JP4484446B2

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Publication number: JP4484446B2
Application number: JP2003115414A
Authority: JP
Inventors: 晴列田澤; 真紀増谷; 太一小林
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2023-04-21
Also published as: JP2004318008A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置に用いる白色粒子に関し、特に、クーロン力等による粒子の飛翔移動を利用することで画像表示を繰り返し行うことができる可逆性画像表示装置に用いられる白色粒子及びそれを用いた画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ペーパーレス化といった環境意識の高揚に伴い、電気的な力を利用して表示基板に所望の画像を表示でき、さらには書き換えも可能であるような電子ペーパーディスプレイに関する研究がなされてきている。この電子ペーパー技術において特に有名なのは、電気泳動型、サーマルリライタブル型等といった液相型のものであるが、液相型では液中を粒子が泳動するので、液の粘性抵抗により応答速度が遅くなるという問題があるため、最近では、対向する基板間に絶縁着色粒子が封入された構成の乾式のものが着目されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】
趙国来、外３名、“新しいトナーディスプレイデバイス（Ｉ）”、１９９９年７月２１日、日本画像学会年次大会（通算８３回）“Japan Hardcopy’99”論文集、p.249-252
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した乾式の画像表示装置は、電気泳動方式に対し粒子の移動抵抗が小さく応答速度が速いという長所がある。この乾式の画像表示装置における画像表示の原理は、各粒子によってパターンを形成し、各粒子の色調によりコントラストを得ることによってパターンを認識させるものである。そのため、色を発光するベースとなる白色粒子の色が重要であった。一般的に白色粒子は、低屈折材料に高屈折材料の微粒子を混ぜ込んで作製されているが、このような白色粒子は可視光を散乱させているため、散乱分布を保ちながら達成できる輝度率には限界があった。
【０００５】
本発明の目的は上述した課題を解決して、白色の輝度率を向上させることができる白色粒子、白色粉流体及びそれを用いた画像表示装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像表示装置は、少なくとも一方が透明な対向する基板間に白色粒子を含む２種類以上の粒子群を封入し、粒子群に電界を与えて粒子を移動させ画像を表示する画像表示装置であって、前記白色粒子として、少なくとも一部に、紫外線の照射によって赤色を発光する赤色蛍光材料と、紫外線の照射によって緑色を発光する緑色蛍光材料と、紫外線の照射によって青色を発光する青色蛍光材料とからなる蛍光材料を含有させた白色粒子を使用することを特徴とするものである。本発明の画像表示装置では、白色粒子が所定の蛍光材料を含有することにより白色の輝度率を向上させることができる。
【０００７】
本発明の白色粒子の好適例としては、含有する蛍光材料の少なくとも１種類が、蛍光増白剤であること、含有する蛍光材料が、紫外線の照射によって赤色を発光する赤色蛍光材料と、紫外線の照射によって緑色を発光する緑色蛍光材料と、紫外線の照射によって青色を発光する青色蛍光材料とからなること、含有する蛍光材料の少なくとも１種類が、蛍光染料、蛍光顔料のいずれかであること、平均粒子径ｄ（０．５）が０．１〜５０μｍであること、がある。このような具体的な蛍光材料を使用することにより、また、粒子の平均粒子径を所定の範囲にすることにより、白色粒子の白色の輝度率をより向上させることができる。
【０００８】
また、本発明の白色粒子の好適例としては、白色粒子が、蛍光材料と高帯電性樹脂を混練りすることにより製造されたものであること、白色粒子が、その表面をカップリング剤により処理したものであること、白色粒子が、その表面を強帯電性を有する透明樹脂でコーティングしたものであること、がある。いずれの場合も、蛍光材料を含有することで減少した帯電性を高くすることができる。
【０００９】
さらに、本発明の白色粉流体は、上述した構成の白色粒子を用いたことを特徴とするものである。さらにまた、本発明の画像表示装置は、少なくとも一方が透明な対向する基板間に粒子群または粉流体を封入し、粒子群または粉流体に電界を与えて粒子または粉流体を移動させ画像を表示する画像表示装置において、粒子群または粉流体の少なくとも１種類として上述した白色粒子または上述した白色粉流体を用いたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の白色粒子または白色粉流体を用いた画像表示装置の構成について説明する。本発明の画像表示装置では、対向する基板間に粒子群を封入した画像表示用パネルに何らかの手段でその基板間に電界が付与される。高電位の基板部位に向かっては低電位に帯電した粒子がクーロン力などによって引き寄せられ、また低電位の基板部位に向かっては高電位に帯電した粒子がクーロン力などによって引き寄せられ、それら粒子が２枚の基板間を往復運動することにより、画像表示がなされる。従って、粒子が、均一に移動し、かつ、繰り返し時あるいは保存時の安定性を維持できるように、画像表示用パネルを設計する必要がある。ここで、粒子にかかる力は、粒子同士のクーロン力により引き付けあう力の他に、電極との電気影像力、分子間力、液架橋力、重力などが考えられる。以上の構成は粉流体を用いた場合も同様である。
【００１１】
本発明の画像表示装置で用いる画像表示用パネルは、２種以上の色の異なる粒子３（図１参照、ここでは白色粒子３Ｗと黒色粒子３Ｂを示す）を基板１、２と垂直方向に移動させることによる表示方式に用いるパネルと、１種の色の粒子３Ｗ（図２参照）を基板１、２と平行方向に移動させることによる表示方式に用いるパネルとのいずれへも適用できる。表示のためのパネル構造例を図３に示す。なお、図１〜図３において、４は必要に応じて設ける隔壁、５、６は粒子３に電界を与えるための電極である。以上の説明は、白色粒子３Ｗを白色粉流体に、黒色粒子３Ｂを黒色粉流体に、それぞれ置き換えた場合も同様に適用することが出来る。
【００１２】
本発明の特徴は、粒子のうち白色粒子３Ｗとその白色粒子３Ｗを利用した白色粉流体に関する。以下、白色粒子と白色粉流体について説明する。
【００１３】
まず、一般的な粒子について説明する。粒子の作製は、必要な樹脂、帯電制御剤、着色剤、その他添加剤を混練り粉砕しても、あるいはモノマーから重合しても、あるいは既存の粒子を樹脂、帯電制御剤、着色剤、その他添加剤でコーティングしても良い。
以下に、樹脂、帯電制御剤、着色剤、その他添加剤を例示する。
【００１４】
樹脂の例としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン変性アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ナイロン樹脂、エポキシ樹脂、スチレン樹脂、ブチラール樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂などが挙げられ、２種以上混合することもでき、特に、基板との付着力を制御する上から、ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂が好適である。
【００１５】
帯電制御剤の例としては、正電荷付与の場合には、４級アンモニウム塩系化合物、ニグロシン染料、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール誘導体などが挙げられ、負電荷付与の場合には、含金属アゾ染料、サリチル酸金属錯体、ニトロイミダゾール誘導体などが挙げられる。
着色剤の例としては、塩基性、酸性などの染料が挙げられ、ニグロシン、メチレンブルー、キノリンイエロー、ローズベンガルなどが例示される。特に、白色着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等がある。
