JP2000089261A

JP2000089261A - 帯電粒子、表示素子及び表示媒体

Info

Publication number: JP2000089261A
Application number: JP10258467A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Igami; 淳伊神
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 2000-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】真球に近く安価な微粒子状の帯電粒子を提供
すること。【解決手段】請求項１記載の帯電粒子は、分散媒中で
正又は負に帯電する、１〜１００μｍの平均粒子径を有
する帯電粒子であって、上記帯電粒子を着色するための
着色剤とワックスとからなることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分散媒中で電界の
印加に対して、所定の電極方向に移動する特性を有する
帯電粒子、該帯電粒子及び分散媒が封入されたマイクロ
カプセル、及び、可撓性シートに該マイクロカプセルの
配列層が形成され、該配列層への制御用電界の印加によ
り画像形成するようにした表示媒体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、画像や文字情報等を表示する
方式としては、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube：陰極線管）
方式から、液晶（Liquid Crystal ）方式、プラズマ発
光方式、ＥＬ（エレクトロルミネセンス）方式等を利用
して可視化する方式まで、多岐にわたるものが存在して
いる。

【０００３】近年、半導体技術の急速な進歩による各種
電子装置の小型化に伴い、ディスプレイデバイスに対し
ても、小型化、軽量化、低駆動電圧化、低消費電力化、
薄型フラットパネル化等が求められている。

【０００４】上述した要請に答えるべく、ＰＤＰ（Plas
ma Display Panel）に代表される発光型や、ＬＣＤ（L
iquid Crystal Display ）に代表される受光型等、非
常に多くの種類のフラットパネル型電子ディスプレイデ
バイスが提案され、実用に供されている。そして、これ
らの中でも低消費電力であるという点で、近年、特に反
射型ＬＣＤの研究が盛んに行われている。

【０００５】反射型ＬＣＤのメリットとしては、小型
化、軽量化、低駆動電圧化、低消費電力化、薄型フラッ
トパネル化等が可能な点や、通常の光源下において印刷
物と同様に、目になじみやすく、外光の影響のない表示
品質を有する点等が挙げられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、反射型
ＬＣＤでは、ゲスト−ホスト液晶にＴＦＴパネルを組み
合わせた構成としても、理論的には、反射率６６％、コ
ントラスト比５：１の画像しか得られない。

【０００７】これは反射率５７％、コントラスト比５：
１の新聞紙の画像に限りなく近い画質であり、カレンダ
ーやレーザープリンタによる出力画像の持つ反射率８０
％、コントラスト比２１：１の画質にはほど遠く、画像
が見にくいという問題があった。また、ＬＣＤは、メモ
リー機能を有さないため、制御電界を遮断すると画像表
示を維持することができず、画像表示をおこなう間、常
に、表示面に外部から電界等の刺激を加え続けなくては
ならず、使いにくく、経済的にも不利であるという問題
があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】これらの問題を解決する
ため、本発明者は、「低駆動電圧」「反射型方式におけ
る高反射率、高コントラスト」「制御電界遮断時のメモ
リ効果」に着目し、これらの機能を実現する表示機構を
開発するために検討を行った結果、マイクロカプセル中
において、顔料等の着色剤を含む帯電粒子を、電界の印
加により所定の電極方向に移動させることにより、表示
面への画像書き込みをおこなう画像表示方式が好都合で
あり、かつ、実現可能であることを見いだし、先に上記
表示機構に関する出願を行った。その後、上記表示機構
において使用する表示素子をより安価かつ高性能のもの
とすることを目的として、さらに検討を行った結果、表
示素子として使用するマイクロカプセルに封入する帯電
粒子の構成材料にワックスを用いることにより、容易か
つ安価に真球に近い微粒子状の帯電粒子を製造すること
ができることを見いだし、本発明を完成させるに至っ
た。

【０００９】上記目的を達成するために、請求項１記載
の帯電粒子は、分散媒中で正又は負に帯電する、１〜１
００μｍの平均粒子径を有する帯電粒子であって、上記
帯電粒子を着色するための着色剤とワックスとからなる
ことを特徴としている。

