JP2008026469A - 表示媒体用粒子およびそれを用いた情報表示用パネル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも一方が透明な2枚の基板1,2間に封入した表示媒体に電界を付与することで、表示媒体を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルに用いる表示媒体を構成する表示媒体用粒子の少なくとも1つとして、着色剤および酸化チタンを含む有色粒子を用いて、他色の隠蔽性が良好な表示媒体用粒子を得た。
【選択図】図2
Description
本発明は、上記表示媒体用粒子を用いて構成した、表示品質に優れた情報表示用パネルを提供することを第2の目的とする。
図2(a),(b)および図3(a),(b)において、電極は基板の外側に設けてもよいし、基板内部に埋め込むようにして設けてもよい。
また、上記表示媒体用粒子を構成する樹脂のガラス転移温度Tgが60℃以上であること、上記表示媒体用粒子の平均粒子径が1〜20μmであること、キャリアを用いてブローオフ法により測定した上記表示媒体用粒子の帯電量が絶対値で10〜100μC/gであること、および、上記表示媒体用粒子が、その表面と1mmの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、8KVの電圧を印加してコロナ放電を発生させて表面を帯電させた場合に、0.3秒後における表面電位の最大値が300Vより大きい粒子であること、が好ましい。
また、隔壁を形成するにあたり、対向する両基板1、2の各々にリブを形成した後に接合する両リブ法、片側の基板上にのみリブを形成する片リブ法が考えられる。この発明では、いずれの方法も好適に用いられる。
これらのリブからなる隔壁により形成されるセルは、図4に示すごとく、基板平面方向からみて四角状、三角状、ライン状、円形状、六角状が例示され、配置としては格子状やハニカム状や網目状が例示される。表示面側から見える隔壁断面部分に相当する部分(セルの枠部の面積)はできるだけ小さくした方が良く、表示の鮮明さが増す。
ここで、隔壁の形成方法を例示すると、金型転写法、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、フォトリソ法、アディティブ法が挙げられる。いずれの方法もこの発明の情報表示装置に搭載する情報表示用パネルに好適に用いることができるが、これらのうち、レジストフィルムを用いるフォトリソ法や金型転写法が好適に用いられる。
本発明において、帯電量の測定は、以下によって行った。
<ブローオフ測定原理および測定方法>
ブローオフ法においては、両端に網を張った円筒容器中に表示媒体とキャリアの混合体を入れ、一端から高圧ガスを吹き込んで表示媒体用粒子とキャリアとを分離し、網の目開きから表示媒体用粒子のみをブローオフ(吹き飛ばし)する。このとき、表示媒体用粒子が容器外に持ち去った帯電量と等量で逆の帯電量がキャリアに残る。そして、この電荷による電束の全てはファラデーケージで集められ、この分だけコンデンサは充電される。そこでコンデンサ両端の電位を測定することにより、表示媒体用粒子の電荷量Qは、
Q=CV(C;コンデンサ容量、V;コンデンサ両端の電圧)
として求められる。
ブローオフ粒体帯電量測定装置としては東芝ケミカル社製のTB−200を用いた。本発明では、被測定粒子の帯電量測定にフェライト系キャリアを用いるが、情報表示用パネルに例えば正帯電性の粒子から構成される表示媒体と負帯電性粒子から構成される表示媒体との2種類の表示媒体を組み合わせて用いる場合にそれぞれの表示媒体を構成する表示媒体用粒子の帯電量を測定するときには同一種類のキャリアを用いる。具体的には、キャリアとして同和鉄粉工業(株)製のDFC100 リンクル(Mn−Mg含有フェライト系)を用いて粒子(表示媒体用粒子)の帯電量(μC/g)を測定した。
粒子には、その主成分となる樹脂に、必要に応じて、従来と同様に、荷電制御剤、着色剤、無機添加剤等を含ますことができる。以下に、樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤を例示する。
青色着色剤としては、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーBC等がある。