無機系添加剤の例としては、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、酸化アンチモン、炭酸カルシウム、鉛白、タルク、シリカ、ケイ酸カルシウム、アルミナホワイト、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、カドミウムオレンジ、チタンイエロー、紺青、群青、コバルトブルー、コバルトグリーン、コバルトバイオレット、酸化鉄、カーボンブラック、マンガンフェライトブラック、コバルトフェライトブラック、銅粉、アルミニウム粉などが挙げられる。
【００１６】
また、ここで繰り返し耐久性を更に向上させるためには、該粒子を構成する樹脂の安定性、特に、吸水率と溶剤不溶率を管理することが効果的である。
基板間に封入する粒子を構成する樹脂の吸水率は、３重量％以下、特に２重量％以下とすることが好ましい。なお、吸水率の測定は、ＡＳＴＭＤ５７０に準じて行い、測定条件は２３℃で２４時間とする。
該粒子を構成する樹脂の溶剤不溶率に関しては、下記関係式で表される粒子の溶剤不溶率を５０％以上、特に７０％以上とすることが好ましい。
溶剤不溶率（％）＝（Ｂ／Ａ）×100
（但し、Ａは樹脂の溶剤浸漬前重量、Ｂは良溶媒中に樹脂を２５℃で２４時間浸漬した後の重量を示す）
この溶剤不溶率が５０％未満では、長期保存時に粒子表面にブリードが発生し、粒子との付着力に影響を及ぼし粒子の移動の妨げとなり、画像表示耐久性に支障をきたす場合がある。
なお、溶剤不溶率を測定する際に用いる溶剤（良溶媒）としては、フッ素樹脂ではメチルエチルケトン等、ポリアミド樹脂ではメタノール等、アクリルウレタン樹脂ではメチルエチルケトン、トルエン等、メラミン樹脂ではアセトン、イソプロパノール等、シリコーン樹脂ではトルエン等が好ましい。
【００１７】
また、粒子は球形であることが好ましい。
本発明では、各粒子の粒子径分布に関して、下記式に示される粒子径分布Spanを５未満、好ましくは３未満とする。
Span＝（ｄ(0.9)−ｄ(0.1)）／ｄ(0.5)
（但し、ｄ(0.5)は粒子の50％がこれより大きく、50％がこれより小さいという粒子径をμｍで表した数値、ｄ(0.1)はこれ以下の粒子の比率が10％である粒子径をμｍで表した数値、ｄ(0.9)はこれ以下の粒子が90％である粒子径をμｍで表した数値である。）
Spanを５以下の範囲に納めることにより、各粒子のサイズが揃い、均一な粒子移動が可能となる。
【００１８】
さらに、各粒子の平均粒子径ｄ(0.5)を、０．１〜５０μｍとすることが好ましい。この範囲より大きいと表示上の鮮明さに欠け、この範囲より小さいと粒子同士の凝集力が大きすぎるために粒子の移動に支障をきたすようになる。
さらにまた、各粒子の相関について、使用した粒子の内、最大径を有する粒子のd(0.5)に対する最小径を有する粒子のd(0.5)の比を５０以下、好ましくは１０以下とすることが肝要である。
たとえ粒子径分布Spanを小さくしたとしても、互いに帯電特性の異なる粒子が互いに反対方向に動くので、互いの粒子サイズが近く、互いの粒子が等量づつ反対方向に容易に移動できるようにするのが好適であり、それがこの範囲となる。
【００１９】
なお、上記の粒子径分布および粒子径は、レーザー回折／散乱法などから求めることができる。測定対象となる粒子にレーザー光を照射すると空間的に回折／散乱光の光強度分布パターンが生じ、この光強度パターンは粒子径と対応関係があることから、粒子径および粒子径分布が測定できる。
本発明における粒子径および粒子径分布は、体積基準分布から得られたものである。具体的には、Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.）測定機を用いて、窒素気流中に粒子を投入し、付属の解析ソフト（Mie理論を用いた体積基準分布を基本としたソフト）にて、粒子径および粒子径分布の測定を行なうことができる。
【００２０】
本発明の特徴は、上述した粒子のうち白色粒子に関し、得られた白色粒子の少なくとも一部に蛍光材料を含有させることで、白色の輝度率を向上させて良好な画像表示を可能にする点にある。
【００２１】
ここで、蛍光材料とは、可視光線、輻射線やα線などの放射線の刺激を受けてそのエネルギーを可視光線に変化させる性質をもつ物質のことをいう。本発明で好適に使用できる蛍光材料としては、蛍光増白剤、紫外線の照射によって赤色を発光する赤色蛍光材料と、紫外線の照射によって緑色を発光する緑色蛍光材料と、紫外線の照射によって青色を発光する青色蛍光材料とからなる材料、蛍光染料、蛍光顔料等がある。
【００２２】
蛍光増白剤とは、従来からオフセット印刷用新聞用紙に高い白色度を持たせるために使用される材料であって、ベンゾオキサゾール系、スチルベン系、クマリン系、ピラゾリン系、ナフタルイミド系、ビスベンゾオキサゾール系、ビススチルビフェニール系等の蛍光増白剤を使用することができる。
【００２３】
蛍光材料には光の三原色を始めとして様々な発光色のものがある。赤色蛍光材料の具体例としては、３価のユーロピウム及びサマリウム付活酸硫化ランタン蛍光体があげられる。緑色蛍光材料の具体例としては、２価のユーロピウム及びマンガン付活アルミン酸塩蛍光体、銅アルミ付活硫化亜鉛蛍光体があげられる。青色蛍光材料の具体例としては、２価のユーロピウム付活アルミン酸塩蛍光体があげられる。
【００２４】
蛍光染料の具体例としては、キサンテン系酸性染料、キサンテン系塩基性染料、アクリジン系塩基性染料、ナフタルイミド系酸性染料、チアゾール系塩基性染料があげられる。蛍光顔料の具体例としては、ＹＡＧ系蛍光体があげられる。
【００２５】
また、コントラストが十分で良好な画像が安定して得られる表示装置を得るために、粒子には良好な帯電特性が要求される。通常の蛍光材料はさほど帯電性が高くないので、より高性能なディスプレイ特性を得るためには、蛍光材料を含む白色粒子の帯電性を上げることが必要となる。
【００２６】
蛍光材料を含む白色粒子の帯電性を上げるための手法として、まず、高帯電性樹脂と混練りし、蛍光特性は蛍光材料で達成し、帯電特性はバインダー樹脂で達成する方法が挙げられる。この場合には、帯電制御剤などを同時に混練りすることで帯電特性の制御が可能となる。但し、蛍光特性が十分得られるだけの蛍光材料添加量となることが必要である。
次に、蛍光材料を含む粒子の表面をカップリング剤などで処理したり、高帯電性樹脂で表面を薄層コーティングすることでも良好な帯電特性を発現することができる。但し、このような処理により蛍光材料への入射光が遮断されないよう設計することが肝要である。
混練やコーティングに用いられる高帯電性樹脂としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン変性アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ナイロン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂などが挙げられ、２種以上混合することも出来る。
【００２７】
次に、本発明の白色粉流体について説明する。本発明の白色粉流体は、上述した構成の各種の白色粒子を使用することで達成することができる。
本発明における「粉流体」は、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。例えば、液晶は液体と固体の中間的な相と定義され、液体の特徴である流動性と固体の特徴である異方性（光学的性質）を有するものである（平凡社：大百科事典）。一方、粒子の定義は、無視できるほどの大きさであっても有限の質量をもった物体であり、重力の影響を受けるとされている（丸善：物理学事典）。ここで、粒子でも、気固流動層体、液固流動体という特殊状態があり、粒子に底板から気体を流すと、粒子には気体の速度に対応して上向きの力が作用し、この力が重力とつりあう際に、流体のように容易に流動できる状態になるものを気固流動層体と呼び、同じく、流体により流動化させた状態を液固流動体と呼ぶとされている（平凡社：大百科事典）。このように気固流動層体や液固流動体は、気体や液体の流れを利用した状態である。本発明では、このような気体の力も、液体の力も借りずに、自ら流動性を示す状態の物質を、特異的に作り出せることが判明し、これを粉流体と定義した。
【００２８】
すなわち、本発明における粉流体は、液晶（液体と固体の中間相）の定義と同様に、粒子と液体の両特性を兼ね備えた中間的な状態で、先に述べた粒子の特徴である重力の影響を極めて受け難く、高流動性を示す特異な状態を示す物質である。このような物質はエアロゾル状態、すなわち気体中に固体状もしくは液体状の物質が分散質として安定に浮遊する分散系で得ることができ、本発明の画像表示装置で固体状物質を分散質とするものである。
【００２９】
本発明の対象となる画像表示装置は、少なくとも一方が透明な、対向する基板間に、気体中に固体粒子が分散質として安定に浮遊するエアロゾル状態で高流動性を示す粉流体を封入するものであり、このような粉流体は、低電圧の印加でクーロン力などにより容易に安定して移動させることができる。
