KR20100082367A - 표시 매체용 입자 및 이것을 사용한 정보 표시용 패널 - Google Patents
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Abstract
적어도 한쪽이 투명한 대향하는 2장의 기판 사이에 표시 매체를 봉입하고, 상기 표시 매체를 이동시켜서 정보를 표시하는 정보 표시용 패널에 사용하는 표시 매체를 구성하는 표시 매체용 입자이며, 상기 표시 매체용 입자가, 베이스 수지를 포함하는 원료에 의해 형성한 모입자(32), 및 그의 표면에 자입자(33)가 부가되어 있는 복합형 입자로서 구성되고, 상기 베이스 수지는 260℃, 전단 속도 122/s로 나타내어지는 점도가 1000Pa·s 이하이며, 또한 내열 온도가 430℃ 이상인 열가소성 수지로 되어 있다. 점도 및 내열 온도에 대해서 최적인 조건이 특정되어 있기 때문에, 제조 후의 후처리로서 구형상화를 위한 가열 처리를 실시하면 효율적으로 구형상화할 수 있다.
Description
본 발명은, 적어도 한쪽이 투명한 2장의 기판 사이에 입자군으로서 구성한 표시 매체를 봉입하고, 이 표시 매체를 이동시켜서 화상 등의 정보를 표시하는 정보 표시용 패널에 관한 기술에 관한 것으로, 특히 표시 매체를 구성하는 표시 매체용 입자에 관한 것이다.
정보 표시 장치로서 액정 표시 장치(LCD)가 널리 보급되어 있다. 그러나, 일반적으로 액정 표시 장치는 전력 소비량이 크고, 시야각이 좁다는 등의 결점이 있는 것으로 알려져 있었다. 따라서, 액정 표시 장치를 대신하는 것으로서, 적어도 한쪽이 투명한 2장의 기판(예를 들어, 유리 기판) 사이에 격벽에 의해 구획된 복수의 셀을 형성하고, 이 셀 내에 입자군으로서 구성한 표시 매체를 봉입하고, 이 표시 매체를 이동시켜서 화상 등의 정보를 표시하는 정보 표시용 패널에 대해서 제안하였다.
상기와 같은 정보 표시용 패널은, 예를 들어 기판 간의 표시 매체를, 화상 등의 정보에 따라서 전기적으로 이동시킴으로써 소기의 화상 등의 정보를 표시하도록 하고 있다. 여기에서는, 표시 요구가 있는 정보에 따라서, 입자군(표시 매체용 입자)이 기판 간의 공간을 반복하여 이동한다. 따라서, 표시 매체로 하는 입자군을 구성하는, 균질하며 내구성을 구비한 표시 매체용 입자가 요구되어진다.
따라서, 표시 매체용 입자에 대하여, 그의 전기 특성의 안정화나 반복 표시 재기입을 행한 경우의 내구성을 개선할 의도로, 표시 매체용 입자의 모체가 되는 큰 입자에, 다른 미소 입자를 부가한 소위 복합형 입자에 관한 기술이 제안되었다. 예를 들어, 하기 특허문헌 1은, 모입자의 표면에 자입자를 부가한 복합형 표시 매체용 입자, 및 이것을 사용하는 정보 표시용 패널에 대해서 개시한다. 소정 조건의 자입자를 모입자에 부가한 형태로 함으로써, 표시 재기입을 위하여 표시 매체용 입자를 반복해서 이동시킨 경우의 내구성을 개선할 수 있다.
그러나, 상술한 복합형 입자의 제조에 있어서, 자입자를 모입자 표면에 균일하게 부착 혹은 고착시키는 것은 곤란하다. 일반적으로 자입자는 모입자의 제조 후의 매립 혹은 고착 등의 공정에서 모입자 표면에 부가된다. 그런데, 제조한 모입자의 외형 형상이 제조 공정에서 변형되는(찌그러진 형상이 되는) 경우가 많다. 이러한 경우, 모입자의 표면에 자입자를 균일하게 배치할 수 없다. 그로 인해, 복합형 입자라도 전기적 특성의 안정화나 표시 재기입을 반복하여 행한 경우의 내구성에 있어서 기대한 효과를 얻을 수 없는 경우가 있다.
본 발명의 목적은, 상술한 과제를 해결하여, 자입자가 모입자의 표면에 균일하게 배치되어 있는 복합형의 표시 매체용 입자 및 그것을 사용한 정보 표시용 패널을 제공하는 것에 있다.
상기 목적은, 적어도 한쪽이 투명한 대향하는 2장의 기판 사이에 입자군으로서 구성한 표시 매체를 봉입하고, 상기 표시 매체를 이동시켜서 정보를 표시하는 정보 표시용 패널에 사용하는 표시 매체용 입자이며, 상기 표시 매체용 입자가, 베이스 수지를 포함하는 원료에 의해 형성한 모입자, 및 그의 표면에 자입자가 부가되어 있는 복합형 입자로서 구성되고, 상기 베이스 수지는 260℃, 전단 속도 122/s로 나타내어지는 점도가 1000Pa·s 이하이며, 또한, 내열 온도가 430℃ 이상인 열가소성 수지로 되어 있는 동시에, 상기 열가소성 수지가 메타크릴 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리카보네이트 수지, 메틸 펜텐 수지 및 시클로올레핀계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 수지 또는 상기 군으로부터 선택되는 2종류 이상의 수지를 혼합한 수지인 표시 매체용 입자에 의해 달성할 수 있다. 또한, 여기서, 시클로올레핀계 수지로는 시클로올레핀 중합체(COP) 및 시클로올레핀 공중합체(COC) 모두를 포함하는 것이다.
그리고, 상기 목적은 표시 매체용 입자를 포함하는 입자군을 표시 매체로서 채용한 정보 표시용 패널에 의해 달성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 복합형 입자의 모입자에 사용하는 베이스 수지에 대해서, 점도 및 내열 온도에 대해서 최적인 조건이 특정되어 있으므로, 제조 후의 후처리로서 구형화를 위한 가열 처리를 실시하면 효율적으로 원형(구형)화할 수 있다. 원형도가 높은 모입자는 그의 표면에 자입자를 균일하게 부가할 수 있으므로, 내구성을 구비한 복합형의 표시 매체용 입자를 제조할 수 있다. 이러한 표시 매체용 입자를 채용하면, 전기적 특성의 안정화나 표시 재기입을 반복하여 행한 경우의 내구성이 우수한 정보 표시용 패널을 제공할 수 있다.
또한, 모입자의 베이스 수지에 요구되는 조건은, 보다 점도가 낮고(끈기가 적고), 보다 내열 온도가 높은 것이다. 현 시점에 있어서 입수할 수 있는 열가소성 수지로부터 구체적으로 특정하면, 260℃, 전단 속도 122/s로 나타내어지는 점도에 대해서 1000Pa·s 이하, 열중량 분석 측정에 의한 가열 감량 곡선에서 나타내어지는 초기 중량으로부터 20% 감소하였을 때의 온도로서 정의되는 내열 온도에 대해서는 430℃ 이상이 된다.
도 1의 (a), (b)는 본 발명의 대상이 되는 대전 입자 이동 방식의 정보 표시용 패널의 원리적 구성을 설명하기 위해서 도시한 도면이다.
도 2의 (a), (b)는 본 발명의 대상이 되는 대전 입자 이동 방식의 정보 표시용 패널의 다른 원리적 구성을 설명하기 위해서 도시한 도면이다.
도 3의 (a), (b)는 본 발명의 대상이 되는 대전 입자 이동 방식의 정보 표시용 패널의 다른 원리적 구성을 설명하기 위해서 도시한 도면이다.