【００１０】上記請求項１記載の帯電粒子によれば、上
記帯電粒子は、上記着色剤とワックスとからなるので、
以下の方法により、真球に近い形状の帯電粒子をより安
価に作製することができる。すなわち、着色剤を含有す
るワックスは、加熱等の外的刺激を与えることにより容
易に低粘度の液体となり、噴霧法（スプレードライ法）
や高温の液体中に上記液状のワックスを分散させる方法
により、容易に真球に近い微粒子となる。従って、上記
方法を適用することにより、真球に近い形状の帯電粒子
をより安価に作製することができる。

【００１１】また、請求項２記載の表示素子は、二種以
上の帯電粒子及びこれらの帯電粒子を分散させるための
分散媒が封入されたマイクロカプセルからなり、上記マ
イクロカプセル中の上記帯電粒子の分布状態を制御用電
界の作用下で変えることにより、上記マイクロカプセル
の所定領域の光学的反射特性に変化を与えて所要の表示
動作を行わせるようにした表示素子であって、上記帯電
粒子として、請求項１記載の帯電粒子が使用されている
ことを特徴としている。

【００１２】上記請求項２記載の表示素子によれば、上
記マイクロカプセル中の帯電粒子として請求項１記載の
帯電粒子が使用されているので、より安価で高性能の表
示素子を実現することができる。

【００１３】また、請求項３記載の表示媒体は、可撓性
シートに、マイクロカプセルの配列層が形成され、上記
配列層中のそれぞれのマイクロカプセルに制御用電界を
印加することにより所要の表示動作を行わせるようにし
た表示媒体であって、上記マイクロカプセルとして、請
求項２記載の表示素子が使用されていることを特徴とし
ている。

【００１４】上記請求項３記載の表示媒体によれば、上
記マイクロカプセルとして、請求項２記載の表示素子が
使用されているので、より安価で高性能の表示媒体を実
現することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の帯電粒子、表示素
子及び表示媒体の実施の形態について図を参考にしなが
ら説明する。本発明の帯電粒子は、分散媒中で正又は負
に帯電する、１〜１００μｍの平均粒子径を有する帯電
粒子であって、上記帯電粒子を着色するための着色剤と
ワックスとからなることを特徴としている。

【００１６】上記帯電粒子の平均粒子径を１〜１００μ
ｍとしたのは、上記帯電粒子の平均粒子径が１μｍ未満
では、帯電粒子が小さすぎるため、上記帯電粒子の製造
が困難になるとともに、マイクロカプセル等の表示素子
中に上記帯電粒子を多数存在させる必要が生じ、性能低
下の原因となり易く、一方、上記帯電粒子の平均粒子径
が１００μｍを超えると、帯電粒子が大きくなりすぎ、
移動しにくくなるため、表示素子としての機能を果たし
にくくなる。

【００１７】上記帯電粒子を着色するための着色剤とし
ては、例えば、一般に周知の着色コロイド粒子；種々の
有機・無機質顔料、染料、金属粉、ガラス、樹脂等の粉
砕微粉末等が挙げられる。

【００１８】上記有機顔料としては特に限定されず、例
えば、ＨａｎｓａＹｅｌｌｏｗ、ＢｅｎｚｉｎｅＹ
ｅｌｌｏｗ等の黄色顔料；ＰａｒｍａｎｅｎｔＲｅ
ｄ、ｂｅｎｚｉｎｅｏｒａｎｇｅ、ｐｙｒａｚｏｌ
ｏｎｅｏｒａｎｇｅ、ｖｕｌｃａｎｏｒａｎｇｅ、
ｏｒａｎｇｅｌａｋｅ、ｐａｒａｒｅｄ、ｌａｋｅ
ｒｅｄ、ｔｏｌｕｉｄｉｎｅｒｅｄ、ｂｒｉｌｌｆ
ａｓｔｓｃａｒｌｅｔ、ｂｒｉｌｌｃａｒｍｉｎ
ｅ、ｂｒｉｌｌｓｃａｒｌｅｔ、ｂｏｒｄｏ、ｗａ
ｔｃｈｕｎｇｒｅｄ、ｌｉｔｈｏｌｒｅｄ、ｂｏｎ
ｍａｒｏｏｎ、ｌａｋｅｂｏｒｄｏ、ｒｈｏｄａ
ｍｉｎｅ、ｍａｄｄｅｒｌａｋｅ等の赤色顔料；ｒｈ
ｏｄａｍｉｎｅｂｌａｋｅ、ｄｉｏｘａｚｉｎｅ
ｖｉｏｌｅｔ、ｃｒｙｓｔａｌｖｉｏｌｅｔｌａｋ
ｅ等の紫色顔料；ｖｉｃｔｏｒｉａｐｕｒｅｂｌｕ
ｅｌａｋｅ、ｖｉｃｔｏｒｉａｂｌｕｅｌａｋ
ｅ、ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅｂｌｕｅ、ｆａｓ
ｔｓｋｙｂｌｕｅ、ｔｈｒｅｎｅｂｌｕｅｒｓ
等の青色顔料、ｄｉａｍｏｎｄｅｇｒｅｅｎｌａｋ
ｅ、ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅｇｒｅｅｎ、ｐｉ
ｇｍｅｎｔｇｒｅｅｎｂ、ｇｒｅｅｎｇｏｌｄ等
の緑色顔料、ｄｉａｍｏｎｄｂｌａｃｋ等の黒色顔料
等が挙げられる。