【００３０】
粉流体とは、先に述べたように、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。この粉流体は、特にエアロゾル状態とすることができ、本発明の画像表示装置では、気体中に固体状の物質が分散質として比較的安定に浮遊する状態で用いられる。
【００３１】
エアロゾル状態の範囲は、粉流体の最大浮遊時の見かけ体積が未浮遊時の２倍以上であることが好ましく、更に好ましくは２．５倍以上、特に好ましくは３倍以上である。上限は特に限定されないが、１２倍以下であることが好ましい。
粉流体の最大浮遊時の見かけ体積が未浮遊時の２倍より小さいと表示上の制御が難しくなり、また、１２倍より大きいと粉流体を装置内に封入する際に舞い過ぎてしまうなどの取扱い上の不便さが生じる。なお、最大浮遊時の見かけ体積は次のようにして測定される。すなわち、粉流体が透過して見える密閉容器に粉流体を入れ、容器自体を振動或いは落下させて、最大浮遊状態を作り、その時の見かけ体積を容器外側から測定する。具体的には、直径（内径）６ｃｍ、高さ１０ｃｍのポリプロピレン製の蓋付き容器（商品名アイボーイ：アズワン（株）製）に、未浮遊時の粉流体として１／５の体積相当の粉流体を入れ、振とう機に容器をセットし、６ｃｍの距離を３往復／ｓｅｃで３時間振とうさせる。振とう停止直後の見かけ体積を最大浮遊時の見かけ体積とする。
【００３２】
また、本発明の粉流体の見かけ体積の時間変化が次式を満たすものが好ましい。
Ｖ_１０／Ｖ_５＞０．８
ここで、Ｖ_５は最大浮遊時から５分後の見かけ体積（ｃｍ^３）、Ｖ_１０は最大浮遊時から１０分後の見かけ体積（ｃｍ^３）を示す。なお、本発明の画像表示装置は、粉流体の見かけ体積の時間変化Ｖ_１０／Ｖ_５が０．８５よりも大きいものが好ましく、０．９よりも大きいものが特に好ましい。Ｖ_１０／Ｖ_５が０．８以下の場合は、通常のいわゆる粒子を用いた場合と同様となり、本発明のような高速応答、耐久性の効果が確保できなくなる。
【００３３】
また、粉流体を構成する粒子物質の平均粒子径ｄ（０．５）は、好ましくは０．１〜２０μｍ、更に好ましくは０．５〜１５μｍ、特に好ましくは０．９〜８μｍである。０．１μｍより小さいと表示上の制御が難しくなり、２０μｍより大きいと、表示はできるものの隠蔽率が下がり装置の薄型化が困難となる。なお、粉流体を構成する粒子物質の平均粒子径ｄ（０．５）は、次の粒子径分布Spanにおけるｄ（０．５）と同様である。
本発明の白色粉流体では、上述した構成の本発明の白色粒子を構成物質の一部とするが、白色粒子単独で使用する場合の平均粒子径の範囲と粉流体の構成物質として使用する場合の白色粒子の平均粒子径の範囲とは、若干異なっている。
【００３４】
粉流体を構成する粒子物質は、下記式に示される粒子径分布Spanが５未満であることが好ましく、更に好ましくは３未満である。
粒子径分布Span＝（ｄ（０．９）−ｄ（０．１））／ｄ（０．５）
ここで、ｄ（０．５）は粉流体を構成する粒子物質の５０％がこれより大きく、５０％がこれより小さいという粒子径をμｍで表した数値、ｄ（０．１）はこれ以下の粉流体を構成する粒子物質の比率が１０％である粒子径をμｍで表した数値、ｄ（０．９）はこれ以下の粉流体を構成する粒子物質が９０％である粒子径をμｍで表した数値である。粉流体を構成する粒子物質の粒子径分布Spanを５以下とすることにより、サイズが揃い、均一な粉流体移動が可能となる。
【００３５】
なお、以上の粒子径分布および粒子径は、レーザー回折／散乱法などから求めることができる。測定対象となる粉流体にレーザー光を照射すると空間的に回折／散乱光の光強度分布パターンが生じ、この光強度パターンは粒子径と対応関係があることから、粒子径および粒子径分布が測定できる。この粒子径および粒子径分布は、体積基準分布から得られる。具体的には、Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)測定機を用いて、窒素気流中に粉流体を投入し、付属の解析ソフト（Mie理論を用いた体積基準分布を基本としたソフト）にて、測定を行うことができる。
【００３６】
また、粉流体の充填量については、粉流体の体積占有率が、対向する基板間の空隙部分の１０〜８０vol％、好ましくは１０〜６５vol％、更に好ましくは１０〜５５vol％になるように調整することが好ましい。粉流体の体積占有率が、１０vol％より小さいと鮮明な画像表示が行えなくなり、８０vol％より大きいと粉流体が移動しにくくなる。ここで、空間体積とは、対向する基板１、基板２に挟まれる部分から、隔壁４の占有部分、装置シール部分を除いた、いわゆる粉流体を充填可能な体積を指すものとする。
【００３７】
次に、基板について述べる。
基板１、基板２の少なくとも一方は装置外側から粒子の色が確認できる透明基板であり、可視光の透過率が高くかつ耐熱性の良い材料が好適である。可とう性の有無は用途により適宜選択され、例えば、電子ペーパー等の用途には可とう性のある材料、携帯電話、ＰＤＡ、ノートパソコン類の携帯機器表示等の用途には可とう性のない材料が用いられる。
【００３８】
基板材料を例示すると、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレン、ポリカーボネートなどのポリマーシートや、ガラス、石英などの無機シートが挙げられる。
基板厚みは、２〜５０００μｍ、好ましくは５〜１０００μｍが好適であり、薄すぎると、強度、基板間の間隔均一性を保ちにくくなり、厚すぎると、表示機能としての鮮明さ、コントラストの低下が発生し、特に、電子ペーパー用途の場合には可とう性に欠ける。
【００３９】
基板には、必要に応じて電極を設けても良い。
基板に電極を設けない場合は、基板外部表面に静電潜像を与え、その静電潜像に応じて発生する電界にて、所定の特性に帯電した色のついた粒子群あるいは粉流体を基板に引き寄せあるいは反発させることにより、静電潜像に対応して配列した粒子群あるいは粉流体を透明な基板を通して表示装置外側から視認する。なお、この静電潜像の形成は、電子写真感光体を用い通常の電子写真システムで行われる静電潜像を本発明の画像表示装置の基板上に転写形成する、あるいは、イオンフローにより静電潜像を基板上に直接形成する等の方法で行うことができる。
【００４０】
基板に電極を設ける場合は、電極部位への外部電圧入力により、基板上の各電極位置に生じた電界により、所定の特性に帯電した色の粒子群あるいは粉流体が引き寄せあるいは反発させることにより、静電潜像に対応して配列した粒子群あるいは粉流体を透明な基板を通して表示装置外側から視認する方法である。
電極は、透明かつパターン形成可能である導電性材料で形成され、例示すると、酸化インジウム、アルミニウムなどの金属類、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性高分子類が挙げられ、真空蒸着、塗布などの形成手法が例示できる。なお、電極厚みは、導電性が確保でき光透過性に支障なければ良く、３〜１０００ｎｍ、好ましくは５〜４００ｎｍが好適である。この場合の外部電圧入力は、直流あるいは交流を重畳しても良い。
【００４１】
次に、隔壁について説明する。
本発明の隔壁の形状は、表示にかかわる粒子のサイズあるいは粉流体のサイズにより適宜最適設定され、一概には限定されないが、隔壁の幅は10〜1000μｍ、好ましくは10〜500μｍに、隔壁の高さは10〜5000μｍ、好ましくは10〜500μｍに調整される。
また、隔壁を形成するにあたり、対向する両基板の各々にリブを形成した後に接合する両リブ法と、片側の基板上にのみリブを形成する片リブ法が考えられるが、本発明はどちらにも適用できる。
これらリブからなる隔壁により形成される表示セルは、基板平面方向からみて四角状、三角状、ライン状、円形状が例示される。
表示側から見える隔壁断面部分に相当する部分（表示セルの枠部の面積）はできるだけ小さくした方が良く、画像表示の鮮明さが増す。
【００４２】
ここで、隔壁の形成方法を例示すると、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、感光体ペースト法、アディティブ法が挙げられる。
【００４３】
更に、本発明においては基板間の粒子を取り巻く空隙部分の気体の管理が重要であり、表示安定性向上に寄与する。具体的には、空隙部分の気体の湿度について、２５℃における相対湿度を６０％RH以下、好ましくは５０％RH以下、更に好ましくは３５％RH以下とすることが重要である。
この空隙部分とは、対向する基板間に挟まれる部分から、粒子の占有部分、隔壁の占有部分、装置シール部分を除いた、いわゆる粒子が接する気体部分を指すものとする。
