JP5134775B2 - 表示媒体用粒子および情報表示用パネル - Google Patents
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Description
趙 国来、外3名、"新しいトナーディスプレイデバイス(I)"、1999年7月21日、日本画像学会年次大会(通算83回)"Japan Hardcopy’99"論文集、p.249-252
ここで、表示媒体用粒子の電荷保持率Dは、以下のようにして測定される:
(1)銅セルに粒子を層厚300(μm)で充填する;
(2)スコロトロン帯電器(ニードル印加電圧±20(kV)、グリッド電圧±1(kV))により粒子表面電位±1(kV)となるように電荷を付与し、この時の表面電位をD0とする;
(3)グラウンド(GND)結線し室温(22℃)で24時間静置後の表面電位をD1とする;
(4)求めたD0、D1を用いて、D=D1/D0として電荷保持率を求める。
(1)銅セルに粒子を層厚300(μm)で充填する。
(2)スコロトロン帯電器(ニードル印加電圧±20(kV)、グリッド電圧±1(kV))により粒子表面電位±1(kV)となるように電荷を付与する。この時の表面電位をD0とする。
(3)グラウンド(GND)結線し室温(22℃)で24時間静置後の表面電位をD1とする。
(4)求めたD0、D1を用いて、D=D1/D0として電荷保持率を求める。
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。
本発明に表示媒体として例えば用いる粉流体とは、先に述べたように、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。この粉流体は、特にエアロゾル状態とすることができ、本発明の情報表示用パネルでは、気体中に固体状の物質が分散質として比較的安定に浮遊する状態で表示媒体として用いられる。
粒子は、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。
正帯電粒子としてメチルメタクリレートモノマー(関東化学試薬)60重量部、及び、1分子中に重合反応基を複数持つ多官能性モノマーとしてエチレングリコールジメタクリレート(和光純薬試薬)40重量部(約25mol%)に、正帯電のモノマー難溶性荷電制御剤としてニグロシン化合物(ボントロンN07:オリエント化学製)3重量部をサンドミルにより分散させ、黒色無機顔料系着色剤として、カーボンブラック(MA100:三菱化学製)40重量部を予めメタクリル樹脂(デルペット560F:旭化成製)60重量部に分散させたマスターバッチ12.5重量部と、(アクリル系及びメタクリル系)樹脂−炭化水素系樹脂コポリマーとして(アクリル系及びメタクリル系)樹脂−フッ素樹脂ブロックコポリマー(モディパーF600:日本油脂製)5重量を溶解させた液を、分子中にポリオキシアルキレン鎖とスルホン酸塩を含む界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム(ラテムルE−118B:花王製)を0.5wt%添加した40℃の精製水に懸濁させ、平均油滴径約80μmの懸濁液を得た。この懸濁液にアシル系過酸化物であるラウリルパーオキサイド(パーロイルL:日本油脂製/10時間半減期温度61.6℃)を予め水分散させた分散液を該過酸化物が2重量部となる様に添加した後、平均油滴径が約10μmになる様に再び懸濁加熱重合させ、濾過、乾燥させた後、分級機(MDS−2:日本ニューマチック工業)を用いて粒子径が0.5〜50μmの範囲で平均粒子径R0=9.8μmの粒子1を得た。上述した方法で測定した粒子1の電荷保持率D(1)は0.41であった。
負帯電粒子としてシクロオレフィン樹脂(ゼオネックス330R:日本ゼオン社製)100重量部、二酸化チタン(タイペーク CR−90:石原産業(株)製)100重量部、荷電制御剤としてボントロンE−84(オリエント化学社製)3重量部を2軸混練機により溶融混練し、ジェットミル(ラボジェットミル IDS−LJ型:日本ニューマチック(株)製)で細かく粉砕して分級して、粒子径0.5〜50μmの範囲で平均粒子径8.9μmの粒子2を得た。上述した方法で測定した粒子2の電荷保持率D(2)は0.92であった。
正帯電粒子からなる表示媒体Xと負帯電粒子からなる表示媒体粒子Yとを等量混合撹拌して摩擦帯電を行い、100μmのスペーサーを介して配置された、一方が内側ITO処理され電源に接続されたガラス基板と、もう一方が銅基板であるセル中に体積占有率30%で充填し、表示用パネルを得た。ITOガラス基板、銅基板それぞれを電源に接続し、ITOガラス基板を低電位に、銅基板を高電位になる様に直流電圧をかけると、正帯電粒子からなる表示媒体Xは低電位極側に、負帯電粒子からなる表示媒体Yは高電位極側にそれぞれ移動する。ここで正帯電粒子からなる表示媒体Xが黒色で負帯電粒子からなる表示媒体Yが白色の場合、ガラス基板を通して黒色の表示状態が観察され、次に印加電圧の電位を逆にすると、粒子はそれぞれ逆方向に移動して、白色の表示状態が観察される。印加する電圧を±200Vとし、それぞれの表示状態において反射率を測定し、白表示時反射率と黒表示時反射率との比を初期表示特性とした。結果を以下の表1に示す。
(3)と同様に駆動性評価試験用パネルを作製し、+200V、−200Vと連続的に交互に100回電圧印加した後、電圧の印加を行わずに駆動性評価試験用パネルを22℃の環境に24時間静置した。24時間静置した後に±200Vを1度ずつ印加し、それぞれの表示状態において反射率を測定し、白表示時反射率と黒表示時反射率との比を間欠動作表示特性とした。結果を以下の表1に示す。
3 表示媒体(粒子群、粉流体)
3W 白色表示媒体
3Wa 白色表示媒体用粒子
3B 黒色表示媒体
3Ba 黒色表示媒体用粒子
4 隔壁
5、6 電極
Claims (3)
- 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において、少なくとも1種類の表示媒体を構成する表示媒体用粒子の電荷保持率Dが、0.63≦D≦0.92を満たすよう構成されたことを特徴とする表示媒体用粒子、
ここで、表示媒体用粒子の電荷保持率Dは、以下のようにして測定される:
(1)銅セルに粒子を層厚300(μm)で充填する;
(2)スコロトロン帯電器(ニードル印加電圧±20(kV)、グリッド電圧±1(kV))により粒子表面電位±1(kV)となるように電荷を付与し、この時の表面電位をD0とする;
(3)グラウンド(GND)結線し室温(22℃)で24時間静置後の表面電位をD1とする;
(4)求めたD0、D1を用いて、D=D1/D0として電荷保持率を求める。 - 電荷減衰の少ない荷電制御剤を含むことを特徴とする請求項1に記載の表示媒体用粒子。
- 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おいて、表示媒体を構成する表示媒体用粒子として請求項1または2に記載の表示媒体用粒子を用いたことを特徴とする情報表示用パネル。
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