性有機化合物２５の融点が、着色磁性粒子の色毎に異なるものとなるように選定する。
例えば、第１の着色磁性粒子２１を分散する熱溶融性有機化合物２５ａの融点をＴ１、第２の着色磁性粒子２２を分散する熱溶融性有機化合物２５ｂの融点をＴ２、第３の着色磁性粒子２３を分散する熱溶融性有機化合物２５ｃの融点をＴ３としたとき、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３となるようなものを選定する。
【００２６】
具体的には、イエローの第１の着色磁性粒子２１を分散する熱溶融性有機化合物２５ａは融点が９０℃程度、マゼンダの第２の着色磁性粒子２２を分散する熱溶融性有機化合物２５ｂは融点が６５℃程度、シアンの第３の着色磁性粒子２３を分散する熱溶融性有機化合物２５ｃは融点が４０℃程度のパラフィンワックスをそれぞれ適用することができる。
なお、熱溶融性有機化合物２５の融点は、例えば分子構造中の炭化水素鎖の数を選定することによって好適な範囲のものに特定することができる。
【００２７】
上述したような無機顔料粒子２０、着色磁性粒子２１〜２３および熱溶融性有機化合物２５を封入しているいわゆる殻物質である微小空隙部材１４は、例えばアクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、天然樹脂等の従来公知の樹脂材料を単独であるいは２種以上混合した材料によって形成することができる。
【００２８】
上記微小空隙部材１４としては、上述した無機顔料粒子２０、着色磁性粒子２１〜２３、熱溶融性有機化合物２５を主成分とするいわゆる芯物質が封入されてなるマイクロカプセルが好適に用いられるが、このようなマイクロカプセルの製造方法としては下記のようなものが挙げられる。
【００２９】
例えば、ポリマー溶液に分散させた上記芯物質のまわりにポリマーの濃厚相を分離させる相分離法、ポリマー溶液中の上記芯物質のまわりにポリマーの硬化試験薬等によりポリマーを硬化させる液中硬化被膜法、芯物質を分散させたエマルジョンの内相、あるいは外相のいずれか一方からモノマーや重合触媒を供給し、上記芯物質の表面をポリマーで覆うインシチュー重合法、芯物質を分散させたエマルジョンの内相と外相の両方からモノマーを供給する界面重合法等のマイクロカプセル化技法が好適であるが、これらの方法に限定されるものではない。
【００３０】
上記方法のうち、特にインシチュー重合法、あるいは相分離法を用いて製造することにより、粒径の揃った、かつ上記芯物質が均一に分散されたマイクロカプセルを製造することができる。これらの方法において適用する重合性モノマーとしては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレンおよびその誘導体、イソシアネート、各種アミン、エポキシ基を有する化合物等が挙げられる。
上述したような、例えばマイクロカプセルよりなる微小空隙部材１４を所定のバインダーに分散させ、これを支持体１１上に塗布することによって記録層１２が形成できる。バインダーとしては、例えば水系バインダー、溶剤系バインダー、エマルジョン系バインダー等を適用することができる。
【００３１】
具体的に記録層１２は、オフセット印刷法、グラビア印刷法、シルクスクリーン印刷法等の従来公知の印刷方式や、ロール塗布法、ナイフエッジ法等の塗布方式、上記マイクロカプセル等の微小空隙部材１４を混入した転写シートによる転写方式、また上述したマイクロカプセル等を混入したインクを支持体１１上に吹き付けるインクジェット方式、支持体１１と後述する保護層１３との間に上述したマイクロカプセル等を混入した溶液を充填する方式等の各種方法によって作製することができ、目的とする表示媒体１０の用途や数量に応じて適宜選択することができる。
【００３２】
次に保護層１３について説明する。
保護層１３形成用材料としては、例えばエポキシ樹脂、テトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂、天然樹脂等が挙げられる。
保護層１３は、支持体１１上に形成された記録層１２を保持するとともに、外部から微小空隙部材１４内に封入された着色磁性粒子２１〜２３、および無機顔料粒子２０が視認できるような光透過性を有しているものとすることが必要である。また表示媒体１０の表示面の機械的な強度を保持するため、適宜必要な膜厚を選定して形成する。
【００３３】
次に、上述した本発明の表示媒体１０に画像形成を行う表示装置、およびこれらを用いた画像表示方法について説明する。
本発明の表示装置の一例の概略構成図を図２に示す。
本発明の表示装置３０は、図１に示した表示媒体１０と、磁場を印加する磁場印加手段３１と、加熱手段３２とをにより構成されているものである。
磁場印加手段３１は、記録層１２の着色磁性粒子２１〜２３に対して磁場を印加する機能を有し、加熱手段３２は、記録層１２の熱溶融性有機化合物２５に対して加熱する機能を有している。
なお図２においては、磁場印加手段３１および加熱手段３２が、表示媒体１０の保護層１３に面した側に配置されている状態を示したが、これらはそれぞれ独立して支持体１１に面した側に配置するようにもでき、後述する画像形成の表示色に応じて適宜移動できるようになされている。
【００３４】
次に、上述した本発明の表示媒体１０および表示装置３０を用いて画像表示を行う方法について説明する。なお本発明の画像表示方法は以下の例に限定されるものではない。
この例においては、図１に示した表示媒体１０において３原色表示を行うものとし、第１の着色磁性粒子２１はイエロー、第２の着色磁性粒子２２はマゼンダ、第３の着色磁性粒子２３はシアンにそれぞれ着色したものを適用した。
【００３５】
上記のようにイエロー、マゼンダ、シアンに着色されている第１〜第３の着色磁性粒子２１〜２３は、それぞれ異なる微小空隙部材１４内に封入されているものとし、着色磁性粒子２１〜２３の色により区別される微小空隙部材１４内に封入された熱溶融性有機化合物２５の融点が、着色磁性粒子の色毎に異なるものとなるように選定し、第１の着色磁性粒子２１を分散する熱溶融性有機化合物２５ａの融点をＴ１、第２の着色磁性粒子２２を分散する熱溶融性有機化合物２５ｂの融点をＴ２、第３の着色磁性粒子２３を分散する熱溶融性有機化合物２５ｃの融点をＴ３としたとき、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３となるようにした。
【００３６】
次に、表示方法について説明する。
先ず図２に示す状態においては、３種類の微小空隙部材１４中に封入された無機顔料粒子（白色）が、全て保護層１３側すなわち表示面側にあり、すべての微小空隙部材１４が白表示を行っているので全面にホワイト表示（消去状態）がなされている。
【００３７】
イエローの表示を行う場合には、先ず、図３に示すように、加熱手段３２によって、熱溶融性有機化合物２５ａの融点Ｔ１よりも高い温度（ｔ＞Ｔ１）に加熱し、全ての微小空隙部材１４中の熱溶融性有機化合物２５を溶融させる。そして磁場印加手段３１を保護層１３形成面側、すなわち表示面側に配置して磁場を印加し、第１〜第３の着色磁性粒子２１〜２３を磁気泳動させる。このようにすると、図３に示すように第１〜第３の着色磁性粒子２１〜２３が全て表示面側に移動し、全面に黒色表示がなされた状態となる。
