JP5298920B2 - Display particles for image display device and image display device - Google Patents
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Description
帯電された表示粒子を、電界を加えることで移動させることにより、画像の表示および消去を繰り返し実行できる画像表示装置に用いられる表示粒子および画像表示装置に関する。 The present invention relates to a display particle and an image display device used in an image display device capable of repeatedly displaying and erasing an image by moving charged display particles by applying an electric field.
従来より、帯電された表示粒子を基板間のセル中に封入し、かつ、電圧を印加させて電界方向に沿って表示粒子を気相中で移動させることにより画像表示を行える様にした方式が知られている。この方式では、通常、表示粒子として白色粒子と黒色粒子とが使用され、画像部と非画像部とのコントラストを向上させる技術が求められていた。表示粒子としては、帯電極性が互いに異なる白色粒子と黒色粒子とが使用されていた。 Conventionally, there has been a method in which charged display particles are enclosed in a cell between substrates and an image can be displayed by applying a voltage to move the display particles in the gas phase along the electric field direction. Are known. In this method, white particles and black particles are usually used as display particles, and a technique for improving the contrast between an image portion and a non-image portion has been demanded. As the display particles, white particles and black particles having different charging polarities have been used.
コントラストを向上させるために、セル中へ表示粒子を比較的多量で封入すると、セル中での物理的付着力による粒子の凝集が起こり、移動が円滑に行われなかった。そのため、十分なコントラストが得られず、特に白色度が低下した。 In order to improve the contrast, when a relatively large amount of display particles were sealed in the cell, the particles were aggregated due to physical adhesion in the cell, and the movement was not performed smoothly. Therefore, sufficient contrast could not be obtained, and in particular, the whiteness decreased.
本発明は、画像部と非画像部とのコントラストが十分に高い画像を表示できる表示粒子および画像表示装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a display particle and an image display device capable of displaying an image having sufficiently high contrast between an image portion and a non-image portion.
本発明は、少なくとも一方が透明な2枚の基板間に、帯電された表示粒子を封入し、該基板間に電界を発生させることによって、表示粒子を気相中で移動させて画像を表示する画像表示装置に用いられる表示粒子であって、
該表示粒子が、帯電量ピーク値の符号が同一で、かつ帯電量ピーク値が異なる2種類の白色粒子A1およびA2、ならびに黒色粒子B1を含み、
白色粒子A1の帯電量ピーク値をa1(μC/g)、白色粒子A2の帯電量ピーク値をa2(μC/g)、黒色粒子B1の帯電量ピーク値をb1(μC/g)としたとき、以下の式(1)〜(3);
10≦|a1|≦20 (1)
−1.2≦a1/b1≦−0.8 (2)
0.35≦a2/a1≦0.65 (3)
の全てを満たすことを特徴とする表示粒子、および該表示粒子を備えた画像表示装置に関する。
The present invention encloses charged display particles between two substrates, at least one of which is transparent, and generates an electric field between the substrates, thereby moving the display particles in the gas phase to display an image. Display particles used in an image display device,
The display particles include two types of white particles A1 and A2 having the same charge amount peak value sign and different charge amount peak values, and black particles B1,
When the charge amount peak value of the white particle A1 is a1 (μC / g), the charge amount peak value of the white particle A2 is a2 (μC / g), and the charge amount peak value of the black particle B1 is b1 (μC / g). And the following formulas (1) to (3);
10 ≦ | a1 | ≦ 20 (1)
−1.2 ≦ a1 / b1 ≦ −0.8 (2)
0.35 ≦ a2 / a1 ≦ 0.65 (3)
It is related with the display particle characterized by satisfy | filling all of these, and the image display apparatus provided with this display particle.
本発明はまた、視認方向において上流側の電極と、下流側の電極との間に電圧を印加することによって、基板間に電界を発生させる上記画像表示装置であって、
白色画像が表示される場合は、上流側電極に対して、白色粒子A1の帯電量ピーク値と異符号で絶対値40〜75Vの直流電圧が印加された後、異符号で絶対値150〜400Vの直流電圧が印加され、かつ下流側電極が接地され、
黒色画像が表示される場合は、上流側電極に対して、黒色粒子B1の帯電量ピーク値と異符号で絶対値40〜75Vの直流電圧が印加された後、異符号で絶対値150〜400Vの直流電圧が印加され、かつ下流側電極が接地される画像表示装置に関する。
The present invention is also the above image display device that generates an electric field between the substrates by applying a voltage between the upstream electrode and the downstream electrode in the viewing direction,
When a white image is displayed, a DC voltage having an absolute value of 40 to 75 V with a different sign from the charge amount peak value of the white particle A1 is applied to the upstream electrode, and then an absolute value of 150 to 400 V with a different sign. DC voltage is applied, and the downstream electrode is grounded,
When a black image is displayed, a DC voltage having an absolute value of 40 to 75 V with a different sign from the charge amount peak value of the black particles B1 is applied to the upstream electrode, and then an absolute value of 150 to 400 V with a different sign. The present invention relates to an image display device to which a direct current voltage is applied and a downstream electrode is grounded.
本発明によれば、白色度が向上した画像を表示できる。その結果、画像部と非画像部とのコントラストが十分に高い画像を表示できる。 According to the present invention, an image with improved whiteness can be displayed. As a result, an image having a sufficiently high contrast between the image portion and the non-image portion can be displayed.
[画像表示装置用表示粒子]
本発明に係る画像表示装置用表示粒子(以下、単に「表示粒子」という)は、正または負に帯電された白色粒子および黒色粒子を含み、白色粒子として帯電量ピーク値の符号が同一で、かつ値が異なる2種類の白色粒子を含むものである。
[Display particles for image display devices]
The display particles for an image display device according to the present invention (hereinafter simply referred to as “display particles”) include positively or negatively charged white particles and black particles, the white particles have the same sign of the charge amount peak value, And it contains two types of white particles having different values.
表示粒子は詳しくは、帯電量ピーク値の符号が同一で、かつ帯電量ピーク値が異なる2種類の白色粒子A1およびA2、ならびに黒色粒子B1を含み、白色粒子A1の帯電量ピーク値をa1(μC/g)、白色粒子A2の帯電量ピーク値をa2(μC/g)、黒色粒子B1の帯電量ピーク値をb1(μC/g)としたとき、以下の式(1)〜(3)の全てを満たす。 Specifically, the display particles include two types of white particles A1 and A2 having the same charge amount peak sign and different charge amount peak values, and black particles B1, and the charge amount peak value of the white particles A1 is represented by a1 ( μC / g), when the charge amount peak value of the white particle A2 is a2 (μC / g) and the charge amount peak value of the black particle B1 is b1 (μC / g), the following formulas (1) to (3) Satisfy all of
式(1);
10≦|a1|≦20、好ましくは12≦|a1|≦18;
式(2);
−1.2≦a1/b1≦−0.8、好ましくは−1.1≦a1/b1≦−0.9;
式(3);
0.35≦a2/a1≦0.65、好ましくは0.30≦a2/a1≦0.60。
Formula (1);
10 ≦ | a1 | ≦ 20, preferably 12 ≦ | a1 | ≦ 18;
Formula (2);
−1.2 ≦ a1 / b1 ≦ −0.8, preferably −1.1 ≦ a1 / b1 ≦ −0.9;
Formula (3);
0.35 ≦ a2 / a1 ≦ 0.65, preferably 0.30 ≦ a2 / a1 ≦ 0.60.
そのような帯電量ピーク値の関係式を満たす白色粒子A1およびA2ならびに黒色粒子B1を使用し、駆動電圧を制御することにより、白画像表示時において白色粒子A2が白色粒子A1からなる白色画像を補強するため、白色度が向上し、結果としてコントラストが向上する。 By using the white particles A1 and A2 and the black particles B1 that satisfy the relational expression of the charge amount peak value and controlling the driving voltage, a white image in which the white particles A2 are composed of the white particles A1 when the white image is displayed. Since it is reinforced, the whiteness is improved and as a result, the contrast is improved.
a1の絶対値が小さすぎると、白色粒子A1が持っている電荷が少ないため、全粒子駆動しなくなり、白色度が低下し、コントラストが低下する。a1の絶対値が大きすぎると、白色粒子A1が電極と静電的付着力が強くなるため、白色度が低下し、コントラストが低下する。
a1/b1が小さすぎると、駆動電圧に対して白色粒子A1のみが先に駆動し、黒色粒子B1が白色粒子A1により駆動しがたくなり、コントラストが低下する。a1/b1が大きすぎると、駆動電圧に対して黒色粒子B1のみが先に駆動し、白色粒子A1が黒色粒子B1により駆動しがたくなり、コントラストが低下する。
a2/a1が小さすぎたり、大きすぎたりすると、白色粒子A2が白色粒子A1より先に駆動し難くなるので、白色度が向上せずに、コントラストが低下する。
If the absolute value of a1 is too small, the white particles A1 have a small amount of charge, so that all particles are not driven, the whiteness is lowered, and the contrast is lowered. If the absolute value of a1 is too large, the white particles A1 have a strong electrostatic adhesion with the electrode, so that the whiteness decreases and the contrast decreases.