空隙部分の気体は、先に述べた湿度領域であれば、その種類は問わないが、乾燥空気、乾燥窒素、乾燥アルゴン、乾燥ヘリウム、乾燥二酸化炭素、乾燥メタンなどが好適である。
この気体は、その湿度が保持されるように装置に封入することが必要であり、例えば、粒子または粉流体の充填、基板の組み立てなどを所定湿度環境下にて行い、更に、外からの湿度侵入を防ぐシール材、シール方法を施すことが肝要である。
【００４４】
本発明の画像表示装置に用いる表示用パネルにおける基板と基板の間隔は、粒子が移動できて、コントラストを維持できればよいが、通常１０〜５０００μｍ、好ましくは１０〜５００μｍに調整される。対向する基板間の空間における粒子の体積占有率は、１０〜８０ｖｏｌ％の範囲が好ましく、さらに好ましくは１０〜６０ｖｏｌ％である。８０ｖｏｌ％を超える場合には粒子の移動の支障をきたし、１０ｖｏｌ％未満の場合にはコントラストが不明確となり易い。
【００４５】
本発明の画像表示装置に用いる表示用パネルにおいてモノクロ（モノトーン）表示を行う場合は、白色粒子と白色以外の濃い有色の粒子を組み合わせて用い、フルカラー表示を行う場合は、白色粒子と黒色粒子を組み合わせて用い、さらに各セルに対応した色の領域を複数有する、例えば、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３原色カラーの組みを複数持つカラーフィルターを用いる。
【００４６】
なお、本発明の画像表示装置は、ノートパソコン、ＰＤＡ、携帯電話などのモバイル機器の表示部、電子ブック、電子新聞などの電子ペーパー、看板、ポスター、黒板などの掲示板、コピー機、プリンター用紙代替のリライタブルペーパー、電卓、家電製品の表示部、ポイントカードなどのカード表示部などに用いられる。
【００４７】
【実施例】
次に白色粒子についての実施例を示して、本発明を更に具体的に説明する。但し本発明は以下の実施例により限定されるものではない。
【００４８】
＜実施例１（粒子）＞
まず、基本となる白色粒子を以下のようにして作製した。
すなわち、アクリルウレタン樹脂ＥＡＵ５３Ｂ（亜細亜工業（株）製）／ＩＰＤＩ系架橋剤エクセルハードナーＨＸ（亜細亜工業（株）製）に、酸化チタン１０ｐｈｒ、荷電制御剤ボントロンＥ８９（オリエント化学（株）製）２ｐｈｒを添加し、混練り後、ジェットミルにて粉砕分級して作製した。作製された白色粒子は、平均粒子径が７．０μｍ、表面電荷密度が−６０μＣ／ｍ^２であった。
次に、作製した白色粒子１００重量部に対し、３０重量部のベンゾオキサゾール系増白剤を蛍光材料として加え、本発明の白色粒子を得た。基本となる白色粒子と本発明の白色粒子に対し白色反射率を測定したところ、本発明の白色粒子の白色反射率は、基本となる既存の白色粒子の反射率と比較して５％向上した。
【００４９】
＜実施例２（粒子）＞
実施例１と同様にして基本となる既存の白色粒子を作製した。
作製した白色粒子１００重量部に対し、１０重量部のＹＡＧ系の材料（（Ｙ_０．６Ｇｄ_０．４）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ）を蛍光材料として加え、本発明の白色粒子を得た。基本となる白色粒子と本発明の白色粒子に対し白色反射率を測定したところ、本発明の白色粒子の白色反射率は、基本となる既存の白色粒子の白色反射率と比較して３％向上した。
【００５０】
＜実施例３（粒子）＞
実施例１と同様にして基本となる既存の白色粒子を作製した。
作製した白色粒子１００重量部に対し、赤色蛍光材料Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、緑色蛍光材料ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、青色蛍光材料（Ｂａ，Ｍｇ）Ａｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕを１５重量部ずつ加え、本発明の白色粒子を得た。基本となる白色粒子と本発明の白色粒子に対し白色反射率を測定したところ、本発明の白色粒子の白色反射率は、基本となる既存の白色粒子の白色反射率と比較して７％向上した。
【００５１】
＜実施例４（粉流体）＞
ハイブリダイザー装置（奈良機械製作所（株）製）を用いて、実施例１の白色粒子に外添剤Ａ（シリカＨ２０００／４、ワッカー社製）と外添剤Ｂ（シリカＳＳ２０、日本シリカ製）を投入し、４８００回転で５分間処理し、外添剤を、白色粒子表面に固定化し、白色粉流体になるように調製した。本発明の白色粉流体の輝度率は、基本となる既存の白色粉流体の輝度率と比較して５％向上した。
【００５２】
＜実施例５（粉流体）＞
ハイブリダイザー装置（奈良機械製作所（株）製）を用いて、実施例２の白色粒子に外添剤Ａ（シリカＨ２０００／４、ワッカー社製）と外添剤Ｂ（シリカＳＳ２０、日本シリカ製）を投入し、４８００回転で５分間処理し、外添剤を、白色粒子表面に固定化し、白色粉流体になるように調製した。本発明の白色粉流体の輝度率は、基本となる既存の白色粉流体の輝度率と比較して４％向上した。
【００５３】
＜実施例６（粉流体）＞
ハイブリダイザー装置（奈良機械製作所（株）製）を用いて、実施例３の白色粒子に外添剤Ａ（シリカＨ２０００／４、ワッカー社製）と外添剤Ｂ（シリカＳＳ２０、日本シリカ製）を投入し、４８００回転で５分間処理し、外添剤を、白色粒子表面に固定化し、白色粉流体になるように調製した。本発明の白色粉流体の輝度率は、基本となる既存の白色粉流体の輝度率と比較して６％向上した。
【００５４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、蛍光材料を含有することにより白色の輝度率を向上させることができる。また、本発明の白色粉流体でも同じ効果を得ることができる。その結果、高いコントラストで良好な画像表示を行うことのできる画像表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の対象となる画像表示装置における表示方式の一例を示す図である。
【図２】本発明の対象となる画像表示装置における表示方式の他の例を示す図である。
【図３】本発明の対象となる画像表示装置におけるパネル構造の一例を示す図である。
【符号の説明】
１、２基板
３Ｗ白色粒子
３Ｂ黒色粒子
４隔壁（リブ）
５、６電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to white particles used in an image display device, and in particular, white particles used in a reversible image display device capable of repeatedly performing image display by utilizing the flying movement of particles by Coulomb force and the like. The present invention relates to an image display apparatus.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, with an increase in environmental awareness such as paperlessness, research has been conducted on electronic paper displays that can display a desired image on a display substrate using electric power and can be rewritten. Especially famous in this electronic paper technology is the liquid phase type such as electrophoresis type, thermal rewritable type, etc., but in the liquid phase type, the particles migrate in the liquid, so the response speed becomes slow due to the viscous resistance of the liquid. In recent years, attention has been paid to a dry type in which insulating colored particles are sealed between opposing substrates (see, for example, Non-Patent Document 1).
