KR20030063098A - 표시 디바이스용 입자, 이것을 사용한 화상 표시 매체 및화상 형성 장치 - Google Patents

Abstract

입자간의 응집력 및 비중이 저감된 표시 디바이스용 입자를 제공하는 것과, 장기간에 걸쳐 안정한 표시 화상을 확보할 수 있는 화상 표시 매체 및 화상 형성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 표시 디바이스용 입자는 입자간의 응집력과 비중이 저감되도록 되어 있다. 또한, 본 발명은 구동 전압이 낮게 설정될 수 있고, 외부로부터의 충격 또는 장기간에 걸친 정적 상태에서도 장기간에 걸쳐 안정한 표시 화상을 확보할 수 있는 화상 표시 매체, 및 이 화상 표시 매체를 이용하는 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.

Description

표시 디바이스용 입자, 이것을 사용한 화상 표시 매체 및 화상 형성 장치{PARTICLES FOR DISPLAY DEVICE, IMAGE DISPLAY MEDIUM USING THE SAME, AND IMAGE FORMING DEVICE}

본 발명은 반복 재기입이 가능한 화상 표시 매체, 이 화상 표시 매체에 사용되는 표시 디바이스용 입자 및 화상 형성 장치에 관한 것이다.

종래부터, 반복 재기입이 가능한 화상 표시 매체로서 트위스팅 볼 표시(2색으로 도포된 입자의 회전 표시), 전기 영동(electrophoresis), 자기 영동, 열적으로 재기입 가능한 매체, 양호한 메모리성을 갖는 액정 등의 표시 기술이 제안되어 있다. 상기 표시 기술은 화상의 메모리성에는 우수하지만, 표시면을 종이의 경우와 같이 백색 표시로 표시할 수 없어서 콘트라스트가 저하되는 문제가 있었다.

상술한 문제점을 해결하는 토너를 사용한 표시 기술로서, 도전성 착색 토너와 백색 입자를 대향하는 전극 기판 사이에 봉입하고, 비표시 기판의 전극 내측 표면에 설치된 전하 전송층을 거쳐서 도전성 착색 토너에 전하를 주입한다. 전하가 주입된 도전성 착색 토너가 비표시 기판에 대향하도록 위치하는 표시 기판측으로전극 기판 사이의 전계에 의해 이동한다. 도전성 착색 토너가 표시측의 기판 내측으로 부착하고, 도전성 착색 토너와 백색 입자간의 콘트라스트에 의해 화상을 표시하는 표시 기술이 제안되어 있다("Japan Hardcopy" '99, 논문집, pp. 249-252). 본 표시 기술에서는, 화상 표시 매체가 모두 고체로 구성되어 있고, 이 표시 기술은 백과 흑(색)의 표시를 이론적으로 100% 전환할 수 있는 점에서 우수하다. 그러나, 상기 기술에서는, 비표시 기판의 전극 내측 표면에 설치된 전하 전송층에 접촉하지 않은 도전성 착색 토너와, 다른 도전성 착색 토너로부터 고립되어 있는 도전성 착색 토너가 존재한다. 이들 도전성 착색 토너는 전하가 주입되지 않기 때문에, 전계에 의해 이동되지 않고 랜덤하게 기판 내에 존재한다. 따라서, 농도 콘트라스트가 열화하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 극복하기 위해서, 일본 특원(JP-A) 2001-312225호에는 한쌍의 기판과, 인가된 전계에 의해 상기 기판간을 이동가능하도록 상기 기판들 사이에 봉입되는 동시에 각각 다른 색과 다른 대전 특성을 갖는 복수 종류의 입자군을 포함하는 화상 표시 매체가 제안되어 있다. 이와 같이 제안된 기술에 의하면, 높은 백색도와 농도 콘트라스트가 얻어진다. 여기서 제안된 입자는 흑 백의 화상 표시에 필요한 인가 전압이 수백 볼트이고, 이 전압을 저감함으로써 구동 회로 설계시의 자유도를 확대할 수 있도록 구성되어 있다.

그러나, 구동에 사용되는 인가 전압을 저감시키게 되면, 기판과 입자 사이의 인력을 저하시키게 되고, 외부로부터의 충격 및 장기간의 정적 상태로 인해 입자가기판으로부터 떨어져 나가게 되는 문제가 발생한다. 특히, 질량이 큰 색 재료를 함유하는 비중이 큰 입자를 사용하면, 그 비중과 입자들간의 응집으로 인해 기판과의 박리성은 보다 높게 되어, 안정한 표시 화상을 유지하는 것이 곤란하게 되는 문제가 발생한다.

본 발명은 상기 종래의 문제점들을 해결하고, 이하의 목적을 달성하는 것을 과제로 한다. 즉, 본 발명의 목적은 입자간의 응집력 및 입자의 비중이 저감된 표시 디바이스용 입자를 제공하는데 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 구동 전압을 낮게 설정할 수 있는 동시에 외부로부터의 충격 및 장기간의 정적 상태에서도 장기간에 걸쳐 안정한 표시 화상을 확보할 수 있는 화상 표시 매체, 및 이 화상 표시 매체를 사용한 화상 형성 장치를 제공하는데 있다.

본 발명자들은 예의 연구한 결과, 입자간의 응집력 및 비중이 큰 입자를 갖는 미립자와 기판 표면과의 부착력의 감쇠에 착안하여, 이러한 성질들을 적당한 레벨로 개선함으로써, 상술한 결함들을 극복할 수 있음을 발견하였다. 그럼으로써 본 발명자들이 본 발명에 이르게 되었다.

본 발명의 표시 디바이스용 입자는 양 또는 음으로 대전될 수 있는 성질을 갖고, 색채를 갖으며, 폴리머 미립자를 그 안에 함유한다. 또한, 폴리머 입자의 일부나 전부는 중공 입자인 것이 바람직하다.

본 발명의 표시 디바이스용 입자는 비교적 비중이 낮은 폴리머 미립자를 함유하고 있고, 색채를 형성하는 색채 재료의 첨가량을 저감시킴으로써, 입자의 비중을 저하시킬 수 있다. 특히, 함유된 폴리머 미립자를 중공 입자로 함으로써, 비중을 보다 낮게 설정할 수 있다.

또한, 상기 색채를 발현시키는 색 재료는 안료 시험 방법 JIS K 5101에 기초하여 얻어지는 내광성(light resistance)의 색차(ΔE*ab)가 2.0 이내이고, 내열성의 색차(ΔE*ab)가 130℃ 이상에서 2.0 이내인 안료로 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같은 안료를 사용함으로써, 표시 디바이스용 입자의 용도를 확대할 수 있다.

본 발명의 화상 표시 매체는, 서로 대향하여 배치된 한쌍의 기판과, 상기 한쌍의 기판간의 공극 내에 봉입된 적어도 2종류의 입자로 이루어진 입자군으로 이루어지고, 적어도 2종류의 입자 중 적어도 1종류가 양으로 대전될 수 있는 성질을 갖고, 적어도 2종류의 입자 중 다른 적어도 하나의 입자가 음으로 대전될 수 있는 성질을 갖고, 양으로 대전될 수 있는 입자와 상기 음으로 대전될 수 있는 입자가 각각 다른 색채를 갖고, 양으로 대전될 수 있는 입자와 음으로 대전될 수 있는 입자 중 적어도 한쪽이 폴리머 미립자를 그 안에 함유한다. 폴리머 미립자의 일부 또는 전부는 중공 입자인 것이 바람직하다. 또한, 색채를 발현시키는 색 재료는 안료 시험 방법 JIS K 5101에 기초하여 얻어지는 내광성의 색차(ΔE*ab)가 2.0 이내이고, 내열성의 색차(ΔE*ab)가 130℃ 이상에서 2.0 이내인 안료로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 양으로 대전될 수 있는 입자와 음으로 대전될 수 있는 입자가 서로 다른 색이고, 적어도 한쪽의 입자의 비중이 낮은 것이 중요하다. 색이 다르므로, 양으로 대전될 수 있는 입자군으로 이루어진 화상 부위와, 음으로 대전될수 있는 입자군으로 이루어진 화상 부위 사이에서 높은 콘트라스트를 얻을 수 있다. 또한, 입자의 비중을 저하시킴으로써, 입자와 기판 사이의 흡착성을 높일 수 있다. 따라서, 화상 표시에 필요한 구동 전압도 저감시킬 수 있다. 또한, 외부로부터의 충격 및 장기간의 정적 상태에서도, 장기간에 걸쳐 안정한 표시 화상을 확보할 수 있다. 또한, 내광성 및 내열성이 우수한 안료를 함유한 표시 디바이스용 입자를 사용함으로써, 본 발명의 화상 표시 매체는 예를 들면 백라이팅 방식을 이용한 디스플레이로서 적절하게 사용된다.

본 발명의 화상 표시 매체에서는, 양으로 대전될 수 있는 입자와 음으로 대전될 수 있는 입자 중 하나가 백색인 것이 바람직하다. 적어도 한쪽의 입자를 백색으로 함으로써, 다른 입자의 착색력과 농도 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 또한, 백색 입자는 착색재를 포함하고, 착색재는 산화 티타늄인 것이 바람직하다. 산화 티타늄을 사용함으로써, 가시광의 파장 범위에서 은폐력을 높일 수 있고, 콘트라스트를 한층 향상시킬 수 있다. 또한, 산화 티타늄은 분산성과 은폐성의 관계로부터 각각 다른 입자 직경을 갖는 적어도 2종류의 산화 티타늄으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 화상 형성 장치는, 서로 대향하도록 배치된 한쌍의 기판과, 상기 한쌍의 기판간의 공극 내에 봉입된 적어도 2종류의 입자로 이루어진 입자군으로 이루어지고, 적어도 2종류의 입자 중 적어도 1종류가 양으로 대전될 수 있는 성질을 갖고, 적어도 2종류의 입자 중 다른 적어도 하나의 입자가 음으로 대전될 수 있는 성질을 갖고, 양으로 대전될 수 있는 입자와 음으로 대전될 수 있는 입자가 각각다른 색채를 갖고, 양으로 대전될 수 있는 입자와 음으로 대전될 수 있는 입자 중 적어도 한쪽이 폴리머 미립자를 그 안에 함유하는 표시 디바이스용 입자인 화상 표시 매체 상에 화상을 형성하고, 상기 화상 형성 장치는 한쌍의 기판 사이에 화상에 대응하는 전계를 발생시키는 전계 발생 수단을 포함한다.

도 1은 제 1 실시예의 화상 형성 장치의 개략적인 구조도.

도 2는 제 2 실시예의 화상 형성 장치의 개략적인 구조도.

도 3은 도 2의 임의의 면에서의 화상 형성부의 단면도.

도 4는 도 2의 임의의 면에서의 화상 형성부의 단면도.

도 5는 도 2의 임의의 면에서의 화상 형성부의 단면도.

도 6은 제 3 실시예의 화상 형성 장치의 개략적인 구조도.