도 4의 (a), (b)는 본 발명의 대상이 되는 대전 입자 이동 방식의 정보 표시용 패널의 다른 원리적 구성을 설명하기 위해서 도시한 도면이다.
도 5의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 대상이 되는 대전 입자 이동 방식의 정보 표시용 패널의 다른 원리적 구성을 설명하기 위해서 도시한 도면이다.
도 6의 (a), (b)는 복합형의 표시 매체용 입자의 일례를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 매체용 입자의 제조 공정을 순서대로 나타낸 프로세스 블록도이다.
도 8은 본 발명의 대상이 되는 정보 표시용 패널에 있어서의 격벽의 형상의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2의 (a), (b)는 본 발명의 대상이 되는 대전 입자 이동 방식의 정보 표시용 패널의 다른 원리적 구성을 설명하기 위해서 도시한 도면이다.
도 3의 (a), (b)는 본 발명의 대상이 되는 대전 입자 이동 방식의 정보 표시용 패널의 다른 원리적 구성을 설명하기 위해서 도시한 도면이다.
도 4의 (a), (b)는 본 발명의 대상이 되는 대전 입자 이동 방식의 정보 표시용 패널의 다른 원리적 구성을 설명하기 위해서 도시한 도면이다.
도 5의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 대상이 되는 대전 입자 이동 방식의 정보 표시용 패널의 다른 원리적 구성을 설명하기 위해서 도시한 도면이다.
도 6의 (a), (b)는 복합형의 표시 매체용 입자의 일례를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 매체용 입자의 제조 공정을 순서대로 나타낸 프로세스 블록도이다.
도 8은 본 발명의 대상이 되는 정보 표시용 패널에 있어서의 격벽의 형상의 일례를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 관한 일 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 우선, 표시 매체용 입자를 대전성 입자로서 제작하고, 상기 표시 매체용 입자를 표시 매체로서 사용하는 정보 표시용 패널을 일례로서, 입자군을 표시 매체로 하는 정보 표시용 패널의 개략 구성을 설명한다.
상기 정보 표시용 패널은, 대향하는 2장의 기판 간의 공간에 봉입한 대전성을 갖는 표시 매체용 입자를 포함한 입자군으로서 구성한 표시 매체에 전계가 부여된다. 부여된 전계 방향을 따라, 표시 매체가 전계에 의한 힘이나 쿨롱력 등에 의해 끌어당겨져, 표시 매체가 전계 방향의 변화에 의해 이동함으로써 화상 등의 정보 표시가 이루어진다. 따라서, 표시 매체가 균일하게 이동하면서 또한 반복 표시 정보를 재기입할 때, 혹은 표시 정보를 계속해서 표시할 때의 안정성을 유지할 수 있도록 정보 표시용 패널을 설계할 필요가 있다. 여기서, 표시 매체를 구성하는 표시 매체용 입자에 걸리는 힘은, 입자끼리의 쿨롱력에 의해 서로 끌어당기는 힘 이외에, 전극이나 기판과의 전기 경상력(鏡像力), 분자간력, 액 가교력, 중력 등을 생각할 수 있다.
본 발명의 표시 매체용 입자를 대전성 입자로서 조정하여 표시 매체로서 사용하는 정보 표시용 패널의 예를, 도 1의 (a), (b) 내지 도 4의 (a), (b), 도 5의 (a) 내지 (d)를 참조하여 설명한다.
도 1의 (a), (b)에 나타내는 예는, 적어도 광학적 반사율 및 대전성을 갖는 표시 매체용 입자를 포함한 입자군으로서 구성되는 서로 광학적 반사율 및 대전 특성이 다른 적어도 2종류의 표시 매체[여기서는 부 대전성 백색 입자(3Wa)를 포함한 입자군으로서 구성한 백색 표시 매체(3W)와 정 대전성 흑색 입자(3Ba)를 포함한 입자군으로서 구성한 흑색 표시 매체(3B)를 나타냄]를, 격벽(4)으로 형성된 각 셀에 있어서, 기판(1)에 설치한 전극(5)(TFT 부착 화소 전극)과 기판(2)에 설치한 전극(6)(공통 전극)으로 형성하는 전극쌍의 사이에 전압을 인가함으로써 발생하는 전계에 따라, 기판(1, 2)과 수직으로 이동시킨다. 그리고, 도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이 백색 표시 매체(3W)를 관찰자에게 시인시켜서 백색 표시를, 혹은, 도 1의 (b)에 나타낸 바와 같이 흑색 표시 매체(3B)를 관찰자에게 시인시켜서 흑색 표시를 하는 등, 흑백의 도트로 매트릭스 표시를 행할 수 있다.
또한, 도 1의 (a), (b)에 있어서는, 앞쪽에 있는 격벽은 생략하였다. 각 전극(5, 6)은 기판(1, 2)의 외측에 설치하거나, 기판의 내측에 설치하거나, 기판 내부에 매립되도록 설치하여도 된다.
또한, 도 2의 (a), (b)에 나타내는 예에서는, 적어도 광학적 반사율 및 대전성을 갖는 입자를 포함한 입자군으로서 구성되는 서로 광학적 반사율 및 대전 특성이 다른 적어도 2종류의 표시 매체[여기서는 부 대전성 백색 입자(3Wa)를 포함한 입자군으로서 구성한 백색 표시 매체(3W)와 정 대전성 흑색 입자(3Ba)를 포함한 입자군으로서 구성한 흑색 표시 매체(3B)를 나타냄]를, 격벽(4)으로 형성된 각 셀에 있어서, 기판(1)에 설치한 전극(5)(라인 전극)과 기판(2)에 설치한 전극(6)(라인 전극)이 대향 직교 교차로 형성하는 화소 전극쌍의 사이에 전압을 인가함으로써 발생하는 전계에 따라서, 기판(1, 2)과 수직으로 이동시킨다. 그리고, 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이 백색 표시 매체(3W)를 관찰자에게 시인시켜서 백색 표시를, 혹은, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이 흑색 표시 매체(3B)를 관찰자에게 시인시켜서 흑색 표시를 하는 등, 흑백의 도트로 매트릭스 표시를 행할 수 있다.
또한, 도 2의 (a), (b)에 있어서, 앞쪽에 있는 격벽은 생략하였다. 각 전극(5, 6)은, 기판(1, 2)의 외측에 설치하거나, 기판의 내측에 설치하거나, 기판 내부에 매립되도록 설치하여도 된다.
또한, 도 3의 (a), (b)에 나타내는 예에서는, 3개의 셀로 표시 단위(1 도트)를 구성하는 컬러 표시의 예를 나타내고 있다. 도 3의 (a), (b)에 나타내는 예에서는, 표시 매체로는 셀(21-1 내지 21-3)의 모두에 부 대전성 백색 표시 매체(3W)와 정 대전성 흑색 표시 매체(3B)가 충전되어 있다. 제1 셀(21-1)의 관찰자측에 적색 컬러 필터(22R)를 설치하고, 제2 셀(21-2)의 관찰자측에 녹색 컬러 필터(22G)를 설치하고, 제3 셀(21-3)의 관찰자측에 청색 컬러 필터(22B)를 설치하였다. 이들 제1 셀(21-1), 제2 셀(21-2) 및 제3 셀(21-3)의 3개의 셀로 표시 단위(1 도트)를 구성하고 있다.