【００１９】上記無機顔料としては、特に限定されず、
例えば、カーボンブラック等の黒色顔料；酸化チタン、
酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化すず等の白
色顔料等が挙げられる。上記無機顔料及び有機顔料は、
単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

【００２０】上記染料としては特に限定されず、例え
ば、アゾ染料、金属錯塩染料、ナフトール染料、アント
ラキノン染料、インジゴ染料、カーボニウム染料、キノ
イミン染料、シアニン染料、キノリン染料、ニトロ染
料、ニトロソ染料、ベンゾキノン染料、ナフトキノン染
料、ナフタルイミド染料、ペノリン染料、フタロシアニ
ン染料等が挙げられる。上記染料は、単独で用いてもよ
く、２種以上を併用してもよい。

【００２１】上記ワックスは、上記着色剤を溶解又は分
散させる、いわゆるバインダーとなるものである。上記
ワックスは、合成高分子からなる合成ワックスと天然の
材料からなる天然ワックスとに分けられる。

【００２２】上記合成ワックスの製造に使用するモノマ
ー成分としては、例えば、メチルアクリレート、エチル
アクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｉ−ブチルア
クリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、シクロ
ヘキシルアクリレート、テトラヒドロフリルアクリレー
ト、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ
−ブチルメタクリレート、ｉ−ブチルメタクリレート、
２−エチルヘキシルメタクリレート、ステアリルメタク
リレート、ラウリルメタクリレート、メチルビニルエー
テル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエー
テル、ｉ−ブチルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエ
ーテル、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニト
リル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、
塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、エ
チレン、プロピレン、イソプレン、クロロプレン、ブタ
ジエン等が挙げられる。

【００２３】また、上記モノマー成分は、その化合物中
に、例えば、カルボキシル基、水酸基、メチロール基、
アミノ基、アミド基、酸アミド基、グリシジル基等の官
能基を含むものであってもよい。

【００２４】上記カルボキシル基を有するモノマーとし
ては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸
等が挙げられ、上記水酸基を有するモノマーとしては、
例えば、β−ハイドロキシエチルアクリレート、β−ハ
イドロキシエチルメタクリレート、β−ハイドロキシプ
ロピルアクリレート、β−ハイドロキプロピルメタクリ
レート、アリルアルコール等が挙げられる。

【００２５】上記メチロール基を有するモノマーとして
は、例えば、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチ
ロールメタクリルアミド等が挙げられ、アミノ基を有す
るモノマーとしては、例えば、ジメチルアミノエチルア
クリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート等が
挙げられる。

【００２６】上記酸アミド基を有するモノマーとして
は、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド等が挙
げられ、グリシジル基を有するモノマーとしては、例え
ば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレー
ト、グリシジルアリルエーテル等が挙げられる。これら
のモノマー成分は、単独で用いてもよく、２種以上を併
用してもよい。

【００２７】これらのモノマー成分の重合を行うことに
より合成ワックスが製造されるが、重合反応としては、
従来から行われている種々の方法を採用することができ
る。ただし、重合の終了した微粒子は、８０〜１５０℃
で溶融し、溶融により粘度が大きく低下するものが好ま
しいため、高分子量高粘度のものとならないように、重
合の際にその分子量を調整する必要がある。