도 7a 내지 도 7c는 인자 전극의 전극 패턴을 나타내는 도면.

도 8은 인자(printing) 전극의 개략적인 구조도.

도 9는 제 4 실시예의 화상 형성 장치의 개략적인 구조도.

도 10은 정전 잠상 담지체 및 대향 전극에서의 전위를 나타내는 그래프.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10화상 표시 매체

11인자 전극

12화상 형성 장치

14표시 기판

16비표시 기판

18흑색 입자(또는, 청색 입자)

20백색 입자

22정전 잠상 형성부

24정전 잠상 담지체

이하, 본 발명의 표시 디바이스용 입자, 이 표시 디바이스용 입자를 사용한 화상 표시 매체 및 화상 형성 장치에 대해서 상세하게 설명한다.

[본 발명의 표시 디바이스용 입자의 구성]

본 발명의 표시 디바이스용 입자는 양(positive) 또는 음(negative)으로 대전될 수 있는 성질 및 색채를 갖고, 폴리머 미립자는 그 안에 포함되어야 한다.

본 발명의 표시 디바이스용 입자는 적어도 폴리머 미립자, 색재료 및 수지로 구성된다. 필요에 따라서 대전 제어제가 그 안에 포함되어도 좋고, 또는 색 재료가 또한 대전 제어제로서 기능하여도 좋다.

본 발명의 표시 디바이스용 입자에는 비교적 비중이 낮은 폴리머 미립자가 함유되고, 본 발명의 표시 디바이스용 입자 내의 비중이 큰 색 재료의 함유량을 저감시킴으로써, 표시 디바이스용 입자의 전체 비중을 저감시킬 수 있다. 즉, 표시 디바이스용 입자 중에서, 비중에 가장 영향을 미치는 색 재료의 일부를 비중이 낮은 폴리머 미립자로 치환함으로써, 표시 디바이스용 입자 전체의 비중을 저감시킬 수 있다.

이것에 의해 본 발명의 표시 디바이스용 입자는 비중이 저감되는 동시에, 입자간의 응집성도 저감될 수 있다. 또한, 표시 디바이스용 입자에 함유된 폴리머 미립자의 광 산란성에 의해 색 재료의 함유량을 저감시켜도 광학적 반사 농도를 높게 설정할 수 있다.

(폴리머 미립자)

폴리머 미립자로서는 종래의 공지된 폴리머를 사용할 수 있지만, 사용되는 색 재료보다도 비중이 낮은 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 폴리머 미립자 자신이 색채를 갖는 경우, 사용하는 색 재료의 색채를 고려하여 폴리머 미립자를 적당히 선택해서 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 폴리머 미립자와 함께 사용하는 수지로서는 후술하는 수지를 사용할 수 있지만, 메타크릴계 수지와 아크릴계 수지가 바람직하게 사용될 수 있다.

폴리머 미립자로서는 구체적으로, 예를 들면, 폴리스티렌 수지, 폴리메틸 메타크릴레이트 수지, 요소-포르말린 수지, 스티렌-아크릴레이트 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리불화비닐리덴 수지 등을 단독적으로 사용하거나, 또는 복수 형태로 조합하여 사용할 수 있지만, 폴리머 미립자는 상기 수지들에 한정되는 것은 아니다. 이들 수지는 가교 구조를 갖는 것이 바람직하고, 또한 사용하는 수지상(resin phase)보다도 높은 굴절률을 갖는 것이 더 바람직하다.

폴리머 미립자는 구형, 부정형, 평탄형 등의 소정 형태를 사용할 수 있지만, 폴리머 미립자는 구형인 것이 바람직하다.

폴리머 미립자의 체적 평균 입자 직경은 표시 디바이스용 입자의 직경보다도 작은 것이면 사용할 수 있지만, 폴리머 미립자의 체적 평균 입자 직경은 10㎛ 이하인 것이 바람직하고, 5㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 입자 크기 분포는 샤프한 것이 좋고, 단분산(monodisperse) 입자 크기 분포인 것이 특히 바람직하다.

보다 작은 비중을 갖는 표시 디바이스용 입자를 준비하는 관점으로부터, 폴리머 미립자의 일부 또는 전부가 중공 입자로 이루어지는 것이 바람직하다. 중공 입자의 체적 평균 입자 직경이 표시 디바이스용 입자의 직경보다도 작다면, 중공 입자를 사용할 수 있지만, 중공 입자의 체적 평균 입자 직경은 10㎛ 이하인 것이 바람직하고, 5㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 특히, 광 산란의 관점에서, 중공 입자의 체적 평균 입자 직경은 0.1 내지 1㎛인 것이 더 바람직하고, 0.1 내지 0.5㎛인 것이 특히 바람직하다.

여기서, "중공 입자"라 함은 입자의 내부에 공극(void)을 갖는 것을 의미한다. 이 공극은 10 내지 90%인 것이 바람직하다. 또한, "중공 입자"는 중공의 캡슐 상태의 입자 또는 입자의 외벽이 다공질 상태인 것도 좋다.

또한, 광의 산란을 이용하여 백색도를 높이고 은폐성을 높일 수 있기 때문에, 표시 디바이스용 백색 입자에 중공 입자를 포함시키는 것이 특히 바람직하다. 중공 캡슐 상태의 중공 입자에서는, 외각부(outer shell portion)에서의 수지층과 입자 내부에서의 공기층 사이의 계면에서의 굴절률의 차에 의해 상기 광 산란이 발생한다. 외벽이 다공질인 중공 입자에서는, 외벽과 공동 사이의 굴절률 차에 의해 광 산란이 발생한다.

본 발명의 표시 디바이스용 입자에서, 폴리머 미립자의 첨가량은 표시 디바이스용 입자 전체에 대하여 1 내지 40질량%인 것이 바람직하고, 1 내지 20질량%인것이 보다 바람직하다. 폴리머 미립자의 첨가량이 1질량%보다 적은 경우에는, 폴리머 미립자의 첨가에 의한 비중의 저감 작용이 나타나기 어려운 경우가 있다. 또한, 폴리머 미립자의 첨가량이 40질량%보다 많은 경우에는, 바람직한 형태의 표시 디바이스용 입자를 준비할 때에 분산성 등의 제조성이 열화하는 경우가 있다.

(색 재료)

색 재료의 예로는 다음과 같은 것이 있다.

흑색계 재료의 예로는 카본 블랙, 티타늄 블랙, 자성 분말, 오일 블랙 등의 유기, 무기계의 염료 또는 안료의 흑색 재료를 들 수 있다.

백색계 재료의 예로는 루틸형 산화 티타늄, 아너타아제형 산화 티타늄, 아연화(zinc white), 백연, 황화아연(zinc sulfide), 산화 알루미늄, 산화 규소, 산화 지르코니아 등의 백색 안료를 들 수 있다.

그 외, 유채색의 색 재료로는, 프탈로시아닌계, 퀴나크리돈계, 아조계 및 축합계 불용성 레이크 안료, 무기 산화물계의 염안료를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 아닐린 블루, 칼코일 블루, 크롬 옐로우, 울트라마린 블루, 듀퐁 오일 레드, 퀴놀린 옐로우, 메틸렌 블루 클로라이드, 프탈로시아닌 블루, 말라카이트 그린 옥살레이트, 램프 블랙, 로즈 벤갈, C.I. 피그먼트 레드 48:1, C.I. 피그먼트 레드 122, C.I. 피그먼트 레드 57:1, C.I. 피그먼트 예로우 97, C.I. 피그먼트 블루 15:1, C.I. 피그먼트 블루 15:3 등을 대표적인 예로서 들 수 있다. 이들 염안료는 필요에 따라서 분산성 개량을 위한 표면 처리 등이 실시되어도 좋다.

유채색의 색 재료로는, 안료 시험 방법 JIS K 5101에 기초하여 얻어지는 바와 같이 내광성의 색차(ΔE*ab)가 2.0 이내이고, 내열성의 색차(ΔE*ab)가 130℃에서 2.0 이내인 안료(이하, 편의상 "특정 안료"라 칭함)를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 상술한 바와 같이, 상기 특정한 안료는 높은 내광성 및 내열성을 갖고 있는데, 이것은 광이나 열로 인해 변색되지 않음을 의미한다.

상기 특정 안료는 고도한 연색성(演色性)을 얻기 위해 상당히 미세하게 분산함으로써 도료나 잉크 등의 일반적으로 사용되는 유기 안료에 비해서, 예를 들면 백라이트 방식을 이용한 디스플레이 등의 용도에서 요구된 투명성이 확보되고, 보다 선명한 색채를 얻을 수 있다는 우수한 장점을 갖는다.

유채색의 특정 안료의 예로는, 400nm 내지 500nm 범위로 최대 흡수 파장을 갖는 청색 안료, 500nm 내지 600nm 범위로 최대 흡수 파장을 갖는 녹색 안료, 및 600nm 내지 700nm 범위로 최대 흡수 파장을 갖는 적색 안료 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 청색 안료의 예로서 C.I. 피그먼트 블루 15(15:3, 15:4, 15:6 등), 21, 22, 60, 64 등을 들 수 있고, 녹색 안료의 예로는 C.I. 피그먼트 그린 7, 10, 36, 47 등을 들 수 있고, 적색 피그먼트의 예로는 C.I.피그먼트 레드 9,. 97, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 177, 180, 192, 215, 216, 224 등을 들 수 있다.

이 특정 안료는 마스터 배치(batch) 안료로서 사용되는 것이 바람직하다. 여기서, "마스터 배치"라 함은 색 재료 배합의 경제성, 색 재료의 분산성 및 색 재료의 균일성의 향상과 함께 사출 성형, 압출 성형, 계량 등의 용이성을 개선하기 위하여 고려된 최종 성형물(본 발명에서는 표시 디바이스용 입자)에 대한 예비적 혼합물을 의미한다. 이 마스터 배치는 원료 수지에 소망하는 색채를 갖는 안료를고농도(통상, 5 내지 50질량%)로 혼합하고, 이 혼합물을 혼련(kneading)하고, 펠렛 형상(또는, 플레이크 형상 또는 판 형상)으로 가공함으로써 형성된다.

마스터 배치 안료로 이용되는 원료 수지의 예로는, 예를 들어, 스티렌, 메틸스티렌, 클로로스티렌, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, 도데실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 메틸 메카크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 이소브틸 메타크릴레이트, n-옥틸 메타크릴레이트, 도데실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴, 메타크리로니트릴, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 2-비닐피리딘 등의 라디컬 중합성 모노머의 호모 중합체 및 공중합체, 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 에폭시 수지 등을 들 수 있다.

마스터 배치 안료의 제조 방법을 이하에 설명한다. 우선, 상기 특정 안료와 상기 원료 수지를 유기 용매 중에 분쇄 분산시켜 안료 분산액을 조제한다. 여기서, 분쇄/분산 처리에는 샌드밀, 볼밀, 아트라이터 등의 매체 교반밀이 사용된다. 분쇄/분산 처리는 배치와 연속식 중 어느 한 방식으로 행해져도 좋다. 이 후, 이 안료 분산액으로부터 유기 용매를 제거하고, 다음에 분쇄를 행하여 원료 수지중에 특정 안료가 균일하게 분산된 마스터 배치 안료를 제조한다.

