图像显示介质中使用的粒子、使用该粒子的图像显示用平板及图像显示装置的制作方法

文档序号:2777208阅读:221来源:国知局
专利名称:图像显示介质中使用的粒子、使用该粒子的图像显示用平板及图像显示装置的制作方法
技术领域
本发明涉及能够利用库仑力等静电力使粒子或粉流体移动而反复进行图像显示的可逆性图像显示装置中使用的粒子、粉流体以及使用该粒子的图像显示用平板及图像显示装置。
背景技术
作为替代液晶(LCD)的图像显示装置,提出了采用电泳方式、电致彩色显示方式、热方式、双色粒子旋转方式等技术的图像显示装置(显示器)。上述图像显示装置与LCD相比,有能够获得接近普通印刷品的大视野角度、消耗功率小、具有存储功能等优点,因此考虑将其用作下一代低价显示装置,可以期待在便携终端用显示、电子纸张等方面的展开。
最近,提出了将由分散粒子和着色溶液构成的分散液制成微胶囊,将其配置在对置基板间的电泳方式。但是,采用电泳方式时,由于粒子在液体中泳动,因此存在液体的粘性阻力导致应答速度缓慢的问题。另外,由于氧化钛等高比重的粒子被分散在低比重的溶液中,因此存在容易沉降、难以维持分散状态的稳定性、缺乏图像反复稳定性的问题。即使制成微胶囊,使单元尺寸达到微胶囊水平,也只是在表面上使上述缺点难以表现出来,并未解决任何实质问题。
对于利用在上述溶液中的行为的电泳方式,还提出了不使用溶液、将导电性粒子和电荷传递层组装在基板的一部分中的方式(例如,赵国来、其他3人、《新型墨水显示设备(I)》、1999年7月21日、日本图像学会年度大会(第83届)“Japan Hardcopy’99”、p.249-252)。该方式也存在以下问题用于配置电荷传递层、甚至电荷发生层的结构变得复杂,同时难以使电荷从导电性粒子中稳定地溢出,而缺乏稳定性。
为了解决上述问题,作为干式、应答速度快、结构简单、低价且稳定性优良的图像显示装置,已知有安装了图像显示板的干式图像显示装置,上述图像显示板在透明基板及对置基板之间封入颜色及带电特性不同的2种粒子组或粉流体,由电位不同的2种电极对粒子组或粉流体施加电场,使粒子或粉流体移动来显示图像,上述图像显示板具有由隔板彼此隔离的1个或1个以上图像显示元件。上述图像显示装置在透明基板与对置基板之间配置隔板,形成图像显示元件。
但是,存在下述课题。
<第1发明课题>
上述干式图像显示装置与电泳方式相比具有粒子的移动阻力小、应答速度快的优点。上述干式图像显示装置的图像显示原理为利用各粒子形成图案,由各粒子的色调获得对比度,从而识别图案。因此,作为反射光的基质的白色粒子的辉度率是重要的。一般而言,白色粒子通过在低折射率材料中混合高折射率材料的微粒而制成,但是,上述白色粒子数量少时遮盖率不够,能够实现的辉度率有限。
<第2发明课题>
上述干式图像显示用平板如果反复使用,则出现封入的粒子彼此逐渐附着而无法移动的现象,存在影响图像对比度的问题,反复使用耐久性方面存在不足。
<第3发明课题>
在上述干式图像显示用平板中,作为实际具备电极的基板内的粒子行为,常见下述现象全部同极性粒子并非均匀地附着在一侧电极上,根据情况,有可能观察到相同粒子间在基板内形成凝集块的现象。上述情况下,存在显示电极面内附着的粒子变少而导致显示特性显著降低的问题。
如果是异极性粒子间的凝集块,则其原因为2种粒子间在库仑力等的作用下发生凝集,因此通过增大电场强度即可比较容易地粉碎上述凝集块。但是,采用上述方法难以粉碎同极性粒子形成的凝集块,而且不能通过来自外部的电应力解决,所以其解决方法仍未确定。
<第4发明课题>
上述干式图像显示装置与电泳方式相比具有粒子移动阻力小、应答速度快的优点。上述干式图像显示装置的图像显示原理为利用各粒子形成图案,利用各粒子的色调获得对比度,从而识别图案。因此,作为显色基质的白色粒子的颜色是重要的。
目前,作为白色粒子等着色粒子,已知有将颜料、染料混合在聚合物中、进行粉碎、分级而得到的粉碎粒子,利用各种聚合法、例如悬浮聚合、乳液聚合、种子聚合等内包颜料、染料得到的聚合粒子,使颜料、染料等附着在母粒表面形成的复合粒子等。但是,粉碎粒子存在以下问题粒子形状不均,颜料或染料的填充量有限,无法显示出规定的颜色,粉碎时造成开裂等损伤。聚合粒子存在颜料或染料的填充量更小、无法显示出规定颜色的问题。而且,复合粒子存在下述问题由于母粒内部不存在颜料、染料,因此显色不足,或颜料、染料容易从表面剥离,或制造步骤增多。
<第5发明课题>
但是,上述干式图像显示用平板如果反复使用,则出现封入的粒子逐渐彼此附着而无法移动的现象,存在影响图像对比度的问题,反复使用耐久性不够。
<第6发明课题>
上述干式图像显示装置与电泳方式相比具有粒子的移动阻力小、应答速度快的优点。上述干式图像显示装置的图像显示原理为利用各粒子形成图案,利用各粒子的色调获得对比度,由此识别图案。因此,作为显色基质的白色粒子的颜色是重要的。
目前,上述白色粒子通过在作为基质的树脂中填充氧化钛(TiO2)、氧化锌、氧化锆等白色颜料而制成。作为其制法,有聚合法和混炼粉碎法,混炼粉碎法能够大量添加氧化钛等颜料,白色度优良。作为形状,采用聚合法时得到球状体,而采用混炼粉碎法时得到不定形。作为白色颜料的填充量,相对于作为基质的树脂100重量份,采用聚合法时的最大填充量为50重量份,采用混炼粉碎法能够填充至300重量份左右。如上所述,聚合法和混炼粉碎法各有优缺点,从最重要的白色度方面考虑,多数情况下使用混炼粉碎法。
但是,采用混炼粉碎法时,如果氧化钛填充量高,则存在分散变得不充分、白色反射率降低的问题。例如,在相对于作为基质的树脂100重量份,氧化钛为200重量份左右时,白色度最大。因此,如果氧化钛为300重量份或300重量份以上,则混炼也变难,白色反射率也降低。特别是使用氧化钛等时,存在难以使填充量相对于作为基质的树脂100重量份达到300重量份或300重量份以上的问题。
<第7发明课题>
作为具备上述干式图像显示用平板的图像显示装置中使用的粒子之一例,目前,有时使用以聚碳酸酯(PC)等热塑性树脂为基础树脂,将颜料、带电控制剂等熔融、混炼后粉碎而得到的粒子。如上所述,以热塑性树脂为基础树脂、利用混炼-粉碎法得到的粒子的耐热性低,在图像显示用平板于高温环境中使用时、及图像显示用平板的贴合工序等高温下进行的操作中,存在粒子熔融、附着·凝集在图像显示用平板上的问题。
<第8发明课题>
上述干式图像显示装置的图像对比度仍不充分,另外,如果反复使用,则引发封入的粒子逐渐彼此附着而无法移动的现象,存在影响图像对比度的问题,反复使用时的耐久性也不充分。
<第9发明课题>
上述干式图像显示装置的图像对比度仍不充分,另外,如果反复使用,则引发封入的粒子逐渐彼此附着而无法移动的现象,存在影响图像对比度的问题,反复使用时的耐久性也不充分。
<第10发明课题>
目前,无法控制构成安装有干式图像显示用平板的图像显示装置中使用的图像显示介质的粒子物质的带电性(正带电性和负带电性),上述带电性是构成图像显示介质的树脂的材质固有值。

发明内容
<第1项发明的内容>
本发明的第1项发明的目的为提供一种解决了上述问题的白色粒子及使用上述白色粒子的图像显示装置,上述白色粒子是图像显示介质中使用的白色粒子,上述图像显示介质即使为较薄的图像显示介质层也能够减弱透过的光,后方散射大,使白色的辉度率得以提高。
本发明的第1项发明涉及的白色粒子为图像显示装置中使用的白色粒子,该图像显示装置在至少一方透明的对置基板间封入图像显示介质,对图像显示介质施加电场,使图像显示介质移动,显示图像,其特征为,该白色粒子由中心部分和被覆该中心部分的外层部分构成,中心部分在中心部分和外层部分的界面具有70%或70%以上的全反射率,外层部分的特征为,由至少一层或一层以上树脂层构成,该树脂层是在低折射率材料中混合高折射率材料的微粒而形成的。本发明的白色粒子具有显示高全反射率的中心部分,因此能够提高白色的辉度率。
作为本发明的第1项发明涉及的白色粒子的优选例,有以下例子中心部分为中实或中空的金属粒子;中心部分是在树脂层上被覆了金属膜的粒子;中心部分和外层部分的界面为由多层膜构成的反射膜;中心部分的直径为粒径的50~95%;平均粒径d(0.5)为0.1~50μm;作为外层部分的树脂层的表面经偶合剂进行了处理;作为外层部分的树脂层的表面被覆了具有强带电性的透明树脂。在任一种情况下,通过将构成分别具体化,可以进一步提高白色粒子的辉度率。
另外,本发明的第1项发明涉及的图像显示装置是在至少一方透明的对置基板间封入图像显示介质、对图像显示介质施加电场、使图像显示介质移动来显示图像的图像显示装置,其特征为,作为图像显示介质的至少1种,使用上述构成的白色粒子。
<第2项发明的内容>
本发明的第2项发明的目的为提供一种解决了上述问题、即使反复使用耐久性也优良的低价图像显示用平板及图像显示装置。
本发明的第2项发明涉及的图像显示用平板是在至少一方透明的对置基板间封入至少2种或2种以上、颜色和带电特性不同的图像显示介质、对上述图像显示介质施加电场、使上述图像显示介质移动来显示图像的图像显示用平板,其特征为,至少2种或2种以上、颜色和带电特性不同的图像显示介质至少由3种粒子构成,上述粒子包括颜色和带电特性不同的2种近球状粒子、和粒径小于上述2种近球状粒子的第3种粒子。
将本发明的第2项发明涉及的图像显示用平板制成在2张基板间封入了粒子组的图像显示用平板,上述粒子组由在带电特性不同的2种近球状粒子中加入第3种粒子的3种粒子构成,由此使粒子间难以凝集附着,图像显示耐久性得以提高。此处,将第3种粒子制成小于其他2种粒子的粒子(微小粒子)时,该粒子通常存在于任一粒子的表面周边(因电引力而较弱地附着),结果构成第3种粒子妨碍因带电特性不同而容易彼此凝集的第1种粒子和第2种粒子直接接触的形态,能够防止粒子凝集。
另外,2种近球状粒子均为球状,优选表面从宏观上看是平滑的。如果表面并非从宏观上看是平滑的或并非球状,则难以表现出第3种粒子的滚动作用,难以发挥润滑效果,因此粒子容易发生凝集。而且,第3种粒子也优选为球状。通过使第3种粒子为球状,增强了其他2种粒子间的滚动作用,第1种粒子和第2种粒子变得容易移动(2种粒子间的润滑效果提高),防止两者凝集的效果提高。
作为其他优选实施例,有以下例子颜色和带电特性不同的2种近球状粒子的平均粒径在0.5~50μm的范围内,且二者的平均粒径大致相等;第3种粒子的平均粒径为20~200nm;填充在基板间的至少2种或2种以上图像显示介质的体积占有率在5~70vol%的范围内。任一情况下均可更良好地实施本发明。
另外,本发明的第2项发明涉及的图像显示装置的特征为搭载有上述图像显示用平板。
<第3项发明的内容>
本发明的第3项发明的目的在于提供一种解决了上述问题、能够减少同极性粒子形成的凝集块的图像显示介质及使用该图像显示介质的图像显示装置。
本发明的第3项发明涉及的图像显示介质是图像显示装置中使用的图像显示介质,该图像显示装置在彼此对置且至少一方透明的2张基板间,封入由具有带电性的至少2种或2种以上着色粒子构成的图像显示介质,或封入由具有带电性的1种着色粒子构成的图像显示介质,由电位不同的2种电极对粒子施加电场,使粒子移动,显示图像;其特征为,该介质由低介电性绝缘物质构成的粒子构成。另外,本发明的图像显示装置的特征为利用了上述图像显示介质。
作为本发明的第3项发明涉及的图像显示介质的优选例,有以下例子粒子的介电常数εr为εr≤5.0,更优选为εr≤3.0;粒子内部不含有高介电性填料、导电性填料;粒子表面未附着高介电性物质、高导电性物质;粒子的平均粒径为0.1~50μm;粒子的表面电荷密度,用绝对值表示,在5~150μC/m2的范围内。任一种情况下,均可更良好地实施本发明。
此处,粒子的介电常数εr优选为εr≤5.0。介电常数εr如果超过5.0,则由后述实施例可知,无法充分防止凝集块的形成。
本发明的图像显示介质及使用该图像显示介质的图像显示装置优选使用由粒子构成的图像显示介质,该粒子由介电常数εr满足εr≤5.0的低介电性绝缘物质构成,由此,即使为同极性粒子,也可以避免在粒子间形成凝集块,能够进行良好的图像显示。
<第4项发明的内容>
本发明的第4项发明的目的为提供一种解决了上述问题、能够大幅度提高遮盖力(反射率)的白色粒子、使用该白色粒子的图像显示介质及使用该图像显示介质的图像显示装置。
本发明的第4项发明涉及的白色粒子是图像显示装置中使用的白色粒子,该图像显示装置在至少一方透明的对置基板间封入图像显示介质,对图像显示介质施加电场,使图像显示介质移动来显示图像;其特征为,上述白色粒子由将被覆了粘合剂的白色颜料的1次粒子凝集或造粒成规定粒径得到的2次粒子构成,其内部含有微小气泡。
本发明的第4项发明涉及的白色粒子中,使表面被覆了粘合剂的白色颜料、优选氧化钛颜料凝集或造粒,在内部导入多数微小气泡,由此可以大幅度提高遮盖力(反射率)。特别是氧化钛的遮盖力并不随填充量成比例地增加,根据Mie的理论,随填充量增加,颜料的光散射效率降低,因此在体积比例约为30%时,遮盖力显示峰值。如果进一步增加填充量,则接近最密实的填充状态,导入微细气泡,一举提高遮盖力。本发明利用了上述现象。
作为本发明的第4项发明涉及的白色粒子的优选例,有以下实例白色颜料为氧化钛;粘合剂由低折射率材料构成;在流动气流中或进行机械性混合搅拌、导入多数微细气泡来进行2次粒子的凝集或造粒;平均粒径d(0.5)为0.1~50μm。如上所述地选择白色粒子的材料、并使粒子的平均粒径处于规定范围内,由此可以进一步提高白色粒子的遮盖力(反射率)。
另外,本发明的图像显示装置是在至少一方透明的对置基板间封入图像显示介质、对图像显示介质施加电场、使图像显示介质移动来显示图像的图像显示装置,其特征为,作为图像显示介质中的至少1种,使用上述白色粒子。
<第5项发明的内容>
本发明的第5项发明的目的为提供一种解决了上述问题、即使反复使用耐久性也优良的低价图像显示用平板及图像显示装置。
本发明的第5项发明的第1实施例涉及的图像显示用平板是在至少一方透明的对置基板间封入至少2种或2种以上图像显示介质、由电位不同的2种电极对上述图像显示介质施加电场、使图像显示介质移动来显示图像的图像显示用平板,其特征为,至少2种或2种以上图像显示介质中包含的带电特性及光学反射率不同的2种粒子之一为表面宏观上存在凹凸的粒子,另一粒子为表面宏观上不存在凹凸的粒子。
本发明的第5项发明的第1实施例涉及的图像显示用平板中,带电特性不同的2种图像显示介质中使用的粒子之一为表面宏观上存在凹凸的粒子(例如粉碎粒子),另一粒子为表面宏观上不存在凹凸的近球状粒子(例如聚合粒子),使2种图像显示介质中使用的粒子的表面状态不同,由此带电特性不同的粒子彼此变得难以凝集附着,图像显示的耐久性提高。带电特性相同的粒子间相互作用排斥力,因此即使具有相同的宏观表面形状也很少发生凝集,即使彼此作用吸引力的带电特性不同的粒子间,也因宏观上不同的表面形状而使粒子彼此难以凝集。
本发明的第5项发明的第2实施例涉及的图像显示用平板是在至少一方透明的对置基板间封入至少2种或2种以上图像显示介质、由电位不同的2种电极对上述图像显示介质施加电场、使图像显示介质移动来显示图像的图像显示用平板,其特征为,至少2种或2种以上图像显示介质中包含的带电特性及光学反射率不同的2种图像显示介质中使用的粒子之一为表面宏观上存在凹凸的粒子,另一粒子是表面宏观上不存在凹凸、并且表面上静电附着有微粒的粒子。
本发明的第5项发明的第2实施例涉及的图像显示用平板中,构成带电特性不同的2种图像显示介质的粒子之一是表面宏观上存在凹凸的粒子(例如粉碎粒子),另一粒子是表面宏观上不存在凹凸的近球状粒子(例如聚合粒子),且在上述宏观上不存在凹凸的近球状粒子表面静电附着有带电极性不同于上述宏观上不存在凹凸的粒子的微粒作为第3种粒子,由此,不仅带电特性不同的2种粒子间、而且带电特性相同的粒子间也难以发生凝集附着,提高了图像显示的耐久性。即,在带电特性相同的粒子间,虽然相互作用排斥力,但是在表面宏观上不存在凹凸的状态下存在容易凝集附着的倾向;即使上述表面宏观上不存在凹凸的带电特性相同的粒子间,也可以通过在其表面静电附着微粒,而确实地防止发生凝集。即使带电特性不同的2种粒子间,也可以通过使其具有宏观上不同的表面形状(表面宏观上存在凹凸的粒子和表面宏观上不存在凹凸的粒子),而使其难以凝集。
作为本发明的第5项发明涉及的第1实施例及第2实施例共同的优选例,有以下实例构成带电特性及光学反射率不同的2种图像显示介质的粒子中,表面宏观上存在凹凸的粒子是粉碎树脂块而得到的粒子;构成带电特性及光学反射率不同的2种图像显示介质的粒子中,表面宏观上存在凹凸的粒子是在母粒表面强力附着微粒得到的粒子;使母粒和微粒强力附着时,使用机械冲击力;构成带电特性及光学反射率不同的2种图像显示介质的粒子中,表面宏观上不存在凹凸的粒子是树脂单体聚合而成的近球状粒子;构成带电特性及光学反射率不同的2种图像显示介质的粒子中,表面宏观上不存在凹凸的粒子是将粉碎后的粒子暴露在该粒子的熔点或熔点以上的温度下使其表面平滑而得到的近球状粒子;填充在基板间的至少2种或2种以上图像显示介质的体积占有率在5~70vol%的范围内;构成带电特性及光学反射率不同的2种图像显示介质的粒子的平均粒径为0.5~50μm。任一种情况下均可更良好地实施本发明的第5项发明涉及的第1实施例及第2实施例。
另外,作为本发明的第5项发明的第2实施例的优选例,有以下实例构成带电特性及光学反射率不同的2种图像显示介质的粒子中,静电附着在表面宏观上不存在凹凸的粒子表面的微粒具有与上述表面宏观上不存在凹凸的粒子的带电极性相反的极性,且,附着在表面上后,不会改变上述表面宏观上不存在凹凸的粒子的带电极性;静电附着在表面宏观上不存在凹凸的粒子表面的微粒的平均粒径为20~200nm。任一种情况下均可更良好地实施本发明的第5项发明涉及的第2实施例。
而且,本发明的第5项发明涉及的图像显示装置的特征为搭载了上述构成的图像显示用平板。
<第6项发明内容>
本发明的第6项发明的目的为提供一种解决了上述问题、即使不增加氧化钛等白色颜料的填充量也能够提高白色度(白色反射率)的白色粒子、利用该白色粒子的白色粉流体及将上述白色粉流体用作图像显示介质的图像显示装置。
本发明的第6项发明涉及的白色粒子是在图像显示装置中使用的白色粒子,该图像显示装置在至少一方透明的对置基板间封入图像显示介质、对图像显示介质施加电场、使图像显示介质移动来显示图像;其特征为,在作为基质的树脂中填充白色颜料及中空粒子。
本发明的第6项发明涉及的白色粒子中,在作为基质的树脂中填充白色颜料及中空粒子,利用中空粒子的遮盖效果,可以提高白色粒子的白色度(白色反射率)。
作为本发明的第6项发明涉及的白色粒子的优选例,有以下例子对于白色颜料及中空粒子在树脂中的填充量,相对于树脂100重量份,白色颜料为100~300重量份,中空粒子为10~60重量份。此处,相对于作为基质的树脂100重量份,中空粒子的填充量优选为10~60重量份;不足10重量份时,几乎观察不到白色反射率的改善;如果超过60重量份,则难以与树脂混炼。
另外,作为本发明的第6项发明涉及的白色粒子的其他优选例,有以下实例白色颜料为氧化钛、氧化锌、氧化锆中的任一种;中空粒子的组成为交联苯乙烯-丙烯酸;平均粒径d(0.5)为1.0~50μm。任一种情况下均可更良好地提高白色粒子的白色度。