본 예에서는, 컬러 표시를 행할 때에는, 제1 셀(21-1) 내지 제3 셀(21-3) 중 어느 하나의 셀에서 관찰측에 백색 표시 매체를 이동시키는 동시에 다른 셀에서 관찰측에 흑색 표시 매체를 이동시켜서 적색, 녹색, 청색 도트 표시를 행하고, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 관찰자측에, 제1 셀(21-1) 내지 제3 셀(21-3) 모두에 있어서 백색 표시 매체(3W)를 이동시킴으로써, 관찰자에 대하여 백색 도트 표시를 행하고, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 관찰자측에, 제1 셀(21-1) 내지 제3 셀(21-3) 모두에 있어서 흑색 표시 매체(3B)를 이동함으로써, 관찰자에 대하여 흑색 도트 표시를 행한다. 또한, 상기 도 3의 (a), (b)에 예시한 구성에서도, 앞쪽에 있는 격벽은 생략하였다. 각 셀 내에서의 표시 매체의 이동을 적절하게 행하여 다색 컬러 표시를 행할 수 있다.
도 4의 (a), (b)에 나타내는 예는, 적어도 광학적 반사율 및 대전성을 갖는 표시 매체용 입자를 포함한 입자군으로서 구성되는 1종류의 표시 매체[여기서는 부 대전성 표시 매체용 백색 입자(3Wa)를 포함한 입자군으로서 구성한 백색 표시 매체(3W)를 나타냄]를, 격벽(4)으로 형성된 각 셀에 있어서, 기판(1)에 설치한 전극(5)과 흑색 전극(6) 사이에 전압을 인가함으로써 발생하는 전계에 따라서, 기판(1, 2)과 평행 방향으로 이동시킨다. 그리고, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 백색 표시 매체(3W)를 관찰자에게 시인시켜서 백색 표시를, 혹은, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 흑색 전극(6)의 색을 관찰자에게 시인시켜서 흑색 표시를 하는 등, 흑백의 도트로 매트릭스 표시를 할 수 있다. 또한, 도 4의 (a), (b)에서 나타내는 예에서도 앞쪽에 있는 격벽은 생략하였다.
또한, 도 5의 (a) 내지 (d)에 나타내는 예는, 우선, 도 5의 (a), (c)에 나타낸 바와 같이, 적어도 광학적 반사율 및 대전성을 갖는 표시 매체용 입자를 포함한 입자군으로서 구성되는 서로 광학적 반사율 및 대전 특성이 다른 적어도 2종류의 표시 매체[여기서는 부 대전성 백색 입자(3Wa)를 포함한 입자군으로서 구성한 백색 표시 매체(3W)와 정 대전성 흑색 입자(3Ba)를 포함한 입자군으로서 구성한 흑색 표시 매체(3B)를 나타냄]를, 격벽(4)으로 형성된 각 셀에 있어서, 기판(1)의 외측에 설치한 외부 전계 형성 수단(7)과 기판(2)의 외측에 설치한 외부 전계 형성 수단(8) 사이에 전압을 인가함으로써 발생하는 전계에 따라서, 기판(1, 2)과 수직으로 이동시킨다. 그리고, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이 백색 표시 매체(3W)를 관찰자에게 시인시켜서 백색 표시를, 혹은, 도 5의 (d)에 나타낸 바와 같이 흑색 표시 매체(3B)를 관찰자에게 시인시켜서 흑색 표시를 하는 등, 흑백의 도트로 매트릭스 표시를 행할 수 있게 구성하고 있다. 또한, 도 5의 (a) 내지 (d)에서 나타내는 예에서도 앞쪽에 있는 격벽은 생략하였다. 또한, 기판(1)의 내측에는 도전 부재(9)를 설치하는 동시에, 기판(2)의 내측에는 도전 부재(10)를 설치하였다. 이들 도전 부재는 설치하지 않아도 좋다.
다음으로, 본 발명의 특징이 되는 표시 매체용 입자를, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 본 발명의 표시 매체용 입자는 도 1의 (a), (b) 내지 도 5의 (a), (b)의 정보 표시용 패널에 적용할 수 있고, 상기 정보 표시용 패널의 적어도 한쪽이 투명한 2장의 기판 사이에 표시 매체를 구성하여 봉입되는 것이다.
도 6의 (a), (b)는 표시 매체용 입자의 일례를 모식적으로 도시한 도면이다. 이 표시 매체용 입자는 모입자의 표면에 자입자가 부가된 복합형 입자이다. 도 6의 (a)는 모입자(32)의 표면에 자입자(33)를 고착시켜서 복합형 입자를 구성한 형태예이다. 또한, 도 6의 (b)는 모입자(32)의 표면에 자입자(33)를 부착시켜서 복합형 입자를 구성한 형태예이다.
본 발명은, 「고착」 혹은 「부착」 중 어느 형태인지를 막론하고, 자입자가 모입자의 표면에 균일하게 부가된 표시 매체용 입자를 효율적으로 얻고자 하는 것이다. 모입자의 표면에 자입자가 균일하게 배치되어 있는 도 6과 같은 표시 매체용 입자(31)를 채용하는 정보 표시용 패널은, 표시 재기입을 반복할 경우의 내구성을 향상할 수 있다.
또한, 「부착」이란, 자입자(33)가 모입자(32)의 표면에 정전기력, 쿨롱력, 반데르발스힘 등에 의해 고정되어 있기 때문에, 반복해서 표시 재기입을 행하였을 때에 자입자(33)의 이동이 있는 것을 의미하고, 또한 「고착」이란, 자입자(33)가 모입자(32)의 표면에 매설, 접착, 점착 등에 의해 고정되어 있기 때문에, 반복해서 표시 재기입을 행하였을 때에 자입자(33)의 이동이 없는 것을 의미한다고 해석할 수 있다.
본원 발명자들은, 도 6의 (a), (b)에 나타내는 바와 같은, 모입자(32)의 표면에 자입자(33)를 균일하게 부가하기 위해서는, 모입자에 열처리를 실시하여 구 형상화하는 것이 유효하다는 것을 확인하고, 또한 모입자용의 베이스 수지로서 소정 조건의 것을 채용하면, 보다 확실하게 구형상화할 수 있다는 것을 발견하여 본 발명에 이른 것이다. 구체적으로는, 본 발명은 모입자의 베이스 수지로서, 260℃, 전단 속도 122/s로 나타내어지는 점도가 1000Pa·s 이하이며, 또한, 열중량 분석 측정에 의한 가열 감량 곡선에서 나타내어지는 초기 중량으로부터 20% 감소했을 때의 온도로서 정의되는 내열 온도가 430℃ 이상인 열가소성 수지를 채용함으로써, 모입자 제조시의 후처리로서 열처리를 실시함으로써 효율적으로 구형상화시키는 것을 요지로 하는 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 표시 매체용 입자의 제조 공정을 순서대로 나타낸 프로세스 블록도이다. 도면을 따라 표시 매체용 입자의 제조 공정의 개략을 설명한다.
모입자 제조용으로 소정의 수지 원료(베이스 수지)를 준비한다. 베이스 수지로서, 260℃, 전단 속도 122/s로 나타내어지는 점도가 1000Pa·s 이하이며, 또한, 열중량 분석 측정에 의한 가열 감량 곡선에서 나타내어지는 초기 중량으로부터 20% 감소했을 때의 온도로서 정의되는 내열 온도가 430℃ 이상인 열가소성 수지로 하는 것이 바람직하다. 이러한 조건을 만족하고 있는 수지를 채용하면, 후술하는 바와 같이 모입자 표면의 열처리(「서퓨전 처리」라고도 칭함)를 행했을 때에 구형화할 수 있다.