次に図４に示すように、加熱手段３２により熱溶融性有機化合物２５ａの融点Ｔ１よりも低く、熱溶融性有機化合物２５ｂの融点Ｔよりも高い温度（Ｔ１＞ｔ＞Ｔ２）に加熱して、熱溶融性有機化合物２５ａのみを固化させ、他の熱溶融性有機化合物２５ｂ、２５ｃは溶解させた状態とする。そして磁場印加手段３１を支持体１１側に配置して磁場を印加し、第２および第３の着色磁性粒子２２、２３を支持体１１側に泳動させる。
このようにすると、イエローに着色された第１の着色磁性粒子２１のみが表示面に定着され、第２および第３の着色磁性粒子２２、２３は裏面に移行した状態となるので、表示面にイエローの表示を行うことができる。
【００３８】
次に、マゼンダの表示を行う場合について説明する。
先ず、図２に示すように全面にホワイト表示（消去状態）がなされた状態とする。次に図５に示すように、加熱手段３２によって、熱溶融性有機化合物２５ａの融点Ｔ１よりも低く、熱溶融性有機化合物２５ｂの融点Ｔ２よりも高い温度（Ｔ１＞ｔ＞Ｔ２）とし、熱溶融性有機化合物２５ｂ、２５ｃを溶解させた状態とする。
そして磁場印加手段３１を保護層１３側すなわち表示面側に配置して磁場を印加し、第２および第３の着色磁性粒子２２、２３を表示面側に泳動させる。このようにすると、図５に示すように第２および第３の着色磁性粒子２２、２３が表示面側に移動し、マゼンダとシアンとの混色表示がなされた状態となる。
次に図６に示すように、加熱手段３２により熱溶融性有機化合物２５ｂの融点Ｔ２よりも低く、熱溶融性有機化合物２５ｃの融点Ｔ３よりも高い温度（Ｔ２＞ｔ＞Ｔ３）にして、熱溶融性有機化合物２５ａと熱溶融性有機化合物２５ｂを固化させ、熱溶融性有機化合物２５ｃのみを溶解させた状態とする。
そして磁場印加手段３１を支持体１１側に配置して磁場を印加し、第３の着色磁性粒子２３を支持体１１側に泳動させる。
このようにすると、マゼンダに着色された第２の着色磁性粒子２２のみが表示面に定着され、第１および第３の着色磁性粒子２１、２３は裏面に移行した状態となるので、表示面にマゼンダの表示を行うことができる。
【００３９】
次に、シアンの表示を行う場合について説明する。
先ず、図２に示すように全面にホワイト表示（消去状態）がなされた状態とする。次に図７に示すように、加熱手段３２により熱溶融性有機化合物２５ｂの融点Ｔ２よりも低く、熱溶融性有機化合物２５ｃの融点Ｔ３よりも高い温度（Ｔ２＞ｔ＞Ｔ３）にして、熱溶融性有機化合物２５ａと熱溶融性有機化合物２５ｂを固化させ、熱溶融性有機化合物２５ｃのみを溶解させた状態とする。
そして磁場印加手段３１を保護層１３側すなわち表示面側に配置して磁場を印加し、第３の着色磁性粒子２３を表示面側に泳動させる。
このようにすると、シアンに着色された第３の着色磁性粒子２３のみが表示面に定着され、第１および第２の着色磁性粒子２１、２２は裏面に移行した状態となるので、表示面にシアンの表示を行うことができる。
【００４０】
上述したように、本発明の表示媒体１０および表示装置３０においては、磁場を印加し、熱溶融性有機化合物２５ａ〜２５ｃのそれぞれの融点に応じた温度で加熱して熱溶融性有機化合物を選択的に溶融せしめて、溶融した熱溶融性有機化合物に分散された着色磁性粒子２１〜２３を選択的に移動させることによって、最終的に３原色の所望の色やこれらの組み合わせによる中間色の表示、あるいは表示の消去を行うことができる。
【００４１】
本発明の表示媒体１０および表示装置３０は、具体的にポイントカード、診察券、定期券等の各種カード類、記録用掲示板、広告板、メモ板、黒板、ホワイトボード、携帯用メモ帳、幼児用玩具、教材、習字板、各種ゲーム機用表示板等に応用することができる。
【００４２】
次に、本発明の表示媒体、表示装置およびこれらを用いた表示方法について、具体的な実施例を挙げて説明するが本発明は以下に示す例に限定されるものではない。
【００４３】
〔実施例〕
（表示媒体の作製）
先ず、イエローの着色磁性粒子が封入されたマイクロカプセルを作製する。
７０％のＦｅを主成分とするイエローの着色磁性粒子５重量部と、白色の無機顔料粒子（ＴｉＯ₂）１重量部を、１００℃に加熱し融解した融点９０℃のパラフィンワックス６重量部中に均一に分散し、この分散液を９５℃に加熱した１０％ゼラチン水溶液２００重量部中でホモジナイザーを用いて、回転速度２０００ｒｐｍで、平均粒径７５μｍになるまで約５分間分散処理を行った。
上記のようにして得られた分散液に、１０％アラビアゴム水溶液２００重量部を混合し、さらに水１０００重量部を添加し、４０℃に保持し、１０％酢酸水溶液を滴下しｐＨが４になるように調節した。その後、液温を７℃に冷却し、３０％ホルマリン水溶液１０重量部を加え、１０％水酸化ナトリウム水溶液を滴下してｐＨが９になるように調節し、ゼラチン、アラビアゴムの殻のマイクロカプセルＡを作製した。
【００４４】
上記イエローの着色磁性粒子に代えてマゼンダの着色磁性粒子を適用し、上記融点９０℃のパラフィンワックスに代えて、融点６５℃のパラフィンワックスを適用して、上述した工程と同様の工程により、マゼンダの着色磁性粒子が封入されたマイクロカプセルＢを作製した。
【００４５】
上記イエローの着色磁性粒子に代えてシアンの着色磁性粒子を適用し、上記融点９０℃のパラフィンワックスに代えて、融点４０℃のパラフィンワックスを適用して、上述した工程と同様の工程により、シアンの着色磁性粒子が封入されたマイクロカプセルＣを作製した。
【００４６】
次に厚さ３０μｍの透明のポリエチレンテレフタレートフィルム上に、上述のようにして作製したマイクロカプセルＡ、Ｂ、Ｃをポリビニルアルコール水溶液に均一に分散した塗液を塗布し記録層を形成した。
さらに記録層上に、アクリル樹脂を用いて膜厚３μｍの保護層を形成し、目的とする本発明の表示媒体１０を作製した。
【００４７】
（表示の消去状態とする）
上述のようにして作製した表示媒体の支持体側に磁場印加手段を配置して磁場を印加し、さらに９５℃で全面加熱を行った。このようにすることにより、全てのマイクロカプセル中のパラフィンワックスが溶融し、各着色磁性粒子が磁気泳動により支持体側、すなわち表示面側とは反対側に移行した。
これにより、表示面側からは白色の無機顔料粒子のみが見えるようになり、この状態で加熱および磁場印加を停止することによって、パラフィンワックスが固化し、消去状態の表示媒体１０が得られる。
【００４８】
（黒色表示を行う）
上述のようにして作製した表示媒体の表示面側に磁場印加手段を配置して磁場を印加し、表示を行いたい場所のみを選択的にサーマルヘッドやレーザ等の加熱手段により９０℃以上の温度に加熱する。
このとき、加熱した箇所の全てのマイクロカプセル中のパラフィンワックスが溶融し、各着色磁性粒子が磁気泳動により表示面側に移行した。
これにより表示面側からはイエロー、マゼンダ、シアンの各色の着色磁性粒子が視認されるようになり、この状態で加熱および磁場印加を停止することによって、パラフィンワックスが固化し、視覚的に黒色に表示された表示媒体１０が得られる。
【００４９】
（イエローの表示を行う）
上述のようにして作製した表示媒体の表示面側に磁場印加手段を配置して磁場を印加し、表示を行いたい場所のみを選択的にサーマルヘッドやレーザ等の加熱手段により９０℃以上の温度に加熱する。このとき、加熱した箇所の全てのマイクロカプセル中のパラフィンワックスが溶融し、各着色磁性粒子が磁気泳動により表示面側に移行した。
次に、磁場印加手段を支持体側すなわち表示面とは反対側の面側に配置し、表示を行いたい場所のみを選択的に、加熱手段により６５℃以上９０℃以下の温度になるように調節した。これにより、マゼンダ、シアンの着色磁性粒子を封入したマイクロカプセル中のパラフィンワックスのみが溶融した状態になり、マゼンダ、シアンの各着色磁性粒子が磁気泳動により支持体側に移行した。