另外,本发明的图像显示装置是在至少一方透明的对置基板间封入图像显示介质、对图像显示介质施加电场、使图像显示介质移动来显示图像的图像显示装置,其特征为,作为图像显示介质中的至少1种,使用上述白色粒子。
<第7项发明的内容>
本发明的第7项发明的目的为提供一种解决了上述问题、提高耐热性、不在图像显示用平板上附着·凝集的图像显示介质及使用该图像显示介质的图像显示装置。
本发明的第7项发明涉及的图像显示介质是图像显示装置中使用的图像显示介质,该图像显示装置在至少一方透明的对置基板间封入图像显示介质、对图像显示介质施加电场、使图像显示介质移动来显示图像的;其特征为,作为构成图像显示介质的粒子的基础树脂,使用热固性树脂,将含有热固性树脂的树脂材料混炼后发生热交联反应,然后进行粉碎而得到该介质。
本发明的第7项发明涉及的图像显示介质中,作为构成图像显示介质的粒子的基础树脂,使用发生了热交联反应的热固性树脂,由此可以提高耐热性,结果不在图像显示用平板上发生附着·凝集。
作为本发明的第7项发明涉及的图像显示介质中使用的粒子的优选例,有以下实例作为基础树脂的热固性树脂为聚酯树脂+嵌段异氰酸酯类、醇酸树脂+三聚氰胺固化剂类、环氧树脂+胺固化剂类、尿素树脂+甲醛类中的任1种;除了作为基础树脂的热固性树脂以外,含有有机锡催化剂、颜料、带电控制剂。任一种情况下均可更良好地实施本发明。
另外,本发明的第7项发明涉及的图像显示装置特征为安装了图像显示用平板,该图像显示用平板使用利用上述粒子的图像显示介质。
<第8项发明的内容>
本发明的第8项发明的目的为提供一种解决了上述问题的低价图像显示用平板及图像显示装置,该图像显示用平板的图像对比度优良、即使反复使用图像对比度也不降低、耐久性优良。
本发明的第8项发明涉及的图像显示用平板是在至少一方透明的2张对置基板间封入至少2种或2种以上图像显示介质、对图像显示介质施加电场、使图像显示介质移动来显示图像的图像显示用平板,其特征为,至少2种或2种以上图像显示介质中包含的带电特性及光学反射率不同的2种粒子组中的至少一个粒子组的粒子形状为扁平圆形。
本发明的第8项发明涉及的图像显示用平板中,带电特性及光学反射率不同的2种图像显示介质中使用的粒子中的至少一种为扁平圆形粒子,由此在移动并排列在显示基板表面时,粒子容易彼此无间隙地排列,由于粒子间的间隙变少,因此图像的对比度提高。另外,带电特性及光学反射率不同的2种图像显示介质中使用的粒子双方均为扁平圆形粒子时,粒子间难以发生凝集,同时粒子移动时的冲突缓和,图像显示的耐久性提高。另外,对扁平程度没有特别限定,只要是比正球状略扁平的程度,即可获得充分的效果。
作为本发明的第8项发明涉及的图像显示用平板的优选例,有以下实例扁平圆形粒子为白色粒子;扁平圆形白色粒子的色材为氧化钛;扁平圆形粒子是将粉碎树脂片材制成的破碎片暴露在上述树脂的熔点或熔点以上的温度下而制成的;至少2种或2种以上图像显示介质中包含的带电特性及光学反射率不同的2种图像显示介质中使用的粒子的平均粒径,在任一粒子中均为0.1~50μm;填充在基板间的至少2种或2种以上图像显示介质的体积占有率在5~70vol%的范围内。任一种情况下均可更良好地实施本发明。
另外,本发明的第8项发明涉及的图像显示装置的特征为搭载了使用上述构成的图像显示介质的图像显示用平板。
<第9项发明的内容>
本发明的第9项发明的目的为提供一种解决了上述问题的低价图像显示用平板及图像显示装置,该图像显示用平板的图像对比度优良,即使反复使用图像对比度也不降低,耐久性优良。
本发明的第9项发明涉及的图像显示用平板是在至少一方透明的2张对置基板间封入含有至少颜色及带电特性不同的2种粒子组的图像显示介质、对图像显示介质施加电场、使图像显示介质移动来显示图像的图像显示用平板,其特征为,在将浅亮色粒子组的平均粒径用Dbright表示、将深暗色粒子组的平均粒径用Ddark表示时,上述图像显示介质中包含的颜色及带电特性不同的2种粒子组(深暗色粒子组及浅亮色粒子组)的粒径关系用Ddark<Dbright表示。
本发明的第9项发明涉及的图像显示用平板中,以深暗色粒子组的平均粒径Ddark和浅亮色粒子组的平均粒径Dbright表示时,颜色和带电特性不同的2种粒子组的粒径关系为Ddark<Dbright,由此,沿基板间的电场方向彼此向相反方向移动,并排列在显示基板表面时,与上述粒径关系相反的情况相比,对比度提高。上述理由还未阐明,但是可以认为在浅亮色粒子组整齐地排列于显示侧基板表面时,对比度提高,Ddark<Dbright时,浅亮色粒子组整齐地排列在显示侧基板表面,对比度提高。
本发明的第9项发明涉及的图像显示用平板中,特别是作为浅亮色粒子组使用白色粒子时的白色实心显示图像的反射浓度,其效果良好,优选使构成深暗色粒子组的粒子为黑色,使构成浅亮色粒子组的粒子为白色。另外,对于Ddark<Dbright的关系程度并无特定规定,只要略有差异即可,在差异很大的情况下反而得到较差的结果。因此,优选1<Dbright/Ddark<2的范围。而且,优选使构成粒子组的全部粒子都满足上述关系,因此在为了使粒径一致而进行分级时,优选对深暗色粒子组进行向上分级(overcut),对浅亮色粒子组进行向下分级(undercut)。
而且,作为本发明的第9项发明涉及的图像显示用平板的优选例,有以下实例至少颜色及带电特性不同的2种粒子组的粒径对于任一粒子组均在1~50μm的范围内;含有至少颜色及带电特性不同的2种粒子组的图像显示介质在基板间填充的体积占有率在5~70vol%的范围内。任一种情况下均可更良好地实施本发明。
另外,本发明的第9项发明涉及的图像显示装置特征为搭载了使用上述构成的图像显示介质的图像显示用平板。
<第10项发明的内容>
本发明的第10项发明的目的为提供一种解决了上述问题、能够表现出带电控制能力的图像显示介质中使用的粒子、利用该粒子的粉流体及使用该粉流体的图像显示装置。
本发明的图像显示介质中使用的粒子的第10项发明涉及的第1实施例是图像显示装置中使用的图像显示介质,该图像显示装置在至少一方透明的对置基板间封入图像显示介质、对图像显示介质施加电场、使图像显示介质移动来显示图像;其特征为,图像显示介质中使用的粒子的基础树脂中配合金属氧化物(MOx);此处,M金属元素,O氧,xO/M之比。
另外,本发明的图像显示介质中使用的粒子的第10项发明涉及的第2实施例是图像显示装置中使用的图像显示介质,该图像显示装置在至少一方透明的对置基板间封入图像显示介质、对图像显示介质施加电场、使图像显示介质移动来显示图像;其特征为,图像显示介质中使用的粒子的基础树脂中配合有脂肪酸金属盐化合物(CmHnCOO)yMz;此处,M金属元素,m、n、y、z为整数,4<m<22。
作为本发明的第10项发明涉及的图像显示介质中使用的粒子的优选例,有以下实例金属元素(M)的离子的极化电负性x为0.79<x<1.91,具有正带电性;而且在上述情况下,金属元素为Mg、Zn、Ca、Li、Zr、Al、Ni、Cu、Ba、Ti中的任1种。另外,作为本发明的图像显示介质中使用的粒子的其他优选例,有以下实例金属元素(M)的离子的极化电负性x为1.50<x<2.58,具有负带电性;而且在上述情况下,金属元素为Fe、Ti、Cu、Si、Sb、W、Sn、Ge、Co中的任1种。任一种情况下均可更良好地实施本发明。


图1(a)、(b)分别表示作为本发明对象的图像显示装置的显示方式之一例。
图2(a)、(b)分别表示作为本发明对象的图像显示装置的显示方式的其他例。
图3(a)、(b)分别表示作为本发明对象的图像显示装置的显示方式的其他例。
图4表示作为本发明第2项发明的对象的图像显示用平板的显示方式之一例。
图5表示作为本发明第2项发明的对象的图像显示用平板的平板结构之一例。
图6是用于说明作为本发明第2项发明的对象的图像显示用平板的粒子组状态的图。
图7(a)~(c)分别按工序顺序表示本发明第4项发明涉及的白色粒子的制造方法之一例。
图8(a)、(b)分别为用于说明图像显示用平板中的粒子组状态的图,上述图像显示用平板使用作为本发明第5项发明涉及的第1实施例的对象的图像显示介质。
图9(a)、(b)分别为用于说明使用现有图像显示介质的图像显示用平板中的粒子组状态的图。
图10为用于说明图像显示用平板中的粒子组状态的图,上述图像显示用平板使用作为本发明第5项发明涉及的第2实施例的对象的图像显示介质。
图11为用于说明图像显示用平板中的粒子组状态的图,上述图像显示用平板使用作为本发明第5项发明涉及的第2实施例的对象的图像显示介质。
图12表示本发明第6项发明涉及的白色粒子中使用的中空粒子之一例的结构。
图13表示本发明第8项发明涉及的图像显示介质中使用的扁平圆形粒子在基板表面无间隙地排列的形态之一例。
图14表示图像显示介质中使用的球形粒子在基板表面有间隙地排列的形态之一例。
图15表示使用本发明的图像显示介质的图像显示用平板内的隔板形状之一例。
具体实施例方式
首先,说明使用本发明的图像显示介质的图像显示装置的构成。在本发明的图像显示装置中,在对置基板间封入了图像显示介质的图像显示用平板上,以任何方式对上述基板内施加电场。带电为低电位的图像显示介质被库仑力等吸引至高电位的电场方向,而带电为高电位的图像显示介质被库仑力等吸引至低电位的电场方向,上述图像显示介质沿电场方向往复运动,由此显示图像。因此,必须设计图像显示用平板,使图像显示介质均匀地移动,且能够维持反复时或保存时的稳定性。此处,施加在图像显示介质中使用的粒子或粉流体上的力除了粒子或粉流体间因库仑力而彼此吸引的力以外,还有与电极间的电镜像力、分子间力、液体交联力、重力等。
基于图1(a)、(b)~图3(a)、(b)说明本发明的图像显示装置中使用的图像显示用平板的例子。
在图1(a)、(b)所示的例子中,使2种或2种以上颜色不同的粒子3(此处,表示为白色粒子3W和黑色粒子3B)对应于从基板1、2的外部施加的电场与基板1、2垂直地移动,使观察者识别黑色粒子3B,进行黑色显示,或者,使观察者识别白色粒子3W,进行白色显示。另外,在图1(b)示出的例子中,除了图1(a)示出的例子,在基板1、2间例如格状地设置隔板4,形成显示单元(cell)。
图2(a)、(b)示出的例子中,在设置在基板1上的电极5和设置在基板2上的电极6之间施加电压,使2种或2种以上颜色不同的粒子3(此处表示为白色粒子3W和黑色粒子3B)对应于产生的电场与基板1、2垂直地移动,使观察者识别黑色粒子3B,进行黑色显示,或,使观察者识别白色粒子3W,进行白色显示。另外,图2(b)示出的例子中,除了图2(a)示出的例子,在基板1、2之间例如格状地设置隔板4,形成显示单元。
图3(a)、(b)示出的例子中,在设置在基板1上的电极5和电极6之间施加电压,使1种颜色的粒子3(此处表示为白色粒子3W)对应于产生的电场与基板1、2平行地移动,使观察者识别白色粒子3W,进行白色显示,或,使观察者识别电极6或基板1的颜色,进行电极6或基板1的颜色的显示。另外,图3(b)示出的例子中,除了图3(a)示出的例子,在基板1、2之间例如格状地设置隔板4,形成显示单元。
上述说明同样可以适用于将白色粒子3W换成白色粉流体、将黑色粒子3B换成黑色粉流体的情况。
下面,依次说明本发明的第1项发明~第10项发明。
<第1项发明的说明>
本发明的第1项发明的特征涉及在图像显示介质中使用的粒子中的白色粒子3W和利用白色粒子3W的白色粉流体。下面,说明白色粒子。
首先,对白色粒子3W进行说明。本发明的白色粒子3W的特征为由中心部分和被覆中心部分的外层部分构成,中心部分在中心部分和外层部分的界面具有70%或70%以上的全反射率,外层部分由树脂层构成,上述树脂层是在至少一层或一层以上的低折射材料中混入高折射材料的微粒而形成的。此处,将界面的全反射率限定为70%或70%以上的原因在于如果界面的全反射率不足70%,则少数粒子的遮盖率降低,在性能方面与已有粒子无异。
作为界面处的全反射率为70%或70%以上的中心部分的材料,可以举出金属粒子、树脂层上被覆有金属膜的粒子、与外层部分的界面为由多层膜构成的反射膜的粒子等。金属粒子可以为中实粒子,也可以为中空粒子,中空粒子能够制成更轻量的中心部分,因此是优选的。作为金属粒子的材料,可以举出选自铝、银、镍、铬、铁、钛、金及上述合金的材料。另外,作为被覆在树脂层上的金属膜的材料,可以举出选自铝、银、镍、铬、铁、钛、金及上述合金的材料。被覆在树脂层上的金属膜的制造方法没有特别限定,可以利用电镀、蒸镀、阴极溅镀等技术。对于多层膜,可以利用普通光反射膜的设计、材料、制造方法。
而且,中心部分直径和粒子整体直径的关系没有特别限定,中心部分的直径优选为粒径的50~95%。如果中心部分的直径不足粒径的50%,则入射界面的光量相对于入射一个粒子的全部光量的比例变小,性能与已有粒子无差别。另外,如果中心部分的直径超过粒径的95%,则由于作为外层的树脂层的散射不充分,因此正反射成分增加。这一结果使其具有金属样外观,无法用作类似纸张的显示器用图像显示介质。
接下来,说明构成白色粒子3W的外层部分的树脂层。外层部分的树脂层的制备可以将必要的树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂混炼,进行粉碎;或由单体聚合;或将现有的作为基质的部分用树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂被覆。树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂的例子与以下说明的粒子内容相同。另外,通过利用上述白色粒子,可以制成下述粉流体(白色粉流体)。
<第2项发明的说明>
本发明的第2项发明涉及的图像显示用平板中,由颜色和带电特性不同的2种近球状粒子和第3种粒子构成至少2种或2种以上图像显示介质,由此可以防止粒子之间发生凝集附着,提高反复使用时的耐久性。
图4及图5分别示出本发明的第2项发明涉及的图像显示用平板之一例的构成。图5示出的本发明的图像显示用平板中,将由颜色和带电特性不同的2种近球状粒子(此处为白色粒子13-1和黑色粒子13-2)和第3种粒子13-3构成的粒子组13作为图像显示介质封入基板11、12间,由电极15、16对封入的粒子组13施加电场,使其向与基板11、12垂直的方向移动,进行图像显示。采用上述方式时,也可以如图5所示,将基板11、12间的空隙用隔板14分隔,制成具有多个单元的结构,在其中封入粒子组13,构成图像显示用平板。另外,在图4及图5示出的例子中,由于第3种粒子13-3小于2种粒子13-1、13-2,因此未适当表示出在其中一种粒子13-1的表面存在第3种粒子13-3的状态,但是,实际上,如图6所示,处于第3种粒子13-3附着在其中一种粒子13-1的整个表面的状态。
本发明的第2项发明中使用的2种近球状粒子为颜色和带电特性不同的粒子。2种近球状粒子的制备可以将必要的树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂混炼,进行粉碎;或者也可以由单体聚合而成;或者也可以用树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂被覆现有粒子,由于将2种组合使用,因此两种粒子的颜色和带电特性不同非常重要。
另外,为了制成近球状,优选采用聚合进行制备,但是,也可以利用机械冲击力等使经粉碎制成的粒子的棱角脱落,或在熔点或熔点以上的温度气氛中使表面流动化,制成球状。树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂的示例与以下说明的粒子内容相同。
本发明的第2项发明中使用的第3种粒子为小于上述2种近球状粒子的粒子,存在于上述2种近球状粒子间,发挥润滑材料的作用。
第3种粒子的平均粒径优选为20nm~200nm,更优选为20nm~150nm,最优选在20nm~100nm的范围内。如果超过200nm,则容易从上述2种近球状粒子上分离,无法存在于2种粒子间发挥降低2种粒子的凝集附着力的效果。另外,如果不足20nm,则第3种粒子陷入上述2种近球状粒子表面,无法发挥由滚动作用产生的降低2种粒子的凝集附着力的效果。
作为能够用作第3种粒子的材料,可以举出氧化钛、氧化锡、氧化锆、氧化钨、氧化铁等金属氧化物,氮化钛等氮化物,氧化硅,钛化合物等,以及由疏水化的氧化硅、氧化钛、氧化锡、氧化锆、氧化钨、氧化铁等金属氧化物、氮化钛等氮化物、钛化合物构成的微粒,优选由疏水化的氧化硅构成的微粒。
疏水化可以利用疏水化处理剂进行处理,作为疏水化处理剂,可以使用氯硅烷、烷氧基硅烷、硅氮烷、甲硅烷基化异氰酸酯中的任一种。具体而言,可以举出甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、叔丁基二甲基氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等。
<第3项发明的说明>
本发明人等进行了深入研究,结果发现同极性粒子中的凝集块起因于粒子具有的电容率,从而完成本发明的第3项发明。即,封入具有电极的基板间的电介体粒子,如果在电极间形成电场,则在电场的影响下,在粒子表面诱生出彼此相反的正负电荷。上述现象被称为极化,由此,在粒子间产生电偶极相互作用,在粒子间产生引力。另外,作为电介体的另一个性质,存在可被吸引并集中在强电场处的现象。可以判断以上2种现象均促进电极间同种粒子的凝集。粒子的电容率越大,上述现象变得越显著。另外,粒子本身(或仅其表面)具有导电性时,粒子的极化仍然变大。即,意味着表观电容率提高。可以判断在上述情况下,也同样产生使相同粒子凝集的力。
作为解决上述问题的方法,本发明的第3项发明中采用以下方案来避免同极性粒子间发生凝集,实现良好的显示特性,所述方案为作为图像显示中使用的图像显示介质的粒子材料,选择介电常数εr为εr≤5.0、更优选为εr≤3.0的低介电性绝缘物质;在使用高介电性物质、导电性物质作为粒子构成材料时,通过在主材中使用低诱电物质,确保粒子整体的表观电容率为低值;使粒子表面附着任何物质的情况下,选择附着物质、控制附着量,使粒子表面上不具有高介电性物质、导电性物质。
本发明的图像显示装置中使用的图像显示用平板也可以选择下述平板中的任一种作为2种或2种以上颜色不同的图像显示介质,使带电性粒子3(参见图1(a)、(b)及图2(a)、(b),此处表示为白色粒子3W和黑色粒子3B)向与基板1、2垂直的方向移动的显示方式中使用的平板;使1种颜色的带电性粒子3W(参见图3(a)、(b))向与基板1、2平行的方向移动的显示方式中使用的平板。另外,图1~图3中,4为根据需要设置的隔板,5、6是为了对粒子3施加电场而根据需要设置的电极。
本发明的图像显示介质的特征为限定了粒子3的介电常数。首先,说明普通的粒子。粒子的制备可以将必需的树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂混炼,进行粉碎;或者也可以由单体聚合而成;或者也可以将现有粒子用树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂被覆。树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂的示例与以下说明的粒子内容相同。