If a1 / b1 is too small, only the white particles A1 are driven first with respect to the driving voltage, and the black particles B1 are difficult to be driven by the white particles A1, and the contrast is lowered. If a1 / b1 is too large, only the black particles B1 are driven first with respect to the driving voltage, and the white particles A1 are difficult to be driven by the black particles B1, resulting in a decrease in contrast.
If a2 / a1 is too small or too large, the white particles A2 are difficult to drive before the white particles A1, so the whiteness is not improved and the contrast is lowered.
本明細書中、帯電量ピーク値は「E-Spartアナライザー」(ホソカワミクロン製)によって測定された値を用いている。 In the present specification, the value measured by “E-Spart analyzer” (manufactured by Hosokawa Micron) is used as the peak value of the charge amount.
本発明において上記帯電量ピーク値の関係は、製造時において上記関係を満たす2種類の白色粒子および1種類の黒色粒子を使用することによって達成されればよい。そのように製造時において上記関係を満たす画像表示装置は、当該装置から分離・採取された白色粒子と黒色粒子においても上記帯電量ピーク値の関係を満たす。すなわち、以下の方法により白色粒子と黒色粒子とを分離・採取したとき、白色粒子が有する2つの帯電量ピーク値a1、a2(|a1|>|a2|)と、黒色粒子が有する1つの帯電量ピーク値b1とが上記帯電量ピーク値の関係を満たす。 In the present invention, the relationship between the charge amount peak values may be achieved by using two types of white particles and one type of black particles that satisfy the relationship at the time of manufacture. An image display device that satisfies the above relationship at the time of manufacture satisfies the relationship between the charge amount peak values even in white particles and black particles separated and collected from the device. That is, when white particles and black particles are separated and collected by the following method, the two charge amount peak values a1 and a2 (| a1 |> | a2 |) that the white particles have and one charge that the black particles have The quantity peak value b1 satisfies the relationship of the charge quantity peak value.
白色粒子と黒色粒子との分離は、画像表示装置において、後述する駆動方法により最も白い画像を表示したときに、当該装置を分解し、視認方向上流側の基板側から白色粒子を採取し、下流側の基板側から黒色粒子を採取することによって達成できる。 Separation of white particles and black particles can be achieved by disassembling the image display device when the whitest image is displayed by a driving method described later, collecting white particles from the substrate side upstream in the viewing direction, This can be achieved by collecting black particles from the side of the substrate.
上記した白色粒子A1,A2および黒色粒子B1の帯電量ピーク値a1,a2,b1の関係において、それらの符号(帯電極性)の組み合わせの具体例を以下に示す。
(a1,a2,b1)
=(+,+,−)
=(−,−,+)
すなわち、白色粒子A1が正帯電性を示す場合は、白色粒子A2は正帯電性を示し、黒色粒子B1は負帯電性を示し、白色粒子A1が負帯電性を示す場合は、白色粒子A2は負帯電性を示し、黒色粒子B1は正帯電性を示す。
Specific examples of combinations of these codes (charging polarities) in the relationship between the charge amount peak values a1, a2 and b1 of the white particles A1 and A2 and the black particles B1 are shown below.
(A1, a2, b1)
= (+, +,-)
= (-,-, +)
That is, when the white particles A1 are positively charged, the white particles A2 are positively charged, the black particles B1 are negatively charged, and when the white particles A1 are negatively charged, the white particles A2 are Negative chargeability is exhibited, and the black particles B1 exhibit positive chargeability.
白色粒子A1,A2および黒色粒子B1の含有割合は、本発明の目的が達成される限り特に制限されず、通常は白色粒子A1の含有量を100重量部としたとき、白色粒子A2が10〜50重量部、好ましくは20〜40重量部であって、黒色粒子B1が80〜120重量部、好ましくは90〜110重量部となるような割合である。 The content ratio of the white particles A1 and A2 and the black particles B1 is not particularly limited as long as the object of the present invention is achieved. Usually, when the content of the white particles A1 is 100 parts by weight, the white particles A2 are 10 to 10 parts by weight. The proportion is 50 parts by weight, preferably 20 to 40 parts by weight, and the black particles B1 are 80 to 120 parts by weight, preferably 90 to 110 parts by weight.
[表示粒子の製造方法]
白色粒子A1,A2および黒色粒子B1は、少なくともバインダー樹脂および着色剤を含有する母体粒子からなり、通常はさらに外添剤を含むものである。
[Production method of display particles]
The white particles A1, A2 and the black particles B1 are composed of base particles containing at least a binder resin and a colorant, and usually further include an external additive.
白色粒子A1,A2および黒色粒子B1の母体粒子を構成するバインダー樹脂は、特に限定されるものではなく、下記に示すビニル系樹脂と呼ばれる重合体がその代表的なものであり、ビニル系樹脂の他に、ポリアミド樹脂やポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂等の縮合系の樹脂もある。ビニル系樹脂の具体例としては、ポリスチレン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリメタクリル樹脂の他、エチレン単量体やプロピレン単量体より形成されるポリオレフィン樹脂等が挙げられる。また、ビニル系樹脂以外の樹脂としては、前述した縮合系樹脂の他に、ポリエーテル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等がある。
母体粒子に使用可能なバインダー樹脂を構成する重合体は、これらの樹脂を形成する重合性単量体を少なくとも1種類用いて得られるものの他、複数種類の重合性単量体を組み合わせて作製することもできる。複数種類の重合性単量体を組み合わせて樹脂を作製する場合、たとえば、ブロック共重合体やグラフト共重合体、ランダム共重合体といった共重合体を形成する方法の他、複数種類の樹脂を混ぜ合わせるポリマーブレンド法による樹脂形成もある。そのような共重合体として、例えば、スチレン・アクリル樹脂が好ましく使用される。
The binder resin that constitutes the base particles of the white particles A1, A2 and the black particles B1 is not particularly limited, and a polymer called a vinyl resin shown below is a typical one. In addition, there are condensation resins such as polyamide resin, polyester resin, polycarbonate resin, and epoxy resin. Specific examples of vinyl resins include polystyrene resins, polyacrylic resins, polymethacrylic resins, and polyolefin resins formed from ethylene monomers and propylene monomers. In addition to the above-described condensation resins, resins other than vinyl resins include polyether resins, polysulfone resins, polyurethane resins, fluorine resins, and silicone resins.
The polymer constituting the binder resin that can be used for the base particles is prepared by combining plural types of polymerizable monomers in addition to those obtained by using at least one type of polymerizable monomer that forms these resins. You can also. When a resin is prepared by combining a plurality of types of polymerizable monomers, for example, a method of forming a copolymer such as a block copolymer, a graft copolymer, or a random copolymer, or a mixture of a plurality of types of resins. There is also resin formation by a polymer blending method. As such a copolymer, for example, a styrene / acrylic resin is preferably used.
白色粒子A1,A2および黒色粒子B1の母体粒子に含有される着色剤は特に限定されるものではなく、公知の顔料が用いられる。
例えば、白色粒子A1,A2の白色母体粒子を構成する白色顔料の具体例としては、例えば、アナタース型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、酸化亜鉛(亜鉛華)、アンチモン白、硫化亜鉛などが挙げられる。白色顔料は2種類以上組み合わせて含有させることができる。白色粒子A1,A2の白色母体粒子における着色剤の含有量は、白色度の向上、コントラストの向上の観点から、バインダー樹脂100重量部に対して、20〜200重量部、特に25〜150重量部が好ましい。
The colorant contained in the base particles of the white particles A1, A2 and the black particles B1 is not particularly limited, and a known pigment is used.
For example, specific examples of the white pigment constituting the white base particles of the white particles A1 and A2 include anatase type titanium oxide, rutile type titanium oxide, zinc oxide (zinc white), antimony white, zinc sulfide and the like. . Two or more white pigments can be contained in combination. The content of the colorant in the white base particles of the white particles A1 and A2 is 20 to 200 parts by weight, particularly 25 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin, from the viewpoint of improving whiteness and improving contrast. Is preferred.
また例えば、黒色粒子B1の黒色母体粒子を構成する黒色顔料の具体例としては、例えば、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭等が挙げられる。黒色顔料は2種類以上組み合わせて含有させることができる。黒色粒子B1の黒色母体粒子における着色剤の含有量は、黒色度の向上、コントラストの向上の観点から、バインダー樹脂100重量部に対して、5〜20重量部、特に8〜15重量部が好ましい。 For example, specific examples of the black pigment constituting the black base particle of the black particle B1 include carbon black, copper oxide, manganese dioxide, aniline black, activated carbon, and the like. Two or more black pigments can be contained in combination. The content of the colorant in the black base particles of the black particles B1 is preferably 5 to 20 parts by weight, particularly 8 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin, from the viewpoint of improving the blackness and improving the contrast. .
着色剤の平均一次粒径は着色力が発揮できれば特に制限されず、通常は、白色顔料の場合で50〜500nm、特に100〜300nmが好適であり、黒色顔料の場合で10〜50nm、特に15〜35nmが好適である。 The average primary particle size of the colorant is not particularly limited as long as the coloring power can be exerted, and is usually 50 to 500 nm, particularly 100 to 300 nm in the case of a white pigment, and 10 to 50 nm, particularly 15 in the case of a black pigment. ˜35 nm is preferred.
本明細書中、平均一次粒径は以下の方法によって測定された値を用いている。
走査電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope通称SEM)において、1万倍で写真を撮り、実画像の粒子100個の平均値を用いている。
In this specification, the average primary particle size is a value measured by the following method.