この状態で加熱および磁場印加を停止することによって、パラフィンワックスが固化し、視覚的にイエローに表示された表示媒体１０が得られる。
【００５０】
（マゼンダの表示を行う）
上述のようにして作製した表示媒体を最初に消去状態（白色表示）としておく。磁場印加手段を表示面側に配置して磁場印加を行い、表示を行いたい場所のみを選択的にサーマルヘッドやレーザ等の加熱手段により６５℃以上９０℃以下の温度に加熱する。これによってマゼンダ、シアンの着色磁性粒子を封入したマイクロカプセル中のパラフィンワックスのみが溶融した状態になり、マゼンダ、シアンの各着色磁性粒子が磁気泳動により表示面側に移行した。
次に、磁場印加手段を支持体側、すなわち表示面とは反対側の面側に配置して磁場印加を行い、表示を行いたい場所のみを選択的にサーマルヘッドやレーザ等の加熱手段により４０℃以上６５℃以下の温度に調節した。これにより、シアンの着色磁性粒子を封入したマイクロカプセル中のパラフィンワックスのみが溶融した状態になり、シアンの着色磁性粒子が磁気泳動により支持体側に移行した。
この状態で加熱および磁場印加を停止することによって、パラフィンワックスが固化し、視覚的にマゼンダに表示された表示媒体１０が得られる。
【００５１】
（シアンの表示を行う）
上述のようにして作製した表示媒体を最初に消去状態（白色表示）としておく。
磁場印加手段を表示面側に配置して磁場印加を行い、表示を行いたい場所のみを選択的にサーマルヘッドやレーザ等の加熱手段により４０℃以上６５℃以下の温度に加熱する。これによってシアンの着色磁性粒子を封入したマイクロカプセル中のパラフィンワックスのみが溶融した状態になり、シアンの着色磁性粒子が磁気泳動により表示面側に移行した。
この状態で加熱および磁場印加を停止することによって、パラフィンワックスが固化し、視覚的にマゼンダに表示された表示媒体１０が得られる。
【００５２】
（中間色の表示を行う）
上述したようなイエロー、マゼンダ、およびシアンの表示を組み合わせることによって、任意の中間色の表示を行うことができ、フルカラー画像の表示も可能となる。
【００５３】
上述した本発明の表示媒体および表示装置を用いた画像表示のメカニズムによれば、各色の着色磁性粒子を封入したマイクロカプセル等の微小空隙部材の大きさ、およびこれに対する加熱処理を施すサーマルヘッド等の加熱手段の解像度を制御することによって、表示媒体の解像度の向上を図ることができる。
【００５４】
上述した画像表示の例においては、図１の表示媒体１０の微小空隙部材１４に封入された着色磁性粒子を、イエロー、マゼンダ、シアンとした場合について説明したが、本発明は上述した例に限定されるものではなく、最終的に得られる表示画面上で表示したい色に応じて任意の着色磁性粒子を選定することができる。
【００５５】
上述した例に示した表示媒体および表示装置においては、表示を消去した状態とするためには、図１に示したように、微小空隙部材１４中の着色磁性粒子２１〜２３を支持体１１側に吸着させ、相対的に無機顔料粒子２０を表示面側に来るようにしたが、本発明は上述した例に限定するものではなく、分散媒である熱溶融性有機化合物２５ａ〜２５ｃそのものを着色磁性粒子２１〜２３の各色に対して高コントラストが得られるような白色にすることによって、微小空隙部材１４内の無機顔料粒子２０の量を少なくしたり、あるいは全く用いない構成とすることもできる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、磁場を印加した状態で、サーマルヘッド等の加熱手段によって熱溶融性有機化合物を選択的に溶融せしめて、記録層を構成する着色磁性粒子を選択的に移動させるようにしたことにより、色調が鮮明で、高解像度のフルカラー表示を行うことができ、かつ急峻かつ鮮明な画像表示の消去を行うことができる書き換え可能な表示媒体、表示装置および表示方法を提供することができた。
【００５７】
特に着色磁性粒子の色毎に異なった融点を有する熱溶融性有機化合物を適用したことにより、加熱温度を制御するのみで一色毎に画像表示を行うことができ、色の混在がなく、鮮明なカラー画像表示が可能となった。
【００５８】
また、無機顔料粒子として特に白色のものを適用することにより、各着色磁性粒子とのコントラストがとれ、解像度が高く、より鮮明な画像表示が可能となった。
【００５９】
また、本発明の表示媒体および表示装置によれば、熱溶融性有機化合物を溶融させる程度の比較的低温の加熱と、磁気印加とを組み合わせて行うことによって簡易に画像表示を行うことができるため、エネルギー消費量が極めて少なく鮮明な画像表示を行うことが可能となった。
【００６０】
また、本発明の表示媒体および表示装置によれば、微小空隙部材内で着色磁性粒子が常温で固相状態を示す熱溶融性有機化合物よりなる分散媒に分散され、記録消去時以外は固定された状態となっているため、情報記録後に外部から磁気を印加されても、着色磁性粒子は移動することがなく、極めて安定した記録状態が得られる。
【００６１】
また、本発明の表示媒体、表示装置および表示方法においては、加熱手段の操作によって溶融させた熱溶融性有機化合物に分散させた着色磁性粒子を磁気印加により移動させることによって画像の形成および消去を行うので、加熱手段の操作精度を高くすることにより、極めて微細な画像も形成可能となった。
【００６２】
また、本発明の表示媒体を構成する記録層は、微小空隙部材を含有する塗液を支持体上に塗布することによって形成することができるので、極めて簡易な製造工程によって作製することができ、極めて低コストで作製することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表示媒体の概略断面図を示す。
【図２】本発明の表示装置の概略断面図を示す。
【図３】本発明の表示媒体および表示装置における画像形成を行う状態図を示す。
【図４】本発明の表示媒体および表示装置における画像形成を行う状態図を示す。
【図５】本発明の表示媒体および表示装置における画像形成を行う状態図を示す。
【図６】本発明の表示媒体および表示装置における画像形成を行う状態図を示す。
【図７】本発明の表示媒体および表示装置における画像形成を行う状態図を示す。
【符号の説明】
１０……表示媒体、１１……支持基板、１２……記録層、１３……保護層、１４……微小空隙部材、２０……無機顔料粒子、２１……第１の着色磁性粒子、２２……第２の着色磁性粒子、２３……第３の着色磁性粒子、２４……表示用材料、２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ……熱溶融性有機化合物、３０……表示装置、３１……磁場印加手段、３２……加熱手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rewritable display medium, a display device, and a display using the same, in which a plurality of types of colored magnetic particles encapsulated in the display device are magnetophoresed by applying heat and a magnetic field, and color display and display erasure are performed. Related to the method.