降低粒子电容率的具体处置例如下所示。
(1)将氧化钛(II)等高介电性物质用作白色颜料时,使作为粒子主材的树脂为聚苯乙烯树脂等低介电性物质,使高介电性物质以50%或50%以下的重量比(体积比)分散在主体中,降低粒子整体的电容率。
(2)制备黑色粒子时,使用低诱电绝缘性的黑色染料代替目前使用的颜料炭黑。另外,不使用其他导电性物质作为粒子构成材料。万一需要含有导电性物质时,采用与上述(1)相同的处方降低粒子整体的电容率。另外,降低表面析出的导电性物质量,使粒子表面不具有导电性。
(3)将分子具有极性的液体等封入粒子内时,也导致电容率大幅度提高,因此不将其用作粒子构成材料。例如可以举出水等。
<第4项发明的说明>
本发明的第4项发明的特征为涉及在图像显示介质中使用的粒子中的白色粒子3W和利用上述白色粒子3W的白色粉流体。下面说明白色粒子。
首先,说明本发明的第4项发明涉及的白色粒子。
图7(a)~(c)分别按工序顺序示出本发明的第4项发明涉及的白色粒子制备方法之一例。按图7(a)~(c)的顺序说明本发明的白色粒子,首先,如图7(a)所示,作为此处的白色颜料之一例,准备氧化钛21的1次粒子。作为氧化钛21,优选使用颜料氧化钛。另外,上述1次粒子的平均粒径只要小于最终要求的白色粒子的平均粒径即可,作为其中之一例,优选在0.01~1.0μm的范围内。更优选反射率最高的0.2~0.3μm的范围。
然后,在准备的氧化钛21的1次粒子表面薄薄地被覆粘合剂22。作为上述粘合剂22,只要是低折射率材料、能够被覆即可,可以使用任一种材料,例如,优选使用丙烯酸、PS(聚苯乙烯)、PE(聚乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、POM(聚缩醛)、氟、环氧树脂、各种硅烷偶合剂、各种硅氧烷等。另外,作为被覆法,优选采用下述方法将粘合剂22溶解在溶剂中,旋涂在氧化钛21的1次粒子上的方法;或在粘合剂22的溶液中分散氧化钛21的1次粒子,进行旋转喷雾、干燥的方法。
然后,将表面被覆有粘合剂22的氧化钛21的1次粒子在流动气流中或机械性混合搅拌,导入大量微细气泡的同时,使其凝集、造粒至规定粒径。结果如图7(c)所示,其内部含有微小气泡23,使被覆了粘合剂22的氧化钛21的1次粒子凝集或造粒,得到规定粒径的2次粒子作为白色粒子24。另外,凝集、造粒操作可以在氧化钛22的1次粒子上被覆粘合剂22时进行。也可以使用氧化锌代替上述颜料氧化钛。另外,通过使用上述白色粒子,可以制成下述粉流体(白色粉流体)。
<第5项发明的说明>
本发明的第5项发明的第1实施例涉及的图像显示用平板使至少2种或2种以上图像显示介质中使用的带电特性及光学反射率不同的2种粒子之一为表面宏观上存在凹凸的粒子,另一粒子为表面宏观上不存在凹凸的粒子,由此防止粒子彼此凝集附着,提高反复使用时的耐久性。
另外,本发明的第5项发明的第2实施例涉及的图像显示用平板使至少2种或2种以上图像显示介质中使用的带电特性及光学反射率不同的2种粒子之一为表面宏观上存在凹凸的粒子,另一粒子为表面宏观上不存在凹凸、且、微粒静电附着在表面上的粒子,由此防止粒子彼此凝集附着,提高反复使用时的耐久性。
图1(a)、(b)~图3(a)、(b)分别表示本发明的图像显示用平板之一例的构成。图1(a)、(b)及图2(a)、(b)示出的本发明的图像显示用平板中,作为带电特性及光学反射率不同的2种图像显示介质,将粒子组(此处为白色粒子组3W和黑色粒子组3B)封入基板1、2间,从外部对封入的粒子组3施加电场(图1(a)、(b)的例子)或由电极5、6施加电场(图2(a)、(b)的例子),使其向与基板1、2垂直的方向移动,由此进行图像显示。另外,图3(a)、(b)示出的本发明的图像显示用平板中,作为1种图像显示介质,将粒子组(此处为白色粒子组3W)封入基板1、2间,由电极5、6对封入的粒子组3施加电场,使其向与基板1、2平行的方向移动,由此进行图像显示。在上述方式中,也可以如图1(b)、图2(b)、图3(b)所示,将基板1、2间的空隙用隔板4分隔,制成具有多个单元的结构,在其中封入粒子组3,构成图像显示用平板。
首先说明本发明的第5项发明的第1实施例中使用的粒子。
如图8(a)、(b)所示,本发明的第5项发明的第1实施例中使用的粒子为至少2种或2种以上图像显示介质中包含的带电特性及光学反射率不同的2种粒子,其一为表面宏观上存在凹凸的形状的粒子3W,另一粒子为表面宏观上不存在凹凸的形状的粒子3B。粒子的制备可以将必需的树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂混炼,进行粉碎;或者也可以由单体聚合而成;或者也可以将现有粒子用树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂被覆;由于可以组合2种方法,因此使其中一种粒子表面宏观上存在凹凸、使另一种粒子表面宏观上不存在凹凸是非常重要的。
一般而言,如图9(a)所示,带电特性不同的2种粒子间,在2种粒子均为表面平滑、宏观上不存在凹凸时,无法在因带电特性不同而彼此吸引的2种粒子间确保空间,因此粒子彼此容易发生凝集附着,如图9(b)所示,在2种粒子均为表面宏观上存在凹凸时,2种粒子间彼此吸引,粒子之间仍然容易发生凝集附着。本发明的第5项发明的第1实施例中使用的粒子中,如图8(a)、(b)所示,通过使组合使用的带电特性不同的2种粒子的宏观表面形状不同,能够在因带电特性不同而彼此吸引的2种粒子间确保空间,能够防止粒子彼此凝集附着。
另外,对于本发明的第5项发明涉及的第1实施例及第2实施例中通用的粒子,如图8(b)所示,使微粒31强力附着在制备的表面平滑、宏观上不存在凹凸的母粒3W上,制备表面宏观上存在凹凸的粒子时,微粒31不从母粒3W上脱离是重要的,优选采用使其强力附着成即使使用机械冲击力微粒31也不从母粒3W上脱离的方法。
下面,说明本发明的第5项发明的第2实施例中使用的粒子。
如图10所示,本发明的第5项发明的第2实施例中使用的粒子为至少2种或2种以上图像显示介质中包含的带电特性及光学反射率不同的2种粒子,其一为表面宏观上存在凹凸的形状的粒子3B,另一种粒子为表面宏观上不存在凹凸、且、微粒32静电附着在表面上的形状的粒子3W。粒子的制备可以将必需的树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂混炼,进行粉碎;或者也可以由单体聚合而成;或者也可以将现有粒子用树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂被覆;由于组合使用2种方法,因此使一种粒子表面宏观上存在凹凸、使另一种粒子表面宏观上不存在凹凸是重要的。上述粒子的制备方法与第1实施例相同。
一般而言,在通常带电特性不同的2种粒子间,如图9(a)所示,2种粒子均为表面平滑、宏观上不存在凹凸时,无法在2种粒子间确保空间,因此粒子彼此容易发生凝集附着,如图9(b)所示,2种粒子均为表面宏观上存在凹凸时,2种粒子彼此吸引,粒子间仍然容易发生凝集附着。本发明的第5项发明的第2实施例中使用的粒子中,如图10所示,通过使组合使用的带电特性不同的2种粒子的宏观表面形状不同,能够在因带电特性不同而彼此吸引的2种粒子间确保空间,能够防止粒子彼此凝集附着。上述效果与第1实施例相同。
另外,本发明的第5项发明的第2实施例中使用的粒子中,除了与上述第1实施例相同的效果,如图11所示,即使因表面宏观上不存在凹凸而使带电特性相同的粒子彼此凝集,也由于微粒静电附着在其表面,确保粒子间的空间,而且上述微粒的附着为静电方式,并非强力附着,因此微粒在粒子表面滚动,由此发挥粒子间润滑材料的作用,从而能够防止粒子彼此凝集附着。
下面说明本发明的第5项发明涉及的第1实施例及第2实施例中使用的粒子中,用于强力附着在表面宏观上不存在凹凸的粒子(母粒)上、在其表面宏观上形成凹凸的微粒(子粒)。
该微粒的平均粒径为20nm~200nm、更优选为20nm~150nm、进一步优选在20nm~100nm的范围内。如果超过200nm,则对上述表面宏观上不存在凹凸的粒子表面的固附性减弱,容易从表面宏观上不存在凹凸的粒子表面脱离,无法发挥降低2种粒子的凝集附着力的效果。另外,如果不足20nm,则无法形成表面宏观上存在凹凸的粒子,即使微粒固附,也变得与表面宏观上不存在凹凸的粒子相同,无法发挥降低2种粒子的凝集附着力的效果。
该微粒的带电极性也可以与表面宏观上不存在凹凸的粒子(母粒)极性相同,但是与母粒强力固附是重要的,为此优选具有相反的极性,从而使微粒(子粒)确实地固附在表面宏观上不存在凹凸的粒子(母粒)表面。
作为可以用作微粒(子粒)的材料,可以举出氧化钛、氧化锡、氧化锆、氧化钨、氧化铁等金属氧化物,氮化钛等氮化物,氧化硅,钛化合物等,还可以举出由被疏水化的氧化硅、氧化钛、氧化锡、氧化锆、氧化钨、氧化铁等金属氧化物、氮化钛等氮化物、钛化合物构成的微粒,优选由被疏水化的氧化硅构成的微粒。
疏水化可以用疏水化处理剂进行处理,作为疏水化处理剂,可以使用氯硅烷、烷氧基硅烷、硅氮烷、甲硅烷基化异氰酸酯中的任一种。具体而言,可以举出甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、叔丁基二甲基氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等。
使上述微粒确实地强力固附在表面宏观上不存在凹凸的粒子表面的方法是重要的,例如,可以使用Hybridizer(奈良机械制作所(株)制)或Mechanofusion(HOSOKAWAMICRON(株)制)等对粒子表面施加机械冲击力的装置,使微粒(子粒)确实地强力固附在表面宏观上不存在凹凸的粒子(母粒)表面。
下面说明本发明的第5项发明的第2实施例中使用的微粒。
本发明的第5项发明的第2实施例中使用的微粒为比2种颜色和带电特性不同的粒子小的粒子,静电附着在2种颜色和带电特性不同的粒子中表面宏观上不存在凹凸的粒子表面、作为2种颜色和带电特性不同的粒子中表面宏观上不存在凹凸的粒子间(具有相同的带电特性的粒子间)的润滑材料发挥作用。
该微粒的平均粒径为20nm~200nm、更优选为20nm~150nm、进一步优选在20nm~100nm的范围内。如果超过200nm,则难以静电附着在表面宏观上不存在凹凸的粒子表面,无法存在于2种粒子间、发挥降低2种粒子的凝集附着力的效果。另外,如果不足20nm,则静电附着力变得过强,未表现出由在粒子表面的滚动作用产生的润滑材料效果,因此无法发挥降低带电特性相同的2种粒子间的凝集附着力的效果。
该微粒的带电极性与2种颜色和带电特性不同的粒子中表面宏观上不存在凹凸的粒子极性相反,微粒静电附着在表面宏观上不存在凹凸的粒子表面。与表面宏观上不存在凹凸的粒子极性相同时,静电附着在表面宏观上存在凹凸的粒子表面,无法发挥降低2种粒子的凝集附着力的效果。极性与表面宏观上不存在凹凸的粒子相反时,如果带电性改变至使表面宏观上不存在凹凸的粒子的带电极性发生变化,则表面宏观上存在凹凸的粒子和表面宏观上不存在凹凸的粒子的带电特性平衡被破坏,因此并不优选。
作为可用作微粒的材料,可以举出氧化钛、氧化锡、氧化锆、氧化钨、氧化铁等金属氧化物,氮化钛等氮化物,氧化硅,钛化合物等,而且可以举出由被疏水化的氧化硅、氧化钛、氧化锡、氧化锆、氧化钨、氧化铁等金属氧化物、氮化钛等氮化物、钛化合物构成的微粒,优选由被疏水化的氧化硅构成的微粒。
疏水化可以使用疏水化处理剂进行处理,作为疏水化处理剂,可以使用氯硅烷、烷氧基硅烷、硅氮烷、甲硅烷基化异氰酸酯中的任一种。具体而言,可以举出甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、六甲基二硅氮烷、叔丁基二甲基氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等。
<第6项发明的说明>
本发明的第6项发明的特征涉及图像显示介质中使用的粒子中的白色粒子3W和利用该白色粒子3W的白色粉流体。下面说明白色粒子。
首先说明本发明的白色粒子。
本发明的白色粒子的特征为,采用混炼粉碎法进行制备时,将为了使作为基质的树脂为白色而混合的白色颜料部分置换为中空粒子。此处,采用混炼粉碎法作为制造法是因为采用聚合法时,在制备聚合粒子时必须在液体中使单体和颜料凝集,即使利用中空粒子代替颜料,也因在液体中时中空粒子漂浮在液体内,而无法利用中空粒子。
采用混炼粉碎法制备白色粒子时,将作为基质的树脂、白色颜料(全部或部分为中空粒子)、CCA(带电控制剂)、各种填充剂(流动性赋予剂、防附着剂等)等用双轴挤出机或塑性磨进行混炼,将得到的块或片粉碎成规定粒径。粉碎可以利用冷冻粉碎法或各种粉碎法。此处,作为基质的树脂,优选使用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(聚碳酸酯)、丙烯酸聚氨酯、丙烯酸等树脂。另外,作为白色颜料,优选使用氧化钛、氧化锌、氧化锆等。
图12示出本发明的白色粒子中使用的中空粒子之一例的构造。图12所示的例子中,中空粒子41由内部的空隙部42、和包围空隙部42的整个外周地形成的球状高交联聚合物层43构成。作为高交联聚合物层43,可以优选使用交联苯乙烯-丙烯酸。该中空粒子41具有称为光散射特性、绝热性的起因于中空的特征、及称为耐热性、耐溶液性的起因于交联聚合物的特征。特别是高交联聚合物层43和空隙部42的空气引发光散射,发挥遮盖效果,由此可以通过置换部分白色颜料,得到白色粒子。
本发明的第6项发明涉及的白色粒子是在作为基质的树脂中填充白色颜料及中空粒子而构成的。目前,在相对于作为基质的树脂100重量份,氧化钛为200重量份左右时,仅使用作为白色颜料的氧化钛时的白色粒子的白色度显示最大值,如果氧化钛的添加量达到300重量份,则混炼变难,分散差,因此白色度降低。相对于作为基质的树脂100重量份,添加10~50重量份氧化钛以外的中空粒子,由此使白色度高于填充200重量份氧化钛时的白色度。同时也可以改善混炼性,与氧化钛单独填充时相比能够进行高填充。另外,通过利用上述白色粒子,可以制成下述粉流体(白色粉流体)。
<第7项发明的说明>
将本发明的第7项发明涉及的粒子用作图像显示介质的图像显示用平板中,采用任一种方法将电荷赋予基板,该基板是在对置基板间封入了至少2种或2种以上图像显示介质的显示用平板的基板,在基板间产生电场。带电为低电位的图像显示介质被库仑力等吸引至带电为高电位的基板部位,另外,带电为高电位的图像显示介质被库仑力等吸引至带电为低电位的基板部位,上述图像显示介质在2张基板间往复运动,由此进行图像显示。因此,必须将显示用平板设计成图像显示介质能够均匀地移动,且可以维持反复时或保存时的稳定性。
图1(a)、(b)~图3(a)、(b)分别示出将本发明的第7项发明涉及的粒子用作图像显示介质的图像显示用平板之一例的构成。图1(a)、(b)及图2(a)、(b)所示的本发明的图像显示用平板中,作为带电特性及光学反射率不同的2种图像显示介质,将粒子组(此处为白色粒子组3W和黑色粒子组3B)封入基板1、2间,从外部对封入的粒子组3施加电场(图1(a)、(b)的例子)或由电极5、6施加电场(图2(a)、(b)的例子),使其向与基板1、2垂直的方向移动,由此进行图像显示。另外,图3(a)、(b)所示的本发明的图像显示用平板中,作为1种图像显示介质,将粒子组(此处为白色粒子组3W)封入基板1、2间,由电极5、6对封入的粒子组3施加电场,使其向与基板1、2平行的方向移动,由此进行图像显示。上述方式中,也可以如图1(b)、图2(b)、图3(b)所示,将基板1、2间的空隙用隔板4分隔,制成具有多个单元的构造,在其中封入粒子组3,构成图像显示用平板。
本发明的第7项发明的特征为在上述构成的图像显示用平板中图像显示介质中使用的粒子的构成。即,作为粒子的基础树脂使用热固性树脂,将含有热固性树脂的树脂材料混炼后使其发生热交联反应,然后,进行粉碎,得到粒子。发现通过使用经上述热交联反应得到的热固性树脂,与使用现有的热塑性树脂作为基础树脂的例子相比,可以将耐热性提高30℃左右。
作为热固性树脂的配合,一般而言,最优选称为聚氨酯的聚酯树脂+嵌段异氰酸酯类(更具体而言为具有OH末端的聚酯树脂+3官能团或3官能团以上的嵌段异氰酸酯)。除此之外,作为可以将树脂材料混炼后在高于混炼时的温度的高温下发生热交联反应的配合,有醇酸树脂+三聚氰胺固化剂类、环氧树脂+胺固化剂类、尿素树脂+甲醛等。作为用作上述基质材料的热固性树脂的其他材料,可以与现有粒子同样地适当选择使用颜料(氧化钛、炭黑等)、带电控制剂(CCA)、有机锡催化剂等。
为了制备本发明的粒子,可以将由作为基质材料的热固性树脂和其他材料、例如颜料、带电控制剂、有机锡催化剂等构成的树脂材料混炼来制备混合物。经规定时间×温度(高于混炼时的温度的高温)使上述混合物发生交联反应后,用喷射式粉碎机进行微粉碎,得到粒子。
<第8项发明的说明>
本发明的第8项发明涉及的图像显示用平板的特征在于将至少2种或2种以上的图像显示介质中包含的带电特性及光学反射率不同的2种粒子中的至少一种粒子的粒子形状制成扁平圆形的形状。根据本发明的第8项发明,通过比较图13示出的扁平圆形粒子在基板表面无间隙地排列的形态和图14示出的球形粒子在基板表面有间隙地排列的形态,可以确定由于粒子彼此容易无间隙地排列,粒子间的间隙变少,因此对比度提高。
本发明的第8项发明中使用的粒子为至少2种或2种以上图像显示介质中包含的带电特性及光学反射率不同的2种粒子,至少其中一种粒子为扁平圆形粒子。粒子的制备可以如下进行将必需的树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂混炼后,首先将薄片材状的混合物粉碎,将其破碎片暴露在树脂的熔点或熔点以上的温度下,使破碎片的角部熔融,制成球状。另外,也可以由单体聚合进行制备,但是难以得到本发明优选使用的粒径(平均粒径0.1~50μm)的扁平圆形粒子。树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂的示例与下述说明的粒子的内容相同。
<第9项发明的说明>
本发明的第9项发明涉及的图像显示用平板的特征为在将浅亮色粒子组的平均粒径用Dbright表示、将深暗色粒子组的平均粒径用Ddark表示时,图像显示介质中包含的颜色及带电特性不同的2种粒子组(深暗色粒子组及浅亮色粒子组)的粒径关系为Ddark<Dbright。即,通过使浅亮色粒子组的平均粒径Dbright大于深暗色粒子组Ddark,可以得到图像对比度优良、即使反复使用图像对比度也优良的低价图像显示用平板。
另外,对Ddark<Dbright的关系的程度无特别规定,只要存在微小差异就已足够,相差较大时反而得到较差的结果。因此,优选在1<Dbright/Ddark<2的范围内。此处,优选Dbright/Ddark<2是因为如果粒径相差2倍或2倍以上,则在粒径大的浅亮色粒子整齐排列的间隙内存在粒径小的深暗色粒子,此时发生因在排列的浅亮色粒子的间隙存在深暗色粒子而导致白色度降低的问题。