In a scanning electron microscope (commonly known as SEM), a photograph is taken at 10,000 times, and an average value of 100 particles of an actual image is used.
白色粒子A1,A2および黒色粒子B1の母体粒子には、他の添加剤、例えば、荷電制御剤が内添されてもよい。
白色母体粒子の場合は、正帯電性荷電制御剤として、二グロシン染料、トリフェニルメタン系化合物、4級アンモニウム塩系化合物、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体等が、負帯電性荷電制御剤として、サリチル酸金属錯体、含金属アゾ染料、4級アンモニウム塩系化合物、カリックスアレン化合物、ニトロイミダゾール誘導体等が挙げられる。
黒色母体粒子の場合は、負帯電性荷電制御剤として、サリチル酸金属錯体、含金属アゾ染料、4級アンモニウム塩系化合物、カリックスアレン化合物、ニトロイミダゾール誘導体等が、正帯電性荷電制御剤として、二グロシン染料、トリフェニルメタン系化合物、4級アンモニウム塩系化合物、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体等が挙げられる。
Other additives such as a charge control agent may be internally added to the base particles of the white particles A1 and A2 and the black particles B1.
In the case of white base particles, as the positively chargeable charge control agent, digrosine dye, triphenylmethane compound, quaternary ammonium salt compound, polyamine resin, imidazole derivative, etc., as the negatively chargeable charge control agent, metal salicylate Examples include complexes, metal-containing azo dyes, quaternary ammonium salt compounds, calixarene compounds, nitroimidazole derivatives, and the like.
In the case of black base particles, salicylic acid metal complexes, metal-containing azo dyes, quaternary ammonium salt compounds, calixarene compounds, nitroimidazole derivatives, etc. are used as negatively chargeable charge control agents. Examples include grosin dyes, triphenylmethane compounds, quaternary ammonium salt compounds, polyamine resins, and imidazole derivatives.
白色粒子A1,A2および黒色粒子B1は、母体粒子に外添剤を添加し、混合することによって製造できる。
外添剤は、画像表示装置の表示粒子の分野で従来から公知の外添剤が使用され、例えば、シリカ、チタニア、アルミナ等が挙げられる。
The white particles A1 and A2 and the black particles B1 can be produced by adding an external additive to the base particles and mixing them.
As the external additive, conventionally known external additives are used in the field of display particles of an image display device, and examples thereof include silica, titania, and alumina.
外添剤は、粒子同士、粒子と電極間の物理的付着力低減の観点から、疎水化剤により表面処理されて使用されることが好ましい。疎水化剤は、表示粒子の分野で外添される無機微粒子の表面処理に使用される公知の疎水化剤が使用可能であり、例えば、アミノシランカップリング剤、ジシラザン化合物、シリコーンオイル等が挙げられる。 The external additive is preferably used after being surface-treated with a hydrophobizing agent from the viewpoint of reducing physical adhesion between the particles and between the particles and the electrode. As the hydrophobizing agent, known hydrophobizing agents used for surface treatment of inorganic fine particles externally added in the field of display particles can be used, and examples thereof include aminosilane coupling agents, disilazane compounds, and silicone oils. .
外添剤の平均一次粒径は10〜200nm、好ましくは20〜150nmである。 The average primary particle size of the external additive is 10 to 200 nm, preferably 20 to 150 nm.
外添剤の添加量は、特に制限されず、母体粒子100重量部に対して、通常は0.1〜20重量部、特に0.5〜10重量部が好ましい。外添剤は平均一次粒径または/および構成材料が異なる2種類以上の外添剤が使用されてよく、その場合、それらの合計量が上記範囲内であればよい。 The addition amount of the external additive is not particularly limited, and is usually 0.1 to 20 parts by weight, particularly preferably 0.5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base particles. As the external additive, two or more types of external additives having different average primary particle diameters and / or constituent materials may be used, and in this case, the total amount thereof may be within the above range.
白色粒子A1,A2および黒色粒子B1の母体粒子の作製方法は、特に限定されるものではなく、たとえば、電子写真方式の画像形成に使用されるトナーの製造方法等、樹脂と着色剤を含有する粒子を作製する公知の方法を応用することにより対応が可能である。母体粒子の具体的な作製方法としては、たとえば、以下の方法が挙げられる。
(1)樹脂と着色剤とを混練した後、粉砕、分級の各工程を経て母体粒子を作製する方法;
(2)水系媒体中で重合性単量体と着色剤を機械的に撹拌して液滴を形成した後、重合を行って母体粒子を作製する、いわゆる懸濁重合法;および
(3)界面活性剤を含有させた水系媒体中に重合性単量体を滴下し、ミセル中で重合反応を行って100〜150nmの重合体粒子を作製した後、着色剤粒子と凝集剤を添加してこれらの粒子を会合させて母体粒子を作製する、いわゆる乳化会合法。
The method for producing the base particles of the white particles A1, A2 and the black particles B1 is not particularly limited, and includes a resin and a colorant, such as a method for producing a toner used for electrophotographic image formation. This can be dealt with by applying a known method for producing particles. Specific examples of the method for producing the base particles include the following methods.
(1) A method of preparing base particles through kneading and classification steps after kneading a resin and a colorant;
(2) a so-called suspension polymerization method in which a polymerizable monomer and a colorant are mechanically stirred in an aqueous medium to form droplets and then polymerized to produce base particles; and (3) interface A polymerizable monomer is dropped into an aqueous medium containing an activator, a polymerization reaction is performed in micelles to produce polymer particles of 100 to 150 nm, and then colorant particles and an aggregating agent are added. So-called emulsification association method in which base particles are produced by associating particles.
白色粒子A1,A2および黒色粒子B1の体積平均粒径D1はそれぞれ独立して0.1〜50μmであり、電界による移動の容易性および濃度ばらつきの軽減の観点から、好ましくは1〜20μmである。 The volume average particle diameters D1 of the white particles A1 and A2 and the black particles B1 are each independently 0.1 to 50 μm, and preferably 1 to 20 μm from the viewpoint of ease of movement due to an electric field and reduction of concentration variation. .
粒子の体積平均粒径D1は体積基準メディアン径(d50径)であって、マルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)に、データ処理用のコンピューターシステムを接続した装置を用いて測定、算出することができる。
測定手順としては、粒子0.02gを界面活性剤溶液20ml(粒子を分散させるためのもので、界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)で馴染ませた後、超音波分散を1分間行い、粒子分散液を作製する。この粒子分散液を、サンプルスタンド内のISOTONII(ベックマン・コールター社製)の入ったビーカーに、測定濃度10%になるまでピペットにて注入し、測定機カウントを2500個に設定して測定する。なお、マルチサイザー3のアパチャー径は50μmのものを使用する。
The volume average particle diameter D1 of the particles is a volume-based median diameter (d50 diameter), and is measured and calculated using a device in which a computer system for data processing is connected to Multisizer 3 (manufactured by Beckman Coulter). Can do.
As a measurement procedure, 0.02 g of particles are mixed with 20 ml of a surfactant solution (for dispersing particles, a surfactant solution obtained by diluting a neutral detergent containing a
白色粒子A1,A2および黒色粒子B1の帯電極性や帯電量ピーク値は、白色粒子A1またはA2もしくは黒色粒子B1とキャリアとを混合し、互いに摩擦接触させるに際し、キャリア材料、混合比、混合条件を調整することによって制御できる。
例えば、フッ素化アクリレート樹脂をコートしたキャリアを使用すると、キャリアと混合される粒子は正極性に帯電される。また例えば、シクロへキシルメタクリレートをコートしたキャリアを使用すると、キャリアと混合される粒子は負極性に帯電される。
また例えば、各粒子とキャリアとの混合物におけるキャリアの混合比を大きくすると、帯電量ピーク値の絶対値は大きくなり、キャリアの混合比を小さくすると、帯電量ピーク値の絶対値は小さくなる。
また例えば、混合時間や混合速度等の混合条件を強くすると、帯電量ピーク値の絶対値は大きくなり、混合条件を弱くすると、帯電量ピーク値の絶対値は小さくなる。
The charge polarity and charge amount peak value of the white particles A1, A2 and the black particles B1 are determined by mixing the white particles A1 or A2 or the black particles B1 and the carrier and bringing them into friction contact with each other. It can be controlled by adjusting.
For example, when a carrier coated with a fluorinated acrylate resin is used, particles mixed with the carrier are charged positively. For example, when a carrier coated with cyclohexyl methacrylate is used, the particles mixed with the carrier are charged negatively.
For example, when the carrier mixing ratio in the mixture of each particle and carrier is increased, the absolute value of the charge amount peak value is increased, and when the carrier mixing ratio is decreased, the absolute value of the charge amount peak value is decreased.
For example, when the mixing conditions such as the mixing time and the mixing speed are increased, the absolute value of the charge amount peak value is increased. When the mixing conditions are decreased, the absolute value of the charge amount peak value is decreased.
[画像表示装置]
本発明に係る画像表示装置は上記した表示粒子を備えたことを特徴とする。以下、本発明の画像表示装置について詳細に説明する。
[Image display device]
An image display device according to the present invention is characterized by including the above-described display particles. Hereinafter, the image display apparatus of the present invention will be described in detail.