우선, 베이스 수지를 동결 분쇄기로 분쇄하고, 이것을 건조, 칭량한다. 이와 병행하여, 베이스 수지에 배합하는 배합제(예를 들어, 이산화티타늄 TiO2)를 준비하고, 이것을 칭량한다. 칭량한 베이스 수지와 배합제를 헨쉘 믹서로 예비 혼합하여 이를 건조시킨 후에, 2축 혼련기를 사용해서 혼련하고 압출하여, 예를 들어 직경 2mm×길이 5mm 정도의 펠릿을 제조한다.
상기 펠릿을, 또한 동결 분쇄기로 예를 들어 입자 직경 100 내지 250㎛ 정도가 되도록 조분쇄하여 조분쇄품을 얻는다. 상기 조분쇄품을 건조시킨 후에 입자 직경이 8 내지 10㎛ 정도가 되도록 미분쇄 처리하고, 분급하여 목적 크기의 모입자를 얻는다. 여기까지의 공정(도 7에 있어서 파선으로 둘러싸는 영역)은, 통상의 방법에 의해 수지 원료를 혼련, 분쇄, 분급하여 모입자를 얻는 것과 마찬가지이다.
그리고, 상기와 같이 얻은 모입자를 또한 열처리 장치로 처리한다. 여기에서의 열처리 장치는, 예를 들어 입자를 열풍 중에 분출시켜 분산시키고, 열풍에 의해 상기 입자를 용융 상태로 하여 표면 장력에 의해 구형상화시키는 것이다. 이렇게 열처리(서퓨전 처리)를 실시한 처리 완료된 모입자는, 그의 표면에 자입자를 부가할 때(자입자 복합화 처리를 할 때)에, 소위 자입자의 자체조직화 배열(Ordered Mixture)이 원활하게 진행하여, 모입자 표면에 자입자를 균일하게 배치 부가할 수 있다. 따라서, 자입자 복합화 처리로, 구형 모입자의 표면에 자입자가 균일 배치 부가되어 있는 이상적 형상의 복합형 입자를 제조할 수 있다.
상기에서 설명한 본 발명에 의한 표시 매체용 입자를 포함하는 입자군을 표시 매체로서 채용하면, 전기적 특성의 안정화나 표시 재기입을 반복하여 행한 경우의 내구성이 훨씬 개선된 정보 표시용 패널을 얻을 수 있다.
이하에서는, 또한, 본 발명에 의한 표시 매체용 입자를 사용하는 정보 표시용 패널을 구성하는 각 부재에 대해서 설명한다.
상술한 기판으로는, 적어도 한쪽의 기판은 패널 외측으로부터 표시 매체의 색을 확인할 수 있는 투명 기판이며, 가시광의 투과율이 높고 또한 내열성이 좋은 재료가 적합하다. 다른 한쪽의 기판이 되는 배면 기판은 투명하거나 불투명해도 상관없다. 기판 재료를 예시하면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌(PE), 폴리카르보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 폴리에테르술폰(PES), 아크릴 등의 유기 고분자계 기판이나, 유리 시트, 석영 시트, 금속 시트 등을 사용하고, 표시면측에는 이 중 투명한 것을 사용한다. 기판의 두께는 2 내지 2000㎛가 바람직하고, 또한 5 내지 1000㎛가 적합하며, 지나치게 얇으면 강도, 기판 간의 간격 균일성을 유지하기 어렵고, 2000㎛보다 두꺼우면 박형 정보 표시용 패널로 하는 경우에 문제가 된다.
필요에 따라, 상기 기판에 설치하는 전극의 형성 재료로는, 알루미늄, 은, 니켈, 구리, 금 등의 금속류나 산화인듐 주석(ITO), 산화인듐 아연(IZO), 산화아연 알루미늄(AZO), 산화인듐, 도전성 산화주석, 안티몬 주석 산화물(ATO), 도전성 산화아연 등의 도전 금속 산화물류, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜 등의 도전성 고분자류를 예시할 수 있고, 이것들을 적절하게 선택해서 사용할 수 있다. 전극의 형성 방법으로는, 상기 예시의 재료를 스퍼터링법, 진공 증착법, CVD(화학증착)법, 도포법 등으로 박막 형상으로 패터닝 형성하는 방법이나, 금속박을 라미네이트하는 방법(예를 들어, 압연 동박법)이나, 도전제를 용매나 합성 수지 바인더에 혼합해서 도포하여 패터닝 형성하는 방법을 사용할 수 있다.
시인측(표시면측) 기판의 정보 표시 화면 영역에 설치하는 전극은 투명할 필요가 있지만, 그 이외의 영역이나 배면측 기판에 설치하는 전극은 투명할 필요가 없다. 어느 경우이든 패턴 형성 가능한 도전성인 상기 재료를 적절하게 사용할 수 있다. 또한, 시인측 기판의 정보 표시 화면 영역에 설치하는 전극의 두께는, 도전성을 확보할 수 있고 광투과성에 지장이 없으면 되며, 0.01 내지 10㎛, 바람직하게는 0.05 내지 5㎛가 적합하다. 그 이외의 영역이나 배면측 기판에 설치하는 전극의 재질이나 두께 등은 상술한 표시면측 기판에 설치하는 전극과 마찬가지이지만, 투명할 필요는 없다.
기판에 설치하는 격벽에 대해서는, 그의 형상은 표시에 관계되는 표시 매체의 종류나, 배치하는 전극의 형상, 배치에 의해 적절히 최적 설정되어, 일률적으로는 한정되지 않지만, 격벽의 폭은 2 내지 100㎛, 바람직하게는 3 내지 50㎛이다. 격벽의 높이는 기판 간 갭 이내로, 기판용 갭 확보용 부분은 기판 간 갭과 동일하게, 그 이외의 셀 형성용 부분은 기판간 갭과 동일하거나, 그것보다 낮게 할 수 있다. 또한, 격벽을 형성함에 있어서, 대향하는 양쪽 기판(1, 2)의 각각에 리브를 형성한 후에 접합하는 양 리브법, 편측의 기판 상에만 리브를 형성하는 편 리브법을 생각할 수 있다. 본 발명에서는, 어느 쪽의 방법이든 적절하게 사용된다. 격벽의 높이는 기판 간 거리에 맞추지만, 부분적으로 기판 간 거리보다 낮게 할 수도 있다.
이들 리브로 이루어지는 격벽에 의해 형성되는 셀은, 도 8에 나타내는 바와 같이, 기판 평면 방향에서 보아 사각 형상, 삼각 형상, 라인 형상, 원형 형상, 육각 형상이 예시되고, 배치로는 격자 형상이나 벌집 형상, 그물코 형상이 예시된다. 표시면측에서 보이는 격벽 단면 부분에 상당하는 부분(셀의 프레임부의 면적)은 가능한 한 작게 하는 것이 좋으며, 표시 상태의 선명함을 증가시킬 수 있다.
여기서, 격벽의 형성 방법을 예시하면, 금형 전사법, 스크린 인쇄법, 샌드블라스트법, 포토리소그래피법, 애더티브법을 들 수 있다. 어떤 방법이든 본 발명의 정보 표시 장치에 탑재하는 정보 표시용 패널에 적절하게 사용할 수 있지만, 이들 중, 레지스트 필름을 사용하는 포토리소그래피법이나 금형 전사법이 적절하게 사용된다.
그리고, 본 발명에 의한 복합형의 표시 매체용 입자에서는, 모입자의 주성분이 되는 수지에, 필요에 따라 하전 제어제, 착색제, 무기 첨가제 등을 포함시킬 수 있다. 또한, 이하에서 수지, 하전 제어제, 착색제, 기타 첨가제를 예시한다.