[0003]
[Non-Patent Document 1]
趙 Kuniori and three others, “New Toner Display Device (I)”, July 21, 1999, Annual Meeting of the Imaging Society of Japan (83 times in total) “Japan Hardcopy'99” Proceedings, p.249-252
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described dry image display device has an advantage that the moving resistance of particles is small and the response speed is fast compared to the electrophoresis method. The principle of image display in this dry image display apparatus is to recognize a pattern by forming a pattern with each particle and obtaining contrast by the color tone of each particle. Therefore, the color of the white particles that are the base for emitting the color is important. Generally, white particles are made by mixing fine particles of a high refractive material into a low refractive material, but since such white particles scatter visible light, the luminance factor that can be achieved while maintaining the scattering distribution There were limits.
[0005]
An object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide white particles, a white powder fluid, and an image display device using the same, which can improve the white luminance rate.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An image display device according to the present invention encloses two or more types of particle groups including white particles between opposing substrates , at least one of which is transparent, and applies an electric field to the particle groups to move the particles to display an image. And at least a part of the white particles is a red fluorescent material that emits red light when irradiated with ultraviolet light, a green fluorescent material that emits green light when irradiated with ultraviolet light, and a blue fluorescent material that emits blue light when irradiated with ultraviolet light. White particles containing a fluorescent material made of the material are used . In the image display device of the present invention, the white luminance rate can be improved by the white particles containing a predetermined fluorescent material.
[0007]
As a preferred example of the white particles of the present invention, at least one of the fluorescent materials contained is a fluorescent brightener, the fluorescent material contains a red fluorescent material that emits red light when irradiated with ultraviolet rays, and an ultraviolet It consists of a green fluorescent material that emits green light upon irradiation and a blue fluorescent material that emits blue light when irradiated with ultraviolet light, and at least one of the fluorescent materials contained is either a fluorescent dye or a fluorescent pigment, average The particle diameter d (0.5) may be 0.1 to 50 μm. By using such a specific fluorescent material, and by setting the average particle diameter of the particles within a predetermined range, the white luminance rate of the white particles can be further improved.
[0008]
Moreover, as a suitable example of the white particles of the present invention, the white particles are produced by kneading a fluorescent material and a highly chargeable resin, and the white particles are treated with a coupling agent on the surface. The white particles may have their surfaces coated with a transparent resin having a strong charge. In either case, the reduced chargeability can be increased by including the fluorescent material.
[0009]
Furthermore, the white powder fluid of the present invention is characterized by using the white particles having the above-described configuration. Furthermore, the image display device of the present invention encloses a particle group or powder fluid between opposing substrates, at least one of which is transparent, and applies an electric field to the particle group or powder fluid to move the particle or powder fluid and display an image. In the image display device, the above-described white particles or the above-described white powder fluid is used as at least one kind of particle group or powder fluid.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the structure of the image display apparatus using the white particles or white powder fluid of the present invention will be described. In the image display device of the present invention, an electric field is applied between the substrates by some means on the image display panel in which the particle group is sealed between the opposing substrates. Particles charged at a low potential are attracted by a Coulomb force toward a high potential substrate region, and particles charged at a high potential are attracted by a Coulomb force toward a low potential substrate region. An image is displayed by reciprocating between the two substrates. Therefore, it is necessary to design the image display panel so that the particles can move uniformly and maintain stability during repetition or storage. Here, as the force applied to the particles, in addition to the force attracted by the Coulomb force between the particles, an electric image force with the electrode, an intermolecular force, a liquid cross-linking force, gravity and the like can be considered. The above configuration is the same when the powder fluid is used.
[0011]
The image display panel used in the image display apparatus of the present invention moves two or more kinds of differently colored particles 3 (see FIG. 1, here, white particles 3W and black particles 3B are shown) in a direction perpendicular to the substrates 1 and 2. The present invention can be applied to both a panel used for a display method by making it move and a panel used for a display method by moving one kind of particle 3W (see FIG. 2) in a direction parallel to the substrates 1 and 2. An example of a panel structure for display is shown in FIG. In FIGS. 1 to 3, 4 is a partition wall provided as needed, and 5 and 6 are electrodes for applying an electric field to the particles 3. The above description can be similarly applied to the case where the white particles 3W are replaced with the white powder fluid and the black particles 3B are replaced with the black powder fluid.
[0012]
The feature of the present invention relates to white particles 3W among the particles and a white powder fluid using the white particles 3W. Hereinafter, the white particles and the white powder fluid will be described.
[0013]
First, general particles will be described. Particles can be produced by kneading and pulverizing the necessary resin, charge control agent, colorant, and other additives, or polymerizing from monomers, or existing particles by resin, charge control agent, colorant, etc. You may coat with an additive.
Examples of resins, charge control agents, colorants, and other additives will be given below.
[0014]
Examples of the resin include urethane resin, acrylic resin, polyester resin, urethane-modified acrylic resin, silicone resin, nylon resin, epoxy resin, styrene resin, butyral resin, vinylidene chloride resin, melamine resin, phenol resin, and fluorine resin. Two or more types can be mixed, and polyester resin, acrylic urethane resin, acrylic urethane silicone resin, acrylic urethane fluororesin, urethane resin, and fluororesin are particularly suitable for controlling the adhesion to the substrate. .
[0015]
Examples of charge control agents include quaternary ammonium salt compounds, nigrosine dyes, triphenylmethane compounds, imidazole derivatives and the like in the case of imparting positive charges, and metal-containing azo compounds in the case of imparting negative charges. Examples thereof include dyes, salicylic acid metal complexes, and nitroimidazole derivatives.
Examples of the colorant include basic and acidic dyes such as nigrosine, methylene blue, quinoline yellow, and rose bengal. In particular, examples of white colorants include zinc white, titanium oxide, antimony white, and zinc sulfide.
Examples of inorganic additives include titanium oxide, zinc white, zinc sulfide, antimony oxide, calcium carbonate, lead white, talc, silica, calcium silicate, alumina white, cadmium yellow, cadmium red, cadmium orange, titanium yellow, Examples include bitumen, ultramarine, cobalt blue, cobalt green, cobalt violet, iron oxide, carbon black, manganese ferrite black, cobalt ferrite black, copper powder, and aluminum powder.
[0016]
Further, in order to further improve the repeated durability here, it is effective to manage the stability of the resin constituting the particles, particularly the water absorption rate and the solvent insolubility rate.
The water absorption of the resin constituting the particles to be sealed between the substrates is preferably 3% by weight or less, particularly preferably 2% by weight or less. The water absorption is measured according to ASTM D570, and the measurement conditions are 23 ° C. and 24 hours.
