JP4565257B2 - Display unit group, manufacturing method thereof, and display device - Google Patents

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Description

本発明は、パソコン、携帯電話、モバイル端末などのデイスプレイとして使用されるか、またはそれらから情報を取得して独立して運搬できる表示体、例えば電子ペーパーやデシタルブックなどにも使用できる表示装置、およびそれを形成する表示ユニット群とその製造方法に関する。 The present invention is a display device that can be used as a display of a personal computer, a mobile phone, a mobile terminal or the like, or a display body that can acquire information from them and carry it independently, such as an electronic paper or a digital book, The present invention also relates to a display unit group forming the same and a manufacturing method thereof .

電界のオン−オフに応答してレオロジー的性質が変化する流体をエレクトロレオロジー流体(ER流体)と言う。典型的なエレクトロレオロジー流体は絶縁性固体粒子を絶縁性の液体に分散させた混合液であり、電界を印加すると瞬時に固化し、電界を取り去ると可逆的に流動するという性質がある。電界をかけると粒子が分極し、電界方向に粒子のブリッジを形成し、このブリッジ間の引力が流体の粘性を増大させると言われている。ブリッジ構造が形成される機構は十分解明されていないが、水の存在により粒子表面のイオン解離基が解離して電気二重層を形成し、この電気二重層が電界印加時に歪み、粒子同士が静電気的に引き合うという電気二重層説が提案されている。このような性質を持つエレクトロレオロジー流体は、その特性を利用してクラッチ、バルブ、ダンパー、アクチュエーター、ロボット制御、振動制御への応用が研究されている。   A fluid whose rheological properties change in response to on / off of an electric field is called an electrorheological fluid (ER fluid). A typical electrorheological fluid is a mixed liquid in which insulating solid particles are dispersed in an insulating liquid, and has a property of solidifying instantaneously when an electric field is applied and reversibly flowing when the electric field is removed. It is said that when an electric field is applied, the particles are polarized to form particle bridges in the direction of the electric field, and the attractive force between the bridges increases the viscosity of the fluid. The mechanism by which the bridge structure is formed has not been fully elucidated, but the presence of water dissociates ion dissociation groups on the particle surface to form an electric double layer, which is distorted when an electric field is applied, and the particles are electrostatically charged. The electric double layer theory of attracting people is proposed. Electrorheological fluids having such properties have been studied for application to clutches, valves, dampers, actuators, robot control, and vibration control using the characteristics.

エレクトロレオロジー流体を上記の応用に実用化するためには、分散相が沈降したり凝集したりしないこと、痕跡の水分量を制御すること、また広範囲な温度でエレクトロレオロジー特性が安定すること(エレクトロレオロジー流体の温度が上昇すると、水の蒸発によりエレクトロレオロジー特性の性能が大幅に低下するような問題があり)、が挙げられる。
エレクトロレオロジー流体の分散相の沈殿や凝集を改善するために、分散相を、有機物粒子表面に、水酸化チタンやシリカ等の無機微粒子層を設け、比重を低下させた無機・有機複合粒子としたエレクトロレオロジー流体が報告されている(例えば、非特許文献1、非特許文献2参照。)。
In order to put an electrorheological fluid into practical use for the above applications, the dispersed phase should not settle or aggregate, the water content of traces should be controlled, and the electrorheological properties should be stable over a wide range of temperatures. When the temperature of the rheological fluid is increased, there is a problem that the performance of electrorheological properties is significantly deteriorated due to water evaporation).
In order to improve the precipitation and aggregation of the dispersed phase of the electrorheological fluid, the dispersed phase is an inorganic / organic composite particle having a specific gravity decreased by providing an inorganic fine particle layer such as titanium hydroxide or silica on the surface of the organic particle. Electrorheological fluids have been reported (see, for example, Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2).

また、この無機・有機複合粒子をエレクトロレオロジー流体に応用し、調光素子に利用することが報告されている(例えば、非特許文献2参照。)。
非特許文献2では、無電界時のエレクトロレオロジー流体分散系の光透過率、電界印加時のブリッジ化したエレクトロレオロジー流体の光透過率の差を利用して表示を行わせている。
この非特許文献2のエレクトロレオロジー流体は、高分子粒子の表面被覆に用いた顔料により青色を呈しているため、無電界では波長490nmで透過光強度が最大値となっている。一方、電界強度を上げると、透過光強度が増加するとともに、透過光強度が最大値となる波長が長くなる。高電界における透過光強度が最大値となる波長は600nmであり、入射光と同じスペクトルを持つ。すなわち、非特許文献2の調光素子は、電界を印加することにより明るくなるとともに色調が変化するようになっている。
工業材料、1994年、第142巻、第3号、p104−106 ジャーナル・オブ・コロイド・アンド・インターフェース・サイエンス(Journal of Colloid and Interface Science)、1996年、第177号、p250−256
In addition, it has been reported that this inorganic / organic composite particle is applied to an electrorheological fluid and used in a light control device (see, for example, Non-Patent Document 2).
In Non-Patent Document 2, display is performed using the difference between the light transmittance of the electrorheological fluid dispersion system when no electric field is applied and the light transmittance of the bridged electrorheological fluid when an electric field is applied.
Since the electrorheological fluid of Non-Patent Document 2 exhibits a blue color due to the pigment used for the surface coating of the polymer particles, the transmitted light intensity has a maximum value at a wavelength of 490 nm in the absence of an electric field. On the other hand, when the electric field strength is increased, the transmitted light intensity increases and the wavelength at which the transmitted light intensity reaches the maximum value becomes longer. The wavelength at which the transmitted light intensity in a high electric field is maximum is 600 nm and has the same spectrum as the incident light. In other words, the light control element of Non-Patent Document 2 is brightened by applying an electric field, and the color tone is changed.
Industrial Materials, 1994, Vol. 142, No. 3, p104-106 Journal of Colloid and Interface Science, 1996, No. 177, p250-256