【００２８】上記天然ワックスは、植物系、動物系、鉱
物系、石油系に分類される。植物系ワックスとしては、
例えば、キャンデリラワックス、カルナバワックス、ラ
イスワックス、木ろう、ホホバ油等が挙げられる。動物
系ワックスとしては、例えば、みつろう、ラノリン、鯨
ろう等が挙げられる。

【００２９】鉱物系ワックスとしては、例えば、モンタ
ンワックス、オゾケライト、セレシン等が挙げられる。
石油ワックスとしては、例えば、パラフィンワックス、
マイクロクリスタリンワックス、ペトロラム等が挙げら
れる。これらの天然ワックスは、単独で使用されるほ
か、２種以上が併用される。

【００３０】上記ワックスのなかでは、８０〜１５０
℃、好ましくは８０〜１２０℃で溶融し、溶融により粘
度が大きく低下するものが好ましい。具体的には、粘度
が５０００ｃＰ以下となるものが好ましく、２０００ｃ
Ｐ以下となるものがより好ましく、５００ｃＰ以下とな
るものがさらに好ましい。

【００３１】着色剤として顔料を使用する場合には、ロ
ールミル等を使用することにより、顔料をワックスに練
り込み、ワックス中に顔料を分散させる。着色剤として
上記染料を使用する場合には、ワックスを溶融させた
後、染料をワックスと混合すると、染料がワックス中に
溶解する。着色剤として染料を使用した場合、上記染料
は、ワックス中には溶解するが、帯電粒子を分散させる
分散媒には溶解しない特性が要求される。

【００３２】上記ワックス中に、フッ素を含む末端基や
カルボキシル基等が存在すると、帯電粒子は分散媒中で
マイナスに帯電しやすくなり、上記ワックス中に、アミ
ノ基やアミド結合が存在すると、帯電粒子は分散媒中で
プラスに帯電しやすくなるため、上記した化学構造を有
するワックスを使用することにより、帯電粒子の帯電性
をコントロールすることができる。合成ワックスを使用
する場合には、上記置換基を導入したモノノマーを使用
すればよい。

【００３３】帯電粒子を作製する方法としては、例え
ば、噴霧法（スプレードライ法）や高温の液体中に上記
液状のワックスを分散させた後冷却する方法（以下、液
中分散法という）等が挙げられる。上記噴霧法として
は、従来より公知の方法を用いることができるが、例え
ば、まず、上記着色剤を溶解又は分散させたワックスを
加熱して液状とし、続いて、直径が数ｃｍから十数ｃｍ
程度で、表面が粗化されたディスクを高速で回転させな
がら、液状となったワックスを上記ディスク表面に滴下
して飛散させる。

【００３４】このとき、ディスクはワックスの融点より
若干高い温度に設定し、装置内はワックスの融点より数
十℃程度低い温度に設定する。このような条件を設定す
ることにより、ディスク表面から空中に飛散した粒子は
直ぐに固化し、直径が数十μｍ程度の真球に近い形状の
帯電粒子を作製することができる。帯電粒子の粒子径
は、ワックスの粘度やディスクの回転速度等を変化させ
ることにより、コントロールすることができる。

【００３５】上記液中分散法を用いる場合には、数μｍ
程度と噴霧法の場合よりも小さな平均粒子径を有する帯
電粒子を製造することが可能となる。この場合には、８
０〜１５０℃に加熱することにより溶融して液状となっ
たワックスを、該ワックスの溶融温度以上に加熱した液
中に投入し、充分攪拌して分散させ後冷却し、微粒子に
なったワックスの液滴を固化させることにより、微粒子
状の帯電粒子を作製する。液の温度を上げるために、オ
ートクレーブ等を使用してもよい。また、上記帯電粒子
の作製の際、ワックスの分散性を向上させるため、乳化
剤を添加してもよい。乳化剤の存在下に製造された帯電
粒子は、少なくともその表面の一部が乳化剤により被覆
されており、洗浄等によっても上記乳化剤は上記帯電粒
子の表面から除去されないため、上記乳化剤の種類を選
択することにより、帯電粒子表面の帯電性をコントロー
ルすることができる。

【００３６】また、溶融ワックスを微細な径を有するノ
ズルから連続的に打ち出す方法によっても、真球状で、
均一に揃った粒子径の帯電粒子を作製することができ
る。着色剤として酸化チタンが使用された帯電粒子は、
白色度及び隠蔽性の点で優れており、着色剤として使用
するカーボンブラックは完全な黒色を示すため、カーボ
ンブラックが使用された帯電粒子は、黒色度に優れてい
る。