표시 매체용 입자의 전구체가 되는 열처리용 원재료 모입자는, 일반적으로 혼련한 후, 분쇄됨으로써 제작된다. 이로 인해, 표시 매체용 입자의 주성분이 되는 수지는, 열가소성을 가지는 동시에 분쇄하기 쉬울 필요도 있다. 이러한 관점에서, 열가소성 수지로서 많은 수지가 시판되고 있는데, 메타크릴 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리카르보네이트 수지, 메틸 펜텐 수지, 시클로올레핀계 수지가 바람직하다. 그리고, 이들 수지를 2종류 이상, 혹은, 다른 열가소성 수지와 혼합해도 사용할 수 있다.
하전 제어제로는, 특별히 제한은 없지만, 음하전 제어제로는 예를 들어, 살리실산 금속 착체, 금속 함유 아조 염료, 금속 함유(금속 이온이나 금속 원자를 포함함)의 유용성 염료, 4급 암모늄염계 화합물, 칼릭스 아렌 화합물, 붕소 함유 화합물(벤질산 붕소 착체), 니트로 이미다졸 유도체 등을 들 수 있다. 양하전 제어제로는 예를 들어, 니그로신 염료, 트리페닐메탄계 화합물, 4급 암모늄염계 화합물, 폴리아민 수지, 이미다졸 유도체 등을 들 수 있다. 그 외, 초미립자 실리카, 초미립자 산화티타늄, 초미립자 알루미나 등의 금속 산화물, 피리딘 등의 질소 함유 환상 화합물 및 그의 유도체나 염, 각종 유기 안료, 불소, 염소, 질소 등을 포함한 수지 등도 하전 제어제로서 사용할 수도 있다.
착색제로는, 이하에 예시하는 바와 같은, 유기 또는 무기의 각종 각색의 안료, 염료가 사용가능하다. 흑색 착색제로는, 카본 블랙, 산화구리, 이산화망간, 아닐린 블랙, 활성탄 등이 있다. 청색 착색제로는, C.I. 피그먼트 블루 15:3, C.I. 피그먼트 블루 15, 감청, 코발트 블루, 알칼리블루 레이크, 빅토리아블루 레이크, 프탈로시아닌 블루, 무 금속 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 블루 부분염소화물, 패스트 스카이블루, 인단트렌 블루 BC 등이 있다. 적색 착색제로는, 철단, 카드뮴 레드, 연단, 황화수은, 카드뮴, 퍼머넌트 레드 4R, 리솔레드, 피라졸론 레드, 워칭 레드, 칼슘 염, 레이크 레드 D, 브릴리언트 카민 6B, 에오신 레이크, 로다민 레이크 B, 알리자린 레이크, 브릴리언트 카민 3B, C.I. 피그먼트 레드 2 등이 있다.
또한, 황색 착색제로는, 황연, 아연황, 카드뮴 옐로우, 황색 산화철, 미네랄패스트 옐로우, 니켈티타늄 옐로우, 네이블 옐로우, 나프톨 옐로우 S, 한자 옐로우 G, 한자 옐로우 10G, 벤지딘 옐로우 G, 벤지딘 옐로우 GR, 퀴놀린옐로우 레이크, 퍼머넌트 옐로우 NCG, 타트라진 레이크, C.I. 피그먼트 옐로우 12 등이 있다. 녹색 착색제로는, 크롬 그린, 산화크롬, 피그먼트 그린 B, C.I. 피그먼트 그린 7, 말라카이트그린 레이크, 파이널 옐로우 그린 G 등이 있다. 주황색 착색제로는, 적색황연, 몰리브덴 오렌지, 퍼머넌트 오렌지 GTR, 피라졸론 오렌지, 발칸 오렌지, 인단트렌 브릴리언트 오렌지 RK, 벤지딘 오렌지 G, 인단트렌 브릴리언트 오렌지 GK, C.I. 피그먼트 오렌지 31 등이 있다. 자색 착색제로는, 망간 보라색, 패스트 바이올렛 B, 메틸 바이올렛 레이크 등이 있다. 백색 착색제로는, 아연화, 산화티타늄, 안티몬 백, 황화아연 등이 있다.
체질 안료로는, 버라이트분, 탄산바륨, 클레이, 실리카, 화이트 카본, 탈크, 알루미나 화이트 등이 있다. 또한, 염기성, 산성, 분산, 직접염료 등의 각종 염료로서, 니그로신, 메틸렌 블루, 로즈 벤갈, 퀴놀린 옐로우, 울트라 마린 블루 등이 있다.
무기계 첨가제의 예로는, 산화티타늄, 아연화, 황화아연, 산화안티몬, 탄산칼슘, 연백, 탈크, 실리카, 규산칼슘, 알루미나 화이트, 카드뮴 옐로우, 카드뮴 레드, 카드뮴 오렌지, 티타늄 옐로우, 감청, 군청, 코발트 블루, 코발트 그린, 코발트 바이올렛, 산화철, 카본 블랙, 망간 페라이트 블랙, 코발트 페라이트 블랙, 동분, 알루미늄분 등을 들 수 있다.
이들 안료 및 무기계 첨가제는, 단독으로 혹은 복수 조합하여 사용할 수 있다. 이 중 특히 흑색 안료로서 카본 블랙이, 백색 안료로서 산화티타늄이 바람직하다. 상기 착색제를 배합해서 원하는 색의 표시 매체용 입자를 제작할 수 있다.
또한, 표시 매체용 입자는, 평균 입자 직경 d(0.5)가 1 내지 20㎛의 범위이며, 균일하게 정렬되어 있는 것이 바람직하다. 평균 입자 직경 d(0.5)가 이 범위보다 크면 표시상의 선명함이 떨어지고, 이 범위보다 작으면 입자끼리의 응집력이 지나치게 커지기 때문에, 표시 매체로서의 이동에 지장을 초래하게 된다.
또한 본 발명에서는, 각 표시 매체용 입자의 입자 직경 분포에 관해서, 하기식으로 나타내어지는 입자 직경 분포 Span(스팬)을 5 미만, 바람직하게는 3 미만으로 하는 것이 바람직하다.
Span=[d(0.9)-d(0.1)]/d(0.5)
[단, d(0.5)는 입자의 50%가 이것보다 크고, 50%가 이것보다 작다는 입자 직경을 ㎛로 나타낸 수치, d(0.1)은 이것 이하의 입자의 비율이 10%인 입자 직경을 ㎛로 나타낸 수치, d(0.9)는 이것 이하의 입자가 90%인 입자 직경을 ㎛로 나타낸 수치이다.]
Span을 5 이하의 범위로 함으로써 각 입자의 크기가 정렬되어, 균일한 표시 매체로서의 이동이 가능해진다.
또한, 대전 극성이 서로 다른 2종류의 표시 매체용 입자를 사용하여, 2종류의 표시 매체를 사용한 정보 표시용 패널에서는, 상기 2종류의 표시 매체용 입자는, 최대 직경을 갖는 표시 매체용 입자의 d(0.5)에 대한 최소 직경을 갖는 표시 매체용 입자의 d(0.5)의 비를 10 이하로 하는 것이 중요하다. 가령 입자 직경 분포 Span을 작게 하였어도, 서로 대전 극성이 다른 표시 매체용 입자가 서로 반대 방향으로 움직이기 때문에, 서로의 입자 크기를 동일 정도로 하여, 서로의 표시 매체용 입자가 반대 방향으로 용이하게 이동할 수 있도록 하는 것이 적합하며, 그것이 이 범위가 된다.
또한, 상기의 입자 직경 분포 및 입자 직경은, 레이저 회절/산란법 등으로부터 구할 수 있다. 측정 대상이 되는 입자에 레이저광을 조사하면, 공간적으로 회절/산란광의 광 강도 분포 패턴이 발생하고, 상기 광 강도 패턴은 입자 직경과 대응 관계가 있기 때문에, 입자 직경 및 입자 직경 분포를 측정할 수 있다.