ところが、非特許文献2のような調光素子を表示装置に利用しようとすると、種々の問題があった。すなわち、非特許文献2では、エレクトロレオロジー流体を透明電極セルに封入する必要があり、複雑な工程が必要であった。また、大型の表示装置として利用する場合は、透明電極間距離を一定に保つためにスペーサーを注入する必要があった。さらに、粒子分散系であるがゆえ、経時による粒子の沈降、凝集が避けられず、表示の繰返し耐久性に問題があった。   However, when the light control element as in Non-Patent Document 2 is used in a display device, there are various problems. That is, in Non-Patent Document 2, it is necessary to enclose the electrorheological fluid in the transparent electrode cell, and a complicated process is required. Further, when used as a large display device, it is necessary to inject a spacer in order to keep the distance between the transparent electrodes constant. Furthermore, because of the particle dispersion system, sedimentation and agglomeration of particles over time cannot be avoided, and there is a problem in the repeated durability of display.

そこで、本発明者らは、先にエレクトロレオロジー流体を、マイクロカプセルに内包することにより、上記課題を解決する提案を行った(特願2002−214977)。この提案では、エレクトロレオロジー流体をマイクロカプセル化し、バインダーと混合して電極付基板上に塗工することよりシート化している。そして、シート化した表示素子の基板反対面に透明電極を接触させている。この提案の表示装置は、両電極に電圧を印加することより、マイクロカプセルの透過率が変わり、表示を行うことができるものである。
この提案のマイクロカプセル化によって、塗工という容易な製造法で表示装置が作製できるようになった。また、エレクトロレオロジー流体がマイクロカプセルに内包されていることからスペーサー等は必要なく、大画面化が達成できるようになった。さらにエレクトロレオロジー流体がマイクロカプセルに内包されることにより、粒子の沈降・凝集による表示の繰返し耐久性の問題が改善できた。
Therefore, the present inventors previously proposed to solve the above problems by encapsulating an electrorheological fluid in a microcapsule (Japanese Patent Application No. 2002-214977). In this proposal, an electrorheological fluid is microencapsulated, mixed with a binder, and coated on a substrate with an electrode to form a sheet. And the transparent electrode is made to contact the board | substrate opposite surface of the sheet-shaped display element. In this proposed display device, the transmittance of the microcapsules is changed by applying a voltage to both electrodes, and display can be performed.
With this proposed microencapsulation, a display device can be produced by an easy manufacturing method called coating. Further, since the electrorheological fluid is encapsulated in the microcapsule, a spacer or the like is not necessary, and a large screen can be achieved. Furthermore, the electrorheological fluid was encapsulated in the microcapsule, which improved the problem of repeated display durability due to sedimentation and aggregation of particles.

ところが、上述の提案に係る表示装置にも、マイクロカプセル技術を基盤とする故の、問題点があった。すなわち、マイクロカプセルの合成において、大きさの分布がシャープなマイクロカプセルを得るのが困難なことに起因する問題である。
マイクロカプセルの大きさが均一でなければ、まず均一な厚さの表示層をつくることが難しい。さらにマイクロカプセルの大きさにムラがあれば、個々のマイクロカプセル内でのエレクトロレオロジー流体の凝集挙動が異なることになる。したがって、個々のマイクロカプセルで表示の切り替えに必要な応答時間が異なってしまい、応答時間にムラのある表示装置となってしまう問題があった。
However, the display device according to the above proposal also has a problem because it is based on the microcapsule technology. That is, in the synthesis of microcapsules, this is a problem caused by difficulty in obtaining microcapsules having a sharp size distribution.
If the size of the microcapsules is not uniform, it is difficult to produce a display layer having a uniform thickness. Furthermore, if the size of the microcapsules is uneven, the aggregation behavior of the electrorheological fluid in each microcapsule will be different. Therefore, there is a problem that the response time required for switching the display differs among the individual microcapsules, resulting in a display device with uneven response time.