【００３７】従って、酸化チタン及びカーボンブラック
を着色剤として使用した帯電粒子を用いることにより、
反射率やコントラスト比が高く、見やすい画像等を有す
る表示媒体を実現することができる。帯電粒子に含有さ
れる着色剤の含有量は、酸化チタンの場合には、５〜６
０重量％が好ましく、カーボンブラックの場合には、３
〜３０重量％が好ましい。

【００３８】上記帯電粒子を分散させるための分散媒
は、高絶縁性と無色透明性を有しているものが好まし
く、このような特性を有する分散媒としては、例えば、
脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環式炭化水素、ハ
ロゲン化炭化水素、各種エステル類、アルコール類、そ
の他の油類等が挙げられる。これらの分散媒は、単独で
使用されるほか、２種以上が併用される。

【００３９】上記分散媒中には、帯電粒子の分散状態を
良好にするために、界面活性剤が含まれていてもよい。
上記界面活性剤は、パラフィン、オレフィン、アルキル
ベンゼン等の疎水基に結合している水酸基の種類によ
り、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両
性界面活性剤、非イオン系界面活性剤等に分類され、本
発明では、上記いずれの界面活性剤も使用することがで
きる。

【００４０】ただし、その添加量は界面活性剤の種類、
構造によっても異なるが、絶縁性の分散媒の絶縁度を極
度に低下させない範囲において添加することが好まし
い。

【００４１】上記帯電粒子は、上記分散媒に分散された
状態で使用され、種々の表示素子に使用することが可能
であるが、マイクロカプセル中に封入することにより、
以下に説明するような構成の表示素子、表示媒体として
使用することができる。

【００４２】図１は、本発明の表示素子として機能する
マイクロカプセルの一例を模式的に示した説明図であ
り、図２は、マイクロカプセルに電界を作用させた後の
黒色帯電粒子及び白色帯電粒子の状態を模式的に示した
説明図である。

【００４３】図１に示されるように、このマイクロカプ
セル１０には、例えば、多数の黒色帯電粒子１２ａ及び
白色帯電粒子１２ｂからなる帯電粒子１２と、液体分散
媒１４とが封入されている。黒色帯電粒子１２ａは、例
えば、カーボンブラックと天然ワックスとから構成され
ており、白色帯電粒子１２ｂは、例えば、酸化チタンと
天然ワックスとから構成されている。そして、電界が作
用していない場合には、図１に示されるように、黒色帯
電粒子１２ａと白色帯電粒子１２ｂとは、無秩序に分散
している。

【００４４】次に、このマイクロカプセル１０に電界を
作用させると、液体分散媒１４中に分散浮遊している黒
色帯電粒子１２ａと白色帯電粒子１２ｂとは、電界の作
用により、各々逆方向に泳動し、例えば、図２に示され
るように、上方に白色帯電粒子１２ｂが凝集し、一方、
下方には、黒色帯電粒子１２ａが凝集する。

【００４５】このため、上方からこのマイクロカプセル
１０を見た場合、下側で凝集している黒色帯電粒子１２
ａは、白色帯電粒子１２ｂに隠蔽されて見えず、マイク
ロカプセル１０の部分は白色に見える。

【００４６】一方、図には示していないが、図２と反対
方向の電界が印加された場合、黒色帯電粒子１２ａは上
側に凝集し、白色帯電粒子１２ｂは下側に凝集するた
め、このマイクロカプセル１０の部分は上方から黒色に
見える。

【００４７】このようなマイクロカプセル１０を可撓性
シートの表面等に配列させ、マイクロカプセル１０に印
加する電界の方向を変えることにより、表示面に所定の
画像を形成することが可能になる。また、マイクロカプ
セル１０中に赤、青、黄色等の色を含む帯電粒子１２を
封入することにより、赤、青、黄色等の色を含む画像を
表示することも可能となる。本発明においては、真球に
近い帯電粒子１２を使用するので、電界を印加した場合
の帯電粒子１２の移動がスムーズに行われ、帯電粒子１
２同士の引っ掛かり等もなく、より高性能の表示が可能
になる。