상기한 방식으로 얻어진 마스터 배치 안료를 사용하여 본 발명의 디스플레이디바이스용 입자를 제조하는 경우에는, 마스터 배치 안료를 모노머 중에 첨가하고 분산시킨 형태로 이용된다.

대전 제어제로서 사용되는 색 재료의 일례로는 전하 흡인기 또는 전하 공여기, 금속 혼합물 등을 갖는 물질을 들 수 있다. 그 구체예로는 C.I. 피그먼트 바이얼릿 1, C.I. 피그먼트 바이얼릿 3, C.I. 피그먼트 바이얼릿 23, C.I. 피그먼트 블랙 1 등을 들 수 있다.

색 재료의 비중이 1이면, 색 재료의 첨가량은 입자 전체에 대하여 1 내지 60질량%인 것이 바람직하고, 5 내지 50질량%인 것이 보다 바람직하다.

색 재료가 특정 안료인 경우, 색 재료의 비중이 1이면, 색 재료의 첨가량은 입자 전체에 대하여 1 내지 60질량%인 것이 바람직하고, 5 내지 30질량%인 것이 보다 바람직하다.

(수지)

수지의 예로는 폴리올레핀, 폴리스티렌, 아크릴 수지, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 알콜, 비닐 클로라이드, 폴리비닐 부티랄 등의 폴리비닐계 수지; 비닐-클로라이드-비닐 아세테이트 공중합체; 스티렌-아크릴레이트 공중합체; 오거노실록산 결합으로 이루어진 스티렌 실리콘 수지 및 그 변성 수지; 폴리테트라플루오르에틸렌, 폴리불화비닐, 폴리불화비닐리덴 등의 불소 수지; 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리카보네이트; 아미노 수지; 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 상기 수지들은 단독으로 사용되거나, 또는 복수의 수지가 혼합되어 함께 사용되어도 좋다. 상기 수지들은 가교시켜도 좋다. 또한, 수지로서는 종래의 전자사진법에 이용되는 토너용의 주요 성분으로서 알려진 공지된 결착 수지를 문제 없이 사용할 수 있다. 특히, 가교 성분을 함유한 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

(그 외의 첨가제)

본 발명의 표시 디바이스용 입자에는 필요에 따라서 대전성을 제어하기 위해서 대전 제어제를 첨가하여도 좋다. 대전 제어제로서는 전자 사진용 토너 재료에 사용되는 공지된 대전 제어제가 사용된다. 그 예로는 세틸피리딜 클로라이드, P-51과 P-52(오리엔트 화학 인더스트리사 제) 등의 제 4급 암모늄염, 살리실릭산계 금속 혼합물, 페놀 축합물, 테트라페닐 화합물, 칼릭스아렌 화합물과 함께 산화 금속 미립자와 각종의 커플링제에 의해 표면 처리된 산화 금속 미립자를 들 수 있다.

대전 제어제로는 무색 또는 저착색력 또는 대전 제어제가 함유되는 입자 전체의 색과 동일 계열의 색인 것이 바람직하다. 무색 또는 저 착색력 또는 대전 제어제가 함유되는 입자 전체의 색과 동일 계열의 색(즉, 입자에 함유되는 색 재료의 색과 동일 계열의 색)의 대전 제어제를 사용함으로써, 선택된 입자의 색상으로의 임팩트를 저감시킬 수 있다.

여기서, "무색"이라 함은 색채를 갖지 않음을 의미하고, "저착색력"이라 함은 대전 제어제가 함유되는 입자 전체의 색채에 미치는 영향이 적음을 의미한다. 또한, "대전 제어제가 함유되는 입자 전체의 색과 동일 계열의 색"이라 함은 대전 제어제 자신이 색상을 갖더라도, 대전 제어제가 함유되는 입자 전체의 색과 동일한 색 또는 근사한 색상이고, 결과로서, 대전 제어제가 함유되는 입자 전체의 색채에 미치는 영향이 적음을 의미한다. 예를 들면, 백색 안료를 색 재료로 함유하는 입자에서, 백색의 대전 제어제는 "대전 제어제가 함유되는 입자 전체의 색과 동일 계열의 색"의 범주에 포함된다. 어느 경우에서도, 대전 제어제의 색이 "무색", "저착색력" 또는 "대전 제어제가 함유된 입자 전체의 색과 동일 계열의 색"인가의 여부에 상관없이, 대전 제어제의 색은 대전 제어제를 함유하는 입자의 색이 소망하는 색으로 되도록 하면 충분하다.

대전 제어제의 첨가량은 바람직하게는 0.1 내지 10질량%이고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5질량%이다. 또한, 대전 제어제의 입자 중에서의 분산 단위의 크기에 대해서, 5㎛ 이하의 체적 평균 입자 직경을 사용하는 것이 적합하고, 1㎛ 이하의 체적 평균 입자 직경이 바람직하다. 또한, 입자 중에서 상용(相溶) 상태로 존재해도 좋다.

본 발명의 표시 디바이스용 입자에는 저항 조정제가 첨가되는 것이 바람직하다. 저항 조정제를 첨가함으로써, 입자 상호간의 전하 교환을 더 빠르게 할 수 있고, 표시 화상의 조기 안정화를 달성할 수 있다. 여기서, "저항 조정제"라 함은 도전성 미분말을 의미하고, 특히 전하 교환이나 전하의 누설을 적당한 수준으로 일으키는 도전성 미분말인 것이 바람직하다. 본 발명의 표시 디바이스용 입자에 저항 조정제를 공존시킴으로써, 장기간에 걸친 입자간의 마찰과 입자와 기판의 표면간의 마찰로 인한 입자의 전하량 증대, 소위 "차징-업(charging-up)"을 회피할 수 있다.

적당한 저항 조정제의 예로는, 체적 저항률이 10×10⁶Ωcm 이하, 바람직하게는 10×10⁴Ωcm 이하의 무기 미분말을 들 수 있다. 구체적인 예로는 산화 주석, 산화 티타늄, 산화 아연, 산화철 등의 각종의 도전성 산화물 중 소정의 것으로 코팅된 미립자, 예를 들면, 산화 주석 등으로 코팅된 산화 티나늄 등을 들 수 있다. 저항 조정제는 무색, 저착색력 또는 저항 조정제가 함유되는 입자 전체의 색과 동일 계열의 색인 것이 바람직하다. 이들 용어의 의미는 대전 제어제의 설명에서 상술한 것과 마찬가지이다. 저항 조정제의 첨가량은 착색 입자의 색을 방해하지 않는 범위 이내 이면 문제 없고, 0.1 내지 10질량%의 첨가량이 바람직하다.

본 발명의 표시 디바이스용 입자의 입자 직경은 일률적으로 언급할 수 없지만, 양호한 화상을 얻기 위해서는, 그 체적 평균 입자 직경이 1 내지 100㎛ 정도가 바람직하고, 3 내지 30㎛ 정도가 보다 바람직하다. 이들의 입자 크기 분포는 샤프한 것이 좋고, 단분산 입자 크기 분포가 보다 바람직하다.

(표시 디바이스용 입자의 제조 방법)

본 발명의 표시 디바이스용 입자의 제조 방법의 예로는, 현탁중합, 유화중합, 분산중합 등의 구 형상의 입자를 제조하는 습식 제조 방법과, 부정형 입자를 제조하는 종래의 분쇄/분급법 등을 들 수 있다. 또한, 입자의 형상을 균일하게 하기 위해, 열처리를 적합하게 실시할 수도 있다.

또한, 입자 크기 분포를 균일하게 하는 방법으로서, 분급에 의해 입자 크기 분포를 조정할 수 있다. 이것은, 예를 들면 진동체(vibrating sieve), 초음파체, 공기식체, 습식체, 원심력의 월리를 사용한 로터 회전식 분급기, 풍력계 분급기 등을 들 수 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 입자 크기 분포는 단독의 디바이스 또는 다수의 디바이스를 조합시킴으로써, 소망하는 입자 크기 분포로 조정될 수 있다. 특히 정밀 조정이 시행되는 경우에는, 습식체를 사용하는 것이 바람직하다.

다음에는 입자 형상을 제어하는 방법(형상 계수를 제어하는 방법)의 적합한 예에 대해서 설명하기로 한다. 소위 현탁 중합 방법은, 용매에 폴리머를 용해하고, 착색제를 혼합하고, 무기 분산제의 존재 하에서 상기 수계(water-based) 용매 중에 상기 혼합물을 분산하는 방법이다. 이 현탁 중합 방법은, 모노머와 상용성이 있고(즉, 용매와의 상용성이 없거나 또는 적음) 중합성이 없는 유기 용매를 첨가하여, 현탁 중합을 행한다. 이 방법의 예로는 입자의 형성, 제거 및 건조 공정에서 유기 용매를 제거시키는 건조 방법이 적당한 것으로 선택될 수 있다. 특개평 제 10-10775호 공보에 기재된 동결(freeze)-건조 방법이 유기 용매를 제거하기 위한 건조 방법을 적절히 선택하는 방법의 적절한 예이다. 이 동결 건조법에서는, -10℃ 내지 -200℃(바람직하게는, -30℃ 내지 -180℃)에서 행하는 것이 바람직하다. 또한, 동결-건조법은 압력 40Pa 이하 정도에서 행하고, 특히 13Pa 이하에서 행하는 것이 바람직하다. 여기서, 유기 용매의 예로는, 초산 메틸, 초산 프로필 등의 에스테르계 용매; 디에틸에테르 등의 에테르계 용매; 메틸에틸 케톤, 메틸이소프로필 케톤, 메틸이소부틸 케톤 등의 케톤계 용매; 톨루엔, 시클로헥산 등의 탄화수소계 용매; 디클로로메탄, 클로로포름, 트리클로로에틸렌 등의 할로겐화 탄화수소계 용매 등을 들 수 있다. 이들 용매는 폴리머를 용해할 수 있는 것이 바람직하고, 또는 물로 용해하는 비율이 0 내지 30질량% 정도인 것이 바람직하다. 또한, 공업화를 행함에 있어서, 안정성, 비용 및 생산성을 고려하면 시클로헥산이 특히 바람직하다.

또한, 특개 2000-292971호 공보에 기재된 작은 입자를 응집하고 합일시켜 소망하는 입자 직경으로 작은 입자를 증대시키는 방법, 또는 종래의 공지된 용융/혼련, 분쇄, 분급법 등으로 얻어진 입자에 기계적인 충격력(예를 들면, 하이브리다이저(나라 기계제작소 제)에 의함), 옹그밀(ang mill)(호소가와 미크론사 제), θ 컴포저(도쿠주공작소 제) 등)을 가하는 방법이나 가열시키는 방법 등으로도 입자 형상을 제어할 수 있다.