なお、合成時に均一なマイクロカプセルを得ることが困難なことから、フィルター処理などにより均一なマイクロカプセルのみ選別する方法も考えられる。しかし、この場合、フィルターを通過する途中でマイクロカプセルが壊れてしまうという別の問題が発生しやすい。
このようなマイクロカプセルの脆さは、製造時のみならず、実際に製品としてユーザーに使用されるときも大きな問題となる。例えば、今後電子ペーパー用にフレキシブルな基板上に、このような表示装置を形成する場合、曲げた際にマイクロカプセルが壊れ、そこからエレクトロレオロジー流体が漏れ出してしまうことが考えられる。
In addition, since it is difficult to obtain uniform microcapsules at the time of synthesis, a method of selecting only uniform microcapsules by filtering or the like is also conceivable. However, in this case, another problem that the microcapsule breaks in the middle of passing through the filter is likely to occur.
Such brittleness of the microcapsules becomes a serious problem not only at the time of manufacture but also when actually used by a user as a product. For example, when such a display device is formed on a flexible substrate for electronic paper in the future, it is conceivable that the microcapsule is broken when it is bent, and the electrorheological fluid leaks therefrom.

本発明は、上記事情に鑑みて、表示領域全体で均一な応答時間が得られると共に、電子ペーパー等に用いて曲げ伸ばしした場合にも破損しにくい表示ユニット群とその製造方法、および表示装置を提供することを課題とする。 In view of the above circumstances, the present invention provides a display unit group, a manufacturing method thereof, and a display device that can obtain a uniform response time over the entire display region and are less likely to be damaged even when bent and stretched using electronic paper or the like. The issue is to provide.

本発明者らは、上記課題を検討した結果、マイクロカプセルに代えて、中空繊維を使用した表示ユニットを用いることにより、以下の発明に想到した。
[1]多数の表示ユニットが絡み合ってシート化された表示ユニット群であって、
前記多数の表示ユニットは、各々両端が封止された光透過性の中空繊維と、該中空繊維に封入された流体とを有し、該流体は、絶縁性固体粒子を絶縁性の液体に分散させた分散液からなるエレクトロレオロジー流体であることを特徴とする表示ユニット群。
[2]表示領域に、[1]に記載の表示ユニット群が配置されていると共に、該表示ユニット群の各表示ユニットに電界を与えるための電界印加手段を備えることを特徴とする表示装置。
[3]多数の表示ユニットを、バインダー成分を含む液体中に分散させ、これを網目状支持体上に広げ、液を取り除くことによって、多数の表示ユニット同士を絡み合わせてシート状にする表示ユニット群の製造方法であって、
前記多数の表示ユニットは、各々両端が封止された光透過性の中空繊維と、該中空繊維に封入された流体とを有し、該流体は、絶縁性固体粒子を絶縁性の液体に分散させた分散液からなるエレクトロレオロジー流体であることを特徴とする表示ユニット群の製造方法。
As a result of studying the above problems, the present inventors have conceived the following invention by using a display unit using hollow fibers instead of microcapsules.
[1] A display unit group in which a large number of display units are intertwined into a sheet,
The plurality of display units each have a light-transmitting hollow fiber sealed at both ends, and a fluid sealed in the hollow fiber, and the fluid disperses insulating solid particles in an insulating liquid. A display unit group comprising an electrorheological fluid comprising a dispersed liquid.
[2] A display device, wherein the display unit group according to [1] is arranged in a display area, and an electric field applying unit for applying an electric field to each display unit of the display unit group.
[3] A display unit in which a large number of display units are dispersed in a liquid containing a binder component, spread on a mesh-like support, and the liquid is removed, so that a large number of display units are intertwined to form a sheet. A group of manufacturing methods,
The plurality of display units each have a light-transmitting hollow fiber sealed at both ends, and a fluid sealed in the hollow fiber, and the fluid disperses insulating solid particles in an insulating liquid. producing how the display unit group, which is a electro-rheological fluid comprising a dispersion obtained by.

本発明の表示ユニットは、強固で、かつ均一な大きさとすることが容易な中空繊維を使用することにより、マイクロカプセルを使用した場合よりも、均一で強固な表示ユニットを形成することが可能である。したがって、本発明の表示ユニットを用いれば、応答時間にムラがなく、丈夫であり、電子ペーパー等に用いて曲げ伸ばしした場合にも破損しにくい表示装置を作ることができる。   The display unit of the present invention can form a uniform and strong display unit by using hollow fibers that are strong and easy to have a uniform size, compared to the case of using microcapsules. is there. Therefore, when the display unit of the present invention is used, a display device that has no uneven response time and is strong and is not easily damaged even when bent and stretched using electronic paper or the like can be manufactured.