本発明に係る画像表示装置は、少なくとも一方が透明な2枚の基板間に上記した表示粒子を封入し、該基板間に電界を発生させることによって、表示粒子を気相中で移動させて画像を表示するものである。 The image display device according to the present invention encloses the display particles described above between two substrates, at least one of which is transparent, and generates an electric field between the substrates, thereby moving the display particles in the gas phase to generate an image. Is displayed.
本発明に係る画像表示装置の代表的な構成断面を図1に示す。図1(a)は、基板11、12上に層構造の電極15a、15bを設け、さらに電極15a、15b表面に絶縁層16を設けたものである。図1(b)に示す画像表示装置は、装置内に電極を設けていない構造のもので、装置外部に設けられた電極を介して電界を付与させ、表示粒子の移動を行える様にしたものである。図1(a)および図1(b)における同じ符号は同じ部材を意味するものとする。図1は図1(a)および図1(b)を包含して意味するものとする。図1の画像表示装置10は、図に示す様に、基板11側より画像を視認するものとするが、本発明では基板11側より画像を視認するものに限定されるものではない。また、図1(b)に示すタイプは、装置自体に電極15a、15bが設けられていない分、装置の構造を簡略化させ、その製造工程を短縮化することができるメリットがある。図1(b)に示すタイプの画像表示装置10を電圧印加可能な装置にセットして電圧印加を行う様子を示すものを図3に示す。なお、本発明に係る画像表示装置の断面構成は図1(a)と(b)に示すものに限定されるものではない。
A typical cross section of an image display device according to the present invention is shown in FIG. In FIG. 1A,
図1(a)の画像表示装置10の最外部には、当該画像表示装置を構成する筐体である2つの基板11と12が対向して配置されている。基板11と12は双方が向き合う側の面上に電圧印加を行うための電極15a、15bが設けられ、さらに、電極15a、15b上に絶縁層16が設けられている。基板11と12には、電極15a、15bと絶縁層16が設けられ、電極15a、15bと絶縁層16を有する側の面を対向させて形成される隙間18には表示粒子が存在する。
At the outermost part of the
図1に示す画像表示装置10は、表示粒子として黒色表示粒子(本明細書中、黒色粒子という)B1(21)と白色表示粒子(本明細書中、白色粒子という)A1(22a)と白色表示粒子(本明細書中、白色粒子という)A2(22b)の3種類の表示粒子を隙間18に存在させている。なお、黒色粒子21および白色粒子22a、22bの表面には厳密には前記した外添剤が添加されて存在するが、図示しないものとする。また、図1の画像表示装置10では、隙間18が基板11と12及び2つの隔壁17により四方を囲んだ構造となっており、表示粒子は隙間18に粉体形態で封入された状態で存在している。
The
隙間18の厚さは、封入された表示粒子が移動可能で画像のコントラストを維持できる範囲であれば、特に限定されるものではなく、通常は10μm乃至500μm、好ましくは10μm乃至100μmである。隙間18内における全表示粒子の体積占有率は、5%乃至70%であり、好ましくは25%乃至60%である。全表示粒子の体積占有率を上記範囲にすることにより、隙間18内で表示粒子がスムーズに移動でき、また、コントラストのよりよい画像が得られる。
The thickness of the
[画像表示装置の駆動方法]
次に、画像表示装置10の駆動方法について説明する。
本発明に係る画像表示装置において、白色粒子A1,A2および黒色粒子B1はそれぞれ所定の帯電量ピーク値を有するので、2枚の基板間に電圧を印加されて電界が形成されると、それぞれの帯電極性および帯電量に基づいて、電界方向に沿って移動する。この様に、表示粒子が存在する基板間に電圧を印加することにより、帯電した表示粒子が基板間を移動して画像表示を行うものである。
[Driving Method of Image Display Device]
Next, a driving method of the
In the image display device according to the present invention, since the white particles A1, A2 and the black particles B1 each have a predetermined charge amount peak value, when an electric field is formed by applying a voltage between the two substrates, It moves along the electric field direction based on the charge polarity and charge amount. In this way, when a voltage is applied between the substrates on which the display particles exist, the charged display particles move between the substrates to display an image.
詳しくは、視認方向について上流側の電極15aと、下流側の電極15bとの間に電圧を印加することによって、基板間に電界を発生させる。
本発明において、例えば白色画像が表示される場合は、上流側電極15aに対して、白色粒子A1の帯電量ピーク値と異符号で絶対値40〜75Vの直流電圧が印加された後、異符号で絶対値150〜400Vの直流電圧が印加され、このとき下流側電極15bは接地される。
また例えば、黒色画像が表示される場合は、上流側電極15aに対して、黒色粒子B1の帯電量ピーク値と異符号で絶対値40〜75Vの直流電圧が印加された後、異符号で絶対値150〜400Vの直流電圧が印加され、このとき下流側電極は接地される。
Specifically, an electric field is generated between the substrates by applying a voltage between the
In the present invention, for example, when a white image is displayed, a DC voltage having an absolute value of 40 to 75 V, which is different from the charge amount peak value of the white particles A1, is applied to the
Further, for example, when a black image is displayed, a DC voltage having an absolute value of 40 to 75 V with a different sign from the charge amount peak value of the black particle B1 is applied to the
具体的には、例えば、本発明において白色粒子A1の帯電量ピーク値a1が正の値、白色粒子A2の帯電量ピーク値a2が正の値、黒色粒子B1の帯電量ピーク値b1が負の値である場合、白色を表示するには、上流側電極15aに対して、−40〜−75Vの直流電圧を印加した後、−150〜−400Vの直流電圧を印加する。一方、黒色を表示するには、上流側電極15aに対して、+40〜+75Vの直流電圧を印加した後、+150〜+400Vの直流電圧を印加する。上記印加電圧範囲は下流側電極15bが接地される場合の条件である。上流側電極15aと下流側電極15bとの間に所定の電位差が設定され、かつ上流側電極15aに印加される電圧の符号が上記と同様である限り、下流側電極15bに対しても電圧が印加されてよい。
Specifically, for example, in the present invention, the charge amount peak value a1 of the white particle A1 is a positive value, the charge amount peak value a2 of the white particle A2 is a positive value, and the charge amount peak value b1 of the black particle B1 is negative. In the case of a value, in order to display white, a DC voltage of −40 to −75 V is applied to the
また例えば、本発明において白色粒子A1の帯電量ピーク値a1が負の値、白色粒子A2の帯電量ピーク値a2が負の値、黒色粒子B1の帯電量ピーク値b1が正の値である場合、白色を表示するには、上流側電極15aに対して、+40〜+75Vの直流電圧を印加した後、+150〜+400Vの直流電圧を印加する。一方、黒色を表示するには、上流側電極15aに対して、−40〜−75Vの直流電圧を印加した後、−150〜−400Vの直流電圧を印加する。上記印加電圧範囲は下流側電極15bが接地される場合の条件である。上流側電極15aと下流側電極15bとの間に所定の電位差が設定され、かつ上流側電極15aに印加される電圧の符号が上記と同様である限り、下流側電極15bに対しても電圧が印加されてよい。
For example, in the present invention, when the charge amount peak value a1 of the white particle A1 is a negative value, the charge amount peak value a2 of the white particle A2 is a negative value, and the charge amount peak value b1 of the black particle B1 is a positive value. In order to display white, a DC voltage of +40 to +75 V is applied to the
以下、白色粒子A1の帯電量ピーク値a1が正の値、白色粒子A2の帯電量ピーク値a2が正の値、黒色粒子B1の帯電量ピーク値b1が負の値である場合について、図2および図3を用いて詳しく説明する。白色粒子A1の帯電量ピーク値a1が負の値、白色粒子A2の帯電量ピーク値a2が負の値、黒色粒子B1の帯電量ピーク値b1が正の値である場合については、印加電圧について符号を正と負との間で反対にする以外、以下の説明と同様であるため、当該場合についての説明は省略する。図2および図3では、図1と同様に、白色粒子A1は22a、白色粒子A2は22b、黒色粒子B1は21で示すものとする。 Hereinafter, the case where the charge amount peak value a1 of the white particle A1 is a positive value, the charge amount peak value a2 of the white particle A2 is a positive value, and the charge amount peak value b1 of the black particle B1 is a negative value is shown in FIG. This will be described in detail with reference to FIG. Regarding the case where the charge amount peak value a1 of the white particle A1 is a negative value, the charge amount peak value a2 of the white particle A2 is a negative value, and the charge amount peak value b1 of the black particle B1 is a positive value, Since the description is the same as the following description except that the sign is reversed between positive and negative, the description of this case is omitted. 2 and 3, the white particles A1 are represented by 22a, the white particles A2 by 22b, and the black particles B1 by 21, as in FIG.