下面,说明本发明中使用的颜色及带电特性不同的粒子组。
本发明中使用的颜色及带电特性不同的粒子组中,一种粒子组为由深暗色粒子构成的粒子组,另一种粒子组为由浅亮色粒子构成的粒子组。粒子可以采用下述方法进行制备将必需的树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂混炼后进行粉碎、分级的方法;或者由单体聚合,进行分级的方法。树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂的示例与以下说明的粒子内容相同。
<第10项发明的说明>
本发明的第10项发明的特征为用于上述构成的图像显示用平板中的图像显示介质中使用的粒子的构成。即,在粒子的基础树脂中配合金属氧化物或脂肪酸金属盐化合物来控制带电性。通过如上所述地在基础树脂中配合金属氧化物或脂肪酸金属盐化合物,与目前无法控制带电性的例子相比,可以进行希望的带电性控制。
作为配合在粒子的基础树脂中的金属氧化物(MOx,此处,M金属元素,O氧,xO/M之比),也可以利用迄今为止作为金属氧化物已知的任一例子,例如可以举出MgO、ZnO、Al2O3、SiO2、SnO2、Fe3O4、Fe2O3等。
作为配合在粒子的基础树脂中的脂肪酸金属盐化合物((CmHnCOO)yMz,此处,M金属元素,m、n、y、z为整数,4<m<22),也可以利用目前作为脂肪酸金属盐化合物已知的任一例子,例如可以举出Mg、Ca、Al、Fe、Li、Ba的辛酸盐(m=10)、月桂酸盐(m=12)、肉豆蔻酸盐(m=14)、棕榈酸盐(m=16)、硬脂酸盐(m=18)、油酸盐(m=18)、亚油酸盐(m=18)等。
另外,作为将金属氧化物或脂肪酸金属盐化合物配合在基础树脂中的粒子的优选例,有以下例子金属元素(M)的离子的极化电负性x为0.79<x<1.91,具有正带电性;在上述情况下,金属元素为Mg、Zn、Ca、Li、Zr、Al、Ni、Cu、Ba、Ti中的任1种。此处,金属元素(M)的离子的极化电负性x优选为0.79<x<1.91是由于如果电负性x为0.79或0.79以下,则带电量变得过高,构成图像显示用平板时,图像显示介质变得无法转换;如果电负性x为1.91或1.91以上,则带电量变得过低,构成图像显示用平板时,图像显示介质变得无法转换。
而且,作为将金属氧化物或脂肪酸金属盐化合物配合在基础树脂中的粒子的其他优选例,有以下例子金属元素(M)的离子的极化电负性x为1.50<x<2.58,具有负带电性;而且在上述情况下,金属元素为Fe、Ti、Cu、Si、Sb、W、Sn、Ge、Co中的任1种。此处,金属元素(M)的离子的极化电负性x优选为1.50<x<2.58是由于如果电负性x为1.50或1.50以下,则带电量变得过低,构成图像显示用平板时,图像显示介质变得无法转换;如果电负性x为2.58或2.58以上,则带电量变得过高,构成图像显示用平板时,图像显示介质变得无法转换。
<共同部分的说明>
下面按基板、电极、隔板的顺序说明本发明的第1项发明~第10项发明中共同的图像显示装置的构成,并说明粒子组及粉流体。
对于基板,至少一侧基板为可以从装置外侧识别图像显示介质的颜色的透明基板2,优选可见光的透射率高且耐热性良好的材料。基板1可以透明,也可以不透明。如果列举基板材料,则可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、丙烯酸树脂等聚合物片材、或金属片材之类具有可挠性的材料,及玻璃、石英等不具有可挠性的无机片材,基板的厚度优选为2~5000μm,更优选为5~2000μm,如果过薄,则难以确保强度、基板间的间隔均一性,如果厚度超过5000μm,则制成薄型图像显示装置时存在不良情况。
对于根据需要设置的电极,在作为识别侧、必须为透明的基板2侧设置的电极6由透明且可形成图案的导电性材料形成,如果进行举例,则可以举出氧化铟、铝、金、银、铜等金属类、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等导电性高分子类,可以举出真空蒸镀、涂布等形成方法。另外,电极厚度只要能够确保导电性、不影响透光性即可,可以为3~1000nm、优选为5~400nm。设置在基板1侧的电极5的材质或厚度等与上述电极6相同,不必为透明。另外,上述情况下的外部电压输入功率可以重叠直流或交流。
对于根据需要设置的隔板4,其形状根据显示涉及的图像显示介质种类适当设定为最佳范围,不能一概而论,隔板的宽度为2~100μm、优选为3~50μm,隔板的高度为10~500μm、优选为10~200μm。另外,形成隔板时,可以采用以下方法在对置的两基板上分别形成凸缘后进行接合的两凸缘法,仅在一侧基板上形成凸缘的单凸缘法。本发明中,优选采用任一种方法。
由上述凸缘构成的隔板形成的显示单元,如图15所示,从基板平面方向观察,例如为四边形、三角形、线状、圆形、六边形,作为配置,可以举出格状、蜂窝状或网格状。可以尽可能缩小相当于从显示侧观察到的隔板截面部分的部分(显示单元的框部面积),增加图像显示的鲜锐度。此处,如果列举隔板的形成方法,则可以举出丝网印刷法、喷砂法、光刻法、添加法。其中,优选采用使用抗蚀剂膜的光刻法。
下面,说明本发明的图像显示装置中使用的粒子。粒子可以在作为其主成分的树脂中根据需要与现有情况同样地包含带电控制剂、着色剂、无机添加剂等。下面,列举树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂。
作为树脂例,可以举出聚氨酯树脂、尿素树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、丙烯酸聚氨酯树脂、丙烯酸聚氨酯硅树脂、丙烯酸聚氨酯氟树脂、丙烯酸氟树脂、硅树脂、丙烯酸硅树脂、环氧树脂、聚苯乙烯树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、聚烯烃树脂、丁缩醛树脂、偏氯乙烯树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、氟树脂、聚碳酸酯树脂、聚砜树脂、聚醚树脂、聚酰胺树脂等,也可以将2种或2种以上混合使用。从控制与基板的附着力方面考虑,特别优选丙烯酸聚氨酯树脂、丙烯酸硅树脂、丙烯酸氟树脂、丙烯酸聚氨酯硅树脂、丙烯酸聚氨酯氟树脂、氟树脂、硅树脂。
作为带电控制剂,没有特别限定,作为负带电控制剂,例如可以举出水杨酸金属配位化合物、含金属偶氮染料、含金属(包括金属离子或金属原子)的油溶性染料、季铵盐类化合物、杯芳烃化合物、含硼化合物(苯甲酸硼配位化合物)、硝基咪唑衍生物等。作为正带电控制剂,例如可以举出苯胺黑染料、三苯基甲烷类化合物、季铵盐类化合物、聚胺树脂、咪唑衍生物等。除此之外,也可以使用超微粒二氧化硅、超微粒氧化钛、超微粒氧化铝等金属氧化物、吡啶等含氮环状化合物及其衍生物或盐、各种有机颜料、含有氟、氯、氮等的树脂等作为带电控制剂。
作为着色剂,可以使用以下列举的有机或无机的各种颜色的颜料、染料。
作为黑色着色剂,有炭黑、氧化铜、二氧化锰、苯胺黑、活性炭等。
作为青色着色剂,有C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15、深蓝、钴蓝、碱性蓝色淀、维多利亚蓝色淀、酞菁蓝、无金属酞菁蓝、酞菁蓝部分氯化物、坚牢天蓝、阴丹士林蓝BC等。
作为红色着色剂,有铁丹(Bengala)、镉红、铅丹、硫化汞、镉、永久红4R、立索尔红(Lithol red)、吡唑啉酮红、色淀红、钙盐、色淀红D、亮胭脂红(Brilliant carmine)6B、曙红色淀、罗丹明色淀B、茜素色淀、亮胭脂红3B、C.I.颜料红2等。
作为黄色着色剂,有铬黄、锌黄、镉黄、黄色氧化铁、矿物坚牢黄、镍钛黄、橙黄、萘酚黄S、汉撒黄G、汉撒黄10G、联苯胺黄G、联苯胺黄GR、喹啉黄色淀、永久黄NCG、酒石黄色淀、C.I.颜料黄12等。
作为绿色着色剂,有铬绿、氧化铬、颜料绿B、C.I.颜料绿7、孔雀石绿色淀、最终黄绿色G等。
作为橙色着色剂,有红色铬黄、钼橙、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、巴尔干橙、阴丹士林亮橙RK、联苯胺橙G、阴丹士林亮橙GK、C.I.颜料橙31等。
作为紫色着色剂,有锰紫、坚牢紫B、甲基紫色淀等。
作为白色着色剂,有锌白、氧化钛、锑白、硫化锌等。
作为体质颜料,有重晶石粉、碳酸钡、粘土、二氧化硅、白炭黑、滑石、氧化铝白等。另外,作为碱性、酸性、分散、直接染料等各种染料,有苯胺黑、亚甲基蓝、玫瑰红、喹啉黄、深蓝色等。
作为无机类添加剂的例子,可以举出氧化钛、锌白、硫化锌、氧化锑、碳酸钙、铅白、滑石、二氧化硅、硅酸钙、氧化铝白、镉黄、镉红、镉橙、钛黄、深蓝、群青、钴蓝、钴绿、钴紫、氧化铁、炭黑、锰铁素体黑、钴铁素体黑、铜粉、铝粉等。
上述颜料及无机类添加剂可以单独使用,也可以几种组合使用。其中,特别优选使用炭黑作为黑色颜料,使用氧化钛作为白色颜料。
另外,本发明的粒子的平均粒径d(0.5)优选整齐均匀地分布在0.1~50μm的范围内。如果平均粒径d(0.5)高于上述范围,则缺乏显示上的鲜锐度,如果低于上述范围,则粒子间的凝集力变得过大,因此妨碍粒子移动。
而且,在本发明中,对于各粒子的粒径分布,用下式表示的粒径分布Span不足5、优选不足3。
Span=(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)(其中,d(0.5)为用μm表示的粒径数值,粒子中的50%大于该粒径,50%小于该粒径;d(0.1)为用μm表示的粒径数值,粒径低于上述数值的粒子比率为10%;d(0.9)为用μm表示的粒径数值,粒径低于上述数值的粒子比率为90%。)使Span在5或5以下的范围内,使各粒子的尺寸一致,粒子能够均匀地移动。
而且,对于各粒子的关系,使所使用的粒子内粒径最小的粒子的d(0.5)相对于粒径最大的粒子的d(0.5)的比例为50或50以下、优选为10或10以下非常重要。即使缩小粒径分布Span,带电特性彼此不同的粒子也能够向相反方向移动,因此优选使各粒子尺寸接近,每当量粒子可以容易地向相反方向移动,即得到上述范围。
另外,上述粒径分布及粒径可以采用激光衍射/散射法等求出。如果对作为测定对象的粒子照射激光,则在空间内形成衍射/散射光的光强度分布图案,由于上述光强度图案与粒径存在对应关系,因此可以测定粒径及粒径分布。
此处,本发明的粒径及粒径分布由体积基准分布得到。具体而言,可以使用Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)测定机,在氮气流中投入粒子,用附带的解析软件(基于采用Mie理论的体积基准分布的软件),测定粒径及粒径分布。
粒子的带电量当然依赖于其测定条件,图像显示用平板的图像显示介质中使用的粒子的带电量基本上依赖于初期带电量、与隔板的接触、与基板的接触、随时间推移发生的电荷衰减,特别是粒子的带电行为的饱和值为支配因子。
本发明人等进行深入研究,结果发现采用喷出法时,通过使用相同载体粒子,测定粒子的带电量,可以评价图像显示介质中使用的粒子的适当带电特性值范围。
下面,说明本发明的图像显示装置的图像显示介质中使用的粉流体。需要说明的是对于本发明的图像显示装置的图像显示介质中使用的粉流体的名称,本申请人已经取得“电子粉流体(注册商标)”的权利。
本发明中的“粉流体”是不凭借气体的力或液体的力而显示出自身流动性、兼具流体和粒子的特性的两者中间状态的物质。例如,液晶定义为液体和固体的中间相,具有作为液体特征的流动性和作为固体特征的各向异性(光学性质)(平凡社大百科词典)。另外,粒子的定义为即使为可忽略大小也具有有限质量的物体,受到重力的影响(丸善物理学词典)。此处,即使粒子也处于称为气固流动层体、液固流动体的特殊状态,从底板对粒子喷流气体,则对应于气体的速度对粒子施加向上的力,该力与重力平衡时,处于能够像流体那样容易地流动的状态的粒子称为气固流动层体,同样地利用流体使其流动化的状态称为液固流动体(平凡社大百科词典)。如上所述,气固流动层体或液固流动体为利用气体或液体的流动的状态。本发明中,能够特异性地制成不依赖于上述气体的力、也不依赖于液体的力而显示自身流动性的状态的物质,将其定义为粉流体。
即,本发明的图像显示介质中使用的粉流体是与液晶(液体和固体的中间相)的定义同样地处于兼具粒子和液体两种特性的中间状态、极难受到作为上述粒子的特征的重力影响、显示高流动性的特异状态的物质。上述物质可以以气溶胶状态、即在气体中作为分散质稳定地漂浮有固体状或液体状物质的分散体系中获得,本发明的图像显示装置中以固体状物质作为分散质。
作为本发明对象的图像显示用平板在至少一方透明的对置基板间、作为图像显示介质封入粉流体,该粉流体处于在气体中作为分散质稳定地漂浮有固体粒子的气溶胶状态,显示高流动性,上述粉流体在施加低电压时容易在库仑力等的作用下稳定地移动。
本发明的图像显示介质中使用的粉流体,如上所述,是不依赖气体的力、也不依赖于液体的力而显示出自身流动性、兼具流体和粒子的特性的两者中间状态的物质。上述粉流体特别是可以处于气溶胶状态,本发明的图像显示装置中,可以在气体中作为分散质比较稳定地漂浮有固体状物质的状态下使用该粉流体。
气溶胶状态的范围优选为粉流体最大漂浮时的表观体积为未漂浮时的2倍或2倍以上、更优选为2.5倍或2.5倍以上、特别优选为3倍或3倍以上的范围内。上限没有特别限定,优选为12倍或12倍以下。
如果粉流体在最大漂浮时的表观体积小于未漂浮时的2倍,则显示上的控制变难;如果大于12倍,则将粉流体封入装置内时发生过度漂浮等操作上的不便。另外,最大漂浮时的表观体积如下所述进行测定。即,将粉流体放入可透过粉流体进行观察的密闭容器内,使容器本身振动或落下,制成最大漂浮状态,从容器外侧测定此时的表观体积。具体而言,在直径(内径)6cm、高度10cm的聚丙烯制带盖容器(商品名I-BOYAS ONE(株)制)中,作为未漂浮时的粉流体放入相当于1/5体积的粉流体,将容器放在振荡机内,在6cm的距离内以3次往复/sec的速度振荡3小时。以振荡刚刚停止后的表观体积作为最大漂浮时的表观体积。
另外,本发明中优选使粉流体表观体积的时间变化满足下式。
V10/V5>0.8此处,V5为从最大漂浮时开始5分钟后的表观体积(cm3),V10为从最大漂浮时开始10分钟后的表观体积(cm3)。另外,本发明的图像显示装置优选使粉流体的表观体积的时间变化V10/V5大于0.85,特别优选大于0.9。V10/V5为0.8或0.8以下时,与使用通常所谓的粒子时同样,无法确保本发明的高速应答、耐久性效果。
另外,构成粉流体的粒子物质的平均粒径(d(0.5))优选为0.1~20μm、更优选为0.5~15μm、特别优选为0.9~8μm。如果小于0.1μm,则显示上的控制变难;如果大于20μm,则缺乏显示上的鲜锐度。另外,构成粉流体的粒子物质的平均粒径(d(0.5))与以下粒径分布Span中的d(0.5)相同。
构成粉流体的粒子物质优选使下式所示的粒径分布Span不足5,更优选不足3。
粒径分布Span=(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)此处,d(0.5)是用μm表示的粒径数值,构成粉流体的粒子物质的50%大于该粒径,50%小于该粒径;d(0.1)是用μm表示的粒径数值,该值以下的构成粉流体的粒子物质的比率为10%;d(0.9)是用μm表示的粒径数值,该值以下的构成粉流体的粒子物质的比率为90%。通过使构成粉流体的粒子物质的粒径分布Span为5或5以下,尺寸一致、能产生均一的粉流体能够移动。
另外,以上的粒径分布及粒径为可以由激光衍射/散射法等求出。如果对作为测定对象的粉流体照射激光,则在空间内形成衍射/散射光的光强度分布图案,上述光强度图案与粒径存在对应关系,因此可以测定粒径及粒径分布。上述粒径及粒径分布可以由体积基准分布得到。具体而言,使用Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)测定机,在氮气流中投入粉流体,可以用附带的解析软件(基于采用Mie理论的体积基准分布的软件)进行测定。
粉流体的制备可以将必需的树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂混炼,进行粉碎;也可以由单体聚合而成;也可以将现有粒子用树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂被覆。下面列举构成粉流体的树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂。
作为树脂的例子,可以举出聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚氨酯变性丙烯酸树脂、硅树脂、尼龙树脂、环氧树脂、苯乙烯树脂、丁缩醛树脂、偏氯乙烯树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、氟树脂等,也可以将2种或2种以上混合使用,从控制与基板的附着力方面考虑,特别优选丙烯酸聚氨酯树脂、丙烯酸聚氨酯硅树脂、丙烯酸聚氨酯氟树脂、聚氨酯树脂、氟树脂。
作为带电控制剂的例子,在赋予正电荷的情况下,可以举出季铵盐类化合物、苯胺黑染料、三苯基甲烷类化合物、咪唑衍生物等;赋予负电荷的情况下,可以举出含金属偶氮染料、水杨酸金属配位化合物、硝基咪唑衍生物等。
作为着色剂,可以使用以下列举的有机或无机的各种颜色的颜料、染料。
作为黑色着色剂,有炭黑、氧化铜、二氧化锰、苯胺黑、活性炭等。
作为青色着色剂,有C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15、深蓝、钴蓝、碱性蓝色淀、维多利亚蓝色淀、酞菁蓝、无金属酞菁蓝、酞菁蓝部分氯化物、坚牢天蓝、阴丹士林蓝BC等。
作为红色着色剂,有铁丹、镉红、铅丹、硫化汞、镉、永久红4R、立索尔红、吡唑啉酮红、色淀红、钙盐、色淀红D、亮胭脂红6B、曙红色淀、罗丹明色淀B、茜素色淀、亮胭脂红3B、C.I.颜料红2等。
作为黄色着色剂,有铬黄、锌黄、镉黄、黄色氧化铁、矿物坚牢黄、镍钛黄、橙黄、萘酚黄S、汉撒黄G、汉撒黄10G、联苯胺黄G、联苯胺黄GR、喹啉黄色淀、永久黄NCG、酒石黄色淀、C.I.颜料黄12等。
作为绿色着色剂,有铬绿、氧化铬、颜料绿B、C.I.颜料绿7、孔雀石绿色淀、最终黄绿色G等。
作为橙色着色剂,有红色铬黄、钼橙、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、巴尔干橙、阴丹士林亮橙RK、联苯胺橙G、阴丹士林亮橙GK、C.I.颜料橙31等。
作为紫色着色剂,有锰紫、坚牢紫B、甲基紫色淀等。
作为白色着色剂,有锌白、氧化钛、锑白、硫化锌等。