[0002]
[Prior art]
Examples of conventional display devices using electrophoresis and magnetophoresis include various devices disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 64-86116, 8-54841, and 8-297470. .
Among them, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-86116 discloses an electrophoretic display device that performs a uniform and stable display operation by applying a microcapsule enclosing a dispersion medium and electrophoretic particles.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-54841 discloses a similar magnetophoretic display device, and in particular, a display device capable of performing a clear display with a high recording speed.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-297470 discloses a magnetophoretic display device having a structure in which the durability of the microcapsules is enhanced and the back surface is colored in various colors.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the image display panels used in the various electrophoretic display devices and the magnetophoretic display devices as described above are limited to the background color, the characters, and the design colors. It was not possible to achieve full color display that displayed many colors.
[0004]
On the other hand, as a magnetic recording medium capable of performing color display, for example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 1-63991, the N pole and the S pole of the magnetic particles are colored in different colors, and the magnetic force There is known a technique in which color display is performed by rotating magnetic particles by application of.
[0005]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 4-175196 discloses a magnetic recording medium that performs color display by coloring magnetic particles having different magnetic characteristics in different colors and controlling the magnetic field intensity.
[0006]
However, in the magnetic recording medium described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-63991, a process such as coloring by coloring each fine magnetic particle, or the N pole and S pole of the magnetic particle are different. Since the process of coloring the color is extremely complicated, there is a problem that it is difficult to strictly perform the color coding of each pole.
[0007]
In the magnetic recording medium described in JP-A-4-175196, it is difficult to control the magnetic field strength at the time of display, and it is difficult to display a clear image due to the ambiguity of the magnetic field control. There is a problem that there is.
[0008]
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-35598 discloses a technique in which electrophoretic particles colored in different colors are enclosed in microcapsules and color display is performed by applying an electric field. There is a problem that it is necessary to provide an independent electrode, which increases the manufacturing cost.
[0009]
Accordingly, the present invention provides a display medium, a display device, and a display method using these, which are capable of simultaneous multi-color display, have excellent image stability, are inexpensive, and use full-color magnetophoresis.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, there is provided a display medium having a recording layer on a support made of a non-magnetic material, wherein the recording layer has a plurality of minute void members having voids arranged therein, and the inside of the minute void member. Each of the colored magnetic particles is dispersed in a heat-fusible organic compound that exhibits a solid state at room temperature, The colored magnetic particles are colored in any one of a plurality of colors, and the melting point of the heat-fusible organic compound enclosed in the microvoid member identified by the color of the colored magnetic particles is within the microvoid member. Selected to be different for each color of the colored magnetic particles dispersed in the Applying a magnetic field to the recording layer, The display target location of the recording layer is Of heat-meltable organic compounds plural Melting point One temperature region selected from multiple temperature regions separated by Heated at a temperature according to , By melting any hot-meltable organic compound, dispersed in the molten hot-melt organic compound Provided is a rewritable display medium that selectively moves colored magnetic particles to display an image.
[0011]
Further, in the present invention, a plurality of minute void members having voids inside are arranged on a support made of a nonmagnetic material, and a recording layer is provided. Inside Each of the colored magnetic particles is dispersed in a heat-fusible organic compound that exhibits a solid state at room temperature. The colored magnetic particles are colored in any one of a plurality of colors, and the melting point of the heat-fusible organic compound enclosed in the microscopic void member distinguished by the color of the colored magnetic particles is It is selected to be different for each color of the colored magnetic particles dispersed in the member. A display medium having a structure; a magnetic field applying unit that applies a magnetic field to the recording layer of the display medium; and a heating unit that heats the recording layer. The magnetic layer is applied by the magnetic field applying unit, and the recording layer is heated by the heating unit. Display target location The heat-meltable organic compound plural Melting point One temperature region selected from multiple temperature regions separated by Heating at a temperature according to Dispersed in the molten hot-melt organic compound by melting any hot-melt organic compound Provided is a display device that displays an image by selectively moving colored magnetic particles.
[0012]
Further, in the present invention, a microporous member having a recording layer in which a plurality of microvoided members having voids are arranged on a support made of a nonmagnetic material is provided. Inside Each of the colored magnetic particles is dispersed in a heat-fusible organic compound that exhibits a solid state at room temperature. The colored magnetic particles are colored in any one of a plurality of colors, and the melting point of the heat-fusible organic compound enclosed in the microscopic void member distinguished by the color of the colored magnetic particles is It is selected to be different for each color of the colored magnetic particles dispersed in the member. Using a display medium having a configuration, a magnetic field is applied to the recording layer, and the recording layer is Display target location The the above Of heat-meltable organic compounds plural Melting point One temperature region selected from multiple temperature regions separated by Heated at a temperature according to , By melting any hot-melt organic compound, dispersed in the molten hot-melt organic compound Provided is a display method for displaying an image by selectively moving the colored magnetic particles.
[0013]
According to the present invention, the colored magnetic particles constituting the recording layer are selectively moved by selectively melting the heat-fusible organic compound by a heating means such as a thermal head in a state where a magnetic field is applied. Accordingly, it is possible to provide a rewritable display medium, display device, and display method capable of performing full-color display with clear color tone and high resolution and capable of erasing sharp and clear image display. .
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the display medium, the display device, and the display method of the present invention are not limited to the following examples.
[0015]
FIG. 1 shows a schematic sectional view of an example of the display medium of the present invention.
As shown in FIG. 1, the display medium 10 of the present invention has a configuration in which a recording layer 12 and a protective layer 13 are laminated on a support 11. The recording layer 12 has a configuration in which minute gap members 14 are filled and arranged, and a display material 24 including inorganic pigment particles 20 and colored magnetic particles 21 to 23 of a predetermined color is contained in the minute gap portions 14. It is assumed that it is dispersed in a heat-meltable organic compound 25 that exhibits a solid phase at room temperature.
In the display medium 10 shown in FIG. 1, the first to third colored magnetic particles 21 to 23 colored in yellow, magenta, and cyan are dispersed in the heat-meltable organic compounds 25a, 25b, and 25c, respectively. Thus, it is assumed that the minute gap members 14 distinguished by these colors are filled and arranged on the support 11.
In FIG. 1, the microscopic gap members 14 are filled and arranged in a planar shape on the support 11, but the present invention is not limited to this example, and in consideration of the sharpness and resolution of the color tone of the display image, It is good also as what was laminated | stacked.