【００４８】マイクロカプセルは、すでに当業界におい
て公知の技術となっている方法で作製することが可能で
ある。マイクロカプセルの製造方法としては、例えば、
米国特許第２８００４５７号、同第２８００４５８号明
細書等に示されるような水溶液からの相分離法、特公昭
３８−１９５７４号、特公昭４２−４４６号、特公昭４
２−７７１号公報等に示されるような界面重合法、特公
昭３６−９１６８号、特開昭５１−９０７９号公報等に
示されるモノマーの重合によるｉｎ−ｓｉｔｕ法、英国
特許第９５２８０７号、同第９６５０７４号明細書に示
される融解分散冷却法等があるが、これに限定されるも
のではない。

【００４９】マイクロカプセル１０の外壁部の形成材料
としては、上記カプセル製造方法にて外壁部が作製可能
であれば特に限定されず、無機物質でも有機物質でもよ
いが、光を充分に透過させるような材質が好ましい。

【００５０】上記外壁部の形成材料の具体例としては、
例えば、ゼラチン、アラビアゴム、デンプン、アルギン
酸ソーダ、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリ
アミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリユリア、ポ
リスチレン、ニトロセルロース、エチルセルロース、メ
チルセルロース、メラミン／ホルムアルデヒド樹脂、尿
素／ホルムアルデヒド樹脂、これらの共重合物等が挙げ
られる。

【００５１】マイクロカプセル１０中の各帯電粒子１２
の体積は、マイクロカプセル１０の容積に対して、それ
ぞれ１．５〜２５容量％であるのが好ましく、すべての
帯電粒子１２の体積の総和は、マイクロカプセル１０の
容積に対して、１．５〜５０容量％であることが好まし
い。

【００５２】各帯電粒子１２の体積が１．５容量％未満
であると、目的とする表示色ではない反対色粒子も観察
者の目に触れてしまい、そのためにコントラストが低下
して見える。一方、２５容量％を超えると、帯電粒子１
２が大きすぎるためにマイクロカプセル１０の内部を移
動しにくくなる。また、すべての帯電粒子１２の体積の
総和が１．５容量％未満であると、帯電粒子１２の量が
少なすぎるため、はっきりした画像が形成されず、一
方、５０容量％を超えると、帯電粒子１２の量が多すぎ
るためにマイクロカプセル１０の内部を移動しにくくな
り、そのため、制御電界に対する応答性が低下する。

【００５３】帯電粒子１２の粒子径は、マイクロカプセ
ル１０の粒子径に対して１／１０００〜１／５であるの
が好ましく、帯電粒子１２の粒度分布の分散度は、体積
平均粒子径／個数平均粒子径で表した場合、１〜２であ
るのが好ましい。また、マイクロカプセル１０の粒子径
は、５０〜５００μｍであるのが好ましい。

【００５４】図３は、本発明の表示素子を利用した表示
媒体の一例を模式的に示した断面図である。この表示媒
体２０においては、マイクロカプセル１０が多数内部に
分散、配列された可撓性シート２２の上面側に、多数の
透明電極２４が平面視アレー状に設けられており、下面
側に透明又は不透明の電極２５が設けられている。

【００５５】また、これら個々の透明電極２４と電極２
５には、図示しない電源が接続され、各透明電極２４と
電極２５との間に、電極２５の電圧を基準として、＋又
は−の電圧がそれぞれ独立して印加されるようになって
いる。

【００５６】また、透明電極２４は、マイクロカプセル
１０を平面視した形状よりも大きくなっており、１個の
透明電極２４につき、少なくとも１個のマイクロカプセ
ル１０が対応して設けられている。

【００５７】可撓性シート２２としては、樹脂製のフィ
ルム、紙等が挙げられる。表示しようとする画像等に応
じた電圧を、この表示装置２０の各透明電極２４と電極
２５との間にそれぞれ印加すると、図３に示したよう
に、上側に黒色帯電粒子１２ａ又は白色帯電粒子１２ｂ
が凝集し、これにより表示しようとする画像に対応した
画像が形成される。

【００５８】また、電源をオフにしても、帯電粒子１２
の凝集状態は変化しないので、別の画像に対応する電圧
を、各透明電極２４と電極２５との間にそれぞれ印加し
ないかぎり、その画像の表示状態が維持される。表示媒
体には電極を設けず、外部の電界印加装置を使用して、
個々のマイクロカプセルに電界を印加するようにしても
よい。