Regarding the solvent insolubility of the resin constituting the particles, the solvent insolubility of the particles represented by the following relational formula is preferably 50% or more, particularly 70% or more.
Solvent insolubility (%) = (B / A) × 100
(However, A represents the weight of the resin before dipping in the solvent, and B represents the weight after dipping the resin in a good solvent at 25 ° C. for 24 hours.)
If the solvent insolubility is less than 50%, bleeding may occur on the particle surface during long-term storage, affecting the adhesion with the particle and hindering the movement of the particle, which may impair the image display durability.
The solvent (good solvent) used for measuring the solvent insolubility is methyl ethyl ketone, etc. for fluororesins, methanol, etc. for polyamide resins, methyl ethyl ketone, toluene, etc. for acrylic urethane resins, acetone, isopropanol, etc. for melamine resins, silicone resins, etc. In this case, toluene or the like is preferable.
[0017]
The particles are preferably spherical.
In the present invention, regarding the particle size distribution of each particle, the particle size distribution Span represented by the following formula is less than 5, preferably less than 3.
Span = (d (0.9) −d (0.1)) / d (0.5)
(However, d (0.5) is a numerical value expressing the particle diameter in μm that 50% of the particles are larger than this and 50% is smaller than this, and d (0.1) is a particle in which the ratio of the smaller particles is 10%. (Numerical value expressed in μm, and d (0.9) is a numerical value expressed in μm for a particle diameter of 90% or less.)
By keeping Span within a range of 5 or less, the size of each particle is uniform, and uniform particle movement becomes possible.
[0018]
Furthermore, the average particle diameter d (0.5) of each particle is preferably 0.1 to 50 μm. If it is larger than this range, the sharpness on the display is lacking, and if it is smaller than this range, the cohesive force between the particles is too large, which hinders the movement of the particles.
Furthermore, regarding the correlation between the particles, the ratio of d (0.5) of the particles having the minimum diameter to d (0.5) of the particles having the maximum diameter among the used particles is set to 50 or less, preferably 10 or less. It is essential.
Even if the particle size distribution Span is reduced, particles with different charging characteristics move in opposite directions, so that the particle size is close to each other and each particle can be easily moved in the opposite direction by equal amounts. Is preferred, and this is the range.
[0019]
The particle size distribution and the particle size can be obtained from a laser diffraction / scattering method or the like. When laser light is irradiated onto particles to be measured, a light intensity distribution pattern of diffracted / scattered light is spatially generated, and this light intensity pattern has a corresponding relationship with the particle diameter, so that the particle diameter and particle diameter distribution can be measured. .
The particle size and particle size distribution in the present invention are obtained from a volume-based distribution. Specifically, using a Mastersizer2000 (Malvern Instruments Ltd.) measuring instrument, particles are introduced into a nitrogen stream, and the attached analysis software (software based on volume-based distribution using Mie theory) The diameter and particle size distribution can be measured.
[0020]
The feature of the present invention relates to white particles among the above-mentioned particles, is that a fluorescent material is included in at least a part of the obtained white particles, thereby improving white luminance rate and enabling good image display. It is in.
[0021]
Here, the fluorescent material refers to a substance having a property of changing its energy into visible light upon receiving stimulation of radiation such as visible light, radiation, or α rays. Fluorescent materials that can be suitably used in the present invention include fluorescent brighteners, red fluorescent materials that emit red light when irradiated with ultraviolet light, green fluorescent materials that emit green light when irradiated with ultraviolet light, and blue light emitted when irradiated with ultraviolet light. There are materials composed of blue fluorescent materials, fluorescent dyes, fluorescent pigments and the like.
[0022]
A fluorescent whitening agent is a material conventionally used to give high whiteness to newsprint for offset printing. It is a benzoxazole, stilbene, coumarin, pyrazoline, naphthalimide, bisbenzo Fluorescent brighteners such as oxazole and bis-stilbiphenyl can be used.
[0023]
Fluorescent materials include various light emission colors including the three primary colors of light. Specific examples of the red fluorescent material include trivalent europium and samarium activated lanthanum oxysulfide phosphors. Specific examples of the green fluorescent material include divalent europium and manganese activated aluminate phosphors and copper aluminum activated zinc sulfide phosphors. A specific example of the blue fluorescent material is a divalent europium activated aluminate phosphor.
[0024]
Specific examples of fluorescent dyes include xanthene acid dyes, xanthene basic dyes, acridine basic dyes, naphthalimide acid dyes, and thiazole basic dyes. Specific examples of fluorescent pigments include YAG phosphors.
[0025]
In addition, in order to obtain a display device that has a sufficient contrast and can stably obtain a good image, the particles are required to have good charging characteristics. Since ordinary fluorescent materials are not so charged, it is necessary to increase the chargeability of white particles containing the fluorescent material in order to obtain higher performance display characteristics.
[0026]
As a method for increasing the chargeability of white particles containing a fluorescent material, there is a method of first kneading with a highly chargeable resin, achieving fluorescent characteristics with a fluorescent material, and achieving charging characteristics with a binder resin. In this case, charging characteristics can be controlled by simultaneously kneading a charge control agent or the like. However, it is necessary that the addition amount of the fluorescent material is sufficient to obtain sufficient fluorescence characteristics.
Next, good charging characteristics can also be exhibited by treating the surface of the particle containing the fluorescent material with a coupling agent or the like, or coating the surface with a thin film with a highly chargeable resin. However, it is important to design such that the incident light to the fluorescent material is not blocked by such treatment.
Examples of the highly chargeable resin used for kneading and coating include urethane resin, acrylic resin, polyester resin, urethane-modified acrylic resin, silicone resin, nylon resin, epoxy resin, melamine resin, phenol resin, and fluorine resin. More than seeds can be mixed.
[0027]
Next, the white powder fluid of the present invention will be described. The white powder fluid of the present invention can be achieved by using various white particles having the above-described configuration.
The “powder fluid” in the present invention is a substance in an intermediate state of both fluid and particle characteristics that exhibits fluidity by itself without borrowing the force of gas or liquid. For example, liquid crystal is defined as an intermediate phase between a liquid and a solid, and has fluidity that is a characteristic of liquid and anisotropy (optical properties) that is a characteristic of solid (Heibonsha: Encyclopedia) . On the other hand, the definition of particle is an object with a finite mass even if it is negligible, and is said to be affected by gravity (Maruzen: Physics Encyclopedia). Here, even in the case of particles, there are special states of gas-solid fluidized bed and liquid-solid fluids. When gas is flowed from the bottom plate to the particles, upward force is applied to the particles according to the velocity of the gas. Is a gas-solid fluidized bed that is in a state where it can easily flow when it balances with gravity, and it is also called a liquid-solid fluidized state that is fluidized by a fluid (ordinary) Company: Encyclopedia). As described above, the gas-solid fluidized bed body and the liquid-solid fluid are in a state of using a gas or liquid flow. In the present invention, it has been found that a substance in a state of fluidity can be produced specifically without borrowing the force of such gas and liquid, and this is defined as powder fluid.
[0028]
That is, the pulverulent fluid in the present invention is in an intermediate state having both the characteristics of particles and liquid, as in the definition of liquid crystal (liquid and solid intermediate phase), and is the characteristic of the above-mentioned particles. It is a substance that is extremely unaffected and exhibits a unique state with high fluidity. Such a substance can be obtained in an aerosol state, that is, a dispersion system in which a solid or liquid substance is stably suspended as a dispersoid in a gas, and the solid substance is used as a dispersoid in the image display device of the present invention. Is.
[0029]
An image display device that is an object of the present invention encloses a powder fluid that exhibits high fluidity in an aerosol state in which solid particles are stably suspended as a dispersoid in a gas between opposing substrates, at least one of which is transparent Such a powder fluid can be easily and stably moved by a Coulomb force or the like by applying a low voltage.