Hereinafter, the display medium 10 of the present invention will be described in detail.
[0016]
The support 11 is formed of a non-magnetic material, for example, synthetic resins such as polyvinyl chloride, polyester, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, and polyethylene terephthalate, natural resin, paper, synthetic paper, metal, ceramics Etc. can be used alone or in combination. As for the shape of the support 11, a conventionally known shape such as a card shape, a sheet shape, a film shape and the like can be selected according to the application, and conventionally known physical properties required according to the application, for example, strength, rigidity, It is good also as what added concealment property, light impermeability, etc.
[0017]
The recording layer 12 has a configuration in which minute gap members 14 having gaps inside are filled and arranged. The microvoid member 14 is not particularly limited. For example, a microcapsule, a capillary, or a cell that can enclose a dispersion medium can be applied to form a microvoid structure. Any known one can be applied. In addition, by forming the void structure more finely, the resolution in the finally obtained display medium 10 and display device can be improved.
[0018]
Next, the inorganic pigment particles 20, the colored magnetic particles 21 to 23, and the heat-meltable organic compound 25 that exhibits a solid state at room temperature will be described.
[0019]
The material of the inorganic pigment particles 20 is not particularly limited, and for example, conventionally known materials such as titanium oxide, alumina, zinc oxide, silica, barium titanate, and barium zirconate can be applied. Especially titanium oxide (TiO ₂ ), Alumina (Al ₂ O _Three ), Zinc oxide (ZnO), silica (silicon oxide: SiO ₂ It is suitable for improving the contrast of the display medium 10 from which a white-colored inorganic oxide such as) is finally obtained.
[0020]
Examples of the material for forming the colored magnetic particles 21 to 23 include stainless steel such as iron, nickel, iron / nickel alloy, iron / nickel / chromium alloy, cobalt, cobalt / aluminum alloy, samarium / cobalt alloy, and the like. The fine particles in the form of flakes using an atomizer, a hammer mill or the like can be applied as the colored magnetic particles 21 to 23.
[0021]
The colored magnetic particles 21 to 23 are colored according to the color desired to be displayed on the finally obtained display medium 10. For example, when performing full color display on the display medium 10, the three primary colors yellow, It is assumed that the first to third colored magnetic particles 21 to 23 colored magenta and cyan are enclosed in different microscopic gap members 14, respectively.
[0022]
The colored magnetic particles 21 to 23 can be colored by coating the magnetic particles with, for example, a Co-Mn composite oxide, or a synthetic resin paint made of hematite or the like and polyester or acrylic resin. The material for coloring the magnetic particles is not limited to the above paint, and various conventionally known dyes can be appropriately used.
[0023]
The colored magnetic particles 21 to 23 are preferably those having a particle diameter of 5 to 30 μm in consideration of ease of movement by applying magnetism, which will be described later, and image contrast in the display medium 10. As the colored magnetic particles 21 to 23, various conventionally known shapes can be applied as long as the shapes do not hinder movement due to magnetic application, such as a spherical shape or a needle shape.
[0024]
The heat-meltable organic compound 25 in which the inorganic pigment particles 20 and the colored magnetic particles 21 to 23 are dispersed exhibits a solid phase at room temperature (about 10 to 30 ° C.) and is heated to a temperature higher than room temperature (about 35 to 35 ° C.). For example, natural or synthetic waxes such as paraffin wax and carnauba wax, natural or synthetic resins, carboxylic acid esters, etc. can be used alone or in combination as appropriate. . In particular, it is preferable that the change from the solid phase state to the fluid state is steep according to the temperature change.
[0025]
As the hot-melt organic compound 25, those having different melting points corresponding to the colors of the colored magnetic particles are applied.
That is, as described above, the first to third colored magnetic particles 21 to 23 colored in three primary colors yellow, magenta, and cyan are encapsulated in different microscopic gap members 14, respectively. Is selected so that the melting point of the heat-meltable organic compound 25 enclosed in the microscopic gap member 14 distinguished by the colors of the colored magnetic particles 21 to 23 is different for each color of the colored magnetic particles. To do.
For example, the melting point of the hot-melt organic compound 25a that disperses the first colored magnetic particles 21 is T1, the melting point of the hot-melt organic compound 25b that disperses the second colored magnetic particles 22 is T2, and the third colored magnetic particles. When T3 is the melting point of the hot-melt organic compound 25c in which 23 is dispersed, T1>T2> T3 is selected.
[0026]
Specifically, the heat-meltable organic compound 25a that disperses the yellow first colored magnetic particles 21 has a melting point of about 90 ° C., and the heat-meltable organic compound 25b that disperses the magenta second colored magnetic particles 22 has a melting point. As for the hot-melt organic compound 25c in which the cyan third colored magnetic particles 23 are dispersed at about 65 ° C., paraffin wax having a melting point of about 40 ° C. can be applied.
The melting point of the heat-meltable organic compound 25 can be specified within a suitable range by selecting the number of hydrocarbon chains in the molecular structure, for example.
[0027]
The fine void member 14 which is a so-called shell material enclosing the inorganic pigment particles 20, the colored magnetic particles 21 to 23 and the heat-meltable organic compound 25 as described above includes, for example, an acrylic resin, a methacrylic resin, a polystyrene resin, It can be formed of a known resin material such as polyester resin, polyurethane resin, polyurea resin, polyamide resin, epoxy resin, natural resin, etc., alone or in a mixture of two or more.
[0028]
As the microscopic void member 14, a microcapsule in which a so-called core substance mainly composed of the inorganic pigment particles 20, the colored magnetic particles 21 to 23, and the hot-melt organic compound 25 is encapsulated is preferably used. The following are mentioned as a manufacturing method of such a microcapsule.
[0029]
For example, a phase separation method in which a concentrated polymer phase is separated around the core material dispersed in the polymer solution, and a liquid-cured coating film in which the polymer is cured around the core material in the polymer solution by a polymer curing test agent or the like. Method, an in-situ polymerization method in which a monomer or a polymerization catalyst is supplied from either the inner phase or the outer phase of the emulsion in which the core material is dispersed and the surface of the core material is covered with a polymer, and the emulsion in which the core material is dispersed A microencapsulation technique such as an interfacial polymerization method in which a monomer is supplied from both an internal phase and an external phase is suitable, but it is not limited to these methods.
[0030]
Among the above methods, microcapsules having a uniform particle diameter and having the core substance uniformly dispersed can be manufactured by manufacturing using an in situ polymerization method or a phase separation method. Examples of the polymerizable monomer used in these methods include acrylic acid esters, methacrylic acid esters, styrene and derivatives thereof, isocyanates, various amines, and compounds having an epoxy group.
As described above, the recording layer 12 can be formed by dispersing the fine gap member 14 made of, for example, microcapsules in a predetermined binder and coating the dispersion on the support 11. As the binder, for example, a water-based binder, a solvent-based binder, an emulsion-based binder, and the like can be applied.