【００５９】以上のように、本発明の表示媒体において
は、可撓性シートに着色剤とワックスとからなる帯電粒
子及び分散媒が封入されたマイクロカプセルの配列層が
形成され、上記配列層中のそれぞれのマイクロカプセル
に制御用電界を印加することにより所要の表示動作を行
わせるようにした表示媒体が使用されているので、より
安価で高性能の表示媒体を実現することができる。

【００６０】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるも
のではない。

【００６１】実施例１〜５及び比較例１〜３まず、表１に示す特性を有するワックスを使用し、表１
に示す着色剤が１０重量％含有されるように、ロールミ
ルを使用して着色剤をワックスに練り込んだ。

【００６２】次に、噴霧法を用いて帯電粒子を作製し
た。すなわち、アトマイザーとして、Ｓ−１００（直
径：１００ｍｍ）を備えた回転式アトマイザー（マツボ
ー社製、Ｎｏ．６２型）を用い、装置内をワックスの融
点より５０℃低い温度に設定し、アトマイザーの温度を
ワックスの融点より１０℃高い温度に保ち、１２０℃に
加熱したワックスを回転速度が３００００ｒｐｍのアト
マイザーに滴下することにより周囲に飛散させ、帯電粒
子を作製した。

【００６３】表１の各実施例に示したワックスを使用し
た場合には、ほぼ真球状に近く、均一に揃った表１に示
す平均粒子径の帯電粒子を得ることができた。一方、表
１の比較例に示した樹脂又はワックスを使用した場合に
は、微粒子を得ることはできなかった。すなわち、ポリ
エステル樹脂（比較例１）を使用した場合には、樹脂の
塊がアトマイザーから飛び出してくるだけで、微粒子化
は困難であった。

【００６４】また、ポリプロピレンワックス（比較例
２）を使用した場合には、粒子から尾の出ているような
形状の微粒子しか作製することができなかった。ポリエ
チレンワックス（比較例３）を使用した場合には、微粒
子は作製されず、綿菓子のような状態になってしまっ
た。

【００６５】

【表１】

【００６６】次に、乳化剤である５％ポリスチレンスル
ホン酸の一部ナトリウム塩水溶液と液体分散媒である脂
肪族炭化水素溶媒の１：１水溶液１００ｃｃ中に、上記
実施例において製造された白色帯電粒子及び黒色帯電粒
子を加え、ホモジナイザーで６０００回転、５分間攪拌
して、水溶液中に白色帯電粒子及び黒色帯電粒子を含む
液体分散媒が均一に分散したエマルジョンを得た。

【００６７】別に、ホルムアルデヒド３７％水溶液に市
販のメラミン粉末を加え、水酸化ナトリウム溶液によっ
てＰＨ９．０に調整し、水温６０℃で３０分間加熱して
メラミン／ホルムアルデヒドプレポリマーを得た。次
に、上記エマルジョンにメラミン／ホルムアルデヒドプ
レポリマーを加え、アジホモミキサーなどによって１０
０〜３００回転で攪拌しつつ水温が８０℃になるように
加熱した状態で５時間保持し、その後ＰＨ７に調整して
常温まで冷却した。

【００６８】この結果、白色帯電粒子及び黒色帯電粒子
を含む液体分散媒のまわりにメラミン／ホルムアルデヒ
ド樹脂からなる壁部材が析出し、帯電粒子を内包するマ
イクロカプセルが得られた。マイクロカプセルの平均粒
子径は４０〜７０μm であった。

【００６９】次に、上記方法により製造されたマイクロ
カプセルを取り出し、可撓性シート上に分散、配列させ
た後、電極間に配置し、１００Ｖ／ｍｍの制御電界を引
加して画像表示を行い、下記に示す画像の評価を行っ
た。

【００７０】評価方法（１）白色反射率測定器として反射濃度計（マクベス社製ＲＤ９１４）
を使用してＯＤ値（オプティカルデンシティ）を測定
し、反射率Ｔ（％）を、−ｌｏｇ₁₀Ｔ＝ＯＤで算出し
た。（２）コントラスト比白色反射率の場合と同様に、黒印字部分についても、反
射率Ｔ_black を測定し、コントラスト比＝Ｔ_black ：Ｔ
_white ＝１：（Ｔ_white ／Ｔ_black ）で求めた。上記し
た画質の評価基準（スレッシ値）には、様々な条件下で
のレーザプリンタ画像サンプルの平均値（白色反射率７
２％、コントラスト比１５：１）を適用した。