作为体质颜料,有重晶石粉、碳酸钡、粘土、二氧化硅、白炭黑、滑石、氧化铝白等。另外,作为碱性、酸性、分散、直接染料等各种染料,有苯胺黑、亚甲基蓝、玫瑰红、喹啉黄、深蓝色等。
作为无机类添加剂的例子,可以举出氧化钛、锌白、硫化锌、氧化锑、碳酸钙、铅白、滑石、二氧化硅、硅酸钙、氧化铝白、镉黄、镉红、镉橙、钛黄、深蓝、群青、钴蓝、钴绿、钴紫、氧化铁、炭黑、锰铁素体黑、钴铁素体黑、铜粉、铝粉等。
上述颜料及无机类添加剂可以单独使用或将多种组合使用。其中,特别优选使用炭黑作为黑色颜料,使用氧化钛作为白色颜料。
但是,即使不费力地混炼上述材料,或对上述材料实施被覆等,也无法制备显示气溶胶状态的粉流体。显示气溶胶状态的粉流体的特定制法没有规定,举例如下。
首先,在构成粉流体的粒子物质表面固附平均粒径为20nm或20nm以上、100nm或100nm以下、优选为20nm或20nm以上、80nm或80nm以下的无机微粒是适当的。而且,上述无机微粒由2种或2种以上微粒构成是适当的。而且,上述无机微粒经硅油处理是适当的。此处,作为无机微粒,可以举出二氧化硅(二氧化硅)、氧化锌、氧化铝、氧化镁、氧化铈、氧化铁、氧化铜等。
固附上述无机微粒的方法是重要的,例如可以使用Hybridizer(奈良机械制作所(株)制)或Mechanofusion(HOSOKAWAMICRON(株)制)等装置,仅在特定条件下(例如处理时间)制备显示气溶胶状态的粉流体。
而且,本发明中,管理卷曲基板间的图像显示介质的空隙部分的气体是重要的,有助于提高显示稳定性。具体而言,对于空隙部分的气体的湿度,使25℃下的相对湿度为60%RH或60%RH以下、优选为50%RH或50%RH以下、更优选为35%RH或35%RH以下是重要的。
在图1~图3中,上述空隙部分是指从夹在对置基板1、基板2中的部分中减去电极5、6(存在电极5、6时)、图像显示介质(粒子组或粉流体3)的占有部分、隔板4的占有部分(存在隔板4时)、装置密封部分的所谓图像显示介质连接的气体部分。
空隙部分的气体只要在上述湿度区域内即可,对其种类无限制,优选干燥空气、干燥氮气、干燥氩气、干燥氦气、干燥二氧化碳、干燥甲烷等。上述气体必须封入装置内以保持其湿度,例如,在规定湿度环境下进行图像显示介质的填充、基板的组装等,而且,防止从外部侵入的湿度的密封材料、密封方法非常重要。
本发明的图像显示装置具备的图像显示用平板中的基板和基板的间隔只要图像显示介质能够移动、能够维持对比度即可,通常调整为10~500μm、优选为10~200μm。
对置基板间的空间内图像显示介质的体积占有率优选为5~70%,进一步优选为5~60%。超过70%的情况下,妨碍图像显示介质的移动,不足5%的情况下,对比度容易变得不明确。
下面,依次说明本发明的第1项发明~第10项发明涉及的实施例。
<第1项发明涉及的实施例>
<实施例1(粒子)>
将平均粒径为7.0μm的铝球用作作为核的中心部分。使用的构成中心部分的铝球表面(相当于中心部分和外层部分的界面)的全反射率为85%。在作为上述中心部分的铝球上,使用Agglomaster(HOSOKAWAMICRON株式会社制)被覆现有白色材料,制备外层部分,得到本发明的白色粒子。
白色材料如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加氧化钛10phr、带电控制剂BONTRON E89(Orient化学(株)制)2phr,进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级加以制备。
得到的白色粒子的平均粒径为9.0μm、表面电荷密度为-60μC/m2。另外,测定作为基础的白色粒子和本发明的白色粒子的辉度率时,本发明的白色粒子的辉度率与作为基础的现有白色粒子的辉度率相比提高5%。
<实施例2(粒子)>
在平均粒径为5.0μm的PMMA球上蒸镀500nm的铝,将得到粒子用作作为核的中心部分。使用的构成中心部分的铝蒸镀膜的表面(相当于中心部分和外层部分的界面)的全反射率为82%。与实施例1同样地使用Agglomaster(HOSOKAWA MICRON株式会社制)将现有的白色材料被覆在上述中心部分上,制备外层部分,得到本发明的白色粒子。
得到的白色粒子的平均粒径为8.0μm,表面电荷密度为-50μC/m2。另外,测定作为基础的白色粒子和本发明的白色粒子的辉度率时,本发明的白色粒子的辉度率与作为基础的现有白色粒子的辉度率相比提高4%。
<实施例3(粒子)>
在平均粒径5.0μm的PC球上交替蒸镀膜厚80nm的氧化钛和膜厚100nm的氧化硅,将得到的粒子用作作为核的中心部分。使用的构成中心部分的蒸镀膜的表面(相当于中心部分和外层部分的界面)的全反射率为91%。与实施例1同样地使用Agglomaster(HOSOKAWA MICRON株式会社制)在上述中心部分上被覆现有白色材料,制备外层部分,得到本发明的白色粒子。
得到的白色粒子的平均粒径为7.0μm,表面电荷密度为-60μC/m2。另外,测定作为基础的白色粒子和本发明的白色粒子的辉度率时,本发明的白色粒子的辉度率与作为基础的现有白色粒子的辉度率相比提高7%。
<比较例1(粒子)>
将丙烯酸树脂100重量份和平均粒径200nm的氧化钛20重量份混炼得到的混合物粉碎分级,得到平均粒径为4~8μm的粒子。与实施例1同样地对该粒子进行测定时,辉度率为40%。
<比较例2(粒子)>
平均粒径50μm的PMMA球的全反射率为10%。以其为核,使用Agglomaster(HOSOKAWA MICRON株式会社)被覆现有白色材料。平均粒径为80μm,表面电荷密度为-40μC/m2。与实施例1同样地对该粒子进行测定时,辉度率为28%。
<实施例4(粉流体)>
在实施例1的白色粒子中,使用Hybridizer装置(奈良机械制作所(株)制)在上述粒子中投入外添加剂A(二氧化硅H2000/4、Wacker社制)和外添加剂B(二氧化硅SS20、日本SILICA制),以4800的转速处理5分钟,将外添加剂固定在白色粒子表面,制备白色粉流体。本发明的白色粉流体的辉度率与作为基础的现有白色粉流体的辉度率相比提高6%。
<实施例5(粉流体)>
在实施例2的白色粒子中,使用Hybridizer装置(奈良机械制作所(株)制)在上述粒子中投入外添加剂A(二氧化硅H2000/4、Wacker社制)和外添加剂B(二氧化硅SS20、日本SILICA制),以4800的转速处理5分钟,将外添加剂固定在白色粒子表面,制备白色粉流体。本发明的白色粉流体的辉度率与作为基础的现有白色粉流体的辉度率相比提高4%。
<实施例6(粉流体)>
在实施例3的白色粒子中,使用Hybridizer装置(奈良机械制作所(株)制)在上述粒子中投入外添加剂A(二氧化硅H2000/4、Wacker社制)和外添加剂B(二氧化硅SS20、日本SILICA制),以4800的转速处理5分钟,将外添加剂固定在白色粒子表面,制备白色粉流体。本发明的白色粉流体的辉度率与作为基础的现有白色粉流体的辉度率相比提高6%。
<比较例3(粉流体)>
在比较例1的白色粒子中,使用Hybridizer装置(奈良机械制作所(株)制)在上述粒子中投入外添加剂A(二氧化硅H2000/4、Wacker社制)和外添加剂B(二氧化硅SS20、日本SILICA制),以4800的转速处理5分钟,将外添加剂固定在白色粒子表面,制备白色粉流体。将其与比较例1同样地进行测定时,辉度率为42%。
<比较例4(粉流体)>
在比较例2的白色粒子中,使用Hybridizer装置(奈良机械制作所(株)制)在上述粒子中投入外添加剂A(二氧化硅H2000/4、Wacker社制)和外添加剂B(二氧化硅SS20、日本SILICA制),以4800的转速处理5分钟,将外添加剂固定在白色粒子表面,制备白色粉流体。将其与比较例1同样地进行测定时,辉度率为28%。
<第2项发明涉及的实施例>
按下述方法制备实施例及比较例的图像显示用平板,并按下述基准进行评价。
“图像显示用平板的制备”如下所述地制备图像显示用平板。
首先,准备带电极的基板(7cm×7cm□),在基板上制作高度400μm的凸缘,形成带状隔板。
如下所述地形成凸缘。首先,制备糊料作为无机粉体,准备SiO2、Al2O3、B2O3、Bi2O3及ZnO的混合物熔融、冷却、粉碎得到的玻璃粉体,作为树脂,准备热固性环氧树脂,用溶剂调节至粘度为12000cps,制成糊料。然后,将糊料涂布在准备好的基板的整个表面,在150℃下将其加热固化,反复进行涂布~固化,由此调整厚度(相当于隔板的高度)为400μm。然后,粘贴干刻胶,进行曝光~蚀刻,由此制备形成线长50μm、空间400μm、间距250μm的隔板图案的掩模。然后,经喷砂除去多余部分,形成规定的隔板形状,形成所希望的带状隔板。然后,在基板上的隔板间形成单元(cell)。
作为图像显示介质,分别准备颜色和带电特性不同的2种近球状粒子,以在任一种近球状粒子中混合规定量与其带电特性不同的第3种粒子得到的粒子组作为粒子组A,以由其他近球状粒子构成的粒子组作为粒子组B。
将带凸缘的基板(对置基板)移至湿度为40%RH或40%RH以下的干燥容器内,首先,以粒子组A为第1粒子组,从设置在容器内上部的喷嘴将其分散在容器内,散布在设置于容器下部的基板上的单元内,由此填充粒子组A。然后,将粒子组B作为第2粒子组,从设置在容器内上部的另一个喷嘴将其分散在容器内,散布在设置于容器下部的基板上的单元内(已经填充了粒子组A),由此在粒子组A上重叠填充粒子组B。使粒子组A和粒子组B的填充配置量为相同重量,进行调整,使两粒子组在能够贴合2张基板的基板间的总体积占有率为25vol%。
然后,在粒子组被填充配置在单元内的基板上叠层另一基板,将基板周边用环氧类粘合剂粘合,同时封入粒子组,制备图像显示用平板。
“显示功能的评价”对安装了制成的图像显示用平板的图像显示装置施加250V的电压,使电位逆转,由此反复进行黑色~白色的显示。显示功能的评价为对于对比度比,使用反射图像浓度计测定初期、10000次反复后、10000次反复后再放置5日后的平板。此处,对比度比定义为对比度比=黑色显示时的反射浓度/白色显示时的反射浓度。需要说明的是以10000次反复后及5日放置后的对比度比相对于初期对比度比的比例作为保持率。
<实施例11>
按照上述图像显示用平板的制备方法制备图像显示用平板,进行上述显示功能的评价。需要说明的是如下所述准备实施例1中利用的粒子组A及粒子组B。
构成粒子组A的近球状粒子如下所述地制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加炭黑(MA100三菱化学(株))4重量份、带电控制剂BONTRON N07(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机粉碎,再使用Hybridizer装置(奈良机械制作所(株)制)施加机械冲击力,制成近球状后,进行分级加以制备。制备的构成粒子组A的近球状粒子为平均粒径为9.1μm、近球状、表面从宏观上看是平滑的的负带电性黑色粒子。在其中作为第3种粒子投入二氧化硅SS20(日本SILICA社制),用亨舍尔混合机混合,制备粒子组A。
构成粒子组B的近球状粒子如下制备在甲基丙烯酸叔丁酯单体80重量份和甲基丙烯酸2-(二乙基氨基)乙酯单体20重量份中,溶解0.5重量份的AIBN(偶氮二异丁腈),分散用偶合剂处理成亲油性的氧化钛20重量份,使得到的液体在10倍量的0.5%表面活性剂(十二烷基硫酸钠)水溶液中悬浮、聚合,过滤、干燥后,使用分级机(MDS-2日本Pneumatic工业)加以制备。制备的构成粒子组B的近球状粒子为平均粒径为8.5μm、表面从宏观上看是平滑的的正带电性球状白色粒子,以其为粒子组B。评价结果如下表1所示。
<实施例12>
按照上述图像显示用平板的制备方法制备图像显示用平板,进行上述显示功能的评价。需要说明的是实施例12中利用的粒子组A及粒子组B如下所述准备。
构成粒子组A的近球状粒子如下制备在苯乙烯单体中溶解0.5重量份的AIBN(偶氮二异丁腈)及作为负带电的带电控制剂的含金属偶氮类化合物(BONTRON S34Orient化学)5重量份,再分散作为黑色颜料的炭黑(MA100三菱化学(株))3重量份,使得到的液体在10倍量的0.5%表面活性剂(十二烷基硫酸钠)水溶液中悬浮、聚合,过滤、干燥后,使用分级机(MDS-2日本Pneumatic工业(株))加以制备。制备的构成粒子组A的近球状粒子为平均粒径为8.9μm、表面从宏观上看是平滑的的负带电性球状黑色粒子。在其中投入作为第3种粒子的二氧化硅H2000/4(Waker社制),用亨舍尔混合机混合来制备粒子组A。
构成粒子组B的近球状粒子如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加氧化钛10重量份、带电控制剂BONTRON E89(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机粉碎,再使用Hybridizer装置(奈良机械制作所(株)制)施加机械冲击力,制成近球状后,进行分级加以制备。制备的构成粒子组B的近球状粒子为平均粒径为7.0μm、表面从宏观上看是平滑的的正带电性白色球状粒子,以其为粒子组B。评价结果如下表1所示。
<比较例11>
按照上述图像显示用平板的制备方法制备图像显示用平板,进行上述显示功能的评价。需要说明的是比较例11中利用的粒子组A及粒子组B如下所述准备。
构成粒子组A的粒子如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加炭黑(MA100三菱化学(株))4重量份、带电控制剂BONTRONN07(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级加以制备。制备的构成粒子组A的粒子为平均粒径为9.3μm、无定形、表面制成宏观凹凸状的负带电性黑色粒子。在其中投入作为第3种粒子的二氧化硅SS20(日本SILICA制),用亨舍尔混合机混合制备粒子组A。
构成粒子组B的近球状粒子如下制备在甲基丙烯酸叔丁酯单体80重量份和甲基丙烯酸2-(二乙基氨基)乙酯单体20重量份中,溶解0.5重量份的AIBN(偶氮二异丁腈),分散用偶合剂处理成亲油性的氧化钛20重量份,使得到的液体在10倍量的0.5%表面活性剂(十二烷基硫酸钠)水溶液中悬浮、聚合,过滤、干燥后,使用分级机(MDS-2日本Pneumatic工业)加以制备。制备的构成粒子组B的近球状粒子为平均粒径为8.5μm、表面从宏观上看是平滑的的正带电性球状白色粒子,以其为粒子组B。评价结果如下表1所示。
<比较例12>
按照上述图像显示用平板的制备方法制备图像显示用平板,进行上述显示功能的评价。需要说明的是比较例12中利用的粒子组A及粒子组B如下所述准备。
构成粒子组A的近球状粒子如下制备在苯乙烯单体中溶解0.5重量份的AIBN(偶氮二异丁腈)及作为负带电的带电控制剂的含金属偶氮类化合物(BONTRON S34Orient化学)5重量份,再分散作为黑色颜料的炭黑(MA100三菱化学)3重量份,使得到的液体在10倍量的0.5%表面活性剂(十二烷基硫酸钠)水溶液中悬浮、聚合,进行过滤、干燥后,使用分级机(MDS-2日本Pneumatic工业)加以制备。制备的构成粒子组A的近球状粒子为平均粒径为8.9μm、表面从宏观上看是平滑的的负带电性球状黑色粒子。在其中投入作为第3种粒子的二氧化硅H2000/4(Wacker社制),用亨舍尔混合机混合制备粒子组A。
构成粒子组B的粒子如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加氧化钛10重量份、带电控制剂BONTRON E89(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级加以制备。制备的构成粒子组B的粒子为平均粒径为7.0μm、无定形、表面宏观凹凸的正带电性白色粒子,以其为粒子组B。评价结果如下表1所示。
<比较例13>
按照上述图像显示用平板的制备方法制备图像显示用平板,进行上述显示功能的评价。需要说明的是比较例13中利用的粒子组A及粒子组B如下所述准备。
构成粒子组A的近球状粒子如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中,添加炭黑(MA100三菱化学(株))4重量份、带电控制剂BONTRON N07(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机粉碎,再使用Hybridizer装置(奈良机械制作所(株)制)施加机械冲击力,制成近球状后,进行分级加以制备。制备的构成粒子组A的近球状粒子为平均粒径为9.1μm、近球状、表面从宏观上看是平滑的的负带电性黑色粒子,以其为粒子组A。
构成粒子组B的近球状粒子如下制备在甲基丙烯酸叔丁酯单体80重量份和甲基丙烯酸2-(二乙基氨基)乙酯单体20重量份中溶解0.5重量份的AIBN(偶氮二异丁腈),分散用偶合剂处理成亲油性的氧化钛20重量份,使得到的液体在10倍量的0.5%表面活性剂(十二烷基硫酸钠)水溶液中悬浮、聚合,过滤、干燥后,使用分级机(MDS-2日本Pneumatic工业)加以制备。制备的构成粒子组B的近球状粒子为平均粒径为8.5μm、表面从宏观上看是平滑的的正带电性球状白色粒子,以其为粒子组B。评价结果如下表1所示。
表1

由表1的结果可知,利用第3种粒子、同时粒子组A及粒子组B均为近球状、具有从宏观上看是平滑的的表面的实施例11和实施例12与不利用第3种粒子的比较例13、粒子组A及粒子组B中的任一组为无定形、表面宏观凹凸的比较例11、12相比,具有较高的对比度比保持率。由此可知,如果采用本发明的图像显示用平板,则即使反复使用,其耐久性也优良。
<第3项发明涉及的实施例>
<实施例21>
评价将低电容率的白粒子和电容率各不相同的黑粒子作为图像显示介质一同封入的平板的粒子凝集。
首先,如下所述准备构成图像显示介质的粒子。改变苯乙烯·丙烯酸树脂中添加的炭黑量,如下表2所示实施例的试验No.1~3及比较例试验No.4、5所示,制备电容率不同的黑色粒子。
然后,如下所述地将粒子封入基板电极间。将制备的电容率不同的黑色粒子分别与低电容率的白色粒子一同封入平板内,制备仅黑色粒子的电容率不同的实施例的试验No.1~3及比较例试验No.4、5的平板。
如下所述地进行评价。首先,在制备粒子的阶段,测定粒子的电容率。将粒子加工成片材状,测定以其为诱电物质的平行板电容器的静电容量,由此测定粒子整体的电容率。由测定值、极板间距离、极板面积计算电容率,以此为粒子的电容率。测定使用惠普公司制阻抗/增益·相测定器HP4194A及作为该装置周边机器的电介体测定用电极HPl6451B进行,此处记载频率为100Hz时的测定值。
另外,制备的试验平板的评价如下进行在上述试验平板的2个基板电极间施加1Hz·200V的交流电压,使内部粒子以与施加电压相同的振动数在极板间多次往复。观察粒子往复的过程,测定粒子凝集、不能够因施加电压而移动的时间。该试验最长进行10000秒。到试验结束为止也不发生凝集的粒子为良品(下表2中记为○),中途发生凝集的粒子为次品(下表2中记为×)。目测判断粒子的凝集。结果如下表2所示。