[0031]
Specifically, the recording layer 12 includes a conventionally known printing method such as an offset printing method, a gravure printing method, and a silk screen printing method, a coating method such as a roll coating method and a knife edge method, and a micro gap member 14 such as the microcapsule. A transfer method using a transfer sheet mixed with the above, an ink jet method in which ink containing the above-described microcapsules or the like is sprayed on the support 11, and the above-described microcapsules or the like mixed between the support 11 and a protective layer 13 described later. It can be produced by various methods such as a method of filling a solution, and can be appropriately selected according to the intended use and quantity of the display medium 10.
[0032]
Next, the protective layer 13 will be described.
Examples of the material for forming the protective layer 13 include epoxy resins, tetrafluoroethylene, polyvinyl chloride, polyester, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyethylene terephthalate, and other synthetic resins, natural resins, and the like.
The protective layer 13 holds the recording layer 12 formed on the support 11, and allows the colored magnetic particles 21 to 23 and the inorganic pigment particles 20 enclosed in the minute gap member 14 to be visually recognized from the outside. It is necessary to have transparency. Further, in order to maintain the mechanical strength of the display surface of the display medium 10, a necessary film thickness is appropriately selected and formed.
[0033]
Next, a display device that forms an image on the above-described display medium 10 of the present invention and an image display method using these will be described.
FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of an example of the display device of the present invention.
The display device 30 of the present invention includes the display medium 10 shown in FIG. 1, a magnetic field applying unit 31 that applies a magnetic field, and a heating unit 32.
The magnetic field application unit 31 has a function of applying a magnetic field to the colored magnetic particles 21 to 23 of the recording layer 12, and the heating unit 32 has a function of heating the hot-melt organic compound 25 of the recording layer 12. Have.
FIG. 2 shows a state in which the magnetic field applying means 31 and the heating means 32 are arranged on the side of the display medium 10 facing the protective layer 13, but each of these faces the support 11 independently. It can be arranged on the side, and can be moved as appropriate according to the display color of image formation described later.
[0034]
Next, a method for displaying an image using the display medium 10 and the display device 30 of the present invention described above will be described. The image display method of the present invention is not limited to the following examples.
In this example, three primary colors are displayed on the display medium 10 shown in FIG. 1, the first colored magnetic particles 21 are yellow, the second colored magnetic particles 22 are magenta, and the third colored magnetic particles 23 are Cyan colored ones were applied.
[0035]
As described above, the first to third colored magnetic particles 21 to 23 colored yellow, magenta, and cyan are encapsulated in different microscopic gap members 14, respectively. The melting point of the heat-fusible organic compound 25 enclosed in the microscopic gap member 14 distinguished by the color is selected so as to be different for each color of the colored magnetic particles, and the first colored magnetic particles 21 are dispersed. The melting point of the hot-melt organic compound 25a is T1, the melting point of the hot-melt organic compound 25b that disperses the second colored magnetic particles 22 is T2, and the melting point of the hot-melt organic compound 25c that disperses the third colored magnetic particles 23. When T3 is set to T3>T2> T3.
[0036]
Next, a display method will be described.
First, in the state shown in FIG. 2, all of the inorganic pigment particles (white) enclosed in the three types of microvoid members 14 are on the protective layer 13 side, that is, the display surface side, and all the microvoid members 14 display white. The white display (erased state) is made on the entire surface.
[0037]
In the case of displaying yellow, first, as shown in FIG. 3, the heating means 32 is heated to a temperature (t> T1) higher than the melting point T1 of the hot-melt organic compound 25a, and all the minute gap members are obtained. The hot-melt organic compound 25 in 14 is melted. And the magnetic field application means 31 is arrange | positioned at the protective layer 13 formation surface side, ie, the display surface side, a magnetic field is applied, and the 1st-3rd colored magnetic particles 21-23 are magnetophoresed. If it does in this way, as shown in FIG. 3, all the 1st-3rd colored magnetic particles 21-23 will move to the display surface side, and it will be in the state by which the black display was made | formed on the whole surface.
Next, as shown in FIG. 4, the heating means 32 is heated to a temperature lower than the melting point T1 of the hot-melt organic compound 25a and higher than the melting point T of the hot-melt organic compound 25b (T1>t> T2). Only the heat-meltable organic compound 25a is solidified and the other heat-meltable organic compounds 25b and 25c are dissolved. Then, the magnetic field applying means 31 is arranged on the support 11 side, a magnetic field is applied, and the second and third colored magnetic particles 22 and 23 are migrated to the support 11 side.
In this way, only the first colored magnetic particles 21 colored yellow are fixed on the display surface, and the second and third colored magnetic particles 22 and 23 are transferred to the back surface. Yellow display can be performed.
[0038]
Next, a case where magenta display is performed will be described.
First, as shown in FIG. 2, a white display (erased state) is formed on the entire surface. Next, as shown in FIG. 5, the heating means 32 sets the temperature lower than the melting point T1 of the hot-melt organic compound 25a and higher than the melting point T2 of the hot-melt organic compound 25b (T1>t> T2). The meltable organic compounds 25b and 25c are in a dissolved state.
Then, the magnetic field applying means 31 is arranged on the protective layer 13 side, that is, the display surface side, a magnetic field is applied, and the second and third colored magnetic particles 22 and 23 migrate to the display surface side. If it does in this way, as shown in FIG. 5, the 2nd and 3rd colored magnetic particles 22 and 23 will move to the display surface side, and it will be in the state by which the mixed color display of magenta and cyan was made.
Next, as shown in FIG. 6, the heating means 32 is set to a temperature lower than the melting point T2 of the hot-melt organic compound 25b and higher than the melting point T3 of the hot-melt organic compound 25c (T2>t> T3). The meltable organic compound 25a and the heat-meltable organic compound 25b are solidified, and only the heat-meltable organic compound 25c is dissolved.
And the magnetic field application means 31 is arrange | positioned at the support body 11 side, a magnetic field is applied, and the 3rd colored magnetic particle 23 is migrated to the support body 11 side.
In this way, only the second colored magnetic particles 22 colored magenta are fixed on the display surface, and the first and third colored magnetic particles 21 and 23 are transferred to the back surface. Magenta can be displayed.
[0039]
Next, a case where cyan display is performed will be described.
First, as shown in FIG. 2, a white display (erased state) is formed on the entire surface. Next, as shown in FIG. 7, the heating means 32 is set to a temperature lower than the melting point T2 of the hot-melt organic compound 25b and higher than the melting point T3 of the hot-melt organic compound 25c (T2>t> T3). The meltable organic compound 25a and the heat-meltable organic compound 25b are solidified, and only the heat-meltable organic compound 25c is dissolved.
Then, the magnetic field applying means 31 is arranged on the protective layer 13 side, that is, the display surface side, a magnetic field is applied, and the third colored magnetic particles 23 migrate to the display surface side.
In this way, only the third colored magnetic particles 23 colored cyan are fixed on the display surface, and the first and second colored magnetic particles 21 and 22 are transferred to the back surface. Cyan display can be performed.
[0040]
As described above, in the display medium 10 and the display device 30 of the present invention, a magnetic field is applied and heated at a temperature corresponding to the melting point of each of the hot-melt organic compounds 25a to 25c to select the hot-melt organic compound. By selectively moving the colored magnetic particles 21 to 23 dispersed in the molten heat-fusible organic compound, and finally displaying the desired colors of the three primary colors and a combination of these colors, Alternatively, the display can be erased.