[0030]
As described above, the powdered fluid is a substance in an intermediate state between the fluid and the particle, which exhibits fluidity by itself without borrowing the force of gas or liquid. This powder fluid can be in an aerosol state in particular, and in the image display device of the present invention, a solid substance is used in a state of relatively stably floating as a dispersoid in the gas.
[0031]
The range of the aerosol state is preferably such that the apparent volume of the pulverized fluid when it is floated is twice or more that when it is not suspended, more preferably 2.5 times or more, and particularly preferably 3 times or more. Although an upper limit is not specifically limited, It is preferable that it is 12 times or less.
If the apparent volume of the pulverized fluid is less than twice that of the unfloating state, it is difficult to control the display, and if it is more than 12 times, the powder fluid will be overloaded when sealed in the device. Inconvenience in handling occurs. The apparent volume at the maximum floating time is measured as follows. That is, the powdered fluid is put into a closed container that allows the powdered fluid to permeate, and the container itself is vibrated or dropped to create a maximum floating state, and the apparent volume at that time is measured from the outside of the container. Specifically, in a container with a lid (trade name: iBoy: manufactured by ASONE Co., Ltd.) having a diameter (inner diameter) of 6 cm and a height of 10 cm, the powder fluid corresponding to 1/5 of the volume of the fluid when not floating. And set the container on a shaker, and shake at a distance of 6 cm at 3 reciprocations / sec for 3 hours. The apparent volume immediately after stopping shaking is the apparent volume at the maximum floating time.
[0032]
Moreover, what the time change of the apparent volume of the powder fluid of this invention satisfy | fills following Formula is preferable.
V ₁₀ / V ₅ > 0.8
Here, V ₅ represents an apparent volume (cm ³ ) 5 minutes after the maximum floating time, and V ₁₀ represents an apparent volume (cm ³ ) 10 minutes after the maximum floating time. In the image display device of the present invention, the apparent volumetric change V ₁₀ / V ₅ of the powder fluid is preferably larger than 0.85, and more preferably larger than 0.9. When V ₁₀ / V ₅ is 0.8 or less, it becomes the same as when ordinary so-called particles are used, and it becomes impossible to ensure the effect of high-speed response and durability as in the present invention.
[0033]
Moreover, the average particle diameter d (0.5) of the particulate material constituting the powder fluid is preferably 0.1 to 20 μm, more preferably 0.5 to 15 μm, and particularly preferably 0.9 to 8 μm. If it is smaller than 0.1 μm, it is difficult to control the display, and if it is larger than 20 μm, it is possible to display but the concealment rate is lowered and it is difficult to make the device thin. The average particle diameter d (0.5) of the particulate material constituting the powder fluid is the same as d (0.5) in the next particle diameter distribution Span.
In the white powder fluid of the present invention, the white particles of the present invention having the above-mentioned configuration are part of the constituent material. However, when the white particles are used alone, the range of the average particle diameter and the constituent material of the powder fluid are used. The range of the average particle diameter of the white particles is slightly different.
[0034]
The particle substance constituting the powder fluid preferably has a particle size distribution Span represented by the following formula of less than 5, more preferably less than 3.
Particle size distribution Span = (d (0.9) -d (0.1)) / d (0.5)
Here, d (0.5) is a numerical value expressed in μm of the particle diameter that 50% of the particulate material constituting the powder fluid is larger than this and 50% is smaller than this, and d (0.1) is less than this. A numerical value in which the ratio of the particle substance constituting the powder fluid is 10%, expressed in μm, and d (0.9) is the particle diameter in which the particulate substance constituting the powder fluid is 90% μm It is a numerical value expressed by By setting the particle size distribution Span of the particulate material constituting the powder fluid to 5 or less, the sizes are uniform and uniform powder fluid movement becomes possible.
[0035]
The above particle size distribution and particle size can be obtained from a laser diffraction / scattering method or the like. When laser light is irradiated to the powder fluid to be measured, a light intensity distribution pattern of diffracted / scattered light is generated spatially, and this light intensity pattern has a corresponding relationship with the particle diameter, so the particle diameter and particle diameter distribution are measured. it can. This particle size and particle size distribution are obtained from a volume-based distribution. Specifically, using a Mastersizer2000 (Malvern Instruments Ltd.) measuring machine, the powdered fluid was introduced into the nitrogen stream, and the attached analysis software (software based on volume reference distribution using Mie theory) Measurements can be made.
[0036]
The filling amount of the powder fluid is adjusted so that the volume occupation ratio of the powder fluid is 10 to 80 vol%, preferably 10 to 65 vol%, more preferably 10 to 55 vol% of the space between the opposing substrates. It is preferable to do. If the volume occupancy of the powder fluid is less than 10 vol%, a clear image display cannot be performed, and if it is greater than 80 vol%, the powder fluid is difficult to move. Here, the space volume refers to a volume that can be filled with a so-called powder fluid excluding the occupied portion of the partition wall 4 and the device seal portion from the portion sandwiched between the opposing substrate 1 and substrate 2.
[0037]
Next, the substrate will be described.
At least one of the substrate 1 and the substrate 2 is a transparent substrate from which the color of particles can be confirmed from the outside of the apparatus, and a material having high visible light transmittance and good heat resistance is preferable. The presence or absence of flexibility is appropriately selected depending on the application. For example, it is not flexible for applications such as materials that are flexible for applications such as electronic paper, mobile phones, PDAs, and portable devices such as notebook computers. Material is used.
[0038]
Examples of the substrate material include polymer sheets such as polyethylene terephthalate, polyethersulfone, polyethylene, and polycarbonate, and inorganic sheets such as glass and quartz.
The substrate thickness is suitably 2 to 5000 μm, preferably 5 to 1000 μm. If it is too thin, it will be difficult to maintain strength and spacing uniformity between the substrates, and if it is too thick, the display function will be sharp and the contrast will decrease. Especially in the case of electronic paper applications.
[0039]
An electrode may be provided on the substrate as necessary.
When the substrate is not provided with an electrode, an electrostatic latent image is provided on the external surface of the substrate, and a colored particle group or powder fluid charged with predetermined characteristics is applied by an electric field generated according to the electrostatic latent image. By attracting or repelling the substrate, the particle group or powder fluid arranged corresponding to the electrostatic latent image is visually recognized from the outside of the display device through the transparent substrate. This electrostatic latent image is formed by transferring an electrostatic latent image formed by an ordinary electrophotographic system using an electrophotographic photosensitive member onto the substrate of the image display device of the present invention, or by ion flow. An electrostatic latent image can be formed directly on the substrate.
[0040]
When an electrode is provided on the substrate, by applying an external voltage to the electrode part, an electric field generated at each electrode position on the substrate causes the colored particles or powder fluid charged to a predetermined property to attract or repel, This is a method of visually recognizing a particle group or powder fluid arranged corresponding to an electrostatic latent image from the outside of the display device through a transparent substrate.
The electrode is formed of a transparent and patternable conductive material. Examples include metals such as indium oxide and aluminum, and conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole, and polythiophene, and vacuum deposition and coating. The formation method can be illustrated. The thickness of the electrode is not particularly limited as long as the conductivity can be secured and the light transmittance is not affected, and is preferably 3 to 1000 nm, preferably 5 to 400 nm. In this case, the external voltage input may be superimposed with direct current or alternating current.
[0041]
Next, the partition will be described.
The shape of the partition wall of the present invention is appropriately set appropriately depending on the size of the particles involved in the display or the size of the powder fluid, and is not generally limited, but the partition wall width is 10 to 1000 μm, preferably 10 to 500 μm. The thickness is adjusted to 10 to 5000 μm, preferably 10 to 500 μm.