画像表示装置において、黒色表示の状態で、上流側電極15aに対して、絶対値が比較的小さい−40〜−75V、好ましくは−50〜−65Vの直流電圧を印加すると、図2(a)に示すように、白色粒子22bが帯電極性に基づいて単独で隙間18における視認方向上流側に移動し、付着する。このとき、黒色粒子21および白色粒子22aは、白色粒子22bと比較して帯電量ピーク値の絶対値が顕著に大きいため、当該電圧ではほとんど移動しない。この状態では画像表示装置10は全体として黒色画像を表示しているが、最も黒い画像を表示するものではない。その後、上流側電極15aに対して、絶対値が比較的大きい−150〜−400V、好ましくは−200〜−300Vの直流電圧を印加すると、図2(b)に示すように、黒色粒子21と白色粒子22aが帯電極性に基づいて同時に移動し、互いに入れ替わる。この状態で画像表示装置10は最も白い画像を表示している。このとき、比較的小さな直流電圧を印加しなければ、セルに対して充填量の多い白色粒子では粒子が移動し難く、白色度が実際には向上しない。
In the image display device, when a DC voltage having a relatively small absolute value of −40 to −75 V, preferably −50 to −65 V is applied to the
次いで、上流側電極15aに対して、絶対値が比較的小さい+40〜+75V、好ましくは+50〜+65Vの直流電圧を印加すると、図2(c)に示すように、白色粒子22bが帯電極性に基づいて単独で隙間18における視認方向下流側に移動し、付着する。このとき、黒色粒子21および白色粒子22aは、白色粒子22bと比較して帯電量ピーク値の絶対値が顕著に大きいため、当該電圧ではほとんど移動しない。この状態では画像表示装置10は全体として白色画像を表示しているが、最も白い画像を表示するものではない。その後、上流側電極15aに対して、絶対値が比較的大きい+150〜+400V、好ましくは+200〜+300Vの直流電圧を印加すると、図2(d)に示すように、黒色粒子21と白色粒子22aが帯電極性に基づいて同時に移動し、互いに入れ替わる。この状態で画像表示装置10は最も黒い画像を表示している。このとき、比較的小さな直流電圧を印加しなければ、セルに対して充填量の多い白色粒子では粒子が移動し難く、コントラストが実際には向上しない。
Next, when a DC voltage having a relatively small absolute value of +40 to +75 V, preferably +50 to +65 V is applied to the
図3は、図1(b)に示した、電極15a,15bを有さないタイプの画像表示装置10を、外部電極25a,25bを有する電圧印加装置30にセットし、この状態で電圧を印加して駆動させる方法を示すものである。図3(a)〜図3(d)の説明は、電極15a,15bをそれぞれ外部電極25a,25bと読み替えて上記図2(a)〜図2(d)の説明を適用できるため、それらの説明を省略する。
In FIG. 3, the
[画像表示装置の製造方法]
本発明に係る画像表示装置は以下に示す電子写真現像方式によって製造可能である。
以下、白色粒子A1の帯電量ピーク値a1が正の値、白色粒子A2の帯電量ピーク値a2が正の値、黒色粒子B1の帯電量ピーク値b1が負の値である画像表示装置の製造方法について、図4を用いて詳しく説明する。白色粒子A1の帯電量ピーク値a1が負の値、白色粒子A2の帯電量ピーク値a2が負の値、黒色粒子B1の帯電量ピーク値b1が正の値である画像表示装置については、印加電圧および帯電極性について符号を正と負との間で反対にする以外、以下の説明と同様であるため、当該画像表示装置の製造方法についての説明は省略する。図4では、図1と同様に、白色粒子A1は22a、白色粒子A2は22b、黒色粒子B1は21で示すものとする。
[Method for Manufacturing Image Display Device]
The image display device according to the present invention can be manufactured by the following electrophotographic development system.
Hereinafter, manufacture of an image display device in which the charge amount peak value a1 of the white particle A1 is a positive value, the charge amount peak value a2 of the white particle A2 is a positive value, and the charge amount peak value b1 of the black particle B1 is a negative value. The method will be described in detail with reference to FIG. For an image display device in which the charge amount peak value a1 of the white particle A1 is a negative value, the charge amount peak value a2 of the white particle A2 is a negative value, and the charge amount peak value b1 of the black particle B1 is a positive value. Since the voltage and the charging polarity are the same as those described below except that the sign is reversed between positive and negative, the description of the manufacturing method of the image display device is omitted. In FIG. 4, as in FIG. 1, the white particles A <b> 1 are represented by 22 a, the white particles A <b> 2 are represented by 22 b, and the black particles B <b> 1 are represented by 21.
まず、前記した方法により、キャリア材料、混合比、混合条件等を調整することによって白色粒子A1,A2および黒色粒子B1それぞれの帯電極性や帯電量ピーク値を制御する。一方、2枚の基板11、12に、電極15a,15bおよび所望により絶縁層16を形成し、一対の電極付き基板を得る。
First, the charge polarity and the charge amount peak value of each of the white particles A1, A2 and the black particles B1 are controlled by adjusting the carrier material, the mixing ratio, the mixing conditions, and the like by the above-described method. On the other hand,
黒色粒子21の帯電極性および帯電量ピーク値が制御された黒色粒子21とキャリア210との混合物(21,210)を、図4(a)に示すように、導電性のステージ100上に置き、一方の電極付き基板を、ステージ100と所定の間隔を空けて設置する。その後、図4(a)に示すように、電極15bに正極性の直流電圧と交流電圧を印加して、絶縁層16上に負帯電の黒色粒子21を付着させる。電圧印加時間は、黒色粒子21の含有割合が前記した範囲内になるように、調整すればよい。
The mixture (21, 210) of the
次いで、白色粒子22bの帯電極性および帯電量ピーク値が制御された白色粒子22bとキャリア220との混合物(22b,220)を、図4(b)に示すように、導電性のステージ100上に置き、黒色粒子21を付着させた電極付き基板を、ステージ100と所定の間隔を空けて設置する。その後、図4(b)に示すように、電極15bに負極性の直流電圧と交流電圧を印加して、絶縁層16上に正帯電の白色粒子22bを付着させる。電圧印加時間は、白色粒子22bの含有割合が前記した範囲内になるように、調整すればよい。
Next, the mixture (22b, 220) of the
さらに、白色粒子22aの帯電極性および帯電量ピーク値が制御された白色粒子22aとキャリア220との混合物(22a,220)を、図4(c)に示すように、導電性のステージ100上に置き、黒色粒子21および白色粒子22bを付着させた電極付き基板を、ステージ100と所定の間隔を空けて設置する。その後、図4(c)に示すように、電極15bに負極性の直流電圧と交流電圧を印加して、黒色粒子21および白色粒子22bの付着層上に正帯電の白色粒子22aを付着させる。電圧印加時間は、白色粒子22aの含有割合が前記した範囲内になるように、調整すればよい。
Further, the mixture (22a, 220) of the
黒色粒子21、白色粒子22a,22bを付着させた一方の電極付き基板と、他方の電極付き基板とを、図4(d)に示すように、所定の間隔になるように隔壁で調整して重ね、基板周辺を接着し、画像表示装置を得ることができる。
As shown in FIG. 4 (d), the substrate with one electrode to which the
[画像表示装置の構成部材]
図1に示す画像表示装置10を構成する基板11、12、電極15a、15b、絶縁層16、および隔壁17について説明する。
[Components of Image Display Device]
The
先ず、画像表示装置10を構成する基板11と12について説明する。画像表示装置10では、観察者は基板11と12の少なくとも一方の側から表示粒子により形成される画像を視認するので、観察者が視認する側に設けられる基板は透明な材質のものが求められる。したがって、観察者が画像を視認する側に使用される基板は、たとえば可視光透過率が80%以上の光透過性の材料が好ましく、80%以上の可視光透過率を有することにより十分な視認性が得られる。なお、画像表示装置10を構成する基板のうち、画像を視認する側の反対側に設けられる基板の材質は必ずしも透明なものである必要はない。
First, the
基板11、12の厚さは、それぞれ2μm〜5mmが好ましく、さらに、5μm〜2mmがより好ましい。基板11、12の厚さが上記範囲のとき、画像表示装置10に十分な強度を付与するとともに基板の間隔を均一に保つことができる。また、基板の厚さを上記範囲とすることでコンパクトで軽量な画像表示装置を提供することができるので、広い分野での当該画像表示装置の使用を促進させる。さらに、画像を視認する側の基板の厚みを上記範囲とすることにより、表示画像の正確な視認が行え表示品質に支障を与えない。
The thicknesses of the
可視光透過率が80%以上の材料としては、ガラスや石英等の可撓性を有さない無機材料や、後述する樹脂材料に代表される有機材料や金属シート等が挙げられる。このうち、有機材料や金属シートは画像表示装置にある程度の可撓性を付与することができる。可視光透過率を80%以上とすることが可能な樹脂材料としては、たとえば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等に代表されるポリエステル樹脂や、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、ポリメチルメタクリレート(PMMA)に代表されるアクリル酸エステルやメタクリル酸エステルの重合体であるアクリル樹脂やポリエチレン樹脂等のビニル系の重合性単量体をラジカル重合して得られる透明樹脂も挙げられる。 Examples of the material having a visible light transmittance of 80% or more include an inorganic material having no flexibility such as glass and quartz, an organic material typified by a resin material described later, a metal sheet, and the like. Among these, organic materials and metal sheets can impart a certain degree of flexibility to the image display device. Examples of the resin material having a visible light transmittance of 80% or more include polyester resins typified by polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polycarbonate resins, polyethersulfone resins, and polyimide resins. . In addition, a transparent resin obtained by radical polymerization of a vinyl polymerizable monomer such as an acrylic resin or a polyethylene resin, which is a polymer of acrylic acid ester or methacrylic acid ester represented by polymethyl methacrylate (PMMA). It is done.