[본 발명의 화상 표시 매체의 구성]

본 발명의 화상 표시 매체는 서로 대향하도록 배치된 한쌍의 기판과, 그 한쌍의 기판 사이의 공극에 봉입된 적어도 2종류 이상의 입자로 이루어진 입자군을 포함한다. 상기 2종류 이상의 입자 중 적어도 1종류가 양으로 대전될 수 있는 성질을 갖고, 다른 적어도 1종류의 입자가 음으로 대전될 수 있는 성질을 갖는다. 상기 양으로 대전될 수 있는 입자와 음으로 대전될 수 있는 입자는 서로 다른 색채를 갖는다. 상기 양으로 대전될 수 있는 입자와 음으로 대전될 수 있는 입자 중 적어도 하나는 상술한 본 발명의 표시 디바이스용 입자이다.

(2종류 이상의 입자로 이루어진 입자군)

2종류 이상의 입자로 이루어진 본 발명의 입자군은 그 입자군 중 적어도 1종류(제 1 입자)가 양으로 대전될 수 있는 성질을 갖고, 다른 적어도 1종류의 입자(제 2 입자)가 음으로 대전될 수 있는 성질을 갖고, 상기 양으로 대전될 수 있는 입자와 음으로 대전될 수 있는 입자는 각각 다른 색채를 갖는다.

본 발명의 화상 표시 매체에서, 제 1 입자와 제 2 입자 중 적어도 한쪽의 입자의 비중을 저감시킴으로써 상기 과제를 해결할 수 있다. 즉, 본 발명의 화상 표시 매체에서는, 제 1 입자 및 제 2 입자 중 적어도 한쪽의 입자로서, 비중을 저감시킨 본 발명의 표시 디바이스용 입자를 사용함으로써, 입자간의 응집성 및 기판과의 박리성을 저감시키고, 안정한 표시 화상을 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 화상 표시 매체에서는, 구동 전압을 낮게 설정할 수 있고, 외부로부터의 충격 및 장기간에 걸친 정적 상태에서도, 장기간에 걸쳐 안정한 표시 화상을 확보할 수 있다.

상기 설명에서, 양으로 대전되는 1종류의 입자(제 1 입자)와 음으로 대전되는 1종류의 입자(제 2 입자)가 있는 것으로 전제한 표현을 사용하였지만, 양으로 대전된 입자와 음으로 대전된 입자 중 1종류만 있거나, 또는 각각 2종류 이상 있더라도 문제가 없다. 각각 2종류 이상인 경우라도, 그 중 1종류가 본 발명의 표시 디바이스용 입자로 구성되면, 상술한 것과 동일한 작용 기구로 인해 본 발명의 효과가 달성될 수 있다.

이하, 본 발명의 화상 표시 매체에서, 제 1 입자 및 제 2 입자 모두, 즉 양으로 대전될 수 있는 입자와 음으로 대전될 수 있는 입자 모두의 총칭을 "표시 입자"라 칭한다. 상기 표시 입자는 모두 상기 본 발명의 표시 디바이스용 입자로 구성되는 것이 바람직하지만, 후술하는 바와 같이, 폴리머 미립자를 내부에 함유하지않은 종래의 공지된 입자를 병용할 수도 있다.

병용 가능한 종래의 공지된 입자로서는 적어도 색 재료 및 수지로 이루어지고 이 색 재료 및 수지가 상기 본 발명의 표시 디바이스용 입자와 동일한 입자를 사용할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같은 방식으로, 상기 입자가 필요에 따라서 대전 제어제를 함유하여도 좋고, 색 재료가 대전 제어제로서 작용하여도 좋다.

본 발명의 화상 표시 매체에서, 표시 입자의 한쪽은 백색인 것이 바람직하고, 환언하면, 표시 입자의 한쪽에 백색 재료를 함유하는 것이 바람직하다. 한쪽의 입자를 백색으로 함으로써, 다른쪽 입자의 착색력과 농도 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 여기서, 한쪽 입자를 백색으로 하기 위한 백색 재료로서는 산화 티나늄이 바람직하다. 재료로서 산화 티타늄을 사용함으로써, 가시광의 파장 범위에서, 은폐력을 높이고, 농도 콘트라스트를 한층 향상시킬 수 있다. 백색 재료로서는 루틸형 산화 티타늄이 특히 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 산화 티타늄은 각각 다른 입자 직경을 갖는 2종류 이상의 산화 티타늄인 것이 바람직하다. 일반적으로, 산화 티타늄의 분산성은 나쁘다. 분산성을 향상시켜도, 입자의 직경이 큰 산화 티타늄은 그 비중이 큰 만큼 2차, 3차 응집의 발생이 빠르고, 분산 안정성이 나쁘고, 은폐력을 충분히 발휘할 수 없는 경우가 있다. 한편, 입자 직경이 작은 산화 티타늄 입자는 광의 산란을 충분하게 일으킬 수 없어서, 은폐력이 작아지는 경우가 있다. 따라서, 평균 입자 직경이 다른 2종류 이상의 산화 티타늄을 병용함으로써, 분산 안정성 및 은폐성의 향상을 양립시킬 수 있다.

사용될 수 있는 적어도 1종류의 산화 티타늄의 일차 입자 직경은 광학적으로 은폐성이 높은 입자 직경인 0.1㎛ 내지 1.0㎛인 것이 바람직하고, 다른 산화 티타늄의 일차 입자 직경은 0.1㎛ 미만인 것이 바람직하다.

입자 직경이 작은 산화 티타늄에는 표면 처리를 실시하여도 좋다. 표면 처리제로서는 백색도에 영향을 미치지 않는 범위에서 각종의 커플링제 또는 유기물 중 소정의 것을 용매에서 용해시킨 것을 사용할 수 있다.

여기서, 산화 티타늄을 함유한 백색 표시 입자는 다른 색 재료를 갖는 표시 입자에 비해서 특히 비중이 크기 때문에, 표시 입자로서 상술한 본 발명의 표시 디바이스용 입자를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 표시 디바이스용 입자에 함유된 폴리머 미립자를 중공 입자로 함으로써, 백색도가 높아져서, 보다 높은 콘트라스트를 기대할 수 있다.

본 발명은 표시 입자의 한쪽이 백색인 것으로 제한되지 않는다. 예를 들면, 표시 입자의 한쪽이 흑색인 것도 가능하다. 이 경우에, 예를 들면, 흑색의 문자나 기호와 다른 색의 문자나 기호를 전환하여 표시를 행할 때에 특히 유효하다.

또한, 표시 입자에서는 그 중 한쪽이 양으로 대전될 수 있는 성질을 갖고, 다른쪽이 음으로 대전될 수 있는 성질을 갖도록 조정할 필요가 있지만, 다른 종류의 입자가 충돌하고 마찰하여 대전될 때에는, 양자의 대전열의 위치 관계로 인해 한쪽이 양으로 대전되고, 다른쪽이 음으로 대전된다. 따라서, 예를 들면, 대전 제어제를 적당히 선택함으로써, 이 대전열의 위치를 적절히 조정할 수 있다.

표시 입자의 입자 크기로서는, 예를 들면, 백색 입자와 흑색 입자의 입자 직경 및 분포를 거의 동등하게 함으로써, 2-성분 현상제의 경우와 같은 대 입자 직경의 입자가 소 입자 직경의 입자에 의해 둘러싸인다는 소위 부착 상태가 회피될 수 있으므로, 높은 백색 농도 및 높은 흑색 농도를 얻을 수 있다. 변동 계수는 15% 이하 정도가 바람직하고, 특히 바람직하게는 단분산이 좋다.

소 입자 직경의 입자는 대 입자 직경의 입자 주위에 부착하여 큰 입자 본래의 색 농도를 내리는 경우가 있다. 또한, 콘트라스트는 백과 흑 입자의 혼합비에 의해서도 변화하는 경우가 있다. 표시 입자의 표시 표면적이 동등하게 되는 정도의 혼합 비율이 바람직하다. 혼합 비율이 상기 혼합 비율로부터 크게 벗어나면, 비율이 큰 입자의 색이 강하게 될 수 있다. 그러나, 동일한 색에서 짙은 색조의 표시와 옅은 색조의 표시를 할 때 콘트라스트를 증가시키는 경우나, 2종류 이상의 착색 입자가 혼합하여 이루어진 색에서 표시를 행하는 경우에는 이에 따르지 않는다.

(기판)

한쌍의 기판은 서로 대향하도록 배치되고, 그 한쌍의 기판 사이의 공극에는 표시 입자가 봉입된다. 본 발명에서, 기판은 도전성을 갖는 판-형상체(도전성 기판)이다. 화상 표시 매체의 기능을 갖기 위하여, 한쌍의 기판의 적어도 하나가 투명 도전성 기판이어야 한다. 여기서, 투명 도전성 기판은 표시 기판이다.

도전성 기판으로서는 기판 자체가 도전성인 구성이거나, 절연성 지지체 표면을 도전화 처리한 것이어도 좋다. 도전성 기판은 결정이거나 또는 비결정이라도 좋다. 기판 자체가 도전성인 도전성 기판의 예로는, 알루미늄, 스테인레스 스틸,니켈, 크롬 등의 금속 및 그 합금, Si, GaAs, GaP, GaN, SiC, ZnO 등의 반도체 등을 들 수 있다.

절연성 지지체 재료의 예로는, 폴리머 필름, 유리, 석영, 세라믹 등을 들 수 있다. 절연성의 지지체의 도전화 처리는 상기 기판 자체가 도전성인 도전성 기판의 구체예로서 열거한 금속 또는 금, 은, 동 등을 증착법, 스퍼터링법, 이온 도금법 등에 의해 성막하여 행해질 수 있다.

투명 도전성 기판으로는, 절연성 투명 지지체의 한쪽 면에 투명 전극이 형성된 도전성 기판, 또는 그 자체가 도전성인 투명 지지체가 사용되고 있다. 그 자체가 도전성인 투명 지지체의 재료로는, ITO, 산화 아연, 산화 주석, 산화 납, 산화 인듐, 요오드 동 등의 투명 도전성 재료를 들 수 있다.

절연성 투명 지지체로서는, 유리, 석영, 사파이어, MgO, LiF, CaF₂등의 투명한 무기 재료 또는 불소 수지, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 에폭시 등의 투명한 유기 수지의 필름 또는 판형상체 또는 광섬유, 셀폭(Selfoc) 광학 플레이트 등이 사용될 수 있다.

상기 투명 지지체의 한쪽 면에 설치된 투명 전극으로서는, ITO, 산화 아연, 산화 주석, 산화 납, 산화 인듐, 요오드화 동 등의 투명 도전성 재료를 사용하여 증착, 이온 도금, 스퍼터링 등의 방법에 의해 형성된 구조물, 또는 Al, Ni, Au 등의 금속을 증착 또는 스퍼터링 등에 의해 충분히 반투명으로 될 정도로 얇게 형성한 구조물이 사용될 수 있다.