【００７１】使用した帯電粒子（帯電粒子を作製した実
施例の番号）、各帯電粒子のマイクロカプセル中の容量
％（含有率）、及び、評価結果を表２に示す。

【００７２】

【表２】

【００７３】表２に示した結果より明らかなように、上
記実施例において作製した帯電粒子を使用してマイクロ
カプセルを作製し、該マイクロカプセルを表示素子とし
て使用した表示媒体では、真球状に近い帯電粒子が使用
されているため、高反射率、高コントラスト比の画像が
形成されている。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の帯
電粒子によれば、分散媒中で正又は負に帯電する、１〜
１００μｍの平均粒子径を有する帯電粒子であって、上
記帯電粒子は、上記着色剤とワックスとからなるので、
以下の方法により、真球に近い形状の帯電粒子をより安
価に作製することができる。すなわち、着色剤を含有す
るワックスは、加熱等の外的刺激を与えることにより容
易に低粘度の液体となり、噴霧法（スプレードライ法）
や高温の液体中に上記液状のワックスを分散させる方法
により、容易に真球に近い微粒子となるため、真球に近
い形状の帯電粒子をより安価に作製することができる。

【００７５】また、請求項２記載の表示素子は、二種以
上の帯電粒子及びこれらの帯電粒子を分散させるための
分散媒が封入されたマイクロカプセルからなり、上記マ
イクロカプセル中の上記帯電粒子の分布状態を制御用電
界の作用下で変えることにより、上記マイクロカプセル
の所定領域の光学的反射特性に変化を与えて所要の表示
動作を行わせるようにした表示素子であって、上記帯電
粒子として、請求項１記載の帯電粒子が使用されている
ので、より安価で高性能の表示素子を実現することがで
きる。

【００７６】また、請求項３記載の表示媒体は、可撓性
シートに、マイクロカプセルの配列層が形成され、上記
配列層中のそれぞれのマイクロカプセルに制御用電界を
印加することにより所要の表示動作を行わせるようにし
た表示媒体であって、上記マイクロカプセルとして、請
求項２記載の表示素子が使用されているので、より安価
で高性能の表示媒体を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表示素子として機能するマイクロカプ
セルの一例を模式的に示した説明図である。

【図２】本発明の表示素子として機能するマイクロカプ
セルに電界を作用させた後の黒色帯電粒子及び白色帯電
粒子の状態を模式的に示した説明図である。

【図３】本発明の表示素子を利用した表示媒体の一例を
模式的に示した断面図である。

【符号の説明】１０マイクロカプセル１２帯電粒子１２ａ黒色帯電粒子１２ｂ白色帯電粒子１４液体分散媒２０表示媒体２２可撓性シート２４透明電極２５電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4G005 AA01 AB09 AB17 AB27 BA03 BB06 BB12 BB15 DB01X DB27X DC02X DD05Z DD08Z DD10Y DD12W DD34Z DD53W DD70W EA08 5C094 AA02 AA06 AA43 AA44 AA54 AA55 BA76 BA93 CA19 DA06 EB02 ED13 FA01 FA02 FB01 FB02 FB03 FB04 FB06 FB15 JA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分散媒中で正又は負に帯電する、１〜１
００μｍの平均粒子径を有する帯電粒子であって、前記
帯電粒子を着色するための着色剤とワックスとからなる
ことを特徴とする帯電粒子。
【請求項２】二種以上の帯電粒子及びこれらの帯電粒
子を分散させるための分散媒が封入されたマイクロカプ
セルからなり、前記マイクロカプセル中の前記帯電粒子
の分布状態を制御用電界の作用下で変えることにより、
前記マイクロカプセルの所定領域の光学的反射特性に変
化を与えて所要の表示動作を行わせるようにした表示素
子であって、前記帯電粒子として、請求項１記載の帯電
粒子が使用されていることを特徴とする表示素子。
【請求項３】可撓性シートに、マイクロカプセルの配
列層が形成され、前記配列層中のそれぞれのマイクロカ
プセルに制御用電界を印加することにより所要の表示動
作を行わせるようにした表示媒体であって、前記マイク
ロカプセルとして、請求項２記載の表示素子が使用され
ていることを特徴とする表示媒体。