여기서, 본 발명에 있어서의 입자 직경 및 입자 직경 분포는, 체적 기준 분포로부터 얻어진 것이다. 예를 들어, Mastersizer 2000(Malvern Instruments Ltd.) 측정기를 사용하여, 질소 기류 중에 입자를 투입하고, 부속의 해석 소프트웨어(Mie 이론을 이용한 체적 기준 분포를 기본으로 한 소프트웨어)로 입자 직경 및 입자 직경 분포의 측정을 행할 수 있다.
또한, 표시 매체용 입자로 구성하는 표시 매체를 기체 중공 사이에서 구동시키는 정보 표시용 패널에서는, 기판 간의 표시 매체를 둘러싸는 공극 부분의 기체의 관리가 중요하며, 표시 안정성 향상에 기여한다. 구체적으로는, 공극 부분의 기체의 습도에 대해서, 25℃에 있어서의 상대 습도를 60% RH 이하, 바람직하게는 50% RH 이하로 하는 것이 중요하다.
상기 공극 부분이란, 상기 도 1의 (a), (b) 내지 도 4의 (a), (b), 도 5의 (a) 내지 (d)에 있어서, 대향하는 기판(1), 기판(2)에 끼워져 있는 부분에서, 전극(5, 6)(전극을 기판의 내측에 설치한 경우), 표시 매체(3W, 3B)의 점유 부분, 격벽(4)의 점유 부분, 정보 표시용 패널의 시일 부분을 제외한, 소위 표시 매체가 접하는 기체 부분을 가리키는 것으로 한다. 공극 부분의 기체는, 앞서 설명한 습도 영역이면 그 종류는 상관없지만, 건조 공기, 건조 질소, 건조 아르곤, 건조 헬륨, 건조 이산화탄소, 건조 메탄 등이 적합하다. 이 기체는 그의 습도가 유지되도록 정보 표시용 패널에 봉입할 필요가 있어, 예를 들어, 표시 매체의 충전, 정보 표시용 패널의 조립 등을 소정 습도 환경 하에서 행하고, 또한, 외부로부터의 습도 침입을 방지하는 시일재, 시일 방법을 실시하는 것이 중요하다.
본 발명에 의한 표시 매체용 입자가 채용되는 정보 표시용 패널에 있어서의 기판과 기판의 간격은, 표시 매체를 이동할 수 있고 콘트라스트를 유지할 수 있으면 되는데, 통상 10 내지 500㎛, 바람직하게는 10 내지 200㎛로, 대전 입자 이동방식의 정보 표시용 패널에서는 10 내지 100㎛, 바람직하게는 10 내지 50㎛로 조정된다.
대향하는 기판 간의 기체 중공 사이에 있어서의 표시 매체의 체적 점유율은 5 내지 70%가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 5 내지 60%이다. 또한, 70%를 초과하는 경우에는 표시 매체의 이동에 지장을 초래하고, 5% 미만인 경우에는 콘트라스트가 불명확해지기 쉽다.
이하, 또한, 본 발명의 실시예로서 제조한 복합형 입자의 표시 매체용 입자에 대해서 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예에 한정되는 것이 전혀 아니다.
<실시예>
(제1 실시예 내지 제3 실시예, 제1 비교예 내지 제2 비교예)
시클로올레핀계의 수지 4종류를 모입자용 베이스 수지로서 준비하였다. 에틸렌과 시클로올레핀의 공중합체인 시클로올레핀계 수지 A(TOPAS 6013: 폴리 플라스틱(주)제), 에틸렌과 시클로올레핀의 공중합체인 시클로올레핀계 수지 B(TOPAS 5013: 폴리 플라스틱(주)제), 시클로올레핀의 단독 공중합체인 시클로올레핀계 수지C(ZEONEX 330R: 니혼 제온(주)제), 에틸렌과 시클로올레핀의 공중합체인 시클로올레핀계 수지 D(TOPAS 6015: 폴리 플라스틱(주)제)이다.
또한, 하기 표 1에 수지 A 내지 수지 D 및 후술하는 배합제 A, 배합제 B 및 처리, 측정에서 사용한 각 장치의 제조회사, 명칭/형식이나 기능, 조건 등을 정리하여 나타내었다.
| *1 | 수지 A 수지 B 수지 C 수지 D 배합제 A 배합제 B |
폴리 플라스틱(주)제 TOPAS 6013 폴리 플라스틱(주)제 TOPAS 5013 니혼제온(주)제 ZEONEX 330R 폴리 플라스틱(주)제 TOPAS 6015 이시하라산업(주)제 CR90 (TiO2) 에보닉데구사 재팬(주)제 Special Black4 |
| *2 | 제조회사 명칭/형식 측정온도 전단속도 |
(주)동양정기제작소 캐필로그래프 1D 260℃ 122/s |
| *3 | 제조회사 명칭/형식 공기유량 승온속도 |
TA 인스트루먼트 TGA Q600 100mL/min 10℃/min |
| *4 | 제조회사 명칭/형식 열처리온도 공급속도 1차 공기유량 2차 공기유량 |
니혼 뉴매틱 공업(주) 메테올레인보 MR10 620℃ 500g/hr 50L/min 60L/min |
| *5 | 제조회사 명칭/형식 측정조건 |
시스멕(주) 플로우식 입자상 분석장치 FPIA-2000 도데실 황산 나트륨 1% 수용액에 분산 |
그리고, 하기 표 2에 나타낸 바와 같이, 수지 A에 의한 것을 제1 실시예, 수지 B에 의한 것을 제2 실시예, 또한 상기 수지 A/수지 D를 각각 (10/90)의 중량비로 혼합한 혼합물을 제3 실시예로 하였다. 여기서 채용하는 수지는, 점도에 대해서는 260℃, 전단 속도 122/s로 나타내어지는 점도가 1000Pa·s 이하로 하는 것이 바람직하고, 열중량 분석 측정에 의한 가열 감량 곡선에서 나타내어지는 초기 중량으로부터 20% 감소했을 때의 온도로서 정의되는 내열 온도는 430℃ 이상인 것이 바람직하다. 이 조건을 따라, 제1 실시예 내지 제3 실시예의 수지 A, B, 수지 A/수지 D가 채용되었다.
| 조성 (중량부) (표 1의 *1에 의함) |
수지 종류 | 품명 | 제1 실시예 | 제2 실시예 | 제3 실시예 | 제1 비교예 | 제2 비교예 |
| 수지A | TOPAS 6013 |
100 | - | 10 | - | - | |
| 수지B | TOPAS 5013 |
- | 100 | - | - | - | |
| 수지C | ZEONEX 330R |
- | - | - | - | 100 | |
| 수지D | TOPAS 6015 |
- | - | 90 | 100 | - | |
| (표 1의 *2에 의한) 수지의 점도 |
[Pa·s] | 653 | 260 | 1000 | 1100 | 531 | |
| (표 1의 *3에 의한) 수지의 내열온도 |
[℃] | 460 | 460 | 465 | 470 | 400 | |
모입자용 베이스 수지의 점도는, 표 1의 (*2)에서 나타내는 조건으로 점도 측정 장치 「캐필로그래프」((주)동양정기제작소제)를 사용하여 측정하였다. 또한, 그의 내열 온도는, 표 1의 (*3)에서 나타내는 조건으로 열중량 분석 장치 「TGA Q600」(TA 인스트루먼트제)을 사용하여 측정하였다. 수지의 내열 온도는 TGA 곡선(온도와 중량감소의 관계)에서 초기 중량으로부터 20% 감소하였을 때의 온도로 정의하였다.