赤色着色剤としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3B、C.I.ピグメントレッド2等がある。
緑色着色剤としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、C.I.ピグメントグリーン7、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンG等がある。
橙色着色剤としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダンスレンブリリアントオレンジGK、C.I.ピグメントオレンジ31等がある。
紫色着色剤としては、マンガン紫、ファーストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等がある。
白色着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等がある。
これらの顔料および無機系添加剤は、単独であるいは複数組み合わせて用いることができる。このうち特に黒色顔料としてカーボンブラックが、白色顔料として酸化チタンが好ましい。
Span=(d(0.9)−d(0.1))/d(0.5)
(但し、d(0.5)は粒子の50%がこれより大きく、50%がこれより小さいという粒子径をμmで表した数値、d(0.1)はこれ以下の粒子の比率が10%である粒子径をμmで表した数値、d(0.9)はこれ以下の粒子が90%である粒子径をμmで表した数値である。)
Spanを5以下の範囲に納めることにより、各粒子のサイズが揃い、均一な表示媒体としての移動が可能となる。
ここで、本発明における粒子径および粒子径分布は、体積基準分布から得られたものである。具体的には、Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)測定機を用いて、窒素気流中に粒子を投入し、付属の解析ソフト(Mie理論を用いた体積基準分布を基本としたソフト)にて、粒子径および粒子径分布の測定を行なうことができる。
この空隙部分とは、図1(a),(b)〜図3(a),(b)において、対向する基板1、基板2に挟まれる部分から、電極5、6(電極を基板の内側に設けた場合)、表示媒体3の占有部分、隔壁4の占有部分(隔壁を設けた場合)、情報表示用パネルのシール部分を除いた、いわゆる表示媒体が接する気体部分を指すものとする。
空隙部分の気体は、先に述べた湿度領域であれば、その種類は問わないが、乾燥空気、乾燥窒素、乾燥アルゴン、乾燥ヘリウム、乾燥二酸化炭素、乾燥メタンなどが好適である。この気体は、その湿度が保持されるように情報表示用パネルに封入することが必要であり、例えば、表示媒体の充填、情報表示用パネルの組み立てなどを所定湿度環境下にて行い、さらに、外からの湿度侵入を防ぐシール材、シール方法を施すことが肝要である。
対向する基板間の空間における表示媒体の体積占有率は5〜70%が好ましく、さらに好ましくは5〜60%である。70%を超える場合には表示媒体の移動に支障をきたし、5%未満の場合にはコントラストが不明確となり易い。
[黒色表示媒体用粒子の作製]
黒色表示媒体用粒子として、アクリル樹脂(デルペット80NH:旭化成工業製)100重量部、及び、黒色顔料としてカーボンブラック(スペシャルブラック5:デグッサ製)5重量部、正帯電の荷電制御剤としてニグロシン誘導体(ボントロンN07:オリエント化学製)3重量部をヘンシェルミキサー(FM5C:三井金属鉱山)にて攪拌して混合した後、2軸押出機(KZW15−45MG:テクノベル製)にて混練りした後、粉砕機(MDS−2:日本ニューマチック工業)を用いて粉砕/分級し、平均粒子径9.0μmの黒色粒子を得た。この粒子に、シリカ微粒子(H3050:日本クラリアント)を2重量%添加し、ヘンシェルミキサー(FM5C:三井金属鉱山)にて攪拌し、黒色表示媒体用粒子K1を得た。黒色表示媒体用粒子K1の特性を表1に示す。また、電子顕微鏡(VHX−100:キーエンス製)を用いて透過光にて黒色表示媒体用粒子K1を観察したところ、黒色表示媒体用粒子K1を通して光は透過せず、隠蔽性を確認した。
[黄色表示媒体用粒子の作製]