이들 기판에서 서로 대향하는 측의 표면은 입자의 대전 극성에 영향을 미치기 때문에, 적절한 표면 상태로 보호층을 설치하는 것이 바람직하다. 보호층은 주로 기판으로의 접착성, 투명성 및 전극열과 함께 표면을 오염시키지 않는 능력의 관점으로부터 적절히 선택될 수 있다. 보호층 재료의 구체예로는 폴리카보네이트 수지, 비닐 실리콘 수지, 불소기 함유 수지 등을 들 수 있다. 수지는 사용하는 입자의 주 모노머의 구성 및 입자와의 마찰 대전의 차가 작은 것이 양립할 수 있는 것이 선택된다.

[본 발명의 화상 형성 장치의 실시예]

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 화상 표시 매체를 사용한 본 발명의 화상 형성 장치의 실시예에 대해서 상세하게 설명하기로 한다. 또한, 동일한 기능을 갖는 부재는 도면 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 경우가 있다.

- 제 1 실시예 -

도 1에는 본 실시예에 관련된 화상 표시 매체 및 이 화상 표시 매체에 화상을 형성하기 위한 화상 형성 장치가 예시되어 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 제 1 실시예에 관련된 화상 형성 장치(12)는 전압 인가 수단(201)을 구비하고 있다. 화상 표시 매체(10)는 화상이 표시되는 측의 표시 기판(14)과 이 표시 기판(14)과 대향하는 비표시 기판(16)과의 사이에 스페이서(204), 흑색 입자(18) 및 백색 입자(20)가 봉입된 구성으로 되어 있다. 설명된 층에서와 같이, 표시 기판(14)과 비표시 기판(16) 각각에는 투명 전극(205)이부착되어 있으며, 비표시 기판(16)의 투명 전극(205)은 접지되고, 표시 기판(14)의 투명 전극(205)은 전압 인가 수단(201)과 접속되어 있다.

다음에, 화상 표시 매체(10)에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

화상 표시 매체(10)의 외측을 구성하는 표시 기판(14)과 비표시 기판(16)으로는, 예를 들면 50×50×1.1mm 투명 전극 ITO이 부착된 7059 유리 기판을 사용한다. 유리 기판의 입자와 접하는 내측 표면(206)은 5㎛ 두께의 폴리카보네이트 수지(PC-Z)로 코팅된다. 40×40×0.3mm의 실리콘 고무 플레이트(204)의 중앙부를 15×15mm의 정방형으로 절단하여 공간을 형성하고, 이 실리콘 고무 플레이트를 비표시 기판(16) 상에 설치한다. 예를 들면, 체적 평균 입자 직경 20㎛의 산화 티타늄을 함유하는 구 형상의 백색 미립자(20)와, 예를 들면 체적 평균 입자 직경 20㎛의 카본을 함유하는 구 형상의 흑색 미립자(18)를 질량비 2 대 1의 비율로 혼합하고, 이 혼합된 입자의 약 15mg을 실리콘 고무 플레이트의 정방형으로 절단한 공간으로 스크린을 통해 흔들어 떨어트린다. 그 후, 이 실리콘 고무 플레이트에 표시 기판(14)을 밀착시켜, 양 기판간을 더블 클립으로 가압 유지함으로써, 실리콘 고무 플레이트와 양 기판을 함께 밀착시켜 화상 표시 매체(10)를 형성한다.

- 제 2 실시예 -

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제 2 시시예에 대해서 설명하기로 한다.

도 2에는 단순한 매트릭스를 사용한 화상 표시 매체(10) 상에 화상을 형성하기 위한 본 실시예에 따른 화상 형성 장치(12)가 예시되어 있다. 전극(403An 및 404Bn)(n은 정수)은 다순한 매트릭스 구조로 배치되어 있다. 전극(403An, 403Bn)간의 공간에 대전성이 다른 복수의 입자군을 봉입하고, 파형 발생 장치(402B) 및 전원(402A)에 의해 구성된 전계 발생 장치(402) 또는 파형 발생 장치(405B) 및 전원(405A)에 의해 구성된 전계 발생 장치(405)에 의해 각 전극(403A, 403B)에 전위를 발생시켜서, 시퀀서(406)에 의해 전극의 전위 구동 타이밍을 제어하고, 각 전극의 전압 구동을 제어한다. 한쪽 면의 전극(403A1 내지 An)에는 1행 단위로 입자가 구동될 수 있는 전계를 인가하고, 다른쪽 면의 전극(404B1 내지 Bn)에는 화상 정보에 따른 전계를 면 내에 동시에 인가할 수 있다.

도 3, 도 4 및 도 5에는 도 2의 임의의 면에서의 화상 형성부의 단면을 나타낸다. 입자는 전극면 또는 기판면에 접촉하고 있고, 기판의 적어도 한쪽 면은 투명하고, 입자의 색은 투과하여 외부로부터 보여질 수 있다.

전극(403A, 404B)은 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 기판에 매립되어 일체화하거나, 또는 도 5에 나타낸 바와 같이 기판으로부터 분리되어 설정되도록 형성되는 것이 좋다.

상술한 장치에 적당히 전계를 설정함으로써, 단순 매트릭스 구동에 따른 표시가 가능하게 된다. 입자가 전계에 대하여 이동의 임계치를 가지면, 구동이 가능하고, 입자의 색, 대전 극성, 대전량 등의 제한은 받지 않는다.

- 제 3 실시예 -

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제 3 실시예에 대해서 설명하기로 한다. 제 3 실시예는 인자(印字) 전극을 사용하는 화상 형성 장치이다.

도 6 및 도 7a에 나타낸 바와 같이, 인자 전극(11)은 기판(13)과, 직경이 예를 들면 100㎛인 복수의 전극(15)으로 구성된다. 화상 형성 장치(12)는 인자 전극(11), 대향 전극(26), 전원(28) 등을 구비하고 있다.

도 7a에 나타낸 바와 같이, 복수의 전극(15)은 표시 기판(14)의 한쪽 면에 화상 표시 매체(10)의 반송 방향(도 6에서의 화살표 B 방향)과 대략 직교하는 방향(즉, 주 주사 방향)에 따라 화상의 해상도에 맞춰서 소정 간격으로 1열로 정렬되어 있다. 전극(15)은 도 7b에 나타낸 바와 같이 정방향이거나, 또는 도 7c에 나타낸 바와 같이 매트릭스 형상으로 배치되어도 좋다.

도 8에 나타낸 바와 같이, AC 전원(17A)과 DC 전원(17B)이 접속 제어부(19)를 통해서 각 전극(15)과 접속된다. 접속 제어부(19)는 일단이 전극(15)에 접속되고 타단이 AC 전원(17A)에 접속된 스위치(21A)와, 일단이 전극(15)과 접속되고 타단이 DC 전원(17B)과 접속된 스위치(21B)가 복수의 스위치로 구성되어 있다.

이 스위치는 제어부(60)에 의해 온과 오프가 제어되어, AC 전원(17A) 및 DC 전원(17B)을 전기적으로 접속한다. 이것에 의해, AC 전압 또는 DC 전압, 또는 AC 전압과 DC 전압이 중첩된 전압을 인가할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제 3 실시예의 작용을 설명한다.

우선, 화상 표시 매체(10)가 도시하지 않은 반송 수단에 의해 도 6의 화살표 방향으로 반송된다. 인자 전극(11)과 대향 전극(26) 사이에 반송되면, 제어부(60)는 접속 제어부(19)에 지시하여 모든 스위치(21A)를 온 시킨다. 이것에 의해 모든 전극(15)에 AC 전원(17A)으로부터 AC 전압이 인가된다.

여기서, 화상 표시 매체는 전극을 갖지 않는 한쌍의 기판 내의 공간에 2종류이상의 입자군이 봉입된 매체이다.

AC 전압이 전극(15)에 인가되면, 화상 표시 매체(10) 내의 흑색 입자(18)와 백색 입자(20)가 표시 기판(14)과 비표시 기판(16)의 사이를 왕복 운동한다. 이것에 의해, 입자간의 마찰 및 기판과 입자간의 마찰로 인해 흑색 입자(18)와 백색 입자(20)가 마찰 대전된다. 예를 들면, 흑색 입자(18)가 양으로 대전되고, 백색 입자(20)는 대전되지 않거나 또는 음으로 대전된다. 이하에서는 백색 입자(20)가 음으로 대전되는 것으로서 설명한다.

그리고, 제어부(60)는 접속 제어부(19)에 지시하여 화상 데이터에 대응하는 위치의 전극(15)에 대응하는 스위치(17B)만을 턴 온시켜서, 화상 데이터에 대응하는 위치의 전극(15)에 DC 전압을 인가시킨다. 예를 들면, 비화상부에 DC 전압을 인가하고, 화상부에는 DC 전압을 인가하지 않도록 한다.

이것에 의해 전극(15)에 DC 전압을 인가하는 경우, 도 6에 나타낸 바와 같이 인자 전극(11)이 표시 기판(14)과 대향하는 부분에 있던 양으로 대전된 흑색 입자(18)는 전계의 작용에 의해 비표시 기판(16) 측으로 이동한다. 또한, 비표시 기판(16) 측에 있던 음으로 대전된 백색 입자(20)는 전계의 작용에 의해 표시 기판(14) 측으로 이동한다. 따라서, 표시 기판(14) 측에는 백색 입자(20)만이 나타나기 때문에, 비화상부에 대응하는 부분에 화상은 표시되지 않는다.

한편, 전극(15)에 DC 전압이 인가되지 않는 경우, 인자 전극(11)이 표시 기판(14)에 대향하는 부분에 있던 양으로 대전된 흑색 입자(18)는 전계의 작용에 의해 표시 기판(14) 측에 그대로 유지된다. 또한, 비표시 기판(16)측에 있는 양으로대전된 흑색 입자(18)는 전계의 작용에 의해 표시 기판(14) 측으로 이동한다. 따라서, 표시 기판(14) 측에는 흑색 입자(18)만이 나타나기 때문에, 화상부에 대응하는 부분에 화상이 표시된다.

이것에 의해 표시 기판(14) 측에는 흑색 입자(18)만이 나타나기 때문에, 화상부에 대응하는 부분에 화상이 표시된다.

이와 같이 하여 화상에 따라 흑색 입자(18)와 백색 입자(20)가 이동하고, 표시 기판(14) 측에는 화상이 표시된다. 백색 입자(20)가 대전되지 않는 경우, 흑색 입자(18)만이 전계의 영향을 받아 이동한다. 화상이 표시되지 않는 부위에서의 흑색 입자(18)는 비표시 기판(16)으로 이동하고, 표시기판(14) 측으로부터 백색 입자(20)에 의해 은폐되기 때문에, 화상의 표시가 가능한다. 또한, 화상 표시 매체(10)의 기판 사이에서 발생됐던 전계가 소실된 후에도, 입자 고유의 부착력에 의해 표시된 화상이 유지된다. 또한, 이들 입자는 기판 사이에서 전계가 발생하면 다시 이동할 수 있기 때문에, 화상 형성 장치(12)에 의해 반복해서 화상을 표시하게 할 수 있다.