表2

<实施例22>
评价仅封入电容率各不相同的黑粒子的平板中的粒子凝集。
与实施例21同样地制备如实施例的试验No.1~3及比较例试验No.4、5所示电容率不同的黑色粒子。然后,与实施例21同样地仅将制成的电容率不同的黑色粒子封入平板间,仅用黑色粒子制成电容率各不相同的实施例的试验No.1~3及比较例试验No.4、5的平板。然后,对制成的平板进行与实施例1相同的评价。结果如下表3所示。
表3

由表2及表3的结果可知,构成图像显示介质的粒子必须由介电常数低的低介电性绝缘物质构成,且构成图像显示介质的粒子的介电常数优选为5.0或5.0以下。
<第4项发明涉及的实施例>
<实施例31(粒子)>
使用氧化钛(CR-50、石原产业(株)制)和粘合剂(丙烯酸和甲苯、甲基乙基酮、乙酸乙酯的混合溶液、浓度为1%或1%以下),用粒子表面改性装置(Agglomaster、HOSOKAWAMICRON(株)制)进行处理,在氧化钛上被覆粘合剂,同时进行凝集、造粒。结果作为平均粒径为10μm、被覆了丙烯酸的氧化钛的凝集2次粒子,得到本发明的白色粒子。
然后,测定得到的白色粒子的反射率(遮盖力)。将白色粒子散布在玻璃基板上,作为由麦克比斯浓度计测得的每1层的反射率求出上述反射率。测定结果为57%。
<比较例31(粒子)>
用双轴混炼机混炼氧化钛(CR-50、石原产业(株)制)50重量份和丙烯酸树脂100重量份,进行粉碎·分级,得到氧化钛的体积比率为12%、平均粒径为9μm的白色粒子。与实施例31同样地测定得到的白色粒子的反射率时,反射率为18%。
<比较例32(粒子)>
用双轴混炼机混炼氧化钛(CR-50、石原产业(株)制)100重量份和丙烯酸树脂100重量份,进行粉碎·分级,得到氧化钛的体积比率为23%、平均粒径为9μm的白色粒子。与实施例31同样地测定得到的白色粒子的反射率时,反射率为38%。
<实施例32(粉流体)>
使用Hybridizer装置(奈良机械制作所(株)制),在实施例1的白色粒子中投入外添加剂A(二氧化硅H2000/4、Wacker社制),以4800的转速处理5分钟,将外添加剂固定在白色粒子表面,制成白色粉流体,得到本发明的白色粉流体。与实施例31同样地测定得到的本发明的白色粉流体的反射率时,反射率为59%。
<比较例33(粉流体)>
使用Hybridizer装置(奈良机械制作所(株)制),在比较例1的白色粒子中投入外添加剂A(二氧化硅H2000/4、Wacker社制),以4800的转速处理5分钟,将外添加剂固定在白色粒子表面,制备白色粉流体。与实施例31同样地测定得到的白色粉流体的反射率时,反射率为19%。
<比较例34(粉流体)>
使用Hybridizer装置(奈良机械制作所(株)制),在比较例2的白色粒子中投入外添加剂A(二氧化硅H2000/4、Wacker社制),以4800的转速处理5分钟,将外添加剂固定在白色粒子表面,制备白色粉流体。与实施例31同样地测定得到的白色粉流体的反射率时,反射率为40%。
<第5项发明涉及的实施例>
实施例及比较例的图像显示用平板采用下述方法制备,按下述基准评价制成的平板。
“图像显示用平板的制备”图像显示用平板如下所述地制备。
首先,准备带电极的基板(7cm×7cm□),在基板上制作高度为400μm的凸缘,形成带状隔板。
如下所述地形成凸缘。首先,准备糊料作为无机粉体,准备将SiO2、Al2O3、B2O3、Bi2O3及ZnO的混合物熔融、冷却、粉碎得到的玻璃粉体,作为树脂准备热固性环氧树脂,用溶剂调至粘度为12000cps,制成糊料。然后,将糊料涂布在准备的基板的整个表面,在150℃下使其加热固化,反复进行上述涂布~固化,由此调至厚度(相当于隔板的高度)为400μm。然后,贴合干刻胶,进行曝光~蚀刻,由此制备形成了线长50μm、空间400μm、间距250μm的隔板图案的掩模。然后,经喷砂除去多余部分,形成规定的隔板形状,形成所希望的带状隔板。然后,在基板上的隔板间形成单元。
分别准备带电特性及光学反射率不同的2种图像显示介质(粒子组A及粒子组B),将带凸缘的基板(对置基板)移至湿度为40%RH或40%RH以下的干燥容器内,首先,以粒子组A作为第1粒子组,由设置在容器内上部的喷嘴将其分散在容器内,散布在设置于容器下部的基板上的单元内,由此填充粒子组A。然后,将粒子组B作为第2种粒子组,由设置在容器内上部的另一个喷嘴将其分散在容器内,散布在设置于容器下部的基板上的单元内(已经填充了粒子组A),由此在粒子组A上重叠填充粒子组B。使粒子组A和粒子组B的填充配置量为相同重量,进行调整,使两粒子组在能够贴合2张基板的基板间的总体积占有率为26vol%(第1项发明)或28vol%(第2项发明)。
然后,在单元内填充配置有粒子组的基板上叠层另一基板,将基板周边用环氧类粘合剂粘合,同时封入粒子组,制备图像显示用平板。
“显示功能的评价”对安装了制成的图像显示用平板的图像显示装置施加250V的电压,使电位逆转,由此反复进行黑色~白色的显示。显示功能的评价对于对比度比,使用反射图像浓度计测定初期、10000次反复后、10000次反复后再放置5日后的平板。此处,对比度比定义为对比度比=黑色显示时的反射浓度/白色显示时的反射浓度。需要说明的是以10000次反复后及5日放置后的对比度比相对于初期对比度比的比例为保持率。
<实施例41(第1实施例)>
按照上述图像显示用平板的制备方法制备图像显示用平板,进行上述显示功能的评价。需要说明的是实施例41中利用的粒子组A及粒子组B如下所述准备。
粒子组A如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加炭黑(MA100三菱化学(株)制)4重量份、带电控制剂BONTRON N07(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级加以制备。制备的粒子组A为平均粒径为9.1μm、表面宏观上具有凹凸的负带电性黑色粒子组。
粒子组B如下制备在甲基丙烯酸叔丁酯单体80重量份和甲基丙烯酸2-(二乙基氨基)乙酯单体20重量份中,溶解0.5重量份的AIBN(偶氮二异丁腈),分散用偶合剂处理成亲油性的氧化钛20重量份,使得到的液体在10倍量的0.5%表面活性剂(十二烷基硫酸钠)水溶液中悬浮、聚合,过滤、干燥后,使用分级机(MDS-2日本Pneumatic工业(株)制)加以制备。制备的粒子组B为平均粒径为8.5μm、表面宏观上不存在凹凸的正带电性球状白色粒子。评价结果如下表4所示。
<实施例42(第1实施例)>
按照上述图像显示用平板的制备方法制备图像显示用平板,进行上述显示功能的评价。需要说明的是实施例42中利用的粒子组A及粒子组B如下所述准备。
粒子组A如下制备在苯乙烯单体中溶解0.5重量份的AIBN(偶氮二异丁腈)及作为负带电的带电控制剂的含金属偶氮类化合物(BONTRONS34Orient化学(株)制)5重量份,再分散作为黑色颜料的炭黑(MA100三菱化学(株)制)3重量份,使得到的液体在10倍量的0.5%表面活性剂(十二烷基硫酸钠)水溶液中悬浮、聚合,过滤、干燥后,使用分级机(MDS-2日本Pneumatic工业(株)制)加以制备。制备的粒子组A为平均粒径为8.9μm、表面宏观上不存在凹凸的负带电性球状黑色粒子组。
粒子组B如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加氧化钛10重量份、带电控制剂BONTRON E89(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级加以制备。制备的粒子组B为平均粒径为7.0μm、表面宏观上具有凹凸的正带电性白色粒子组。评价结果如下表4所示。
<实施例43(第1实施例)>
按照上述图像显示用平板的制备方法制备图像显示用平板,进行上述显示功能的评价。需要说明的是实施例43中利用的粒子组A及粒子组B如下所述准备。
粒子组A如下制备首先,使用苯乙烯单体、偶氮类化合物(5重量份)、带电控制剂BONTRON N07(Orient化学(株)制、5重量份)、引发剂AIBN(0.5重量份)进行悬浮聚合后,用分级装置统一粒径。然后,使用Hybridizer装置(奈良机械制作所(株)制)投入微粒二氧化硅(H2050、Wacker社制)和微粒二氧化硅(SS20、日本SILICA社制),以4800的转速处理5分钟,利用机械冲击力使上述微粒附着在聚合粒子表面,制备粒子组A。制备的粒子组A为平均粒径为8.2μm、表面宏观上具有凹凸的负带电性黑色粒子组。
粒子组B如下制备在甲基丙烯酸甲酯单体80重量份和甲基丙烯酸2-(二乙基氨基)乙酯单体20重量份中溶解0.5重量份的AIBN(偶氮二异丁腈),分散用偶合剂处理成亲油性的氧化钛20重量份,使得到的液体在10倍量的0.5%表面活性剂(十二烷基硫酸钠)水溶液中悬浮、聚合,过滤、干燥后,使用粉碎分级机(FM-120日本Pneumatic工业(株)制)制备粒子组B。制备的粒子组B为平均粒径为7.8μm、表面在宏观上不存在凹凸的正带电性球状白色粒子。评价结果如下表4所示。
<比较例41(第1实施例)>
按照上述图像显示用平板的制备方法制备图像显示用平板,进行上述显示功能的评价。需要说明的是比较例41中利用的粒子组A及粒子组B如下所述准备。
粒子组A如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加炭黑(MA100三菱化学(株))4重量份、带电控制剂BONTRON N07(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级加以制备。制备的粒子组A为平均粒径为9.1μm、表面宏观上具有凹凸的负带电性黑色粒子组。
粒子组B如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加氧化钛10重量份、带电控制剂BONTRON E89(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级加以制备。制备的粒子组B为平均粒径为7.0μm、表面宏观上具有凹凸的正带电性白色粒子组。评价结果如下表4所示。
<比较例42>
按照上述图像显示用平板的制备方法制备图像显示用平板,评价上述显示功能。需要说明的是比较例42中利用的粒子组A及粒子组B如下所述准备。
粒子组A如下制备在苯乙烯单体中溶解0.5重量份的AIBN(偶氮二异丁腈)及作为负带电的带电控制剂的含金属偶氮类化合物(BONTRONS34Orient化学(株)制)5重量份,再分散作为黑色颜料的炭黑(MA100三菱化学(株)制)3重量份,使得到的液体在10倍量的0.5%表面活性剂(十二烷基硫酸钠)水溶液中悬浮、聚合,过滤、干燥后,使用分级机(MDS-2日本Pneumatic工业(株)制)加以制备。制备的粒子组A为平均粒径为8.9μm、表面宏观上不存在凹凸的负带电性球状黑色粒子。
粒子组B如下制备在甲基丙烯酸叔丁酯单体80重量份和甲基丙烯酸2-(二乙基氨基)乙酯单体20重量份中,溶解0.5重量份的AIBN(偶氮二异丁腈),分散用偶合剂处理成亲油性的氧化钛20重量份,使得到的液体在10倍量的0.5%表面活性剂(十二烷基硫酸钠)水溶液中悬浮、聚合,过滤、干燥后,使用分级机(MDS-2日本Pneumatic工业(株)制)加以制备。制备的粒子组B为平均粒径为8.5μm、表面宏观上不存在凹凸的正带电性球状白色粒子。评价结果如下表4所示。
表4

由表4的结果可知,一种粒子为表面宏观上存在凹凸的粒子、另一种粒子为表面宏观上不存在凹凸的粒子的实施例41~43与任一种粒子均为宏观上存在凹凸的粒子的比较例41及任一种粒子均为宏观上不存在凹凸的粒子的比较例42相比,在任一时间点均具有较高的对比度比保持率。由此可知,本发明的第5项发明的第1实施例涉及的图像显示用平板即使反复使用,其耐久性也优良。
<实施例51(第2实施例)>
按照上述图像显示用平板的制备方法制备图像显示用平板,进行上述显示功能的评价。需要说明的是实施例51中利用的粒子组A及粒子组B如下所述准备。
粒子组A如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加炭黑(MA100三菱化学(株)制)4重量份、带电控制剂BONTRON N07(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级加以制备。制备的粒子组A为平均粒径为9.1μm、表面宏观上具有凹凸的负带电性黑色粒子组。
粒子组B如下制备在甲基丙烯酸叔丁酯单体80重量份和甲基丙烯酸2-(二乙基氨基)乙酯单体20重量份中,溶解0.5重量份的AIBN(偶氮二异丁腈),分散用偶合剂处理成亲油性的氧化钛20重量份,使得到的液体在10倍量的0.5%表面活性剂(十二烷基硫酸钠)水溶液中悬浮、聚合,过滤、干燥后,使用分级机(MDS-2日本Pneumatic工业(株)制)先制备平均粒径为8.5μm、表面宏观上不存在凹凸的正带电性球状白色粒子组,然后,使用亨舍尔混合机,在上述球状白色粒子组中投入负带电性微粒二氧化硅(H2050、Wacker社制),进行混合,制备上述微粒静电附着在球状白色粒子表面的粒子组B。制备的粒子组B为在表面宏观上不存在凹凸的粒子表面附着有微粒的正带电性白色粒子组。评价结果如下表5所示。
<实施例52(第2项发明)>
按照上述图像显示用平板的制备方法制备图像显示用平板,进行上述显示功能的评价。需要说明的是实施例52中利用的粒子组A及粒子组B如下所述准备。
粒子组A如下制备在苯乙烯单体中溶解0.5重量份的AIBN(偶氮二异丁腈)及作为负带电的带电控制剂的含金属偶氮类化合物(BONTRONS34Orient化学(株)制)5重量份,再分散作为黑色颜料的炭黑(MA100三菱化学(株)制)3重量份,使得到的液体在10倍量的0.5%表面活性剂(十二烷基硫酸钠)水溶液中悬浮、聚合,过滤、干燥后,使用分级机(MDS-2日本Pneumatic工业(株)制),首先制备平均粒径为8.9μm、表面宏观上不存在凹凸的负带电性球状黑色粒子组,然后,使用亨舍尔混合机,在上述球状黑色粒子组中投入正带电性微粒氧化钛,进行混合,制备上述微粒静电附着在球状黑色粒子表面的粒子组A。制备的粒子组A为在表面宏观上不存在凹凸的粒子表面附着有微粒的负带电性黑色粒子组。
粒子组B如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加氧化钛10重量份、带电控制剂BONTRON E89(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级加以制备。制备的粒子组B为平均粒径为7.0μm、表面宏观上具有凹凸的正带电性白色粒子组。评价结果如下表5所示。
<比较例51(第2实施例)>
按照上述图像显示用平板的制备方法制备图像显示用平板,评价上述显示功能。需要说明的是比较例51中利用的粒子组A及粒子组B如下所述准备。
粒子组A如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加炭黑(MA100三菱化学(株))4重量份、带电控制剂BONTRON N07(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级加以制备。制备的粒子组A为平均粒径为9.1μm、表面宏观上具有凹凸的负带电性黑色粒子组。
粒子组B如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加氧化钛10重量份、带电控制剂BONTRON E89(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级加以制备。制备的粒子组B为平均粒径为7.0μm、表面宏观上具有凹凸的正带电性白色粒子组。评价结果如下表5所示。
<比较例52(第2实施例)>
按照上述图像显示用平板的制备方法制备图像显示用平板,进行上述显示功能的评价。需要说明的是比较例52中利用的粒子组A及粒子组B如下所述准备。
粒子组A如下制备在苯乙烯单体中溶解0.5重量份的AIBN(偶氮二异丁腈)及作为负带电的带电控制剂的含金属偶氮类化合物(BONTRONS34Orient化学(株)制)5重量份,再分散作为黑色颜料的炭黑(MA100三菱化学(株)制)3重量份,使得到的液体在10倍量的0.5%表面活性剂(十二烷基硫酸钠)水溶液中悬浮、聚合,过滤、干燥后,使用分级机(MDS-2日本Pneumatic工业(株)制)加以制备。制备的粒子组A为平均粒径为8.9μm、表面宏观上不存在凹凸的负带电性球状黑色粒子。
粒子组B如下制备在甲基丙烯酸叔丁酯单体80重量份和甲基丙烯酸2-(二乙基氨基)乙酯单体20重量份中溶解0.5重量份的AIBN(偶氮二异丁腈),分散用偶合剂处理成亲油性的氧化钛20重量份,使得到的液体在10倍量的0.5%表面活性剂(十二烷基硫酸钠)水溶液中悬浮、聚合,过滤、干燥后,使用分级机(MDS-2日本Pneumatic工业(株)制)加以制备。制备的粒子组B为平均粒径为8.5μm、表面宏观上不存在凹凸的正带电性球状白色粒子。评价结果如下表5所示。
表5

由表5的结果可知,一种粒子为表面宏观上存在凹凸的粒子,另一种粒子为表面宏观上无凹凸且表面静电附着有微粒的粒子的实施例51、52与不使用静电附着的微粒,而且任一种粒子均为宏观存在凹凸的粒子的比较例51及任一种粒子均为宏观不存在凹凸的粒子的比较例52相比,在任一时间点,均具有较高的对比度比保持率。由此可知,本发明的第5项发明的第2实施例涉及的图像显示用平板即使反复使用,其耐久性也优良<第6项发明涉及的实施例>
<实施例61(白色粒子)>
在基础树脂PMMA(旭化成(株)制Delpet 80NH、比重1.19)100重量份中,如下表6所示,添加作为白色颜料的氧化钛石原产业(株)制TIPAQUE CR95(比重4.0)100重量份、200重量份或300重量份、中空粒子JSR(株)制SX866(A)(外径0.3μm(一次粒子)、内径0.2μm、交联苯乙烯-丙烯酸)10~60重量份、其他CCA、各种填充剂(各例为相同量),进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级,得到本发明例试验No.1~5的白色粒子。
另外,在上述基础树脂100重量份中,如下表6所示,添加上述氧化钛100重量份~300重量份、其他CCA、各种填充剂(各例为相同量),进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级,得到比较例试验No.1~4的白色粒子。
测定得到的本发明例及比较例的白色粒子的白色反射率(白色度)。白色反射率的测定方法如下在基板玻璃面无遗漏地涂敷粒子后,在厚度为1.1mm、由ITO构成的透明电极体的玻璃板外侧进行测定,作为每1层10μm粒子的白色反射率求出。另外,体积填充率作为{(氧化钛的体积+中空粒子的体积)/(粒子整体(树脂+氧化钛+中空粒子)的体积)}×100求出。结果如下表6所示。