黄色表示媒体用粒子として、スチレン樹脂(トーヨースチロールE640N:東洋スチレン製)100重量部、及び、白色顔料として、粒子径が240nmである酸化チタン(タイペークCR−60−2:石原産業製)100重量部、負帯電性の荷電制御剤としてサリチル酸金属錯体(ボントロンE88:オリエント化学製)3重量部、黄色顔料としてピグメント・イエロー93(クロモファインエロー5930:大日精化工業製)10重量部をヘンシェルミキサー(FM5C:三井金属鉱山)にて攪拌して混合した後、2軸押出機(KZW15−45MG:テクノベル製)にて混練りした後、粉砕機(MDS−2:日本ニューマチック工業)を用いて粉砕/分級し、平均粒子径9.0μmの黄色粒子を得た。この粒子に、シリカ微粒子(H3004:日本クラリアント)を2重量%添加し、ヘンシェルミキサー(FM5C:三井金属鉱山)にて攪拌し、黄色表示媒体用粒子Y1を得た。黄色表示媒体用粒子Y1の特性を表1に示す。また、電子顕微鏡(VHX−100:キーエンス製)を用いて透過光にて黄色表示媒体用粒子Y1を観察したところ、黄色表示媒体用粒子Y1を通して光は透過せず、隠蔽性を確認した。
実施例1において、黄色表示媒体用粒子を作製する際に酸化チタンを除いたこと以外は実施例1に記載の黄色粒子と同様にして、平均粒子径9.1μmの黄色粒子を得た。この粒子に、シリカ微粒子(H3004:日本クラリアント)を2重量%添加し、ヘンシェルミキサー(FM5C:三井金属鉱山)にて攪拌し、黄色表示媒体用粒子Y2を得た。黄色表示媒体用粒子Y2の特性を表1に示す。また、電子顕微鏡(VHX−100:キーエンス製)を用いて透過光にて黄色表示媒体用粒子Y2を観察したところ、黄色表示媒体用粒子Y2を通して光は透過し、隠蔽性の欠如を確認した。
実施例1において、黄色表示媒体用粒子を作製するときに酸化チタンを150重量部に増量し、ピグメント・イエロー93(クロモファインエロー5930:大日精化工業製)を15重量に増量したこと以外は実施例1に記載の黄色粒子と同様にして、平均粒子径8.9μmの黄色粒子を得た。この粒子に、シリカ微粒子(H3004:日本クラリアント)を2重量%添加し、ヘンシェルミキサー(FM5C:三井金属鉱山)にて攪拌し、黄色表示媒体用粒子Y3を得た。黄色表示媒体用粒子Y3の特性を表1に示す。また、電子顕微鏡(VHX−100:キーエンス製)を用いて透過光にて黄色表示媒体用粒子Y3を観察したところ、黄色表示媒体用粒子Y3を通して光は透過せず、隠蔽性を確認した。
[帯電量]
上述した従来の「ブローオフ法」によって測定した。
[酸化チタン含有量]
粒子約0.3gを坩堝に入れて重量を測定した後、650℃の電気炉にて2時間加熱し、加熱後の重量を測定した。加熱前後の重量の差から、実際に粒子中に存在していた酸化チタンの部数を算出した。
[情報表示用パネルの特性]
黒色表示媒体用粒子K1と黄色表示媒体用粒子Y1またはY2またはY3とを表示媒体として用いて作製した情報表示用パネルの性能を表1に示す。なお、コントラストは、±100Vを印加したときの黒色表示時および黄色表示時の反射濃度を反射画像濃度計(RD−191:グレタグマクベス社製)を用いて測定し、コントラスト比=黒色表示時反射濃度/黄色表示時反射濃度として求めた。また、1万回表示書き換え後もコントラスト比の変化は少なく、表示媒体は良好に駆動した。
[赤色表示媒体用粒子の作製]
実施例1においてカーボンブラックの代わりに、白色顔料として粒子径が240nmである酸化チタン(タイペークCR−60−2:石原産業製)50重量部、赤色顔料としてブリリアント・カーミン6B(セイカファーストカーミン1476T−7:大日精化工業製)10重量部を用いたこと以外は実施例1に記載の黒色粒子と同様にして、平均粒子径9.1μmの赤色粒子を得た。この粒子に、シリカ微粒子(H3050:日本クラリアント)を2重量%添加し、ヘンシェルミキサー(FM5C:三井金属鉱山)にて攪拌し、赤色表示媒体用粒子R1を得た。赤色表示媒体用粒子R1の特性を表1に示す。また、電子顕微鏡(VHX−100:キーエンス製)を用いて透過光にて赤色表示媒体用粒子R1を観察したところ、赤色表示媒体用粒子R1を通して光は透過せず、隠蔽性を確認した。
[白色表示媒体用粒子の作製]