また、中空繊維は、いわゆる凸レンズ効果により内部の表示部分を実際より大きく見せることができる。そのため、表示領域全体に占める、見かけ上の表示部分の面積が大きくなり、結果として良好なコントラストを得ることが可能になる。   Moreover, the hollow fiber can make an internal display part larger than it actually is by the so-called convex lens effect. Therefore, the area of the apparent display portion that occupies the entire display area is increased, and as a result, good contrast can be obtained.

図1および図2に示すように、本発明の表示ユニットは、エレクトロレオロジー流体が、封止中空繊維1に封入されたものである。封止中空繊維1は、外形が円柱状で、内面が外周面と略同心円上に中空とされた筒状の中空繊維の両端が封止されたものである。また、エレクトロレオロジー流体は、絶縁性液体2に絶縁性固体粒子3を分散させた分散液である。   As shown in FIGS. 1 and 2, the display unit of the present invention is one in which an electrorheological fluid is enclosed in a sealed hollow fiber 1. The sealed hollow fiber 1 is formed by sealing both ends of a cylindrical hollow fiber whose outer shape is cylindrical and whose inner surface is hollow on a substantially concentric circle with the outer peripheral surface. The electrorheological fluid is a dispersion liquid in which the insulating solid particles 3 are dispersed in the insulating liquid 2.

絶縁性液体2としては、シリコ−ン油、塩化ジフェニル、トランス油、流動パラフィン等の絶縁性オイルが挙げられる。絶縁性液体2は光透過性であることが必要であり、無色透明であることが好ましい。なお、絶縁性液体2には、光透過性を阻害しない範囲で染料や顔料等の着色剤を含有させてもよい。   Examples of the insulating liquid 2 include insulating oils such as silicone oil, diphenyl chloride, trans oil, and liquid paraffin. The insulating liquid 2 needs to be light transmissive and is preferably colorless and transparent. The insulating liquid 2 may contain a colorant such as a dye or a pigment as long as the light transmittance is not hindered.

絶縁性固体粒子としては、シリカゲル、セルロース、澱粉、コーンスターチ、大豆カゼイン、ポリスチレン系イオン交換樹脂、多価金属の酸化物、ハイドロタルサイト、多価金属の酸性塩、ヒドロキシアタパイト、ナシコシ型化合物、粘度鉱物、チタン酸カリウム等があげられる。固体粒子の形状に制限はないが針状のものを使うのが好ましい。また、非特許文献1に記載の如き、無機・有機複合粒子を使用してもよい。   Examples of the insulating solid particles include silica gel, cellulose, starch, corn starch, soybean casein, polystyrene ion exchange resin, polyvalent metal oxide, hydrotalcite, polyvalent metal acid salt, hydroxyattapite, pesticide type compound, Examples include viscous minerals and potassium titanate. The shape of the solid particles is not limited, but it is preferable to use a needle-like shape. Further, as described in Non-Patent Document 1, inorganic / organic composite particles may be used.

封止中空繊維1を構成する材料としては、外部から、中空繊維の内部が視認できるよう、光透過性の材料を用いる。特に透明な材料を中空繊維の材料として用いることが好ましい。
そのような透明材料としては、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、シリコン樹脂、ナイロン樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体(塩ビ樹脂)、4フッ化エチレン・パーフロロプロピルビニルエーテル樹脂(PFA樹脂)等が挙げられる。
なお、これらの透明材料に、光透過性を阻害しない範囲で染料や顔料等の着色剤を含有させてもよい。
As a material constituting the sealing hollow fiber 1, a light-transmitting material is used so that the inside of the hollow fiber can be visually recognized from the outside. It is particularly preferable to use a transparent material as the hollow fiber material.
Such transparent materials include polyester resin, polyolefin resin, acrylic resin, urethane resin, polystyrene resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), silicon resin, nylon resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer. (Vinyl chloride resin), tetrafluoroethylene / perfluoropropyl vinyl ether resin (PFA resin), and the like.
In addition, you may make these transparent materials contain colorants, such as dye and a pigment, in the range which does not inhibit light transmittance.

封止中空繊維1は、中空繊維を封止することによって得られる。この中空繊維は、例えば、以下のようにして製造することが可能である。
(1)略同心円状の2層構造のポリマー繊維を溶融紡糸法などにより製造し、該繊維を延伸して外形20〜200μm程度の繊維を得る。このときに、内層は成形後に水洗や有機溶剤などで溶解する樹脂である。そして、溶解によって内層の樹脂を取り除くことにより、中空繊維を得る。
The sealed hollow fiber 1 is obtained by sealing the hollow fiber. This hollow fiber can be manufactured as follows, for example.
(1) A substantially concentric two-layer polymer fiber is produced by a melt spinning method or the like, and the fiber is drawn to obtain a fiber having an outer shape of about 20 to 200 μm. At this time, the inner layer is a resin that is dissolved by washing with water or an organic solvent after molding. And hollow fiber is obtained by removing resin of an inner layer by melt | dissolution.