이와 같이, 공기를 매질로 하여 대전한 입자를 전계에 의해 이동시키기 때문에, 안정성이 높다. 또한, 공기는 점성 저항이 낮기 때문에, 고속 응답성을 충족시킨다.

- 제 4 실시예 -

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제 4 실시예를 상세히 설명한다. 제 4 실시예는 정전 잠상 담지체(carrier)를 사용하는 화상 형성 장치이다.

도 9에는 본 발명의 제 4 실시예의 화상 형성 장치(12)가 예시된다. 화상 형성 장치(12)는 정전 잠상 형성부(22), 드럼 형상의 정전 잠상 담지체(24), 대향 전극(26), DC 전압 전원(28) 등을 구비하고 있다.

정전 잠상 형성부(22)는 대전 장치(80) 및 광빔 주사 장치(82)를 구비하고 있다. 정전 잠상 담지체(24)로는 감광체 드럼(24)을 사용할 수 있다. 감광 드럼(24)은 드럼 형상이고 알루미늄, SUS 등으로 형성된 도전성 기판(24A)에 광도전층(24B)을 형성한 구성이다. 광도전층의 재료로는 공지된 재료 중 임의의 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, α-Si, α-Se, As₂Se₃등의 무기 광도전성 재료 및 PVK/TNF 등의 유기 광도전성 재료를 사용할 수 있다. 이들 재료는 플라즈마 CVD, 증착, 딥핑(dipping)법 등에 의해 광도전층(24B)을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 필요에 따라서, 전하 전송층이나 오버코트층 등을 형성하여도 좋다.

대전 장치(80)는 정전 잠상 담지체(24)의 표면을 소망하는 전위로 균일하게 대전한다. 대전 장치(80)는 감광체 드럼(24)의 표면을 임의의 전위로 대전시키는 것으로 충분하고, 본 실시예에서는, 전극 와이어에 고전압을 인가하고, 전극 와이어와 정전 잠상 담지체(24)와의 사이에서 코로나 방전을 발생시켜, 감광체 드럼(24)의 표면을 균일하게 대전하는 코로트론(corotron)을 대전 장치(80)로서 사용한다. 그 외에도, 도전성 롤러 부재, 브러시, 필름 부재 등을 감광체 드럼(24)에 접촉시키고, 이것에 전압을 인가하여, 감광체 드럼의 표면을 대전하는 등의 공지된 각종의 대전자치를 사용할 수 있다.

광빔 주사 장치(82)는 대전된 정전 잠상 담지체(24)의 표면을 화상 신호에 기초하여 미소 스폿 형태의 광을 조사하여, 정전 잠상 담지체(24) 상에 정전 잠상을 형성한다. 광빔 주사 장치(82)는 화상 정보에 따라 감광체 드럼(24)의 표면에 광빔을 조사하여, 균일하게 대전된 감광체 드럼(24) 상에 정전 잠상을 형성하는 구성이면 충분하다. 본 실시예에서, 광빔 주사 장치(82)는 폴리곤 미러(84), 벤드-백(bend-back) 미러(86), 도시하지 않은 광원, 렌즈 등을 구비한 결상(focussing) 광학계에 의해 소정의 스폿 직경으로 조정된 레이저 빔을 화상 신호에 따라서 턴 온·오프시키면서 폴리곤 미러(84)에 의해 감광체 드럼(24)의 표면을 광 주사시키는 ROS(Raster Output Scanner) 장치로 한다. ROS 장치 이외에도 LED를 소망하는 해상도에 따라서 정렬시킨 LED 헤드 등을 광빔 주사 장치(82)로서 사용하여도 좋다.

정전 잠상 담지체(24)의 도전성 기판(24A)은 접지되어 있다. 또한, 정전 잠상 담지체(24)는 도 9에서의 화살표 A 방향으로 회전한다.

대향 전극(26)은, 예를 들면, 탄성을 갖는 도전성 롤러 부재로 구성되어 있다. 이것에 의해 대향 전극(26)을 화상 표시 매체(10)와 보다 밀착하도록 설정할 수 있다. 대향 전극(26)은 도 9에서의 화살표 B 방향으로 도시하지 않은 반송 수단에 의해 반송되는 화상 표시 매체(10) 측의 위치에 배치되고, 그 반대측에는 정전 잠상 담지체(24)가 배치된다. DC 전압 전원(28)은 대향 전극(26)과 접속된다. 대향 전극(26)은 DC 전압 전원(28)에 의해 바이어스 전압 VB이 인가된다. 이 인가된 바이어스 전압 VB는, 예를 들면 도 10에 나타낸 바와 같이 정전 잠상 담지체 상의 양의 전하가 대전된 부분의 전위인 VH와, 대전되지 않는 부분의 전위인 VL 사이의 중간 전위이다. 또한, 대향 전극(26)을 화살표 C 방향으로 회전시킨다.

다음에, 제 4 실시예의 작용에 대해서 설명한다.

정전 잠상 담지체(24)가 도 9에서의 화살표 A 방향으로 회전을 개시하면, 정전 잠상 형성부(22)에 의해 정전 잠상 담지체(24) 상에 정전 잠상이 형성된다. 한편, 화상 표시 매체(10)는 도시하지 않은 반송 수단에 의해 도 9에서의 화살표 B 방향으로 반송되어, 정전 잠상 담지체(24)와 대향 전극(26) 사이에 반송된다.

여기서, 도 10에 나타낸 바이어스 전압 VB는 대향 전극(26)에 인가된다. 대향 전극(26)과 대향하는 위치의 정점 잠상 담지체(24)의 전위는 VH이다. 따라서, 정전 잠상 담지체(24)의 표시 기판(14)과 대향하는 부분이 양의 전하로 대전되는 경우(비화상부)이며, 또한 표시 기판(14)의 정전 잠상 담지체(24)와 대향하는 부분에 흑색 입자(18)가 부착한 경우에는, 양으로 대전된 흑색 입자(18)는 표시 기판(14) 측으로부터 비표시 기판(16) 측으로 이동하여, 비표시 기판(16)에 부착한다. 이것에 의해 표시 기판(14) 측에는 백색 입자(20)만이 나타나기 때문에, 비화상부에 대응하는 부분에는 화상이 표시되지 않는다.

한편, 정전 잠상 담지체(24)의 표시 기판(14)과 대향하는 부분이 양의 전하로 대전되어 있지 않은 경우(화상부)이며, 또한 비표시 기판(16)의 대향 전극(26)과 대향하는 부분에 흑색 입자(18)가 부착한 경우에는, 대향 전극(26)과 대향하는 위치의 정전 잠상 담지체(24)의 전위는 VL로 되기 때문에, 대전된 흑색 입자(18)는 비표시 기판(16) 측으로부터 표시 기판(14) 측으로 이동하여, 표시 기판(14)에 부착한다. 이것에 의해 표시 기판(14) 측에는 흑색 입자(18)만이 나타나기 때문에, 화상부에 대응하는 부분에 화상이 표시된다.

이와 같이 하여, 화상에 따라서 흑색 입자(18)가 이동하고, 표시 기판(14) 측에 화상이 표시된다. 화상 표시 매체(10)의 기판 사이에 발생한 전계가 소실한 후에도, 입자 고유의 부착력 및 입자와 기판간의 경상력(鏡像力)에 의해 표시된 화상이 유지된다. 또한, 흑색 입자(18) 및 백색 입자(20)는 기판 사이에 전계가 발생하면 다시 이동하기 때문에, 화상 형성 장치(12)에 의해 반복하여 화상을 표시시킬 수 있다.

이와 같이, 대향 전극(26)에 바이어스 전압이 인가되기 때문에, 흑색 입자(18)가 표시 기판(14) 또는 비표시 기판(16) 중 어느 하나에 부착하고 있는 경우에도, 흑색 입자(18)를 이동시킬 수 있다. 따라서, 흑색 입자(18)를 미리 한쪽의 기판측에 부착할 필요가 없다. 또한, 콘트라스트 및 첨예도(sharpness)가 높은 화상을 형성할 수 있다. 또한, 공기를 매질로서 대전시킨 입자를 전계에 의해 이동시키기 때문에, 안정성이 높다. 또한, 공기는 점성 저항이 낮기 때문에, 고속 응답성을 만족시킬 수 있다.

이상, 도면을 참조하여 본 발명의 화상 표시 매체를 사용한 본 발명의 화상 형성 장치의 실시예에 대해서 설명하였지만, 이들 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 상기 표시 입자를 사용하는 이외에, 소망하는 대로 구성할 수 있다. 또한, 입자 색의 조합으로서 흑과 백을 사용하였지만, 본 발명은 이러한 조합에 한정되지 않고, 색채를 갖는 입자를 필요에 따라서 적절히 선택할 수 있다.

실시예

이하, 본 발명을 예를 들어서 더 구체적으로 설명한다. 단, 이 각 실시예들은 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 이하의 실시예 및 비교예에서는 상술한 "본 발명의 화상 형성 장치의 실시예"의 섹션에서 설명한 제 1 실시예에 따른 화상 표시 매체 및 화상 형성 장치(즉, 도 1의 구성의 화상 표시 매체 및 화상 형성 장치)를 사용하고, 백색 입자(20) 및 흑색 입자(18)(또는, 청색 입자)의 구성을 변화시킴으로써, 본 발명의 효과를 확인할 수 있었다. 이 때, 각 부재의 크기, 재질 등도 상술한 "본 발명의 화상 형성 장치의 실시예"의 섹션에서 설명한 것과 마찬가지이다.

(백색 입자 -1의 제조)

- 분산액 A의 조제 -

하기 조성을 함께 혼합하고, 10mmφ의 지르코니아(zirconia) 볼에 의해 볼밀 분쇄를 20시간 실시하여 분산액 A를 조제하였다.

〈조성〉

·메타크릴산 시클로헥실...64질량부

·산화 티타늄 1(백색 안료)...25질량부

(일차 입자 직경 0.3㎛, TIPAQUE CR63; 이시하라 산교사 제)

·폴리머 입자...10질량부

(일차 입자 직경 0.3㎛, SX866(A); JSR사 제)

·대전 제어제...1질량부

(COPY CHARGE PSY VP2038; 클라리언트 재팬사 제)

- 분산액 B의 조제 -

하기 조성을 함께 혼합하고, 분산액 A와 마찬가지 방식으로 볼 밀에서 미세 분쇄하여 분산액 B를 조제하였다.

〈조성〉

·탄산 칼슘...40질량부

·물...60질량부

- 혼합액 C의 조제 -

하기 조성을 혼합하고, 초음파기로 탈기(脫氣)를 10분간 행하고 유화기로 교반하여 혼합액 C를 조제하였다.