白色表示媒体用粒子として、スチレン樹脂(トーヨースチロールE640N:東洋スチレン製)100重量部、及び、白色顔料として粒子径が240nmである酸化チタン(タイペークCR−60−2:石原産業製)100重量部、負帯電性の荷電制御剤としてサリチル酸金属錯体(ボントロンE88:オリエント化学製)3重量部をヘンシェルミキサー(FM5C:三井金属鉱山)にて攪拌して混合した後、2軸押出機(KZW15−45MG:テクノベル製)にて混練りした後、粉砕機(MDS−2:日本ニューマチック工業)を用いて粉砕/分級し、平均粒子径9.0μmの白色粒子を得た。この粒子に、シリカ微粒子(H3004:日本クラリアント)を2重量%添加し、ヘンシェルミキサー(FM5C:三井金属鉱山)にて攪拌し、白色表示媒体用粒子W1を得た。白色表示媒体用粒子W1の特性を表1に示す。また、電子顕微鏡(VHX−100:キーエンス製)を用いて透過光にて白色表示媒体用粒子W1を観察したところ、白色表示媒体用粒子W1を通して光は透過せず、隠蔽性を確認した。
実施例2において、赤色表示媒体用粒子を作製するときに酸化チタンを除いたこと以外は、実施例2に記載の赤色粒子と同様にして平均粒子径9.0μmの赤色粒子を得た。この粒子に、シリカ微粒子(H3050:日本クラリアント)を2重量%添加し、ヘンシェルミキサー(FM5C:三井金属鉱山)にて攪拌し、赤色表示媒体用粒子R2を得た。赤色表示媒体用粒子R2の特性を表1に示す。また、電子顕微鏡(VHX−100:キーエンス製)を用いて透過光にて赤色表示媒体用粒子R2を観察したところ、赤色表示媒体用粒子R2を通して光は透過し、隠蔽性の欠如を確認した。
白色表示媒体用粒子W1と赤色表示媒体用粒子R1またはR2とを表示媒体として用いて作製した情報表示用パネルの性能を表1に示す。なお、コントラストは、±100Vを印加したときの赤色表示時および白色表示時の反射濃度を反射画像濃度計(RD−191:グレタグマクベス社製)を用いて測定し、コントラスト比=赤色表示時反射濃度/白色表示時反射濃度として求めた。また、1万回表示書き換え後もコントラスト比の変化は少なく、表示媒体は良好に駆動した。
[青色表示媒体用粒子の作製]
実施例1においてカーボンブラックの代わりに、白色顔料として粒子径が240nmである酸化チタン(タイペークCR−60−2:石原産業製)50重量部、青色顔料としてピグメント・ブルー15:3(シアニンブルー4920:大日精化工業製)10重量部を用いたこと以外は実施例1に記載の黒色粒子と同様にして、平均粒子径9.1μmの青色粒子を得た。この粒子に、シリカ微粒子(H3050:日本クラリアント)を2重量%添加し、ヘンシェルミキサー(FM5C:三井金属鉱山)にて攪拌し、青色表示媒体用粒子B1を得た。青色表示媒体用粒子B1の特性を表1に示す。また、電子顕微鏡(VHX−100:キーエンス製)を用いて透過光にて青色表示媒体用粒子B1を観察したところ、青色表示媒体用粒子B1を通して光は透過せず、隠蔽性を確認した。
[白色表示媒体用粒子の作製]
実施例2と同一の白色表示媒体用粒子W1を用いた。
実施例3において、青色表示媒体用粒子を作製するときに酸化チタンを除いたこと以外は実施例3に記載の青色粒子と同様にして、平均粒子径9.1μmの青色粒子を得た。この粒子に、シリカ微粒子(H3050:日本クラリアント)を2重量%添加し、ヘンシェルミキサー(FM5C:三井金属鉱山)にて攪拌し、青色表示媒体用粒子B2を得た。青色表示媒体用粒子B2の特性を表1に示す。また、電子顕微鏡(VHX−100:キーエンス製)を用いて透過光にて青色表示媒体用粒子B2を観察したところ、青色表示媒体用粒子B2を通して光は透過し、隠蔽性の欠如を確認した。
白色表示媒体用粒子W1と青色表示媒体用粒子B1またはB2とを表示媒体として用いて作製した情報表示用パネルの性能を表1に示す。なお、コントラストは、±100Vを印加したときの青色表示時および白色表示時の反射濃度を反射画像濃度計(RD−191:グレタグマクベス社製)を用いて測定し、コントラスト比=青色表示時反射濃度/白色表示時反射濃度として求めた。また、1万回表示書き換え後もコントラスト比の変化は少なく、表示媒体は良好に駆動した。
[緑色表示媒体用粒子の作製]