表6

由表6的结果可知,中空粒子填充量为10~50重量份的本发明例试验No.1~5与未填充中空粒子的比较例试验No.1~4相比,白色度提高45%或45%以上。
<实施例62(粉流体)>
使用Hybridizer装置(奈良机械制作所(株)制),在实施例1的本发明例试验No.3(氧化钛200重量份、中空粒子30重量份)涉及的体积平均粒径约10μm的白色粒子中投入外添加剂A(二氧化硅H2000/4、Wacker社制)和外添加剂B(二氧化硅SS20、日本SILICA制),以4800的转速处理5分钟,将外添加剂固定在白色粒子表面,制备白色粉流体。与实施例61同样地测定得到的本发明白色粉流体的白色度,结果,白色度为45%或45%以上,显示良好的值。进行体积填充率、平板评价时,得到与
<第7项发明涉及的实施例)<实施例71>
首先,按下表7所示配比,将下述材料用双轴混炼机混炼,得到混合物,所述材料为作为基础树脂的热固性树脂,此处使用聚酯树脂(PCM粉体涂装用)+嵌段异氰酸酯类的Upicacoat GV-570(日本Upica(株)制),交联剂VESTAGON B1530(Degussa社制),以及固化催化剂NEOSTANN U-100(日东化成(株)制),氧化钛TIPAQUE CR-95(石原产业(株)制),CCABONTRON E-84(Orient化学(株)制)。混炼温度为120℃。然后,将得到的混合物在200℃×10分钟的条件下施加热压,使作为基础树脂的热固性树脂发生加热交联固化。然后,用喷射式粉碎机进行微粉碎,得到本发明例试验No.1~4的粒子。
同样地按下表7所示配比,将作为基础树脂的热塑性树脂的聚苯乙烯树脂(PS)、TOYO STYROL MW1C(东洋STYLENE(株)制)、氧化钛TIPAQUE CR-95(石原产业(株)制)、CCABONTRON E-84(Orient化学(株)制)用双轴混炼机进行混炼,得到混合物。混炼温度为180℃。然后,将得到的混合物直接用喷射式粉碎机进行微粉碎,得到比较例试验No.1的粒子。
用150mm×150mm×2.5mm的片材模型对得到的本发明例试验No.1~4的粒子和比较例试验No.1的粒子实施固化反应。然后,缓慢提高温度,测定粒子开始变形的温度及粒子开始熔结在玻璃基板上的温度。结果如下表7所示。
表7

由表7的结果可知,将热固性树脂加热交联使其固化后进行使用的本发明例试验No.1~4的粒子与使用热塑性树脂的比较例试验No.1的粒子相比,即使升至高温也不发生变形及熔结,耐热性大幅度提高。
需要说明的是上述说明中,以粒子的基础树脂为对象,但是,利用本发明的粒子的粉流体也能够得到同样的结果。
<第8项发明涉及的实施例>
按以下基准评价实施例及比较例中得到的图像显示用平板。
“图像显示用平板的制备”首先,准备带电极的基板(7cm×7cm□),在基板上制作高度为400μm的凸缘,形成带状隔板。
如下所述地形成凸缘。首先制备糊料作为无机粉体,准备将SiO2、Al2O3、B2O3、Bi2O3及ZnO的混合物熔融、冷却、粉碎得到的玻璃粉体,作为树脂,准备热固性环氧树脂,用溶剂调成粘度为12000cps,制成糊料。然后,将糊料涂布在准备好的基板上,在150℃下使其加热固化,重复进行上述涂布~固化,由此调整至厚度(相当于隔板的高度)为400μm。然后,粘贴干刻胶,进行曝光~蚀刻,由此制备形成了线长50μm、空间400μm、间距250μm的隔板图案的掩模。然后,经喷砂除去多余部分,形成规定的隔板形状,形成所希望的带状隔板。
分别准备带电特性及光学反射率不同的2种图像显示介质(白色粒子组A及黑色粒子组B),将带凸缘的基板(对置基板)移至湿度为40%RH或40%RH以下的干燥容器内,首先,将粒子组A作为第1粒子组,由设置在容器内上部的喷嘴将其分散在容器内,散布在设置于容器下部的基板上的单元内,由此填充粒子组A。
然后,将粒子组B作为第2种粒子组,由设置在容器内上部的另一个喷嘴将其分散在容器内,散布在设置于容器下部的基板上的单元内(已经填充了粒子组A),由此重叠在粒子组A上进行填充。
使粒子组A和粒子组B的填充配置量为相同重量,将两粒子组在可贴合2张基板的基板间的总体积占有率调整为26vol%。
然后,在粒子组被填充配置在单元内的基板上叠层另一基板,将基板周边用环氧类粘合剂粘合,同时封入粒子组,制备图像显示用平板。
“显示功能的评价”对安装了制成的图像显示用平板的图像显示装置施加250V的电压,使电位逆转,由此反复进行黑色~白色的显示。就对比度比和白色显示时的反射浓度进行显示功能的评价,使用反射图像浓度计分别在初期、10000次反复后、100000次反复后进行测定。此处,对比度比定义为对比度比=黑色显示时的反射浓度/白色显示时的反射浓度。
<实施例81>
作为2种图像显示介质制备粒子组(粒子组A、粒子组B)。
粒子组A如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加炭黑(MA100三菱化学(株)制)4重量份、带电控制剂BONTRON N07(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎,对制成的一次粒子施加热压,从而在140℃下将其密封,制成片材,将上述片材用拉伸机进行加热拉伸,得到厚度为8μm的片材。将上述拉伸片材微细地破碎,再使用Surfusion system(SFS-03日本Pneumatic工业(株)制),在热风温度为450℃的条件下,使破碎片表面发生微小熔融,得到扁平圆形粒子。制备的粒子组A为负带电性、平均粒径为9.4μm的扁平圆形黑色粒子组。
粒子组B如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加氧化钛10重量份、带电控制剂BONTRON E89(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,采用顺序与制备上述粒子组A相同的方法进行制备。制备的粒子组B为正带电性、平均粒径为9.0μm的扁平圆形白色粒子组。
使用安装了用上述粒子组制成的图像显示用平板的图像显示装置,进行显示功能的评价。结果如表8所示。
<实施例82>
粒子组A如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加炭黑(MA100三菱化学(株)制)4重量份、带电控制剂BONTRON N07(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级加以制备。制备的粒子组A为负带电性、平均粒径为9.0μm的黑色粒子组。
粒子组B使用实施例81中制备的正带电性、平均粒径为9.0μm的扁平圆形白色粒子组。
使用安装了用上述粒子组制成的图像显示用平板的图像显示装置进行显示功能的评价。结果如表8所示。
<实施例83>
粒子组A使用实施例81中制备的负带电性、平均粒径为9.4μm的扁平圆形黑色粒子组,粒子组B使用如下制备的正带电性、平均粒径为8.5μm的球状白色粒子组在甲基丙烯酸叔丁酯单体80重量份和甲基丙烯酸2-(二乙基氨基)乙酯单体20重量份中溶解0.5重量份的AIBN(偶氮二异丁腈),分散用偶合剂处理成亲油性的氧化钛20重量份,使得到的液体在10倍量的0.5%表面活性剂(十二烷基硫酸钠)水溶液中悬浮、聚合,过滤、干燥后,使用分级机(MDS-21日本Pneumatic工业(株)制)加以制备。
使用安装了用上述粒子组制成的图像显示用平板的图像显示装置进行显示功能的评价。结果如表8所示。
<比较例81>
粒子组A如下制备在苯乙烯单体中溶解0.5重量份的AIBN(偶氮二异丁腈)及作为负带电的带电控制剂的含金属偶氮类化合物(BONTRONS34Orient化学(株)制)5重量份,再分散作为黑色颜料的炭黑(MA100三菱化学(株)制)3重量份,使得到的液体在10倍量的0.5%表面活性剂(十二烷基硫酸钠)水溶液中悬浮、聚合,过滤、干燥后,使用分级机(MDS-2日本Pneumatic工业(株)制)加以制备。制备的粒子组A为平均粒径为8.9μm的负带电性球状黑色粒子组。
粒子组B使用如下制备的正带电性、平均粒径为8.5μm的球状白色粒子组在甲基丙烯酸叔丁酯单体80重量份和甲基丙烯酸2-(二乙基氨基)乙酯单体20重量份中溶解0.5重量份的AIBN(偶氮二异丁腈),分散用偶合剂处理成亲油性的氧化钛20重量份,使得到的液体在10倍量的0.5%表面活性剂(十二烷基硫酸钠)水溶液中悬浮、聚合,过滤、干燥后,使用分级机(MDS-2日本Pneumatic工业(株)制)加以制备。
使用安装了由上述粒子组制成的图像显示用平板的图像显示装置进行显示功能的评价。结果如表8所示。
表8

由表8的结果可知,将粒子组A(白色)制成扁平圆形的实施例81、实施例82的白色反射浓度在初期较高,反复转换显示后其白色反射浓度的降低程度及对比度比的降低程度均较小。另外,将粒子组B(黑色)制成扁平圆形的实施例83与将粒子组A(白色)制成扁平圆形的实施例81、实施例82相比,初期的白色反射浓度低,即使在反复转换显示后,其白色反射浓度的降低程度及对比度比的降低程度也较小。而且,粒子组A(白色)、粒子组B(黑色)均未制成扁平圆形的比较例81的初期白色反射浓度低,反复转换显示后的白色反射浓度的降低程度及对比度比的降低程度较高。即,优选使粒子组中的至少一组为扁平圆形粒子组,特别优选使白色粒子组为扁平圆形粒子组。
<第9项发明涉及的实施例>
按以下基准评价实施例及比较例中得到的图像显示用平板。
“图像显示用平板的制备”首先,制备带电极的基板(7cm×7cm□),在基板上制作高度为400μm的凸缘,形成带状隔板。
如下所述地形成凸缘。首先制备糊料作为无机粉体,准备SiO2、Al2O3、B2O3、Bi2O3及ZnO的混合物熔融、冷却、粉碎得到的玻璃粉体,作为树脂,准备热固性环氧树脂,用溶剂调成粘度为12000cps,制成糊料。然后,将糊料涂布在准备好的基板上,在150℃下使其加热固化,反复进行上述涂布~固化,由此调整至厚度(相当于隔板的高度)为400μm。然后,粘贴干刻胶,进行曝光~蚀刻,由此准备形成了线长50μm、空间400μm、间距250μm的隔板图案的掩模。然后,经喷砂除去多余部分,形成规定的隔板形状,形成所希望的带状隔板。
分别准备颜色及带电特性不同的2种图像显示介质(粒子组A及粒子组B),将带凸缘的基板(对置基板)移至湿度为40%RH或40%RH以下的干燥容器内,首先,以粒子组A作为第1粒子组,由设置在容器内上部的喷嘴将其分散在容器内,散布在设置于容器下部的基板上的单元内,由此填充粒子组A。
然后,将粒子组B作为第2种粒子组,由设置在容器内上部的另一个喷嘴将其分散在容器内,散布在设置于容器下部的基板上的单元内(已经填充了粒子组A),由此重叠在粒子组A上进行填充。
使粒子组A和粒子组B的填充配置量为相同重量,将两粒子组在可贴合2张基板的基板间的总体积占有率调整为25vol%。
然后,在粒子组被填充配置在单元内的基板上叠层另一基板,将基板周边用环氧类粘合剂粘合,同时封入粒子组,制备图像显示用平板。
“显示功能的评价”对安装了制成的图像显示用平板的图像显示装置施加250V的电压,使电位逆转,由此反复进行黑色~白色的显示。针对对比度比和白色显示时的反射浓度进行显示功能的评价,分别在初期、10000次反复后、100000次反复后使用反射图像浓度计进行测定。此处,对比度比定义为对比度比=黑色显示时的反射浓度/白色显示时的反射浓度。
<实施例91>
作为2种图像显示介质制备粒子组(粒子组A、粒子组B)。
粒子组A如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加炭黑(MA100三菱化学(株)制)4重量份、带电控制剂BONTRON N07(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级加以制备。制成的粒子组A为负带电性、平均粒径为8.1μm的黑色粒子组。再以一部分为样品用显微镜进行放大观察时,观察到粒径超过10μm的粒子。
粒子组B如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加二氧化钛10重量份、带电控制剂BONTRON E89(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级加以制备。制备的粒子组B为正带电性、平均粒径为9.7μm的白色粒子组。再以一部分为样品用显微镜进行放大观察时,观察到粒径低于8μm的粒子。
使用安装了以上述粒子组为图像显示介质的图像显示用平板的图像显示装置,评价显示功能。结果如表9所示。
<实施例92>
粒子组A如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加炭黑(MA100三菱化学(株)制)4重量份、带电控制剂BONTRON N07(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级,再使用分级机(MDS-2日本Pneumatic工业(株)制)对粒径为10μm或10μm以上的粒子进行向上(over cut)分级加以制备。制成的粒子组A为负带电性、平均粒径为7.4μm的黑色粒子组。再以一部分为样品用显微镜进行放大观察时,未观察到粒径超过10μm的粒子。
粒子组B如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加二氧化钛10重量份、带电控制剂BONTRON E89(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级,再使用分级机(MDS-2日本Pneumatic工业(株)制)对粒径为8μm或8μm以下的粒径进行向下(under cut)分级加以制备。制成的粒子组B为正带电性、平均粒径为9.8μm的白色粒子组。再以一部分为样品用显微镜进行放大观察时,未观察到粒径低于8μm的粒子。
使用安装了以上述粒子组为图像显示介质制成的图像显示用平板的图像显示装置,评价显示功能。结果如表9所示。
<实施例93>
粒子组A使用实施例92中制备的负带电性、粒径为10μm或10μm以上的粒子分级得到的平均粒径为7.4μm的黑色粒子组。
粒子组B如下制备在甲基丙烯酸叔丁酯单体80重量份和甲基丙烯酸2-(二乙基氨基)乙酯单体20重量份中,溶解0.5重量份的AIBN(偶氮二异丁腈),分散用偶合剂处理成亲油性的二氧化钛20重量份,使得到的液体在10倍量的0.5%表面活性剂(十二烷基硫酸钠)水溶液中悬浮、聚合,过滤、干燥后,使用分级机(MDS-2日本Pneumatic工业(株)制),对粒径为8μm或8μm以下的粒子进行向下分级加以制备。制备的粒子组B为正带电性、平均粒径为9.6μm的球状白色粒子组。再以一部分为样品用显微镜进行放大观察时,未观察到粒径低于8μm的粒子。
使用安装了以上述粒子组作为图像显示介质制成的图像显示用平板的图像显示装置,评价显示功能。结果如表9所示。
<实施例94>
粒子组A如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加炭黑(MA100三菱化学(株)制)4重量份、带电控制剂BONTRON N07(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级加以制备。制备的粒子组A为负带电性、平均粒径为5.2μm的黑色粒子组。
粒子组B如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加二氧化钛10重量份、带电控制剂BONTRON E89(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级加以制备。制备的粒子组B为正带电性、平均粒径为11.3μm的白色粒子组。
使用安装了以上述粒子组作为图像显示介质制成的图像显示用平板的图像显示装置,评价显示功能。结果如表9所示。
<比较例91>
粒子组A如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加炭黑(MA100三菱化学(株)制)4重量份、带电控制剂BONTRON N07(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级加以制备。制备的粒子组A为负带电性、平均粒径为9.5μm的黑色粒子组。
粒子组B如下制备在丙烯酸聚氨酯树脂EAU53B(亚细亚工业(株)制)/IPDI类交联剂Excel Hardner HX(亚细亚工业(株)制)中添加二氧化钛10重量份、带电控制剂BONTRON E89(Orient化学(株)制)2重量份,进行混炼后,用喷射式粉碎机进行粉碎分级加以制备。制备的粒子组B为正带电性、平均粒径为8.2μm的白色粒子组。
使用安装了以上述粒子组作为图像显示介质制成的图像显示用平板的图像显示装置,评价显示功能。结果如表9所示。
表9

由表9的结果可知,对于平均粒径的关系,Ddark<Dbright的实施例91、实施例92、实施例93及实施例94的白色反射浓度在初期较高,反复转换显示后,其白色反射浓度的降低程度及对比度比的降低程度也均较低。另外,在粉碎分级后再使用分级机(MDS-2日本Pneumatic工业(株)制)进行了向上分级/向下分级的实施例92及实施例93与未进行向上分级/向下分级的实施例91相比,初期的白色反射浓度高,反复转换显示后,其白色反射浓度的降低程度及对比度比的降低程度也较低。而且,实施例94中平均粒径的关系为Dbright/Ddark>2,因此在初期的白色反射浓度、反复转换显示后其白色反射浓度降低程度及对比度比的降低程度方面,得到优于比较例91的结果,但是该结果略次于满足Dbright/Ddark<2的关系的实施例91~93的结果。而且,平均粒径的关系不满足Ddark<Dbright的比较例91的初期白色反射浓度低,反复转换显示后,其白色反射浓度的降低程度及对比度比的降低程度高。
<第10项发明涉及的实施例>
首先,按下表10所示的上述配比,将下述材料用双轴混炼机进行混炼,得到混合物,所述材料为作为基础树脂的PBT(东丽(株)制“Toraycon1401×31”),作为金属氧化物的MgO(神岛化学(株)制“STARMAGL-10”),作为颜料的C/B(DEGUSSA社制“SPECIAL BLACK-4”)。混炼温度为240℃。然后,用喷射式粉碎机进行微粉碎,得到作为本发明例的实施例101及实施例103的粒子。
同样地按下表10所示的配比,使用作为基础树脂的PBT(东丽(株)制“Toraycon 1401×31”)、作为脂肪酸金属盐的硬脂酸镁(日本油脂(株)制的试剂纯)、作为颜料的C/B(旭CARBON(株)制“N-660”),采用与上述方法相同的方法,制成作为本发明例的实施例102的粒子。另外,为了比较,按下表1所示配比,使用作为基础树脂的PBT(东丽(株)制“Toraycon 1401×31”)、作为颜料的C/B(DEGUSSA社制“SPECIALBLACK-4”),不使用金属氧化物,也不使用脂肪酸金属盐,采用与上述方法相同的方法得到比较例101的粒子。