(2)同心円状の吐出口を有するノズルを用い、中央の円形の吐出口から流体を吐出しつつ、その外側の輪状の吐出口から中空繊維を構成する樹脂を押し出す。この場合、流体が(1)の方法における内層の溶解性樹脂の代わりとなる。流体は容易に除去ができるので、(1)の方法のように後から樹脂を取り除く必要がなく、より簡便に中空繊維を製造することが可能である。この際導入する流体としては、窒素ガスや空気のような気体が好ましい。 (2) Using a nozzle having a concentric discharge port, the resin constituting the hollow fiber is extruded from the outer ring-shaped discharge port while discharging the fluid from the circular discharge port at the center. In this case, the fluid substitutes for the soluble resin of the inner layer in the method (1). Since the fluid can be easily removed, it is not necessary to remove the resin later as in the method (1), and the hollow fiber can be more easily produced. As the fluid to be introduced at this time, a gas such as nitrogen gas or air is preferable.

本発明の表示ユニットは、例えば、以下のようにして製造することが可能である。
まず、予めエレクトロレオロジー流体を用意しておき、エレクトロレオロジー流体を前記中空繊維に含浸する。具体的には、長めに形成した中空繊維を多数本束ねてチャンバー内に置き、チャンバーを真空に引く。続いて、エレクトロレオロジー流体をチャンバー内に導入することにより、該エレクトロレオロジー流体で中空繊維を充満する。
その後、エレクトロレオロジー流体を充満した中空繊維の端部を封鎖するか、または、適宜な長さに溶断しながら各端部をシールすることにより、中空繊維の内部にエレクトロレオロジー流体が封入された表示ユニットが形成できる。
The display unit of the present invention can be manufactured as follows, for example.
First, an electrorheological fluid is prepared in advance, and the hollow fiber is impregnated with the electrorheological fluid. Specifically, a number of long hollow fibers are bundled and placed in a chamber, and the chamber is evacuated. Subsequently, the hollow fibers are filled with the electrorheological fluid by introducing the electrorheological fluid into the chamber.
After that, the end of the hollow fiber filled with electrorheological fluid is sealed, or each end is sealed while fusing to an appropriate length, so that the electrorheological fluid is sealed inside the hollow fiber Units can be formed.

本発明の表示ユニットは、電界を印加の有無によって絶縁性固体粒子3の配置状態が変化する。これを図1および図2を用いて説明する。
図1は、電界を印加していないときの表示ユニットの状態を示すものである。この場合、封止中空繊維1内の絶縁性固体粒子3はブラウン運動をし、絶縁性液体2に均一に分散した状態である。一方、図2は、電界を印加したときの表示ユニットの状態を示すものである。この場合、電界を印加することより絶縁性固体粒子3は分極し、互いに引き付け合い電界と平行な方向にブリッジをつくり、絶縁性液体2と分離する状態になる。
In the display unit of the present invention, the arrangement state of the insulating solid particles 3 varies depending on whether or not an electric field is applied. This will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows the state of the display unit when no electric field is applied. In this case, the insulating solid particles 3 in the sealed hollow fiber 1 perform a Brownian motion and are uniformly dispersed in the insulating liquid 2. On the other hand, FIG. 2 shows a state of the display unit when an electric field is applied. In this case, the insulating solid particles 3 are polarized by applying an electric field, attract each other, form a bridge in a direction parallel to the electric field, and are separated from the insulating liquid 2.

本発明の表示装置は、表示領域に表示ユニットが多数配置されていると共に、該表示ユニットに電界を与えるための電界印加手段を備えたものである。
表示ユニットは、その両側に電極を配置することから、シート化されていることが好ましい。そして、各表示ユニットの長軸方向は、表示面と平行な方向であること、すなわち、各表示ユニットが表示面に寝かされた状態で配置されていることが好ましい。
The display device according to the present invention includes a large number of display units arranged in a display area, and includes an electric field applying means for applying an electric field to the display units.
The display unit is preferably formed into a sheet because electrodes are arranged on both sides thereof. And it is preferable that the major axis direction of each display unit is a direction parallel to the display surface, that is, each display unit is placed in a state where it is laid on the display surface.

本発明の表示ユニットは個々に独立しているため、マイクロカプセル同様に、塗工などの簡便な方法でシート化された表示ユニット群を製造することが可能である。
例えば、表示ユニットを、バインダー成分を含む液体中に分散させ、これをシート状支持体上に塗工することによって製造できる。
また、抄紙に類似の技術で表示層を形成することも可能である。即ち、網目状支持体上に広げ、液を取り除くことによって表示ユニット同士を絡み合わせてシート状にすることが可能である。
Since the display units of the present invention are independent of each other, it is possible to manufacture a display unit group that is formed into a sheet by a simple method such as coating as in the case of the microcapsules.
For example, the display unit can be produced by dispersing it in a liquid containing a binder component and coating it on a sheet-like support.
It is also possible to form a display layer by a technique similar to papermaking. That is, the display units can be entangled with each other by spreading on a mesh support and removing the liquid to form a sheet.