〈조성〉

·2% 셀로겐 수용액...4.3g

·분산액 B...8.5g

·20%식염수...50g

분산액 A 35g, 디비닐벤젠 1g과 중합 개시제 AIBN 0.35g을 측량하고 함계 충분히 혼합하여, 초음파 장치에서 이 혼합물에 탈기를 10분간 행하였다.

이 혼합액을 상기 혼합액 C 중에 첨가하고, 유화기에서 혼합액을 유화한 다음, 유화액을 병에 담은 후 실리콘 스토퍼로 마개를 하였다. 주사침을 사용하여 병 내부를 충분히 감압 탈기하여, 질소 가스로 봉입하였다. 다음에, 70℃에서 10시간동안 반응시켜 입자를 얻었다. 얻어진 입자 분말을 이온 교환수 중에 분산시키고, 염산수로 탄산 칼슘을 용해시키고, 그 혼합물을 필터링하였다. 이 후, 충분한 증류수로 세정하고, 20㎛와 25㎛의 구멍을 갖는 나일론 체(sieve)를 통해 체질(sieving)함으로써 입자 크기를 균일하게 하였다. 이 입자를 건조시켜서, 평균 입자 직경 22㎛의 백색 입자 -1(본 발명의 표시 디바이스용 입자)를 얻었다.

(백색 입자 - 2의 제조)

분산액 A 대신에 하기 분산액 A'를 사용하는 것을 제외하고는 상기 백색 입자 -1의 제조와 마찬가지로 백색 입자 -2(본 발명의 표시 디바이스용 입자)를 제조하였다. 얻어진 백색 입자 -2의 평균 입자 직경은 22㎛이었다.

- 분산액 A'의 조제 -

하기 조성을 함께 혼합하고, 10mmφ의 지르코니아 볼에 의해 볼 밀 분쇄를 20시간동안 실시하여, 분산액 A'를 조제하였다.

〈조성〉

·메타크릴산 시클로헥실...64질량부

·산화 티타늄 1(백색 안료)...25질량부

(일차 입자 직경 0.3㎛, TIPAQUE CR63; 이시하라 산교사 제)

·산화 티타늄 2(백색 안료)...5질량부

(일차 입자 직경 0.8㎛, STT-30EHJ; 티탄 고교사 제)

·폴리머 입자(중공 입자)...5질량부

(일차 입자 직경 0.3㎛, SX866(A); JSR사 제)

·대전 제어제...1질량부

(본트론 E89; 오리엔트 화학 공업사 제)

(백색 입자 -3의 제조)

분산액 A' 대신에 하기 분산액 A"를 사용하는 것을 제외하고는 상기 백색 입자 -2의 제조와 마찬가지로 백색 입자 -3를 제조하였다. 얻어진 백색 입자 -3의 평균 입자 직경은 21㎛이었다. 또한, 얻어진 백색 입자 -3의 비중은 백색 입자 -1의 약 1.3배, 백색 입자 -2의 약 1.2배 이었다.

- 분산액 A"의 조제 -

하기 조성을 함께 혼합하고, 10mmφ의 지르코니아 볼에 의해 볼 밀 분쇄를 20시간동안 실시하여, 분산액 A"를 조제하였다.

〈조성〉

·메타크릴산 시클로헥실...55질량부

·산화 티타늄 1(백색 안료)...44질량부

(일차 입자 직경 0.3㎛, TIPAQUE CR63; 이시하라 산교사 제)

·대전 제어제...1질량부

(COPY CHARGE PSY VP2038; 클라리언트 재팬사 제)

(흑색 입자 -1의 제조)

분산액 A 대신에 하기 분산액 K를 사용하는 것을 제외하고는 상기 백색 입자 -1의 제조와 마찬가지로 흑색 입자 -1을 제조하였다. 얻어진 흑색 입자 -1의 평균 입자 직경은 23.2㎛이었다.

- 분산액 K의 조제 -

하기 조성을 함께 혼합하고, 10mmφ의 지르코니아 볼에 의해 볼 밀 분쇄를 20시간동안 실시하여, 분산액 K를 조제하였다.

〈조성〉

·메틸 메타크릴레이트...81질량부

·디에틸아미노 에틸메타크릴레이트...4질량부

·카본 블랙 그래프트 폴리머...15질량부

(CX-GLF-0215S; 니폰 쇼쿠바이사 제)

(흑색 입자 -2의 제조)

분산액 A 대신에 하기 분산액 K'를 사용하는 것을 제외하고는 상기 백색 입자 -1의 제조와 마찬가지로 흑색 입자 -2(본 발명의 표시 디바이스용 입자)를 제조하였다. 얻어진 흑색 입자 -2의 평균 입자 직경은 22.5㎛이었다.

- 분산액 K'의 조제 -

하기 조성을 함께 혼합하고, 10mmφ의 지르코니아 볼에 의해 볼 밀 분쇄를 20시간동안 실시하여, 분산액 K'를 조제하였다.

〈조성〉

·메틸 메타크릴레이트...71질량부

·디에틸아미노 에틸메타크릴레이트...4질량부

·티타늄 블랙(흑색 안료)...15질량부

·폴리머 미립자...10질량부

(일차 입자 직경 3.0㎛; SX8703(A) -02; JSR사 제)

(청색 입자 -1의 제조)

분산액 A 대신에 하기 분산액 L을 사용하는 것을 제외하고는 상기 백색 입자 -1의 제조와 마찬가지로 청색 입자 -1(본 발명의 표시 디바이스용 입자)을 제조하였다. 얻어진 청색 입자 -1의 평균 입자 직경은 23㎛이었다.

- 분산액 L의 조제 -

하기 조성을 함께 혼합하고, 10mmφ의 지르코니아 볼에 의해 볼 밀 분쇄를 40시간동안 실시하여, 분산액 L을 조제하였다.

〈조성〉

·메틸 메타크릴레이트 모노머...85질량부

·디에틸아미노 에틸메타크릴레이트...1질량부

·피그먼트 블루 15:3(청색 안료)...4질량부

(Fastgen Blue 5375; 다이니폰 잉크 & 화학사 제)

·폴리머 입자...10질량부

(일차 입자 직경 3.0㎛; SX8703(A) -02; JSR사 제)

(청색 입자 -2의 제조)

분산액 L 중의 청색 안료(피그먼트 블루 15:3)를 본 발명에서의 특정 안료(피그먼트 블루 15:6(시아닌 블루 5203; 다이니치세이카사 제))로 대체한 것 이외에는 상기 청색 입자 -1의 제조와 마찬가지로 청색 입자 -2(본 발명의 표시 디바이스용 입자)를 제조하였다. 얻어진 청색 입자 -2의 평균 입자 직경은 14.91㎛이었다. 또한, 청색 입자 -2는 JIS K 5101에 기초하여 측정함으로써 청색 입자가 내광성이 우수함이 확인되었다.

(청색 입자 -3의 제조)

분산액 L 중의 청색 안료(피그먼트 블루 15:3)를 하기의 제조 방법으로 얻어진 마스터 배치 안료 M1으로 대체한 것 이외에는 상기 청색 입자 -1의 제조와 마찬가지로 청색 입자 -3(본 발명의 표시 디바이스용 입자)을 제조하였다. 얻어진 청색 입자 -3의 평균 입자 직경은 13.60㎛이었다. 또한, 청색 입자 -3는 JIS K 5101에 기초하여 측정함으로써 청색 입자가 내광성이 우수함이 확인되었다. 또한, 청색 입자 -3를 소량으로 광학 현미경으로 관찰하였던 바, 마스터 배치 안료 M1이 균일하게 분산하고 있음이 관찰되었다.

- 마스터 배치 안료 M1의 제조 -

청색 안료로서 특정한 안료(피그먼트 블루 15:6(시아닌 블루 5203; 다이니치세이카사 제) 30부, 및 스티렌/메틸 메타크릴레이트 수지 40부를 톨루엔 30부와 함께 혼합하고, 이 혼합물을 순환 배치 분쇄 방식에의해 분쇄 분산시켰다. 분쇄/분산 장치로는 내용적 1리터의 아펙스 밀(AM-1; 고토부키 엔지니어링, 제조사 제)을 사용하였다. 2시간 동안 분쇄 처리를 행한 후, 안료 분산액을 얻었다. 분쇄 분산의 조건으로는, 분쇄 매질이 직경 2.0mm의 지르코니아이고, 로터의 회전수가 1700rpm이고, 공급 전력이 1.0 내지 1.3kg/cm²이었다.

이 안료 분산액으로부터 용매를 증발시켜서 안료 고형분 약 40질량%의 안료 수지를 얻었다. 다음에, 조(粗) 분쇄하여 마스터 배치 피그먼트 M1을 얻었다.

(청색 입자 -4의 제조)

청색 입자 -3의 제조에서 사용한 청색 안료(피그먼트 블루 15:6(시아닌 블루 5203; 다이니치세이카사 제))를 Fastgen Blue EP-CF(다이니폰 잉크 & 화학사 제)로 대체하여 마스터 배치 안료 M2를 제조하고, 이 마스터 배치 안료 M2를 분산액 L 중의 청색 안료로서 사용한 것 이외에는, 상기 청색 입자 -1의 제조와 마찬가지로 청색 입자 -4(본 발명의 표시 디바이스용 입자)를 제조하였다. 얻어진 청색 입자 -4의 평균 입자 직경은 13.27㎛이었다. 또한, 청색 입자 -4는 JIS K 5101에 기초하여 측정함으로써 청색 입자가 내광성이 우수함이 확인되었다. 또한, 청색 입자 -4를 소량으로 광학 현미경으로 관찰하였던 바, 마스터 배치 안료 M2가 균일하게 분산하고 있음이 관찰되었다.

〈실시예 1~8, 비교예 1〉

표 1에 따라서 백색 입자, 흑색 입자 및 청색 입자를 각각 혼합하여 입자 1 내지 9를 제조하였다. 이 표시 입자 1 내지 9를 상술한 제 1 실시예에 따른 제 1 화상 표시 매체 및 이 화상 표시 매체 상에 화상을 형성하기 위한 화상 형성 장치에서의 서로 대향하도록 배치된 기판(표시 기판(14), 비표시 기판(16)) 사이의 공극에 봉입하여, 실시예 1 내지 8 및 비교예 1의 화상 표시 매체를 준비하였다. 이 때, 백색 입자와 흑색 입자 또는 청색 입자의 배합 비율(입자 개수 기준)은 백색 입자 : 흑색 입자 또는 청색 입자 =2:1로 되도록 하였다.

(평가)

얻어진 화상 표시 매체 및 화상 형성 장치에 대해서 이하와 같이 나타낸 평가를 행하였다.