実施例1においてカーボンブラックの代わりに、白色顔料として粒子径が240nmである酸化チタン(タイペークCR−60−2:石原産業製)50重量部、緑色顔料としてピグメント・グリーン7(シアニングリーン2GN:大日精化工業製)10重量部を用いたこと以外は実施例1に記載の黒色粒子と同様にして、平均粒子径9.2μmの緑色粒子を得た。この粒子に、シリカ微粒子(H3050:日本クラリアント)を2重量%添加し、ヘンシェルミキサー(FM5C:三井金属鉱山)にて攪拌し、緑色表示媒体用粒子G1を得た。緑色表示媒体用粒子G1の特性を表1に示す。また、電子顕微鏡(VHX−100:キーエンス製)を用いて透過光にて緑色表示媒体用粒子G1を観察したところ、緑色表示媒体用粒子G1を通して光は透過せず、隠蔽性を確認した。
[白色表示媒体用粒子の作製]
実施例2と同一の白色表示媒体用粒子W1を用いた。
実施例4において、緑色表示媒体用粒子を作製するときに酸化チタンを除いたこと以外は実施例4に記載の緑色粒子と同様にして、平均粒子径8.8μmの緑色粒子を得た。この粒子に、シリカ微粒子(H3050:日本クラリアント)を2重量%添加し、ヘンシェルミキサー(FM5C:三井金属鉱山)にて攪拌し、緑色表示媒体用粒子G2を得た。緑色表示媒体用粒子G2の特性を表1に示す。また、電子顕微鏡(VHX−100:キーエンス製)を用いて透過光にて緑色表示媒体用粒子G2を観察したところ、緑色表示媒体用粒子G2を通して光は透過し、隠蔽性の欠如を確認した。
白色表示媒体用粒子W1と緑色表示媒体用粒子G1またはG2とを表示媒体として用いて作製した情報表示用パネルの性能を表1に示す。なお、コントラストは、±100Vを印加したときの緑色表示時および白色表示時の反射濃度を反射画像濃度計(RD−191:グレタグマクベス社製)を用いて測定し、コントラスト比=緑色表示時反射濃度/白色表示時反射濃度として求めた。また、1万回表示書き換え後もコントラスト比の変化は少なく、表示媒体は良好に駆動した。
3 表示媒体(粒子群)
3W 白色表示媒体
3B 黒色表示媒体
3Wa 白色表示媒体用粒子
3Ba 黒色表示媒体用粒子
4 隔壁
5、6 電極
21 チャック
22 スコロトロン放電器
23 表面電位計
Claims (8)
- 少なくとも一方が透明な2枚の基板間に表示媒体を封入し、表示媒体に電界を付与することによって、表示媒体を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルに用いる表示媒体を構成する表示媒体用粒子であって、
該表示媒体用粒子の少なくとも1つが、着色剤および酸化チタンを含む有色粒子であることを特徴とする表示媒体用粒子。 - 前記酸化チタンの含有量が樹脂に対して20〜100重量部であることを特徴とする請求項1に記載の表示媒体用粒子。
- 前記酸化チタンの粒子径が100〜500nmであることを特徴とする請求項1または2に記載の表示媒体用粒子。
- 前記表示媒体用粒子を構成する樹脂のガラス転移温度Tgが60℃以上であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の表示媒体用粒子。
- 前記表示媒体用粒子の平均粒子径が1〜20μmであることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の表示媒体用粒子。
- キャリアを用いてブローオフ法により測定した前記表示媒体用粒子の帯電量が絶対値で10〜100μC/gであることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の表示媒体用粒子。
- 前記表示媒体用粒子が、その表面と1mmの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、8KVの電圧を印加してコロナ放電を発生させて表面を帯電させた場合に、0.3秒後における表面電位の最大値が300Vより大きい粒子であることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の表示媒体用粒子。
- 少なくとも一方が透明な対向する2枚の基板の間に、請求項1〜7の何れか1項に記載の表示媒体用粒子を含む表示媒体を少なくとも1種以上封入し、基板内に発生させた電界により表示媒体を移動させて画像等の情報を表示するようにしたことを特徴とする情報表示用パネル。
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