또한, 제3 실시예에 있어서의 수지 A와 수지 D의 블렌드물에 대해서는 수지의 블렌드 통상 방법인 2축 혼련기를 사용해서 펠릿을 제작한 후, 입도와 내열 온도를 측정하게 하였다.
상기 실시예에 대하여, 제1 비교예로서 점도 조건(1000Pa·s 이하)을 만족하지 않는 것, 또한 제2 비교예로서 내열 온도 조건(430℃ 이상)을 만족하지 않는 것으로 준비하였다.
또한, 하기의 실시예, 비교예에 대해서도 확인하였다.
[제4 실시예 내지 제6 실시예, 제3 비교예 내지 제4 비교예(백 모입자)]
백 모입자를 제작하기 위해서, 하기의 표 3에 나타낸 바와 같이 표 2의 베이스 수지 100 중량부와, 배합제 A로서 이산화티타늄(TiO2)(TIPAQUE CR-90: 이시하라산업(주)제) 100 중량부를 2축 혼련기에 의해 용융 혼련하여 펠릿을 제조하여 일단 조분쇄품으로 하고, 이것을 또한 미분쇄, 분급하여 평균 입자 직경 d(0.5)를 9㎛로 하였다.
| 조성 (중량부) |
수지 종류 | 품명 | 제4실시예 | 제5실시예 | 제6실시예 | 제3비교예 | 제4비교예 |
| 수지A | TOPAS 6013 |
100 | - | 10 | - | - | |
| 수지B | TOPAS 5013 |
- | 100 | - | - | - | |
| 수지C | ZEONEX 330R |
- | - | - | - | 100 | |
| 수지D | TOPAS 6015 |
- | - | 90 | 100 | - | |
| 배합제A | TIPAQUE CR-90 |
100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
| 분급품 평균입자직경 |
d(0.5) | [㎛] | 9.06 | 8.95 | 9.00 | 9.01 | 8.93 |
| 스팬 | [-] | 0.72 | 0.72 | 0.72 | 0.72 | 0.71 | |
| (표 1의 *5에 의한) 원형도 | 설정치 | [-] | 0.984 | 0.987 | 0.980 | 0.950 | 0.986 |
| 평가(*a) | ○ | ○ | ○ | × | ○ | ||
| 수지의 열화(*b) | 변색 | ○ | ○ | ○ | ○ | × | |
| 점착 | ○ | ○ | ○ | ○ | × | ||
*a: 원형도는 자입자와의 복합 및 고정화 공정을 원활하게 진행시키기 위하여 적어도 0.98 이상이 필요.
*b: 변색은 육안 판단으로, ○: 색 변화 거의 없음, ×: 색 변화 있음
점착은 촉지 판단으로, ○: 점착성 거의 없음, ×: 점착성 있음
[제7 실시예 내지 제9 실시예, 제5 비교예 내지 제6 비교예(흑 모입자)]
흑 모입자를 제작하기 위해서, 하기의 표 4에 나타낸 바와 같이, 표 2의 베이스 수지 100 중량부와, 배합제로서 카본 블랙(C/B)(Special Black 4: 에보닉 데구사 재팬(주)제) 5 중량부를 2축 혼련기에 의해 용융 혼련하여 펠릿을 제조하였다. 그 후, 백 모입자와 마찬가지로 분쇄, 분급하여 평균 입자 직경 d(0.5)를 9㎛로 하였다.
| 조성 (중량부) |
수지 종류 | 품명 | 제7실시예 | 제8실시예 | 제9실시예 | 제5비교예 | 제6비교예 |
| 수지A | TOPAS 6013 |
100 | - | 10 | - | - | |
| 수지B | TOPAS 5013 |
- | 100 | - | - | - | |
| 수지C | ZEONEX 330R |
- | - | - | - | 100 | |
| 수지D | TOPAS 6015 |
- | - | 90 | 100 | - | |
| 배합제B | C/B | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
| 분급품 평균입자직경 |
d(0.5) | [㎛] | 9.11 | 8.97 | 8.99 | 9.15 | 9.00 |
| 스팬 | [-] | 0.74 | 0.73 | 0.75 | 0.75 | 0.76 | |
| (표 1의 *5에 의한) 원형도 | 설정치 | [-] | 0.988 | 0.989 | 0.985 | 0.955 | 0.987 |
| 평가(*a) | ○ | ○ | ○ | × | ○ | ||
| 수지의 열화(*b) | 변색 | ○ | ○ | ○ | ○ | × | |
| 점착 | ○ | ○ | ○ | ○ | × | ||
*a: 원형도는 자입자와의 복합 및 고정화 공정을 원활하게 진행시키기 위하여 적어도 0.98 이상이 필요.
*b: 변색은 육안 판단으로, ○: 색 변화 거의 없음, ×: 색 변화 있음
점착은 촉지 판단으로, ○: 점착성 거의 없음, ×: 점착성 있음
제4 실시예 내지 제9 실시예, 및 제3 비교예 내지 제6 비교예에 의한 모입자에 대해서, 원형도 및 수지의 열화 상태에 대해서 평가하였다. 그 결과를 상기 표 3, 4의 하단에 정리하여 나타내고 있다. 또한, 원형도란, 입자의 투영 면적과 동일한 원의 주위 길이를 입자의 투영 주위 길이로 나눈 값으로서 정의되고, 예를 들어 진원(true circle)이면 원형도 1.000, 정육각형은 0.952, 정오각형은 0.930, 정사각형은 0.886, 정삼각형은 0.777이 되는 것이다. 모입자의 원형도는 표 1의 (*5)에서 나타내는 플로우식 입자상 분석 장치 FPIA 2000(시스멕스(주)제)을 사용하여 측정하여, 실시예에 의한 모입자는, 이 원형도가 0.98 이상이나 되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 실시예에 의한 모입자는, 구형상화를 위한 열처리[표 1 (*4)에 나타내는 장치, 조건에 의한 서퓨전 처리]에 의한 열에 의한 수지의 열화도 없는 것을 확인할 수 있다.
(표시 매체용 입자)
또한, 상기 제4 실시예 내지 제9 실시예의 모입자, 또한, 제3 비교예 내지 제6 비교예의 모입자를 사용한 표시 매체용 입자를 이하에서 기재한 바와 같이 제작하여, 이것을 패널 기판 사이에 봉입하고, 제10, 11, 12 실시예 및 제7, 8 비교예의 정보 표시용 패널을 제작하여 콘트라스트 및 내구성에 대해서 평가하였다. 그 결과를 하기의 표 5에 나타내었다.
1) 정 대전성의 자입자
시판되는 멜라민 수지의 미립자(EPOSTER-S: (주)니혼쇼쿠바이제, 평균 입자 직경 240[nm])를 사용하여 정 대전성의 자입자로 하였다.
2) 부 대전성의 자입자
유화 중합법의 표준적인 방법에 기초하여 제작하고, 정제수로 충분히 세정하여 진공 오븐에서 수분을 증발시켜 건조 분체로 한 폴리디비닐벤젠 입자(이하, DVB 입자라고도 함)(평균 입자 직경 250[nm])를 부 대전성의 자입자로 하였다.
3) 표시 매체용 입자의 제작, 모입자, 자입자의 조합
하기 복합화 장치로 모입자와 자입자를 고착 복합화하였다. 모입자와 자입자의 조합으로서, 예를 들어(흑색 정 대전 모입자+멜라민 수지 자입자), (백색 부 대전 모입자+폴리디비닐벤젠 자입자)로 할 수 있다.