- 구동 전압 -

백색 입자(20)와 흑색 입자(또는, 청색 입자)(18)를 질량비 2:1로 혼합한 2종류 입자의 소정령을 봉입한 상기 화상 표시 매체(10)의 표시 기판(14)의 투명 전극에 DC 100V를 인가하면, 비표시 기판(16)측에 있고 음의 극성으로 대전된 백색 입자(20)의 일부가 전계의 작용에 의해 표시 기판(14) 측으로 이동하기 시작한다. DC 전압(구동 전압)을 인가하면, 표시 기판(14) 측으로 많은 백색 입자(20)가 이동하여 표시 농도는 거의 포화된다. 이 때, 양의 극성으로 대전된 흑색 입자(또는, 청색 입자)는 비표시 기판(16) 측으로 이동한다. 이 후, 전압을 0V로 하여도, 표시 기판 상의 입자는 이동하지 않아서, 표시 농도에 변화가 없다. 이 때, 인가된 DC 전압은 구동 전압이고, 이 구동 전압은 표 1에 나타내었다.

- 화상의 장기 안정성 -

상술한 바와 같이, 표시 기판(14)과 비표시 기판(16) 사이에 전압을 인가하고, 소망하는 전계를 입자군에 작용시킴으로써, 입자(18, 20)는 표시 기판(14)과 비표시 기판(16) 사이에서 이동한다. 인가된 전압의 극성을 전환함으로써, 입자(18, 20)는 표시 기판(14)과 비표시 기판(16) 사이를 다른 방향으로 이동한다. 전압의 극성을 반복적으로 전환함으로써, 표시 기판(14)과 비표시 기판(16) 사이를 왕복한다. 이 과정에서, 입자(18, 20)간의 충돌 및 입자(18, 20)와 표시 기판(14) 또는 비표시 기판(16)간의 충돌에 의해 입자(18)와 입자(20)는 각각 다른 극성으로 대전된다. 흑색 입자(또는, 청색 입자)(18)는 양의 극성으로 대전되고, 백색 입자(20)는 음의 극성으로 대전된다. 입자(18, 20)는 표시 기판(14)과 비표시 기판(16) 사이의 전계에 따라서 서로 다른 방향으로 이동한다. 전계를 한쪽 방향으로 고정시키면, 각 입자(18, 20)는 표시 기판(14) 또는 비표시 기판(16)에 부착하여, 고 콘트라스트, 균일한 고 농도 및 화상의 불균일함이 없는 화상이 표시된다. 이 전압의 극성 전환을 1초 간격에서 5000사이클, 이어서 0.1초 간격에서 3000사이클, 합계 8000사이클 반복한 경우, 전압의 극성 전환의 전 후, 각각의 화상의 반사 농도를 측정하여, 화상의 장기 안정성의 기능 평가를 실시하였다.

여기서, 화상의 장기 안정성의 기능 평가 방법은, 전압의 극성 전환 전 후에 각각의 화상에서 20mm×20mm 패치 내의 5개소를 농도 측정 장치 X-라이트(X-Rite)(404)로 측정하였다. 이 5개소의 반사 농도의 평균치를 각 화상마다 산출하여, 비교함으로써 판정 기준으로 하였다. 이 평가에서, 전압의 극성 전환 전의 화상의 평균 반사 농도와 전압의 극성 전환 후의 화상의 평균 반사 농도와의 차(즉, 평균 반사 농도의 변동치)가 ±0.05 이내이면, 화상의 장기 안정성은 양호한 것으로 판정하였다.

	백색 입자 20	흑색 또는 청색 입자 18	구동 전압	평균반사농도의 변동치
실시예 1	표시입자 1	백색입자 -1	흑색입자 -1	200V	-0.03
실시예 2	표시입자 2	백색입자 -2	흑색입자 -1	200V	+0.03
실시예 3	표시입자 3	백색입자 -1	흑색입자 -2	210V	-0.02
실시예 4	표시입자 4	백색입자 -2	흑색입자 -2	205V	+0.04
실시예 5	표시입자 5	백색입자 -1	청색입자 -1	200V	+0.03
실시예 6	표시입자 6	백색입자 -1	청색입자 -2	200V	+0.03
실시예 7	표시입자 7	백색입자 -1	청색입자 -3	200V	+0.02
실시예 8	표시입자 8	백색입자 -1	청색입자 -4	200V	-0.04
비교예 1	표시입자 9	백색입자 -3	흑색입자 -1	400V	-0.10

이 결과로부터, 백색 입자(20)로서 본 발명의 표시 디바이스용 입자인 백색 입자 -1, 백색 입자 -2를 사용한 실시예 1 및 2에서는, 구동 전압이 200V로 낮다. 이 구동 전압은 비교예 1과 비교하여 약 반의 값이다. 또한, 평균 반사 농도의 변동치가 판정 기준치보다도 작기 때문에, 표시 화상의 장기 안정성이 양호한 것으로 판명하였다.

또한, 백색 입자(20)로서 본 발명의 표시 디바이스용 입자인 백색 입자 -1, 백색 입자 -2를 사용하고, 또한, 흑색 입자 또는 청색 입자(18)로서 본 발명의 표시 디바이스용 입자인 흑색 입자 -2 또는 청색 입자 -1 내지 4를 사용한 실시예 3 내지 8에서도 실시예 1 및 2와 마찬가지로 양호한 결과를 얻었다.

한편, 표시 입자로서 본 발명의 표시 디바이스용 입자를 사용하지 않은 비교예 1에서는, 구동 전압이 400V로 높고, 화상을 형성하기 위해 높은 구동 전압을 필요로 함을 알 수 있었다. 또한, 평균 반사 농도의 변동치가 양호한 장기 안정성을 판정하기 위한 기준치를 초과하였기 때문에, 표시 화상의 장기 안정성이 낮은 것으로 판명하였다.

또한, 상술한 실시예 및 비교예를 제 2 내지 제 4 실시예에 따른 화상 표시 매체 및 화상 형성 장치에 적용하여도 동일한 결과를 얻을 수 있었다.

이상, 본 발명에 따르면, 입자간의 응집력 및 비중이 저감된 표시 디바이스용 입자를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 구동 전압을 낮게 설정할 수 있는 동시에 외부로부터의 충격 및 장기간의 정적 상태에서도 장기간에 걸쳐 안정한 표시 화상을 확보할 수 있는 화상 표시 매체, 및 이 화상 표시 매체를 사용한 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.

Claims (19)

1. 표시 디바이스에서 서로 대향하도록 배치된 한쌍의 기판 사이에 입자를 봉입하고, 상기 입자는 그 안에 폴리머 미립자를 함유하고 양(positive)과 음(negative)으로 대전될 수 있는 성질 및 색채를 갖는 표시 디바이스용 입자.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 폴리머 미립자의 일부와 전부 중 하나가 중공 입자인 표시 디바이스용 입자.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 폴리머 미립자의 체적 평균 입자 직경은 10㎛ 이하인 표시 디바이스용 입자.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 중공 입자의 체적 평균 입자 직경은 0.1㎛ 내지 1㎛인 표시 디바이스용 입자.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 색채를 발현시키는 색 재료는 안료 시험 방법 JIS K 5101에 기초하여얻어지는 내광성(light resistance)의 색차(ΔE*ab)가 2.0 이내이고, 내열성의 색차(ΔE*ab)가 130℃ 이상에서 2.0 이내인 안료로 이루어지는 표시 디바이스용 입자.
6. 서로 대향하여 공극을 형성하도록 배치된 한쌍의 기판과, 상기 한쌍의 기판간의 공극 내에 봉입된 적어도 2종류의 입자로 이루어진 입자군으로 이루어지고, 상기 적어도 2종류의 입자 중 적어도 1종류가 양으로 대전될 수 있는 성질을 갖고, 상기 적어도 2종류의 입자 중 적어도 다른 1종류는 음으로 대전될 수 있는 성질을 갖고, 상기 양으로 대전될 수 있는 입자와 상기 음으로 대전될 수 있는 입자가 각각 다른 색채를 갖는 화상 표시 매체로서,

   상기 양으로 대전될 수 있는 입자와 음으로 대전될 수 있는 입자 중 적어도 한쪽이 폴리머 미립자를 그 안에 함유하는 표시 디바이스용 입자인 화상 표시 매체.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 폴리머 미립자의 일부 또는 전부 중 하나가 중공 입자인 화상 표시 매체.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 중공 입자의 체적 평균 입자 직경이 0.1㎛ 내지 1㎛인 화상 표시 매체.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 색채를 발현시키는 색 재료는 안료 시험 방법 JIS K 5101에 기초하여 얻어지는 내광성의 색차(ΔE*ab)가 2.0 이내이고, 내열성의 색차(ΔE*ab)가 130℃ 이상에서 2.0 이내인 안료로 이루어지는 화상 표시 매체.
10. 제 6 항에 있어서,

    상기 양으로 대전될 수 있는 입자와 음으로 대전될 수 있는 입자 중 하나는 백색인 화상 표시 매체.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 백색 입자는 산화 티타늄인 색 재료를 함유하는 화상 표시 매체.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 산화 티타늄은 각각 다른 입자 직경을 갖는 적어도 2종류의 산화 티타늄으로 이루어진 화상 표시 매체.
13. 서로 대향하도록 배치된 한쌍의 기판과, 상기 한쌍의 기판간의 공극 내에 봉입된 적어도 2종류의 입자로 이루어진 입자군으로 이루어지고, 상기 적어도 2종류의 입자 중 적어도 1종류가 양으로 대전될 수 있는 성질을 갖고, 상기 적어도 2종류의 입자 중 적어도 다른 1종류는 음으로 대전될 수 있는 성질을 갖고, 상기 양으로 대전될 수 있는 입자와 상기 음으로 대전될 수 있는 입자가 각각 다른 색채를 갖고, 상기 양으로 대전될 수 있는 입자와 음으로 대전될 수 있는 입자 중 적어도 한쪽이 폴리머 미립자를 그 안에 함유하는 표시 디바이스용 입자인 화상 표시 매체 상에 화상을 형성하는 화상 형성 장치로서,

    상기 한쌍의 기판 사이에 화상에 대응하는 전계를 발생시키는 전계 발생 수단을 포함하는 화상 형성 장치.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 폴리머 미립자의 일부와 전부 중 적어도 하나가 중공 입자인 화상 형성 장치.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 중공 입자의 체적 평균 입자 직경이 0.1㎛ 내지 1㎛인 화상 형성 장치.
16. 제 13 항에 있어서,

    상기 색채를 발현시키는 색 재료는 안료 시험 방법 JIS K 5101에 기초하여 얻어지는 내광성의 색차(ΔE*ab)가 2.0 이내이고, 내열성의 색차(ΔE*ab)가 130℃ 이상에서 2.0 이내인 안료로 이루어지는 화상 형성 장치.
17. 제 13 항에 있어서,

    상기 양으로 대전될 수 있는 입자와 음으로 대전될 수 있는 입자 중 하나는 백색인 화상 형성 장치.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 백색 입자는 산화 티타늄인 색 재료를 함유하는 화상 형성 장치.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 산화 티타늄은 각각 다른 입자 직경을 갖는 적어도 2종류의 산화 티타늄으로 이루어진 화상 형성 장치.