Further, in forming the partition wall, a both-rib method in which ribs are formed after forming ribs on both opposing substrates and a one-rib method in which ribs are formed only on one substrate can be considered. Is also applicable.
The display cells formed by the partition walls made of these ribs are exemplified by a square shape, a triangular shape, a line shape, and a circular shape when viewed from the substrate plane direction.
It is better to make the portion corresponding to the cross section of the partition wall visible from the display side (the area of the frame portion of the display cell) as small as possible, and the sharpness of the image display increases.
[0042]
Here, examples of the method for forming the partition include a screen printing method, a sand blasting method, a photoreceptor paste method, and an additive method.
[0043]
Furthermore, in the present invention, it is important to manage the gas in the void surrounding the particles between the substrates, which contributes to improved display stability. Specifically, it is important that the relative humidity at 25 ° C. is 60% RH or less, preferably 50% RH or less, more preferably 35% RH or less with respect to the humidity of the gas in the gap.
This void portion refers to a gas portion in contact with a so-called particle excluding a portion occupied by particles, a portion occupied by partition walls, and a device seal portion from a portion sandwiched between opposing substrates.
The gas in the gap is not limited as long as it is in the humidity region described above, but dry air, dry nitrogen, dry argon, dry helium, dry carbon dioxide, dry methane, and the like are preferable.
This gas needs to be sealed in the apparatus so that the humidity is maintained. For example, filling of particles or powder fluid, assembly of a substrate, etc. are performed in a predetermined humidity environment, and further humidity from the outside. It is important to apply a sealing material and a sealing method to prevent intrusion.
[0044]
The distance between the substrates in the display panel used in the image display device of the present invention is not limited as long as the particles can move and the contrast can be maintained, but is usually adjusted to 10 to 5000 μm, preferably 10 to 500 μm. The volume occupancy of the particles in the space between the opposing substrates is preferably in the range of 10 to 80 vol%, more preferably 10 to 60 vol%. When it exceeds 80 vol%, the movement of particles is hindered, and when it is less than 10 vol%, the contrast tends to be unclear.
[0045]
When performing monochrome (monotone) display on the display panel used in the image display apparatus of the present invention, white particles and dark colored particles other than white are used in combination. When performing full color display, white particles and black particles are used. A color filter having a plurality of color regions corresponding to each cell, for example, having a plurality of combinations of three primary colors of R (red), G (green), and B (blue) is used.
[0046]
The image display device of the present invention includes a display unit of a mobile device such as a notebook computer, a PDA, and a mobile phone, an electronic paper such as an electronic book and an electronic newspaper, a bulletin board such as a signboard, a poster, and a blackboard, a copy machine, and a printer paper substitute Used for rewritable paper, calculators, display units for home appliances, and card display units such as point cards.
[0047]
【Example】
Next, the present invention will be described more specifically by showing examples of white particles. However, the present invention is not limited to the following examples.
[0048]
<Example 1 (Particles)>
First, basic white particles were prepared as follows.
That is, acrylic urethane resin EAU53B (manufactured by Asia Industry Co., Ltd.) / IPDI type cross-linking agent Excel Hardener HX (manufactured by Asia Industry Co., Ltd.), titanium oxide 10 phr, charge control agent Bontron E89 (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) 2 phr Was added, kneaded, and pulverized and classified with a jet mill. The produced white particles had an average particle diameter of 7.0 μm and a surface charge density of −60 μC / m ² .
Next, 30 parts by weight of a benzoxazole-based brightener was added as a fluorescent material to 100 parts by weight of the produced white particles to obtain white particles of the present invention. When white reflectance was measured for the basic white particles and the white particles of the present invention, the white reflectance of the white particles of the present invention was improved by 5% compared to the reflectance of the basic existing white particles. .
[0049]
<Example 2 (Particles)>
In the same manner as in Example 1, existing white particles as a basis were produced.
10 parts by weight of YAG-based material ((Y _0.6 Gd _0.4 ) ₃ Al ₅ O ₁₂ : Ce) is added as a fluorescent material to 100 parts by weight of the produced white particles to obtain the white particles of the present invention. It was. When white reflectance was measured for the basic white particles and the white particles of the present invention, the white reflectance of the white particles of the present invention was improved by 3% compared to the white reflectance of the existing white particles. did.
[0050]
<Example 3 (particles)>
In the same manner as in Example 1, existing white particles as a basis were produced.
15 parts by weight of red fluorescent material Y ₂ O ₂ S: Eu, green fluorescent material ZnS: Cu, Al, blue fluorescent material (Ba, Mg) Al ₁₀ O ₁₇ : Eu are added to 100 parts by weight of the produced white particles. The white particles of the present invention were obtained. When white reflectance was measured for the basic white particles and the white particles of the present invention, the white reflectance of the white particles of the present invention was improved by 7% compared to the white reflectance of the existing white particles. did.
[0051]
<Example 4 (powder fluid)>
Using a hybridizer apparatus (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), external additive A (silica H2000 / 4, manufactured by Wacker) and external additive B (silica SS20, manufactured by Nippon Silica) were added to the white particles of Example 1. The mixture was treated at 4800 rpm for 5 minutes, and the external additive was fixed on the surface of the white particles to prepare a white powder fluid. The luminance factor of the white powder fluid of the present invention was improved by 5% compared to the luminance factor of the existing existing white powder fluid.
[0052]
<Example 5 (powder fluid)>
Using a hybridizer device (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), external additive A (silica H2000 / 4, manufactured by Wacker) and external additive B (silica SS20, manufactured by Nippon Silica) were added to the white particles of Example 2. The mixture was treated at 4800 rpm for 5 minutes, and the external additive was fixed on the surface of the white particles to prepare a white powder fluid. The luminance factor of the white powder fluid of the present invention was improved by 4% compared to the luminance factor of the existing existing white powder fluid.
[0053]
<Example 6 (powder fluid)>
Using a hybridizer apparatus (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), external additive A (silica H2000 / 4, manufactured by Wacker) and external additive B (silica SS20, manufactured by Nippon Silica) were added to the white particles of Example 3. The mixture was treated at 4800 rpm for 5 minutes, and the external additive was fixed on the surface of the white particles to prepare a white powder fluid. The luminance factor of the white powder fluid of the present invention was improved by 6% compared to the luminance factor of the existing white powder fluid.
[0054]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the white luminance factor can be improved by containing the fluorescent material. The same effect can be obtained with the white powder fluid of the present invention. As a result, it is possible to obtain an image display device that can perform good image display with high contrast.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a display method in an image display apparatus that is an object of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating another example of a display method in an image display apparatus that is an object of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a panel structure in an image display apparatus that is an object of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 2 Substrate 3W White particle 3B Black particle 4 Partition (rib)
5, 6 electrodes

Claims

An image display device that encloses two or more types of particle groups including white particles between opposing substrates at least one of which is transparent, applies an electric field to the particle groups, and moves the particles to display an image, wherein the white particles are , At least partially, containing a fluorescent material composed of a red fluorescent material that emits red light when irradiated with ultraviolet light, a green fluorescent material that emits green light when irradiated with ultraviolet light, and a blue fluorescent material that emits blue light when irradiated with ultraviolet light An image display device characterized by using white particles that have been allowed to enter.

The image display device according to claim 1, wherein at least one of the fluorescent materials contained in the white particles is a fluorescent brightening agent.

The image display device according to claim 1, wherein at least one of the fluorescent materials contained in the white particles is a fluorescent dye or a fluorescent pigment.

The average particle diameter d of the white particles (0.5) is an image display apparatus according to any one of claims 1 to 3, which is a 0.1 to 50 [mu] m.

The white particles, the image display apparatus according to any one of claims 1 to 4, which has been prepared by kneading a fluorescent material and a highly-charged resin.