シート化された表示ユニット群中の表示ユニットの配置は、上記のようなランダムな配置に限定されず、一定の方向に整列させた配置としてもよい。
一定の方向に整列させた配置は、例えば、エレクトロレオロジー流体を内蔵している中空繊維の連続ヤーンの巻き取りを多数本並べ、これらを同時に繰り出すと共に基布を巻き取りから繰り出し、該基布上に多数本の糸を密着して並べながらシートに接着する。続いて、加熱シールバーにより一定間隔で糸を押圧シールし、該シール部の中間を基材シートごとカッターで切断することにより得ることができる。
また、このように一方向に整列した表示ユニットに対して、これと直交(垂直)方向に同様にして表示ユニットを積層すれば、格子状に表示ユニットを配置することも可能である。
The arrangement of the display units in the sheet-like display unit group is not limited to the random arrangement as described above, and may be an arrangement arranged in a certain direction.
The arrangement arranged in a certain direction is, for example, arranging a large number of continuous yarn windings of hollow fibers containing an electrorheological fluid, and simultaneously feeding them together and feeding the base fabric from the winding. Adhere to a sheet while aligning and arranging a large number of yarns. Subsequently, the yarn can be pressed and sealed at regular intervals with a heat seal bar, and the intermediate portion of the seal portion can be cut together with the base sheet with a cutter.
Further, if display units are stacked in the same manner in the orthogonal (vertical) direction to the display units arranged in one direction in this way, it is also possible to arrange the display units in a grid pattern.

シート化された表示ユニット群の各部に、電界を与える電界印加手段を配置することで、情報の記入・消去・書替えが可能となる。電界印加手段は、公知の手段を適用でき、好ましくは、シート化された表示ユニット群の両面に配置された電極板と、この一対の電極板の、所望の箇所の間に電圧を印加する電源装置等から構成される。
一対の電極板の内、少なくとも、視認側の電極板は光透過性であることが必要である。他方の電極板は、光透過性であっても、光不透過性であってもよい。他方の電極板も光透過性とすれば透過型の表示装置とすることができる。また、他方の電極板を光不透過性とすれば、反射型の表示装置とすることができる。また、他方の電極板の何れか一方の面に光吸収層を配置した場合には、当該電極板の光透過性の有無にかかわらず反射型の表示装置とすることができる。
透明な電極板の基板材料としては、一般にはガラスを用いるが、透明性プラスチック、例えば、ポリカーボネート樹脂、またはアクリル系ではポリメチルメタクリレート、あるいは、スチレン系では、スチレン−アクリロニトリル共重合体等を用いてもよい。これらの基板にITOを蒸着したものが好適に使用できる。光不透過性の電極板材料としては、例えば、金、銀、銅、鉄等が挙げられる。
By providing electric field applying means for applying an electric field to each part of the sheeted display unit group, information can be entered / erased / rewritten. As the electric field applying means, known means can be applied, and preferably a power source for applying a voltage between desired positions of the electrode plates arranged on both surfaces of the sheet-like display unit group and the pair of electrode plates. It consists of devices.
Of the pair of electrode plates, at least the electrode plate on the viewing side needs to be light transmissive. The other electrode plate may be light transmissive or light non-transmissive. If the other electrode plate is also light transmissive, a transmissive display device can be obtained. Further, if the other electrode plate is light-impermeable, a reflective display device can be obtained. Further, when a light absorption layer is disposed on any one surface of the other electrode plate, a reflective display device can be obtained regardless of whether the electrode plate has light transmittance.
As a substrate material for the transparent electrode plate, glass is generally used. However, a transparent plastic, for example, polycarbonate resin, acrylic-based polymethyl methacrylate, or styrene-based styrene-acrylonitrile copolymer is used. Also good. Those obtained by depositing ITO on these substrates can be suitably used. Examples of the light-impermeable electrode plate material include gold, silver, copper, and iron.

透過型の表示装置とした場合、電界を印加していないときは、図1に示したように絶縁性固体粒子3は絶縁性液体2に均一に分散した状態である。そのため、観察者と反対側から入射する光は観察者の目に到達しない(暗状態)。
一方、電界を印加したときは、図2に示したように絶縁性固体粒子3は電界と平行な方向にブリッジをつくり、絶縁性液体2と分離する状態になるので、観察者と反対側から入射する光は観察者の目に到達する(明状態)。
In the case of a transmission type display device, when no electric field is applied, the insulating solid particles 3 are uniformly dispersed in the insulating liquid 2 as shown in FIG. For this reason, light incident from the side opposite to the observer does not reach the eyes of the observer (dark state).
On the other hand, when an electric field is applied, the insulating solid particles 3 form a bridge in a direction parallel to the electric field and separate from the insulating liquid 2 as shown in FIG. Incident light reaches the eyes of the observer (bright state).