4) 모입자+자입자, 고착 복합화 처리
장치: 샘플 밀 SK-M10((주)쿄리츠 리코사제)
조건: 70℃, 16500rpm×30 내지 90분간
표 5에 나타내는 조합에 의해 모입자 100 중량부에 대하여 자입자 8 중량부의 비율로 혼합한 혼합 분체(벌크 체적=겉보기 체적 130cm3)를 상기 장치에 일괄 투입하여 소정 조건에서 복합화 처리를 행한 후, 공간목(opening) 150㎛인 스테인리스제 체로 선별하여, 체를 통과한 것을 복합형의 표시 매체용 입자로 하였다.
또한, 상기 복합화한 입자에 대하여 시판되는 실리카 미립자(HDK H3004: 와커사제)를 표면에 부착 처리하였다.
5) 실리카 미립자 부착 처리
카본 믹서(에스엠티사제)
조건: 25℃, 4000rpm×15분간
복합 입자에 대하여 실리카 미립자(HDK H3004: 와커사 제)를 중량분율 2%로 혼합한 혼합 분체(벌크 체적=겉보기 체적 200cm3)를 상기 장치에 일괄 투입하여 상기 조건에서 부착 처리를 행한 후, 공간목 150㎛인 스테인리스제 체로 선별하여 체를 통과시켜서 처리 분체를 표시 매체로 하는 입자군으로서 얻었다.
6) 초기 콘트라스트비의 평가법
흑색 입자군과 백색 입자군을 당 체적량 혼합 교반하여 마찰 대전을 행하고, 100㎛의 스페이서를 사이에 두고 배치된, 한쪽이 내측 ITO 처리된 전원에 접속된 유리 기판과, 다른 한쪽이 구리 기판인 셀 중에 체적 점유율 30%로 충전하여, 평가용으로 간이한 정보 표시용 패널을 얻었다.
ITO 유리 기판, 구리 기판 각각을 전원에 접속하고, ITO 유리 기판이 저전위로, 구리 기판이 고전위로 되도록 직류 전압을 걸면, 정 대전의 흑색 입자군은 저전위극측에, 부 대전의 백색 입자군은 고전위극측으로 각각 이동하여, 유리 기판을 통해서 흑색의 표시 상태가 관찰되었다. 다음으로, 인가 전압의 전위를 반대로 하면, 입자군(표시 매체)은 각각 역방향으로 이동하여, 백색의 표시 상태가 관찰되었다. 인가 전압을 -200[V] 내지 +200[V]까지 10[V] 마다 변화시켜서 각각의 표시 상태에 있어서 반사율을 측정하여, 동 절대값의 전압 인가시의 백색 표시시 반사율과 흑색 표시시 반사율의 비를 그 전압에 있어서의 콘트라스트비로 하고, 내구성 평가 전에 ±200[V] 인가하였을 때의 콘트라스트비를 초기의 콘트라스트비(초기 C200)로 하여 표시 입자로서의 선명 표시성의 지표로 하였다.
7) 내구성 평가 시험법
초기의 콘트라스트비를 구한 후, 정보 표시용 패널에 전압 ±200[V]를 주파수 1[kHz]로 100만회 교대로 인가하여 표시 매체를 반전 이동시킨 후에, 상기한 바와 마찬가지로 각 인가 전압에 있어서의 콘트라스트비를 측정하여 100만회 반전 이동을 반복한 후에 전압 ±200[V]를 인가하였을 때의 콘트라스트비를 구하고, 그것을 내구 시험 후의 콘트라스트비(내구 후 C200)로 하여 선명 표시성의 지표로 하였다.
8) 평가 결과를 하기 표 5에 나타낸다.
| 제10실시예 | 제11실시예 | 제12실시예 | 제7비교예 | 제8비교예 | |||
| 표시매체용 입자 |
백 | 모입자 | 제4실시예 | 제5실시예 | 제6실시예 | 제3비교예 | 제4비교예 |
| 자입자 | 폴리디비닐벤젠 미립자 | ||||||
| 흑 | 모입자 | 제7실시예 | 제8실시예 | 제9실시예 | 제5비교예 | 제6비교예 | |
| 자입자 | 멜라민 수지의 미립자 | ||||||
| 내구성 | 초기 C200 | 10.5 | 11.0 | 10.5 | 10.5 | 8.5 | |
| (평가) | 매우 양호 | 매우 양호 | 매우 양호 | 매우 양호 | 양호 | ||
| 내구후 C200 | 6.0 | 6.0 | 5.5 | 2.0 | 4.5 | ||
| (평가) | 양호 | 양호 | 양호 | 불량 | 약간 불량 | ||
이상 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 관련된 특정한 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서 다양한 변형·변경이 가능하다.
<산업상 이용가능성>
본 발명에 관한 표시 매체용 입자를 채용하는 정보 표시용 패널은, 노트북, 전자 수첩, PDA(Personal Digital Assistants)라고 불리는 휴대형 정보 기기, 휴대 전화, 핸디 터미널 등의 모바일 기기의 표시부, 전자서적, 전자신문, 전자 메뉴얼(전자 취급 설명서) 등의 전자 페이퍼, 간판, 포스터, 칠판이나 화이트 보드 등의 게시판, 전자 탁상 계산기, 가전 제품, 자동차 용품 등의 표시부, 포인트 카드, IC 카드 등의 카드 표시부, 전자 광고, 정보 보드, 전자 POP(Point Of Presence, Point Of Purchase advertising), 전자 가격표, 전자 선반표, 전자악보, RF-ID 기기의 표시부 이외에, POS 단말기, 카 내비게이션 장치, 시계 등 다양한 전자 기기의 표시부에 적절하게 사용된다. 그 밖에, 표시 재기록 시에만 외부 전계 형성 수단이나 외부 재기록 수단을 사용해서 표시를 재기입하는 소위 리라이터블 페이퍼로서도 적절하게 사용된다.
또한, 정보 표시용 패널의 구동 방식에 대해서는, 패널 자체에 스위칭 소자를 사용하지 않는 단순 매트릭스 구동 방식이나 스태틱 구동 방식, 또한, 박막 트랜지스터(TFT)로 대표되는 3 단자 스위칭 소자 혹은 박막 다이오드(TFD)로 대표되는 2 단자 스위칭 소자를 사용한 액티브 매트릭스 구동 방식이나, 외부 전계 형성 수단을 사용한 외부 전계 구동 방식 등, 다양한 타입의 구동 방식을 적용할 수 있다.
Claims (2)
- 적어도 한쪽이 투명한 대향하는 2장의 기판 사이에 입자군으로서 구성한 표시 매체를 봉입하고, 상기 표시 매체를 이동시켜서 정보를 표시하는 정보 표시용 패널에 사용하는 표시 매체용 입자이며,
상기 표시 매체용 입자가, 베이스 수지를 포함하는 원료에 의해 형성한 모입자, 및 그의 표면에 자입자가 부가되어 있는 복합형 입자로서 구성되고,
상기 베이스 수지는 260℃, 전단 속도 122/s로 나타내어지는 점도가 1000Pa·s 이하이며, 또한 내열 온도가 430℃ 이상인 열가소성 수지로 되어 있는 동시에, 상기 열가소성 수지가 메타크릴 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리카르보네이트 수지, 메틸 펜텐 수지 및 시클로올레핀계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 수지 또는 상기 군으로부터 선택되는 2종류 이상의 수지를 혼합한 수지인 것을 특징으로 하는 표시 매체용 입자. - 제1항에 기재된 표시 매체용 입자를 포함하는 입자군을 표시 매체로서 채용한 것을 특징으로 하는 정보 표시용 패널.
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