電極15aと15bはそれぞれ基板11と12の面上に設けられ、電圧印加により基板間すなわち隙間18に電界を形成するものである。電極15a、15bは、前述の基板と同様に、観察者が画像を視認する側に透明なものを設ける必要がある。
The
画像を視認する側に設けられる電極の厚みは、導電性を確保するとともに光透過性に支障を来さないレベルにすることが求められ、具体的には3nm〜1μmが好ましく、5nm〜400nmがより好ましい。なお、画像を視認する側に設けられる電極の可視光透過率は、基板同様、80%以上とすることが好ましい。画像を視認する側の反対側に設けられる電極の厚みも上記範囲とすることが好ましいが、透明なものにする必要はない。 The thickness of the electrode provided on the side for visually recognizing the image is required to ensure conductivity and at a level that does not hinder the light transmittance. Specifically, the thickness is preferably 3 nm to 1 μm, and preferably 5 nm to 400 nm. More preferred. Note that the visible light transmittance of the electrode provided on the side where the image is viewed is preferably 80% or more, like the substrate. The thickness of the electrode provided on the side opposite to the side where the image is viewed is also preferably within the above range, but it is not necessary to be transparent.
電極15a、15bの構成材料としては、金属材料や導電性金属酸化物、あるいは、導電性高分子材料等が挙げられる。具体的な金属材料としては、たとえば、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等が挙げられ、導電性金属酸化物の具体例としては、インジウム・スズ酸化物(ITO)、酸化インジウム、アンチモン・スズ酸化物(ATO)、酸化スズ、酸化亜鉛等が挙げられる。さらに、導電性高分子材料としては、たとえば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン等が挙げられる。
Examples of the constituent material of the
電極15a、15bを基板11や12上に形成する方法としては、たとえば、薄膜上の電極を設ける場合には、スパッタリング法や真空蒸着法、化学蒸着法(CVD法;Chemical Vapor Deposition)、塗布法等が挙げられる。また、導電性材料を溶媒やバインダ樹脂に混合させ、この混合物を基板に塗布して電極を形成する方法もある。
As a method of forming the
絶縁層16は電極15a、15bの表面に設けられ、絶縁層16表面で表示粒子21,22a,22bと接触する構成となっている。絶縁層16は表示粒子21、22a,22bを移動させる際に印加される電圧によって帯電量の変化を緩和する役割をもっている。また、疎水性の高い構造をもつ樹脂、凹凸を付与することによって、表示粒子との物理的な付着力を低減でき、駆動電圧を低減させる働きももっている。絶縁層16を構成する材料としては、電気絶縁性を有する薄膜化可能な材料であって、所望により透明性を有するものである。画像を視認する側に設けられる絶縁層は可視光透過率を、基板同様、80%以上とすることが好ましい。具体例として、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。
The insulating
絶縁層16の厚みは0.01μm以上10.0μm以下とすることが好ましい。すなわち、絶縁層16の厚みが上記範囲の時は、電極15a,15b間にそれほど大きな電圧を印加せずに表示粒子21,22a,22bが移動でき、たとえば、電気泳動法による画像形成で印加したレベルの電圧を付与して画像表示が行えるので好ましい。
The thickness of the insulating
隔壁17は、上下基板間の間隔18を確保するものであり、図5上段の右側および左側の図に示すように基板11,12の縁部だけでなく、必要に応じて内部にも形成できる。隔壁17の幅、特に画像表示面18a側の隔壁の厚みは、例えば図5上段の右側の図に示すように、表示画像の鮮明性を確保する上からできるだけ薄くした方がよい。
The
基板11,12の内部に形成される隔壁17は、図5上段の右側および左側の図中、表裏方向に連続的に形成されても、断続的に形成されてもよい。
隔壁17の形状および配置を制御することにより、隔壁17により仕切られた隙間18のセルを様々な形状で配置できる。隙間18を基板11の視認方向から見た時のセルの形状および配置の例を図5下段の図に示す。セルは、図5下段の図に示すように、四角形状、三角形状、ライン状、円形状、六角形状等にて、複数個で、ハニカム状や網目状に配置することができる。
The
By controlling the shape and arrangement of the
隔壁17は、たとえば以下に挙げる方法を用いて画像を視認する側の反対側の基板上を加工処理することにより形成できる。隔壁17を形成する方法としては、たとえば、樹脂材料等によるエンボス加工や熱プレス射出成形による凹凸形成、フォトリソグラフ法やスクリーン印刷等が挙げられる。
The
<実験例A(正帯電白色粒子A1−正帯電白色粒子A2−負帯電黒色粒子B1)>
<実施例/比較例>
[白色粒子の製造]
下記した樹脂及び酸化チタンをヘンシェルミキサ(三井三池鉱業社製)に投入し、撹拌羽根の周速を25m/秒に設定して5分間混合処理して混合物とした。
スチレンアクリル樹脂(重量平均分子量20,000) 100重量部
アナタース型酸化チタン(平均一次粒径150nm) 30重量部
上記混合物を二軸押出混練機で混練し、次いで、ハンマーミルで粗粉砕した後、ターボミル粉砕機(ターボ工業社製)で粗粉粉砕し、さらに、コアンダ効果を利用した気流分級機で微粉分級処理を行って、体積平均粒径8.2μmおよびCV30の白色の母体粒子を製造した。次に、上記白色の母体粒子100重量部に、アミノシランカップリング処理されたシリカ微粒子(平均一次粒径50nm)0.6重量部を添加し、ハイブリダイザー(奈良機械(株)製)を用い、その回転数を15,000rpmに設定し、10分間の混合処理を行った。引き続き、アミノシランカップリング処理を行った平均一次粒径が15nmのシリカ微粒子を1.0重量部添加し、ハイブリダイザーにより同様の混合処理を行うことにより白色粒子を製造した。
<Experimental example A (positively charged white particles A1—positively charged white particles A2—negatively charged black particles B1)>
<Example / comparative example>
[Production of white particles]
The resin and titanium oxide described below were put into a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Miike Mining Co., Ltd.), the peripheral speed of the stirring blade was set to 25 m / second, and the mixture was mixed for 5 minutes to obtain a mixture.
Styrene acrylic resin (weight average molecular weight 20,000) 100 parts by weight Anatase type titanium oxide (average primary particle size 150 nm) 30 parts by weight The above mixture was kneaded with a twin-screw extrusion kneader and then coarsely pulverized with a hammer mill. Coarse powder was pulverized with a turbo mill pulverizer (manufactured by Turbo Kogyo Co., Ltd.), and further finely classified with an airflow classifier utilizing the Coanda effect to produce white base particles having a volume average particle size of 8.2 μm and CV30. . Next, to 100 parts by weight of the white base particles, 0.6 parts by weight of silica fine particles subjected to aminosilane coupling treatment (average primary particle size 50 nm) are added, and a hybridizer (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.) is used. The number of rotations was set to 15,000 rpm, and a mixing process for 10 minutes was performed. Subsequently, 1.0 part by weight of silica fine particles having an average primary particle size of 15 nm subjected to aminosilane coupling treatment was added, and white particles were produced by carrying out the same mixing treatment with a hybridizer.
[黒色粒子の製造]
下記した樹脂及びカーボンブラックをヘンシェルミキサ(三井三池鉱業社製)に投入し、撹拌羽根の周速を25m/秒に設定して5分間混合処理して混合物とした。
スチレンアクリル樹脂(重量平均分子量20,000) 100重量部
カーボンブラック(平均一次粒径25nm) 10重量部
上記混合物を二軸押出混練機で混練し、次いで、ハンマーミルで粗粉砕した後、ターボミル粉砕機(ターボ工業社製)で粗粉粉砕し、さらに、コアンダ効果を利用した気流分級機で微粉分級処理を行って、体積平均粒径8.0μmおよびCV30の黒色母体粒子を製造した。次に、上記黒色母体粒子100重量部に、アミノシランカップリング処理されたシリカ微粒子(平均一次粒径50nm)0.6重量部を添加し、ハイブリダイザー(奈良機械(株)製)を用い、その回転数を15,000rpmに設定し、10分間の混合処理を行った。引き続き、アミノシランカップリング処理を行った平均一次粒径が15nmのシリカ微粒子を1.0重量部添加し、ハイブリダイザーにより同様の混合処理を行うことにより黒色粒子を製造した。
[Production of black particles]
The resin and carbon black described below were put into a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Miike Mining Co., Ltd.), the peripheral speed of the stirring blade was set to 25 m / sec, and the mixture was mixed for 5 minutes to obtain a mixture.
Styrene acrylic resin (weight average molecular weight 20,000) 100 parts by weight Carbon black (average primary particle size 25 nm) 10 parts by weight The above mixture is kneaded with a twin-screw extrusion kneader, then coarsely pulverized with a hammer mill, and then turbo milled. Coarse powder was pulverized with a machine (manufactured by Turbo Kogyo Co., Ltd.), and further finely classified with an airflow classifier utilizing the Coanda effect to produce black matrix particles having a volume average particle size of 8.0 μm and CV30. Next, 0.6 parts by weight of silica fine particles (average primary particle size 50 nm) subjected to aminosilane coupling treatment are added to 100 parts by weight of the black base particles, and a hybridizer (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.) is used. The number of revolutions was set to 15,000 rpm, and a mixing process for 10 minutes was performed. Subsequently, 1.0 part by weight of silica fine particles having an average primary particle size of 15 nm subjected to aminosilane coupling treatment was added, and black particles were produced by performing the same mixing treatment with a hybridizer.