一方、反射型の表示装置とした場合、電界を印加していないときは、図1に示したように絶縁性固体粒子3は絶縁性液体2に均一に分散した状態なので、視認側から光を当てると乱反射し、白く見える。
一方、電界を印加したときは、図2に示したように絶縁性固体粒子3は電界と平行な方向にブリッジをつくり、絶縁性液体2と分離する状態になるので、視認側から光を当てると、一部の光はブリッジ状の絶縁性固体粒子3で反射するが、それ以外はブリッジ間の絶縁性液体2を透過する。したがって視認側と反対の電極板又はその何れか一方の面に配置された光吸収層が可視化される。そのため、電界を印加すると白色表示から、電極板又は光吸収層の色、例えば黒色等に変化する。
On the other hand, in the case of a reflective display device, when no electric field is applied, the insulating solid particles 3 are uniformly dispersed in the insulating liquid 2 as shown in FIG. When hit, it reflects irregularly and looks white.
On the other hand, when an electric field is applied, the insulating solid particles 3 form a bridge in a direction parallel to the electric field and separate from the insulating liquid 2 as shown in FIG. Then, some of the light is reflected by the bridge-like insulating solid particles 3, but the other light is transmitted through the insulating liquid 2 between the bridges. Therefore, the light absorption layer disposed on the electrode plate opposite to the viewing side or on one of the surfaces is visualized. Therefore, when an electric field is applied, the color changes from white display to the color of the electrode plate or the light absorption layer, for example, black.

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
シリコーンオイル(商標:TSF-451-10、GE東芝シリコン製、誘電率=2.6F/m)50.1gに有機無機複合粒子(日本印刷学会誌第38巻第4号P17記載の複合粒子)1.3g、界面活性剤(商標:TSF4700、GE東芝シリコン製)0.228gを添加し、超音波分散機で10分間分散し、エレクトロレオロジー流体を得た。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these Examples.
Silicone oil (Trademark: TSF-451-10, manufactured by GE Toshiba Silicon, dielectric constant = 2.6 F / m) and organic-inorganic composite particles (composite particles described in Journal of Japan Printing Society Vol. 38, No. 4, P17) 1.3 g, 0.228 g of a surfactant (trademark: TSF4700, manufactured by GE Toshiba Silicon) was added and dispersed with an ultrasonic disperser for 10 minutes to obtain an electrorheological fluid.

次に中空繊維を作製した。中空繊維は、同心円状の吐出口を有するノズルを用い、中央の円形の吐出口から窒素ガスを流しつつ、その外側の輪状の吐出口から酢酸ビニルの共重合比率が25%のエチレン酢酸ビニル共重合体を押し出すことにより作製した。
押出機温度は230℃にし、窒素ガスをほぼ大気圧に保った。溶融したエチレン酢酸ビニル共重合体の押し出し速度は0.15kg/hrであった。押出機出口の溶融繊維を引き伸ばし、外径160μm、内径80μmの中空繊維を得た。
Next, hollow fibers were produced. The hollow fiber uses a nozzle having a concentric discharge port, and nitrogen gas is allowed to flow from the circular discharge port at the center, while the ethylene vinyl acetate copolymer having a vinyl acetate copolymerization ratio of 25% from the outer ring-shaped discharge port. It was prepared by extruding a polymer.
The extruder temperature was 230 ° C., and nitrogen gas was maintained at almost atmospheric pressure. The extrusion rate of the melted ethylene vinyl acetate copolymer was 0.15 kg / hr. The molten fiber at the exit of the extruder was stretched to obtain a hollow fiber having an outer diameter of 160 μm and an inner diameter of 80 μm.

続いて、前記中空繊維を多数本束ねてチャンバー内に置き、チャンバーを真空に引き、前記のエレクトロレオロジー流体をチャンバー内に導入することにより、該エレクトロレオロジー流体で中空繊維を充満した。   Subsequently, many hollow fibers were bundled and placed in a chamber, the chamber was evacuated, and the electrorheological fluid was introduced into the chamber, thereby filling the hollow fibers with the electrorheological fluid.

その後、内部にエレクトロレオロジー流体を含む前記中空繊維を、刃を熱したカッターを用いて、カット長が概ね3mmになるように切断した。切断時に中空繊維の切断面部分が溶かされながら潰れることにより端部はシールされ、中空繊維の内部にエレクトロレオロジー流体を有する表示ユニットが形成できた。このとき表示ユニットを曲げてみたが、表示ユニットが壊れることはなく、したがって内部のエレクトロレオロジー流体が漏れるようなことはなかった。   Thereafter, the hollow fiber containing the electrorheological fluid was cut into a cut length of about 3 mm using a cutter with heated blades. When the cut surface portion of the hollow fiber was melted and crushed while being cut, the end portion was sealed, and a display unit having an electrorheological fluid could be formed inside the hollow fiber. At this time, the display unit was bent, but the display unit was not broken, and therefore, the internal electrorheological fluid did not leak.