[0041]
Specifically, the display medium 10 and the display device 30 of the present invention include various cards such as a point card, a medical examination ticket, a commuter pass, a recording bulletin board, an advertising board, a memo board, a blackboard, a white board, a portable memo pad, and an infant. It can be applied to toys, educational materials, calligraphy boards, display boards for various game machines, and the like.
[0042]
Next, the display medium, the display device, and the display method using these according to the present invention will be described with specific examples, but the present invention is not limited to the examples shown below.
[0043]
〔Example〕
(Preparation of display medium)
First, microcapsules in which yellow colored magnetic particles are enclosed are prepared.
5 parts by weight of yellow colored magnetic particles mainly composed of 70% Fe, and white inorganic pigment particles (TiO 2) ₂ ) 1 part by weight is uniformly dispersed in 6 parts by weight of paraffin wax having a melting point of 90 ° C. heated and melted at 100 ° C., and this dispersion is used in 200 parts by weight of a 10% gelatin aqueous solution heated to 95 ° C. using a homogenizer. Then, a dispersion treatment was performed at a rotational speed of 2000 rpm for about 5 minutes until the average particle size became 75 μm.
To the dispersion obtained as described above, 200 parts by weight of a 10% aqueous gum arabic solution was added, and further 1000 parts by weight of water was added, and the temperature was kept at 40 ° C. It adjusted so that it might become. Thereafter, the liquid temperature is cooled to 7 ° C., 10 parts by weight of 30% formalin aqueous solution is added, 10% aqueous sodium hydroxide solution is added dropwise to adjust the pH to 9, and gelatin and gum arabic shell microcapsules A was produced.
[0044]
The magenta colored magnetic particles are applied in place of the yellow colored magnetic particles, the paraffin wax having a melting point of 65 ° C. is applied in place of the paraffin wax having the melting point of 90 ° C., and magenta is obtained by the same process as described above. A microcapsule B encapsulating the colored magnetic particles was prepared.
[0045]
A cyan colored magnetic particle is applied in place of the yellow colored magnetic particle, and a paraffin wax having a melting point of 40 ° C. is applied in place of the paraffin wax having a melting point of 90 ° C. The microcapsule C encapsulating the colored magnetic particles was prepared.
[0046]
Next, on a transparent polyethylene terephthalate film having a thickness of 30 μm, a coating liquid in which the microcapsules A, B, and C prepared as described above were uniformly dispersed in an aqueous polyvinyl alcohol solution was applied to form a recording layer.
Further, a protective layer having a thickness of 3 μm was formed on the recording layer using an acrylic resin, and the intended display medium 10 of the present invention was produced.
[0047]
(Display is cleared)
A magnetic field applying means was disposed on the support side of the display medium produced as described above to apply a magnetic field, and the entire surface was heated at 95 ° C. By doing so, the paraffin wax in all the microcapsules was melted, and each colored magnetic particle was moved to the support side, that is, the side opposite to the display surface side by magnetophoresis.
As a result, only the white inorganic pigment particles can be seen from the display surface side. By stopping the heating and the magnetic field application in this state, the paraffin wax is solidified and the display medium 10 in the erased state is obtained.
[0048]
(Displays black)
A magnetic field applying means is arranged on the display surface side of the display medium manufactured as described above, and a magnetic field is applied, and only a place where display is desired is selectively performed at a temperature of 90 ° C. or more by a heating means such as a thermal head or a laser. Heat to.
At this time, the paraffin wax in all the microcapsules at the heated location was melted, and each colored magnetic particle moved to the display surface side by magnetophoresis.
As a result, yellow, magenta and cyan colored magnetic particles can be visually recognized from the display surface side. By stopping heating and magnetic field application in this state, the paraffin wax is solidified and visually becomes black. The displayed display medium 10 is obtained.
[0049]
(Displays yellow)
A magnetic field applying means is arranged on the display surface side of the display medium manufactured as described above, and a magnetic field is applied, and only a place where display is desired is selectively performed at a temperature of 90 ° C. or more by a heating means such as a thermal head or a laser. Heat to. At this time, the paraffin wax in all the microcapsules at the heated location was melted, and each colored magnetic particle moved to the display surface side by magnetophoresis.
Next, the magnetic field applying means is arranged on the support side, that is, the surface side opposite to the display surface, and only the place where the display is desired is selectively adjusted by the heating means so that the temperature is 65 ° C. or higher and 90 ° C. or lower. did. As a result, only the paraffin wax in the microcapsules enclosing the magenta and cyan colored magnetic particles was melted, and the magenta and cyan colored magnetic particles were transferred to the support side by magnetophoresis.
By stopping the heating and magnetic field application in this state, the paraffin wax is solidified and the display medium 10 visually displayed in yellow is obtained.
[0050]
(Displays magenta)
The display medium manufactured as described above is first set in an erased state (white display). A magnetic field application unit is arranged on the display surface side to apply a magnetic field, and only a place where display is desired is selectively heated to a temperature of 65 ° C. or higher and 90 ° C. or lower by a heating unit such as a thermal head or a laser. As a result, only the paraffin wax in the microcapsules enclosing magenta and cyan colored magnetic particles was melted, and the magenta and cyan colored magnetic particles were moved to the display surface side by magnetophoresis.
Next, the magnetic field applying means is arranged on the support side, that is, the surface opposite to the display surface to apply the magnetic field, and only the place where display is desired is selectively performed at 40 ° C. by a heating means such as a thermal head or a laser. The temperature was adjusted to 65 ° C. or lower. As a result, only the paraffin wax in the microcapsules enclosing the cyan colored magnetic particles was melted, and the cyan colored magnetic particles were transferred to the support side by magnetophoresis.
By stopping heating and magnetic field application in this state, the paraffin wax is solidified, and the display medium 10 visually displayed on magenta is obtained.
[0051]
(Displays cyan)
The display medium manufactured as described above is first set in an erased state (white display).
A magnetic field applying means is arranged on the display surface side to apply a magnetic field, and only a place where display is desired is selectively heated to a temperature of 40 ° C. or higher and 65 ° C. or lower by heating means such as a thermal head or a laser. As a result, only the paraffin wax in the microcapsules enclosing the cyan colored magnetic particles was melted, and the cyan colored magnetic particles moved to the display surface side by magnetophoresis.
By stopping heating and magnetic field application in this state, the paraffin wax is solidified, and the display medium 10 visually displayed on magenta is obtained.
[0052]
(Displays neutral colors)
By combining the display of yellow, magenta and cyan as described above, an arbitrary intermediate color can be displayed, and a full color image can also be displayed.
[0053]
According to the above-described image display mechanism using the display medium and the display device of the present invention, the size of the minute gap member such as the microcapsule in which the colored magnetic particles of each color are encapsulated, and the thermal head for performing heat treatment on the member. The resolution of the display medium can be improved by controlling the resolution of the heating means.
[0054]
In the example of the image display described above, the case where the colored magnetic particles sealed in the minute gap member 14 of the display medium 10 in FIG. 1 are yellow, magenta, and cyan has been described, but the present invention is limited to the above-described example. Instead, any colored magnetic particles can be selected according to the color desired to be displayed on the finally obtained display screen.