[正極性に帯電させるためのキャリアA]
平均粒子径80μmのフェライトコア100重量部に対して、フッ素化アクリレート樹脂粒子を2重量部加え、これら原料を水平回転翼型混合機に投入し、水平回転翼の周速が8m/秒となる条件で22℃で10分間混合攪拌した後、90℃に加熱し40分攪拌して、キャリアAを製造した。
[Carrier A for charging to positive polarity]
Two parts by weight of fluorinated acrylate resin particles are added to 100 parts by weight of the ferrite core having an average particle diameter of 80 μm, and these raw materials are put into a horizontal rotary blade type mixer so that the peripheral speed of the horizontal rotary blade is 8 m / sec. After mixing and stirring at 22 ° C. for 10 minutes under the conditions, the carrier A was manufactured by heating to 90 ° C. and stirring for 40 minutes.
[負極性に帯電させるためのキャリアB]
平均粒子径80μmのフェライトコア100重量部に対して、シクロヘキシルメタクリレート樹脂粒子を2重量部加え、これら原料を水平回転翼型混合機に投入し、水平回転翼の周速が8m/秒となる条件で22℃で10分間混合攪拌した後、90℃に加熱し40分攪拌して、キャリアBを製造した。
[Carrier B for charging to negative polarity]
Conditions in which 2 parts by weight of cyclohexyl methacrylate resin particles are added to 100 parts by weight of ferrite core having an average particle diameter of 80 μm, and these raw materials are put into a horizontal rotary blade type mixer so that the peripheral speed of the horizontal rotary blade is 8 m / sec. Was mixed and stirred at 22 ° C. for 10 minutes, and then heated to 90 ° C. and stirred for 40 minutes to produce Carrier B.
[画像表示装置の製造]
画像表示装置は、図1(a)と同様の構造を有するように、以下の方法に従って製造した。長さ80mm、幅50mm、厚さ0.7mmのガラス基板11、12を2枚用意し、各基板面上には、厚さ300nmのインジウム・スズ酸化物(ITO)被膜(抵抗30Ω/□)からなる電極15a,15bを蒸着法により形成した。上記電極上に、ポリカーボネート樹脂12gを、テトラヒドロフラン80mlとシクロヘキサノン20mlの混合溶媒に溶解させてなる塗布液を、スピンコート法により塗布して厚さ3μmの絶縁層16を形成し、一対の電極付き基板を得た。
[Manufacture of image display devices]
The image display apparatus was manufactured according to the following method so as to have the same structure as that shown in FIG. Two
黒色粒子とキャリアBとを振とう機(YS−LD(株)ヤヨイ製)により混合することにより、黒色粒子を帯電させ、表1に示す所定の帯電量ピーク値を有する黒色粒子B1を含む混合物を得た。黒色粒子の帯電量ピーク値は、キャリアおよび黒色粒子の材料、混合比、混合条件により変化するため、キャリアと黒色粒子の混合比を変化させ、帯電量ピーク値を調整した。得られた混合物(21,210)を、図4(a)に示すように、導電性のステージ100上に置き、一方の電極付き基板を、ステージ100と約2mmの間隔を空けて設置した。電極15bとステージ100との間に、DCバイアス+100V,ACバイアス2.0kV,周波数2.0kHzを印加して、絶縁層16上に黒色粒子21を付着させた。電圧印加時間を調整して、黒色粒子21の付着量を1.0層分とした。1層分とは、厚みが粒子1つ分の粒径である粒子層が形成される量を意味する。黒色粒子21の付着量は、後で付着させた白色粒子22a 100重量部に対して100重量部であった。
Mixing black particles and carrier B with a shaker (manufactured by Yayoi YS-LD Co., Ltd.) to charge black particles, and a mixture containing black particles B1 having predetermined charge amount peak values shown in Table 1 Got. Since the charge amount peak value of the black particles changes depending on the material of the carrier and the black particles, the mixing ratio, and the mixing conditions, the charge amount peak value was adjusted by changing the mixing ratio of the carrier and the black particles. As shown in FIG. 4A, the obtained mixture (21, 210) was placed on a
白色粒子とキャリアAとを振とう機(YS−LD(株)ヤヨイ製)により混合することにより、白色粒子を帯電させ、表1に示す所定の帯電量ピーク値を有する白色粒子A2を含む混合物を得た。白色粒子の帯電量ピーク値は、キャリアおよび白色粒子の材料、混合比、混合条件により変化するため、キャリアと白色粒子の混合比を変化させ、帯電量ピーク値を調整した。得られた混合物(22b,220)を、図4(b)に示すように、導電性のステージ100上に置き、黒色粒子21を付着させた基板を、ステージ100と約2mmの間隔を空けて設置した。電極15bとステージ100との間に、DCバイアス−100V,ACバイアス2.0kV,周波数2.0kHzを印加して、絶縁層16上に白色粒子22bを付着させた。電圧印加時間を調整して、白色粒子22bの付着量を0.3層分とした。白色粒子22bの付着量は、後で付着させた白色粒子22a 100重量部に対して30重量部であった。
Mixing white particles and carrier A with a shaker (manufactured by YS-LD Co., Ltd., Yayoi) to charge white particles, and a mixture containing white particles A2 having predetermined charge amount peak values shown in Table 1 Got. Since the charge amount peak value of the white particles changes depending on the material of the carrier and the white particles, the mixing ratio, and the mixing conditions, the charge amount peak value was adjusted by changing the mixing ratio of the carrier and the white particles. The obtained mixture (22b, 220) is placed on a
白色粒子とキャリアAとを振とう機(YS−LD(株)ヤヨイ製)により混合することにより、白色粒子を帯電させ、表1に示す所定の帯電量ピーク値を有する白色粒子A1を含む混合物を得た。白色粒子の帯電量ピーク値は、キャリアおよび白色粒子の材料、混合比、混合条件により変化するため、キャリアと白色粒子の混合比を変化させ、帯電量ピーク値を調整した。得られた混合物(22a,220)を、図4(c)に示すように、導電性のステージ100上に置き、黒色粒子21および白色粒子22bを付着させた基板を、ステージ100と約2mmの間隔を空けて設置した。電極15bとステージ100との間に、DCバイアス−100V,ACバイアス2.0kV,周波数2.0kHzを印加して、絶縁層16上に白色粒子22aを付着させた。電圧印加時間を調整して、白色粒子22aの付着量を1層分とした。
Mixing white particles and carrier A with a shaker (manufactured by YS-LD Co., Ltd., Yayoi) to charge white particles, and a mixture containing white particles A1 having a predetermined charge amount peak value shown in Table 1 Got. Since the charge amount peak value of the white particles changes depending on the material of the carrier and the white particles, the mixing ratio, and the mixing conditions, the charge amount peak value was adjusted by changing the mixing ratio of the carrier and the white particles. The obtained mixture (22a, 220) is placed on a
白色粒子22a、白色粒子22bおよび黒色粒子21を付着させた基板と、表示粒子を付着させなかった基板とを、図4(d)に示すように、間隔50μmになるように隔壁で調整して重ね、基板周辺をエポキシ系接着剤にて接着し、画像表示装置とした。全ての表示粒子のガラス基板間への体積占有率は25%であった。
The substrate on which the
[評価]
・駆動特性の評価
画像表示装置に対して以下の手順で直流電圧を印加し、電圧印加により得られる表示画像の反射濃度を測定することにより、表示特性を評価した。
電極15aに対して、−40Vから−75Vまで5V間隔で電圧(第1電圧)を変化させながら印加した。各第1電圧を印加した後は、−150Vから−400Vまで5V間隔で電圧(第2電圧)を変化させながら印加した。その結果、白色画像を得た。
電極15aに対して、+40Vから+75Vまで5V間隔で電圧(第1電圧)を変化させながら印加した。各第1電圧を印加した後は、+150Vから+400Vまで5V間隔で電圧(第2電圧)を変化させながら印加した。その結果、黒色画像を得た。
電極15bは電気的に接地させた。
所定電圧の印加はそれぞれ5秒間行った。
濃度は、反射濃度計「RD−918(マクベス社製)」を用いて測定した。
[Evaluation]
Evaluation of drive characteristics Display characteristics were evaluated by applying a DC voltage to the image display apparatus according to the following procedure and measuring the reflection density of the display image obtained by the voltage application.
The
The voltage was applied to the
The
Each predetermined voltage was applied for 5 seconds.
The density was measured using a reflection densitometer “RD-918 (manufactured by Macbeth)”.
(コントラスト)
コントラストは、反射濃度計「RD−918(マクベス社製)」を用いて測定した。黒色画像部の10箇所を測定し、そのうち最も高い濃度の5点の平均値を「黒濃度」、白色画像部の10箇所を測定し、そのうち最も低い濃度の5点の平均値を「白濃度」とし、「黒濃度」と「白濃度」との差をコントラストとして評価した。
コントラストは、濃度差が1.00以上を合格(○)、1.00未満を不合格(×)とした。特に濃度差は1.05以上が好ましい(◎)。
(contrast)
The contrast was measured using a reflection densitometer “RD-918 (manufactured by Macbeth)”.