この表示ユニットを、バインダー成分として表示ユニットに対して固形分換算の重量比10%の水分散型ポリウレタン(商標:HUX−381、旭電化工業(株)製)を含む液体中に分散させ、ナイロン66のフィラメントヤーンで作製された基布にニードリングさせて絡合させてシート状にした。このときシートの厚みは約500μmであった。   This display unit is dispersed in a liquid containing water-dispersed polyurethane (trademark: HUX-381, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) having a weight ratio of 10% in terms of solid content with respect to the display unit as a binder component. A base fabric made of 66 filament yarns was needled and entangled to form a sheet. At this time, the thickness of the sheet was about 500 μm.

次にシート化した表示ユニットを、上下から透明な電極板で挟み、かつ下側電極の裏側にはマクベス反射濃度計RD−914付属の黒色標準板を光吸収層として設けて、表示装置とした。電極板はPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムの片面にITOを蒸着したものである。電界を印加していないときは白濁状態、直流電源を用いて、上側の電極にプラス、下側の電極にマイナスの電荷を与えて、電極間の電圧差を1000Vにしたとき、透明状態を示し、下側電極裏の黒色標準板を可視化した。
このときの光学的反射画像濃度をマクベス濃度計にて測定し、白濁時(白表示)の画像濃度と、透明時(黒表示)の画像濃度の比をコントラスト比として求めたところ4:1であり、新聞の印刷品位とほぼ同程度であった。
Next, the display unit formed into a sheet is sandwiched between transparent electrode plates from above and below, and a black standard plate attached to the Macbeth reflection densitometer RD-914 is provided as a light absorption layer on the back side of the lower electrode to obtain a display device. . The electrode plate is obtained by depositing ITO on one side of a PET (polyethylene terephthalate) film. When an electric field is not applied, it becomes cloudy. When a DC power supply is used, a positive charge is given to the upper electrode, a negative charge is given to the lower electrode, and the voltage difference between the electrodes is set to 1000 V, indicating a transparent state. The black standard plate behind the lower electrode was visualized.
The optical reflection image density at this time was measured with a Macbeth densitometer, and the ratio of the image density at the time of white turbidity (white display) and the image density at the time of transparency (black display) was obtained as a contrast ratio. Yes, it was almost the same as the print quality of newspapers.

電界を印加していないときの表示ユニットの状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the display unit when the electric field is not applied. 電界を印加したときの表示ユニットの状態を示す図である。It is a figure which shows the state of a display unit when an electric field is applied.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・封止中空繊維、2・・・絶縁性液体、3・・・絶縁性固体粒子

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sealing hollow fiber, 2 ... Insulating liquid, 3 ... Insulating solid particle

Claims (3)

多数の表示ユニットが絡み合ってシート化された表示ユニット群であって、
前記多数の表示ユニットは、各々両端が封止された光透過性の中空繊維と、該中空繊維に封入された流体とを有し、該流体は、絶縁性固体粒子を絶縁性の液体に分散させた分散液からなるエレクトロレオロジー流体であることを特徴とする表示ユニット群。
A display unit group in which a large number of display units are intertwined into a sheet,
The plurality of display units each have a light-transmitting hollow fiber sealed at both ends, and a fluid sealed in the hollow fiber, and the fluid disperses insulating solid particles in an insulating liquid. A display unit group comprising an electrorheological fluid comprising a dispersed liquid.
表示領域に、請求項1に記載の表示ユニット群が配置されていると共に、該表示ユニット群の各表示ユニットに電界を与えるための電界印加手段を備えることを特徴とする表示装置。   A display device comprising: the display unit group according to claim 1 disposed in a display area; and an electric field applying unit for applying an electric field to each display unit of the display unit group. 多数の表示ユニットを、バインダー成分を含む液体中に分散させ、これを網目状支持体上に広げ、液を取り除くことによって、多数の表示ユニット同士を絡み合わせてシート状にする表示ユニット群の製造方法であって、
前記多数の表示ユニットは、各々両端が封止された光透過性の中空繊維と、該中空繊維に封入された流体とを有し、該流体は、絶縁性固体粒子を絶縁性の液体に分散させた分散液からなるエレクトロレオロジー流体であることを特徴とする表示ユニット群の製造方法。
Manufacturing a display unit group in which a large number of display units are dispersed in a liquid containing a binder component, spread on a mesh-like support, and the liquid is removed to entangle a large number of display units into a sheet. A method,
The plurality of display units each have a light-transmitting hollow fiber sealed at both ends, and a fluid sealed in the hollow fiber, and the fluid disperses insulating solid particles in an insulating liquid. A method for producing a display unit group, wherein the display unit group is an electrorheological fluid comprising a dispersed liquid.
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