[0055]
In the display medium and the display device shown in the above-described example, in order to make the display erased, the colored magnetic particles 21 to 23 in the minute gap member 14 are placed on the support 11 side as shown in FIG. However, the present invention is not limited to the above-described example, and the heat-meltable organic compounds 25a to 25c that are dispersion media themselves are colored. By making white so that high contrast can be obtained for each color of the magnetic particles 21 to 23, the amount of the inorganic pigment particles 20 in the minute gap member 14 can be reduced or not used at all. .
[0056]
【The invention's effect】
According to the present invention, the colored magnetic particles constituting the recording layer are selectively moved by selectively melting the heat-fusible organic compound by a heating means such as a thermal head in a state where a magnetic field is applied. Accordingly, it is possible to provide a rewritable display medium, a display device, and a display method that can perform full-color display with a clear color tone, high resolution, and can perform sharp and clear image display erasure. It was.
[0057]
In particular, by applying a heat-meltable organic compound having a different melting point for each color of the colored magnetic particles, it is possible to display an image for each color only by controlling the heating temperature, there is no color mixing, and a clear Color image display is now possible.
[0058]
Further, by applying particularly white particles as the inorganic pigment particles, it is possible to obtain contrast with each colored magnetic particle, high resolution, and clearer image display.
[0059]
In addition, according to the display medium and the display device of the present invention, it is possible to easily display an image by combining heating at a relatively low temperature enough to melt the heat-fusible organic compound and magnetic application. As a result, it is possible to display a clear image with very little energy consumption.
[0060]
Further, according to the display medium and the display device of the present invention, the colored magnetic particles are dispersed in the dispersion medium made of a heat-fusible organic compound that shows a solid phase at room temperature in the minute gap member, and are fixed except at the time of recording / erasing. Therefore, even when magnetism is applied from the outside after information recording, the colored magnetic particles do not move and an extremely stable recording state can be obtained.
[0061]
Further, in the display medium, display device, and display method of the present invention, image formation and erasure are performed by moving the colored magnetic particles dispersed in the heat-fusible organic compound melted by the operation of the heating means by applying magnetism. Therefore, an extremely fine image can be formed by increasing the operation accuracy of the heating means.
[0062]
In addition, since the recording layer constituting the display medium of the present invention can be formed by applying a coating liquid containing a minute gap member on a support, it can be produced by a very simple manufacturing process, It was possible to produce at an extremely low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a display medium of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view of the display device of the present invention.
FIG. 3 is a state diagram for performing image formation in the display medium and the display device of the present invention.
FIG. 4 is a state diagram for performing image formation in the display medium and the display device of the present invention.
FIG. 5 shows a state diagram for performing image formation in the display medium and display device of the present invention.
FIG. 6 is a state diagram for performing image formation in the display medium and the display device of the present invention.
FIG. 7 shows a state diagram for performing image formation in the display medium and display device of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Display medium, 11 ... Supporting substrate, 12 ... Recording layer, 13 ... Protective layer, 14 ... Micro gap member, 20 ... Inorganic pigment particle, 21 ... First colored magnetic particle, 22 ... ... 2nd colored magnetic particles, 23 ... 3rd colored magnetic particles, 24 ... display material, 25, 25a, 25b, 25c ... hot-melt organic compound, 30 ... display device, 31 ... magnetic field Applying means, 32 ... heating means

Claims

A display medium having a recording layer on a support made of a nonmagnetic material,
In the recording layer, a plurality of minute void members having voids inside are arranged,
Inside the microscopic void member, each colored magnetic particle is dispersed in a heat-fusible organic compound that exhibits a solid state at room temperature,
The colored magnetic particles are colored in any one of a plurality of colors, and the melting point of the heat-fusible organic compound enclosed in the microvoid member identified by the color of the colored magnetic particles is within the microvoid member. Selected to be different for each color of the colored magnetic particles dispersed in the
A magnetic field is applied to the recording layer, and a display target location of the recording layer is heated at a temperature corresponding to one temperature region selected from a plurality of temperature regions separated by a plurality of melting points of the hot-melt organic compound. In addition, by melting an arbitrary heat-meltable organic compound, the colored magnetic particles dispersed in the melted heat-meltable organic compound are selectively moved to display an image, which can be rewritten. Display medium.

2. The rewritable according to claim 1, wherein the colored magnetic particles and the inorganic pigment particles are dispersed in a heat-fusible organic compound that exhibits a solid state at room temperature inside the microvoid member. Display medium.

The rewritable display medium according to claim 1, wherein the microscopic gap members constituting the recording layer are filled and arranged in a planar shape on the support.

The colored magnetic particles rewritable display medium according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is colored in one of three primary colors.

The rewritable display medium according to any one of claims 1 to 4, wherein a melting point of the heat-meltable organic compound exhibiting a solid state at normal temperature is 35 ° C or higher and 120 ° C or lower. .

On a support made of a nonmagnetic material, there is a recording layer in which a plurality of minute void members having voids are arranged inside, and in each of the minute void members, the colored magnetic particles are in a solid state at room temperature. Ri Na are dispersed in heat-fusible organic compounds shown, the colored magnetic particles colored in any color of a plurality of colors, the heat sealed in the small air gap member which is distinguished by the color of the colored magnetic particles A display medium having a configuration in which the melting point of the fusible organic compound is selected to be different for each color of the colored magnetic particles dispersed in the microscopic gap member ;
Magnetic field applying means for applying a magnetic field to the recording layer;
Heating means for heating the recording layer,
While applying a magnetic field by said magnetic field applying means, by the heating means, first temperature region selected display target location of the recording layer from a plurality of temperature zones partitioned by the plurality of the melting point of the heat-fusible organic compound by heating at a temperature corresponding to, by melting any heat-fusible organic compound, and the colored magnetic particles dispersed in a heat-fusible organic compound the melt selectively moved, by performing image display A display device.

The display device according to claim 6, wherein the colored magnetic particles and the inorganic pigment particles are dispersed in a heat-fusible organic compound that exhibits a solid state at room temperature inside the microvoid member. .

8. The display device according to claim 6, wherein the microscopic gap members constituting the recording layer are filled and arranged in a planar shape on the support.

Display device according to any one of claims 6 to 8, wherein said colored magnetic particles that are colored in any one of the three primary colors.

10. The display device according to claim 6, wherein a melting point of the hot-melt organic compound is 35 ° C. or higher and 120 ° C. or lower.

The recording layer has a recording layer on a support made of a non-magnetic material, and the recording layer has a plurality of microscopic void members arranged therein. Ri but Na are dispersed in heat-fusible organic compounds showing a solid state at room temperature, the colored magnetic particles colored in any color of a plurality of colors, the minute gap member which is distinguished by the color of the colored magnetic particles Using a display medium having a configuration in which the melting point of the heat-fusible organic compound enclosed in the inside is selected so as to be different for each color of the colored magnetic particles dispersed in the minute gap member ,
A magnetic field is applied to the recording layer, and a display target location of the recording layer is heated at a temperature corresponding to one temperature region selected from a plurality of temperature regions separated by a plurality of melting points of the hot-melt organic compound. And a method of displaying an image by selectively moving the colored magnetic particles dispersed in the molten heat-fusible organic compound by melting an arbitrary heat-fusible organic compound. .