Contrast was determined as pass (◯) when the density difference was 1.00 or more, and reject (x) when less than 1.00. In particular, the density difference is preferably 1.05 or more (◎).
<実験例B(負帯電白色粒子A1−負帯電白色粒子A2−正帯電黒色粒子B1)>
<実施例/比較例>
[白色粒子の製造]
実験例Aの白色粒子の製造方法と同様の方法により白色粒子を製造した。
<Experimental example B (negatively charged white particles A1-negatively charged white particles A2-positively charged black particles B1)>
<Example / comparative example>
[Production of white particles]
White particles were produced by the same method as the production method of the white particles of Experimental Example A.
[黒色粒子の製造]
実験例Aの黒色粒子の製造方法と同様の方法により黒色粒子を製造した。
[Production of black particles]
Black particles were produced by the same method as the production method of the black particles of Experimental Example A.
[正極性に帯電させるためのキャリアA]
実験例AのキャリアAの製造方法と同様の方法によりキャリアAを製造した。
[Carrier A for charging to positive polarity]
Carrier A was produced by the same method as the carrier A production method of Experimental Example A.
[負極性に帯電させるためのキャリアB]
実験例AのキャリアBの製造方法と同様の方法によりキャリアBを製造した。
[Carrier B for charging to negative polarity]
Carrier B was produced by the same method as the carrier B production method of Experimental Example A.
[画像表示装置の製造]
キャリアAの代わりにキャリアBを用い、キャリアBの代わりにキャリアAを用いたこと、黒色粒子B1、白色粒子A2および白色粒子A1をそれぞれ表3に示す所定の帯電量ピーク値を示すように帯電させたこと、黒色粒子B1付着時の電圧印加条件をDCバイアス−100V,ACバイアス2.0kV,周波数2.0kHzとしたこと、白色粒子A2付着時の電圧印加条件をDCバイアス+100V,ACバイアス2.0kV,周波数2.0kHzとしたこと、白色粒子A1付着時の電圧印加条件をDCバイアス+100V,ACバイアス2.0kV,周波数2.0kHzとしたこと以外、実験例Aの画像表示装置の製造方法と同様の方法により画像表示装置を製造した。
[Manufacture of image display devices]
The carrier B is used instead of the carrier A, the carrier A is used instead of the carrier B, and the black particles B1, the white particles A2, and the white particles A1 are charged so as to have predetermined charge amount peak values shown in Table 3, respectively. The voltage application conditions at the time of adhesion of the black particles B1 were DC bias −100 V, AC bias 2.0 kV, and frequency 2.0 kHz, and the voltage application conditions at the time of adhesion of the white particles A2 were DC bias +100 V, AC bias 2 0.0 kV, frequency 2.0 kHz, and the method for manufacturing the image display device of Experimental Example A, except that the voltage application condition at the time of adhesion of the white particles A1 is DC bias +100 V, AC bias 2.0 kV, frequency 2.0 kHz An image display device was manufactured by the same method as described above.
[評価]
画像表示装置に対して以下の手順で直流電圧を印加したこと以外、実験例Aと同様の方法により評価を行った。
電極15aに対して、+40Vから+75Vまで5V間隔で電圧(第1電圧)を変化させながら印加した。各第1電圧を印加した後は、+150Vから+400Vまで5V間隔で電圧(第2電圧)を変化させながら印加した。その結果、白色画像を得た。
電極15aに対して、−40Vから−75Vまで5V間隔で電圧(第1電圧)を変化させながら印加した。各第1電圧を印加した後は、−150Vから−400Vまで5V間隔で電圧(第2電圧)を変化させながら印加した。その結果、黒色画像を得た。
[Evaluation]
Evaluation was performed in the same manner as in Experimental Example A, except that a DC voltage was applied to the image display device according to the following procedure.
The voltage was applied to the
The
<実験例C>
実施例2Aの画像表示装置(以下、装置Xという)を用いた。
白色粒子A2を付着させなかった代わりに、その分だけ白色粒子A1を多く付着させたこと以外、実施例2Aの画像表示装置と同様の方法により、画像表示粒子(以下、装置Yという)を製造した。
<Experimental example C>
The image display apparatus of Example 2A (hereinafter referred to as apparatus X) was used.
Manufacture of image display particles (hereinafter referred to as “device Y”) in the same manner as the image display device of Example 2A, except that a large amount of white particles A1 were attached instead of the white particles A2 not being attached. did.
装置X,Yにおける表示画像の濃度変化を以下の方法に従って測定した。
まず、装置Xにおいて電極15aに対して100Vを5秒間印加することによって黒色画像を表示した。次いで、図6(a)に示すように印加電圧を0Vから−100Vまで−10V/秒の速さで連続的に減少させながら、視認方向上流側の基板から表示画像の濃度を測定したところ、図6(b)の実線で示されるような濃度変化を示した。最後は白色画像が表示された。電極15bは接地させていた。
同様の電圧印加を装置Yにおいても行ったところ、図6(b)の破線で示されるような濃度変化を示した。
The change in density of the display image in the apparatuses X and Y was measured according to the following method.
First, a black image was displayed by applying 100 V to the
When the same voltage application was performed also in the apparatus Y, the density | concentration change as shown by the broken line of FIG.6 (b) was shown.
次いで、装置Xにおいて電極15aに対して、図7(a)に示すように印加電圧を0Vから+100Vまで+10V/秒の速さで連続的に増加させながら、視認方向上流側の基板から表示画像の濃度を測定したところ、図7(b)の実線で示されるような濃度変化を示した。最後は黒色画像が表示された。電極15bは接地させていた。
同様の電圧印加を装置Yにおいても行ったところ、図7(b)の破線で示されるような濃度変化を示した。
Next, as shown in FIG. 7A, in the apparatus X, the applied voltage is continuously increased from 0 V to +100 V at a speed of +10 V / second as shown in FIG. As a result, the change in concentration as shown by the solid line in FIG. 7B was measured. Finally, a black image was displayed. The
When the same voltage application was performed also in the apparatus Y, the density | concentration change as shown by the broken line of FIG.7 (b) was shown.
10:画像表示装置、11:12:基板、15a:15b:電極、16:絶縁層、17:隔壁、18:隙間、18a:画像表示面、21:黒色粒子、22a:22b:白色粒子。 10: image display device, 11:12: substrate, 15a: 15b: electrode, 16: insulating layer, 17: partition, 18: gap, 18a: image display surface, 21: black particles, 22a: 22b: white particles.
Claims (1)
視認方向において上流側の電極と、下流側の電極との間に電圧を印加することによって、基板間に電界を発生させる画像表示装置であって、
表示粒子が、帯電量ピーク値の符号が同一で、かつ帯電量ピーク値が異なる2種類の白色粒子A1およびA2、ならびに黒色粒子B1を含み、
白色粒子A1の帯電量ピーク値をa1(μC/g)、白色粒子A2の帯電量ピーク値をa2(μC/g)、黒色粒子B1の帯電量ピーク値をb1(μC/g)としたとき、以下の式(1)〜(3);
10≦|a1|≦20 (1)
−1.2≦a1/b1≦−0.8 (2)
0.35≦a2/a1≦0.65 (3)
の全てを満たし、
白色画像が表示される場合は、上流側電極に対して、白色粒子A1の帯電量ピーク値と異符号で絶対値40〜75Vの直流電圧が印加された後、異符号で絶対値150〜400Vの直流電圧が印加され、かつ下流側電極が接地され、
黒色画像が表示される場合は、上流側電極に対して、黒色粒子B1の帯電量ピーク値と異符号で絶対値40〜75Vの直流電圧が印加された後、異符号で絶対値150〜400Vの直流電圧が印加され、かつ下流側電極が接地される画像表示装置。 Encapsulating charged display particles between two substrates, at least one of which is transparent, and generating an electric field between the substrates, thereby moving the display particles in the gas phase to display an image;
And the upstream side of the electrode in the viewing direction, by applying a voltage between the downstream side of the electrodes, a field image display device Ru electric field is generated between the substrates,
The display particles include two types of white particles A1 and A2 having the same charge amount peak value sign and different charge amount peak values, and black particles B1.
When the charge amount peak value of the white particle A1 is a1 (μC / g), the charge amount peak value of the white particle A2 is a2 (μC / g), and the charge amount peak value of the black particle B1 is b1 (μC / g). And the following formulas (1) to (3);
10 ≦ | a1 | ≦ 20 (1)
−1.2 ≦ a1 / b1 ≦ −0.8 (2)
0.35 ≦ a2 / a1 ≦ 0.65 (3)
Meet all of the
When a white image is displayed, a DC voltage having an absolute value of 40 to 75 V with a different sign from the charge amount peak value of the white particle A1 is applied to the upstream electrode, and then an absolute value of 150 to 400 V with a different sign. DC voltage is applied, and the downstream electrode is grounded,
When a black image is displayed, a DC voltage having an absolute value of 40 to 75 V with a different sign from the charge amount peak value of the black particles B1 is applied to the upstream electrode, and then an absolute value of 150 to 400 V with a different sign. The direct current voltage is applied, and the downstream electrode is grounded.
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