按上述方法测定得到的实施例101~103及比较例101中粒子的粒径,同时采用下述方法,测定粒子的喷出(blow-off)带电量。结果如表10所示。需要说明的是喷出带电量如下测定。即,喷出测定原理及方法如下所述。喷出法中,在两端张挂有网的圆筒容器中放入粉体(也称为粒子组)和载体的混合体,从一端吹入高压气体,使粉体和载体分离,从网眼仅喷出(吹出)粉体。此时,载体上残留有与粉体带出容器外的带电量等量且相反的带电量。然后,将上述电荷产生的全部电通量收集在法拉第箱内,在该状态下将电容器充电。测定电容器两端的电位,按Q=CV(C电容器容量、V电容器两端的电压)求出粉体的电荷量Q。
作为喷出粉体带电量测定装置,使用东芝CHEMICAL社制的TB-200。本发明中,作为载体,使用Powder-tech社制的F963-2535,首先测定粒子每单位重量的电荷密度(单位μC/g),由另外求出的平均直径及比重计算表面电荷密度(单位μC/m2)。平均直径采用上述方法测定,具体而言,使用Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)测定机,在氮气流中投入粒子组,用附带的解析软件(基于采用Mie理论的体积基准分布的软件)进行测定,比重使用岛津制作所制比重计(商品名Multivolume密度计H1305)进行测定。
另外,对得到的实施例101~103及比较例101的具有正带电性的黑色粒子,使用具有负带电性的白色粒子(作为颜料使用TiO2),制备白黑显示的图像显示平板,在电极间施加150V的电压,转换显示颜色,使用MINOLTA制反射型液晶系统测定白色反射率、黑色反射率。然后,由上述结果求出对比度。结果如表1所示。需要说明的是表10中,作为各例的显示器性能判断,对比度为1.0或1.0以上的标记为○,对比度不足1.0的标记为×。
表10

由表10的结果可知,配合了金属氧化物的实施例101和实施例103、及配合了脂肪酸金属盐的实施例102与未使用金属氧化物、也未使用脂肪酸金属盐的比较例101相比,带电量变大,其结果为由使用上述粒子的图像显示介质制备图像显示平板,可以得到高转换性能。
产业实用性由上述说明可知,根据本发明的第1项发明,白色粒子的中心部分在中心部分和外层部分的界面具有70%或70%以上的全反射率,外层部分由在至少一层或一层以上的低折射率材料中混入高折射率材料的微粒得到的树脂层构成,因此通过具有显示高全反射率的中心部分,能够提高白色的辉度率。利用本发明的第1项发明涉及的白色粒子的白色粉流体也能够获得相同的效果。
由上述说明可知,本发明的第2项发明涉及将在带电特性不同的2种近球状粒子中加入第3种粒子得到的由3种粒子构成的粒子组作为图像显示介质封入2张基板间制备的图像显示用平板,粒子彼此变得难以凝集附着,图像显示的耐久性提高。
由上述说明可知,根据本发明的第3项发明,优选使用由介电常数εr为εr≤5.0的低介电性绝缘物质构成的粒子,因此即使是相同极性的粒子,也难以形成粒子间的凝集块,能够进行良好的图像用显示。
由上述说明可知,根据本发明的第4项发明,使表面被覆有粘合剂的白色颜料、优选为氧化钛颜料凝集或造粒,在内部导入大量微小气泡,由此能够大幅度提高白色粒子或利用该白色粒子的白色粉流体的遮盖力(反射率)。
由上述说明可知,根据本发明的第5项发明,使至少2种或2种以上图像显示介质中使用的带电特性不同的2种粒子之一为表面宏观上存在凹凸的粒子(例如粉碎粒子)、另一粒子为表面宏观上不存在凹凸的近球状粒子(例如聚合粒子),使2种粒子的表面状态不同(第1实施例),或者,使至少2种或2种以上图像显示介质中使用的带电特性不同的2种粒子之一为表面宏观上存在凹凸的粒子(例如粉碎粒子)、另一种粒子为表面宏观上不存在凹凸的近球状粒子(例如聚合粒子)、且附着有带电极性与表面宏观上不存在凹凸的粒子不同的微粒作为第3种粒子(第2实施例),由此使粒子彼此变得难以凝集附着,图像显示的耐久性提高。
由上述说明可知,根据本发明的第6项发明,在作为基质的树脂中填充白色颜料及中空粒子,因此利用中空粒子的遮盖效果,可以提高白色粒子(或粉流体)的白色度(白色反射率)。
由上述说明可知,根据本发明的第7项发明,作为粒子的基础树脂使用热交联反应形成的热固化性树脂,由此能够提高耐热性,结果不会在图像显示用平板上发生附着·凝集。
由上述说明可知,根据本发明的第8项发明,作为图像显示介质使用的带电特性及光学反射率不同的2种粒子中的至少其一为扁平圆形粒子,因此移动并排列在显示基板表面时,粒子彼此容易无间隙地排列,粒子间的间隙变少,因此图像的对比度提高。另外,作为图像显示介质使用的带电特性及光学反射率不同的2种粒子同时为扁平圆形粒子时,粒子彼此变得难以凝集附着,同时粒子移动时的冲突缓和,图像显示的耐久性提高。
由上述说明可知,根据本发明的第9项发明,在深暗色粒子组的粒径用Ddark表示、浅亮色粒子组的粒径用Dbright表示时,作为图像显示介质使用的颜色和带电特性不同的2种粒子组的粒径关系满足Ddark<Dbright,因此在沿基板间的电场方向向彼此相反的方向移动,排列在显示基板表面时的对比度高于上述粒径关系相反时的对比度。
根据上述说明可知,根据本发明的第10项发明涉及的第1实施例及第2实施例,在粒子的基础树脂中配合金属氧化物(MOx)(此处,M金属元素,O氧,xO/M比),或脂肪酸金属盐化合物(CmHnCOO)yMz(此处,M金属元素,m、n、y、z为整数,4<m<22),控制带电性,由此,填充了使用粒子的图像显示介质的基板间的气氛即使为干燥环境,也能够控制带电性。
上述本发明的第1项发明~第10项发明涉及的图像显示装置优选用于笔记本电脑、PDA、手机、便携式终端等可移动机器的显示部,电子书、电子报纸等电子纸张,看板、招贴、黑板等启示板,代替复印机、打印机用纸的可重写纸,台式电子计算器、家电产品、汽车用品等的显示部,点卡、IC卡等卡显示部,电子广告、电子POP、电子股票、电子乐谱、RF-ID机器的显示部等。
权利要求
1.一种白色粒子,是用于图像显示装置的图像显示介质的白色粒子,该图像显示装置在至少一方透明的对置基板间封入图像显示介质,对图像显示介质施加电场,使图像显示介质移动,显示图像,其特征为,该白色粒子由中心部分和被覆中心部分的外层部分构成,中心部分在中心部分和外层部分的界面具有70%或70%以上的全反射率,外层部分由至少一层或一层以上的在低折射率材料中混入高折射率材料的微粒得到的树脂层构成。
2.如权利要求1所述的白色粒子,其中,中心部分为中实或中空的金属粒子。
3.如权利要求1所述的白色粒子,其中,中心部分为在树脂层上被覆有金属膜的粒子。
4.如权利要求1所述的白色粒子,其中,中心部分和外层部分的界面是由多层膜构成的反射膜。
5.如权利要求1~4任一项所述的白色粒子,其中,中心部分的直径为粒径的50~95%。
6.如权利要求1~5任一项所述的白色粒子,其中,平均粒径d(0.5)为0.1~50μm。
7.如权利要求1~6任一项所述的白色粒子,其中,作为外层部分的树脂层表面经偶合剂进行了处理。
8.如权利要求1~6任一项所述的白色粒子,其中,作为外层部分的树脂层的表面被覆了具有强带电性的透明树脂。
9.一种白色粉流体,其特征为,该白色粉流体使用如权利要求1~8任一项所述的白色粒子。
10.一种图像显示装置,该图像显示装置在至少一方透明的对置基板间封入图像显示介质,对图像显示介质施加电场,使图像显示介质移动来显示图像,其特征为,作为图像显示介质中的至少1种,使用权利要求1~8任一项所述的白色粒子或权利要求9所述的白色粉流体。
11.一种图像显示介质中使用的粒子,其特征为,在图像显示用平板中,至少2种或2种以上颜色和带电特性不同的图像显示介质至少由3种粒子构成,所述3种粒子包括颜色和带电特性不同的2种近球状粒子、和粒径小于所述2种近球状粒子的第3种粒子,该图像显示用平板在至少一方透明的对置基板间封入至少2种或2种以上颜色和带电特性不同的图像显示介质,对所述图像显示介质施加电场,使所述图像显示介质移动来显示图像。
12.如权利要求11所述的图像显示介质中使用的粒子,其中,颜色和带电特性不同的2种近球状粒子具有大致相等的平均粒径,该平均粒径在0.5~50μm的范围内。
13.如权利要求11或12所述的图像显示介质中使用的粒子,其中,颜色和带电特性不同的2种近球状粒子的粒子表面从宏观上看是平滑的。
14.如权利要求11~13任一项所述的图像显示介质中使用的粒子,其中,第3种粒子为近球状。
15.如权利要求11~14任一项所述的图像显示介质中使用的粒子,在,其中,第3种粒子的平均粒径为20~200nm。
16.一种图像显示用平板,该图像显示用平板由使用权利要求11~15任一项所述的粒子的图像显示介质构成,其中,填充在基板间的至少2种或2种以上图像显示介质的体积占有率在5~70vol%的范围内。
17.一种图像显示装置,其特征为,该图像显示装置搭载了权利要求16所述的图像显示用平板。
18.一种粒子,是用于图像显示装置用图像显示介质中的粒子,该图像显示装置在彼此对置、且至少一方为透明的2张基板间封入由具有带电性的至少2种或2种以上着色粒子构成的图像显示介质,由电位不同的2种电极对图像显示介质施加电场,使图像显示介质移动来显示图像,其特征为,该粒子由低介电性绝缘物质构成。
19.一种粒子,该粒子是用于图像显示装置用图像显示介质中的粒子,该图像显示装置在彼此对置、且至少一方透明的2张基板间封入由具有带电性的1种着色粒子构成的图像显示介质,由电位不同的2种电极对图像显示介质施加电场,使图像显示介质移动来显示图像,其特征为,该粒子由低介电性绝缘物质构成。
20.如权利要求18或19所述的图像显示介质中使用的粒子,其中,介电常数εr为εr≤5.0。
21.如权利要求20所述的图像显示介质中使用的粒子,其中,介电常数εr为εr≤3.0。
22.如权利要求18~21任一项所述的图像显示介质中使用的粒子,其中,在粒子内部不含有高介电性填料、导电性填料。
23.如权利要求18~22任一项所述的图像显示介质中使用的粒子,其中,在粒子表面未附着高介电性物质、高导电性物质。
24.如权利要求18~23任一项所述的图像显示介质中使用的粒子,其中,粒子的平均粒径为0.1~50μm。
25.如权利要求18~24任一项所述的图像显示介质中使用的粒子,其中,粒子的表面电荷密度以绝对值表示为5~150μC/m2的范围内。
26.一种图像显示装置,其特征为,该图像显示装置使用权利要求18~25任一项所述的图像显示介质中使用的粒子。
27.一种白色粒子,是图像显示装置中使用的白色粒子,该图像显示装置在至少一方透明的对置基板间封入图像显示介质,对图像显示介质施加电场,使图像显示介质移动来显示图像,其特征为,该粒子由被覆了粘合剂的白色颜料的1次粒子凝集或造粒形成规定粒径的2次粒子构成,在其内部含有微小气泡。
28.如权利要求27所述的白色粒子,其中,白色颜料为氧化钛。
29.如权利要求27或28所述的白色粒子,其中,粘合剂由低折射率材料构成。
30.如权利要求27~29任一项所述的白色粒子,其中,通过在流动气流中或进行机械混合搅拌来导入很多微细气泡进行2次粒子的凝集或造粒。
31.如权利要求27~30任一项所述的白色粒子,其中,平均粒径d(0.5)为0.1~50μm。
32.一种白色粉流体,其特征为,该白色粉流体使用权利要求27~31任一项所述的白色粒子。
33.一种图像显示装置,该图像显示装置在至少一方透明的对置基板间封入图像显示介质,对图像显示介质施加电场,使图像显示介质移动来显示图像,其特征为,作为图像显示介质中的至少1种,使用权利要求27~31任一项所述的白色粒子或权利要求32所述的白色粉流体。
34.一种用于图像显示介质的粒子,其特征为,在图像显示用平板中,至少2种或2种以上图像显示介质中包含的带电特性及光学反射率不同的2种粒子之一为表面宏观上存在凹凸的粒子,另一种为表面宏观上不存在凹凸的粒子,该图像显示用平板在至少一方透明的对置基板间封入至少2种或2种以上图像显示介质,由电位不同的2种电极对所述图像显示介质施加电场,使图像显示介质移动来显示图像。
35.一种用于图像显示介质的粒子,其特征为,在图像显示用平板中,至少2种或2种以上图像显示介质中包含的带电特性及光学反射率不同的2种粒子之一为表面宏观上存在凹凸的粒子,另一种为表面宏观上不存在凹凸、且表面上静电附着有微粒的粒子,该图像显示用平板在至少一方透明的对置基板间封入至少2种或2种以上图像显示介质,由电位不同的2种电极对所述图像显示介质施加电场,使图像显示介质移动来显示图像。
36.如权利要求34或35所述的用于图像显示介质的粒子,其中,带电特性及光学反射率不同的2种粒子中,表面宏观上存在凹凸的粒子是将树脂块粉碎得到的粒子。
37.如权利要求34或35所述的用于图像显示的粒子,其中,带电特性及光学反射率不同的2种粒子中,表面宏观上存在凹凸的粒子是使微粒强力附着于母粒表面而得到的粒子。
38.如权利要求37所述的用于图像显示介质的粒子,其中,使母粒和微粒附着时,采用机械冲击力。
39.如权利要求34~38任一项所述的用于图像显示介质的粒子,其中,带电特性及光学反射率不同的2种粒子中,表面宏观上不存在凹凸的粒子是树脂单体聚合得到的近球状粒子。
40.如权利要求34~38任一项所述的用于图像显示介质的粒子,其中,带电特性及光学反射率不同的2种粒子中,表面宏观上不存在凹凸的粒子是将粉碎的粒子暴露在该粒子的熔点或熔点以上的温度下使其表面平滑而得到的近球状粒子。
41.如权利要求35所述的用于图像显示介质的粒子,其中,带电特性及光学反射率不同的2种粒子中,表面宏观上不存在凹凸的粒子表面附着的微粒具有与所述表面宏观上不存在凹凸的粒子的带电极性相反的极性,且附着在表面后,不改变所述表面宏观上不存在凹凸的粒子的带电极性。
42.如权利要求34~41任一项所述的用于图像显示介质的粒子,其中,带电特性及光学反射率不同的2种粒子的平均粒径为0.5~50μm。
43.如权利要求41或42所述的用于图像显示介质的粒子,其中,静电附着在表面宏观上不存在凹凸的粒子表面的微粒的平均粒径为20~200nm。
44.一种使用图像显示介质的图像显示用平板,该图像显示介质使用如权利要求34~43中任一项所述的粒子,其中,填充在基板间的至少2种或2种以上图像显示介质的体积占有率在5~70vol%的范围内。
45.一种图像显示装置,其特征为,该图像显示装置搭载了权利要求44所述的图像显示用平板。
46.一种白色粒子,该白色粒子是用于图像显示装置的白色粒子,该图像显示装置在至少一方透明的对置基板间封入图像显示介质,对图像显示介质施加电场,使图像显示介质移动来显示图像,其特征为,在作为基质的树脂中填充白色颜料及中空粒子。
47.如权利要求46所述的白色粒子,其中,白色颜料及中空粒子在树脂中的填充量相对于树脂100重量份,白色颜料为100~300重量份,中空粒子为10~60重量份。
48.如权利要求46或47所述的白色粒子,其中,白色颜料为氧化钛、氧化锌、氧化锆中的任一种。
49.如权利要求46~48任一项所述的白色粒子,其中,中空粒子的组成为交联苯乙烯-丙烯酸。
50.如权利要求46~49任一项所述的白色粒子,其中,平均粒径d(0.5)为1.0~50μm。
51.一种白色粉流体,其特征为,该白色粉流体使用权利要求46~50任一项所述的白色粒子。
52.一种图像显示装置,所述图像显示装置在至少一方透明的对置基板间封入图像显示介质,对图像显示介质施加电场,使图像显示介质移动来显示图像,其特征为,作为图像显示介质中的至少1种,使用权利要求46~50任一项所述的白色粒子或权利要求51所述的白色粉流体。
53.一种用于图像显示介质的粒子,所述图像显示介质是用于图像显示装置的图像显示介质,该图像显示装置在至少一方透明的对置基板间封入图像显示介质,对图像显示介质施加电场,使图像显示介质移动来显示图像,其特征为,作为构成图像显示介质的粒子的基础树脂,使用热固性树脂,将含有热固性树脂的树脂材料混炼后,进行热交联反应,然后,进行粉碎,得到该粒子。
54.如权利要求53所述的用于图像显示介质的粒子,其中,作为基础树脂的热固性树脂为聚酯树脂+嵌段异氰酸酯类、醇酸树脂+三聚氰胺固化剂类、环氧树脂+胺固化剂类、尿素树脂+甲醛类中的任1种。
55.如权利要求53或54所述的用于图像显示介质的粒子,其中,除了作为基础树脂的热固性树脂以外,还含有有机锡催化剂、颜料、带电控制剂。
56.一种图像显示装置,其特征为,该图像显示装置使用权利要求53~55任一项所述的图像显示介质用粒子构成图像显示用平板。
57.一种用于图像显示介质的粒子,其特征为,在图像显示用平板中,将至少2种或2种以上图像显示介质中包含的带电特性及光学反射率不同的2种粒子组中的至少一种粒子组的粒子形状制成扁平圆形,该图像显示用平板在至少一方透明的2张对置基板间封入至少2种或2种以上图像显示介质,对图像显示介质施加电场,使图像显示介质移动来显示图像。
58.如权利要求57所述的用于图像显示介质的粒子,其中,扁平圆形的粒子为白色粒子。
59.如权利要求58所述的用于图像显示介质的粒子,其中,扁平圆形的白色粒子的色材为氧化钛。
60.如权利要求57~59任一项所述的用于图像显示介质的粒子,其中,扁平圆形的粒子如下制备将破碎树脂片材制备的破碎片暴露在该树脂的熔点或熔点以上的温度下进行制备。
61.如权利要求57~60任一项所述的用于图像显示介质的粒子,其中,构成粒子组的至少2种或2种以上粒子组中包含的带电特性及光学反射率不同的2种粒子的平均粒径在任一种粒子中均为0.1~50μm。
62.一种图像显示用平板,该图像显示用平板中的图像显示介质使用权利要求57~61任一项所述的粒子,其中,填充在基板间的至少2种或2种以上图像显示介质的体积占有率在5~70vol%的范围内。
63.一种图像显示装置,其特征为,该图像显示装置搭载了权利要求62所述的图像显示用平板。
64.一种用于图像显示介质的粒子,其特征为,在图像显示用平板中,在将浅亮色粒子组的平均粒径表示为Dbright、深暗色粒子组的平均粒径表示为Ddark的情况下,所述图像显示介质中包含的颜色及带电特性不同的2种粒子组(深暗色粒子组及浅亮色粒子组)的粒径关系表示为Ddark<Dbright,该图像显示用平板在至少一方透明的2张对置基板间封入含有至少颜色及带电特性不同的2种粒子组的图像显示介质,对图像显示介质施加电场,使图像显示介质移动来显示图像。
65.如权利要求64所述的用于图像显示介质的粒子,其中,深暗色粒子组的平均粒径Ddark和浅亮色粒子组的平均粒径Dbright的关系为1<Dbright/Ddark<2。
66.如权利要求64或65所述的用于图像显示介质的粒子,其中,构成深暗色粒子组的粒子为黑色,构成浅亮色粒子组的粒子为白色。
67.如权利要求64~66任一项所述的用于图像显示介质的粒子,其中,对于深暗色粒子组采用分级进行向上分级,对浅亮色粒子组采用分级进行向下分级,由此调整粒径。
68.如权利要求64~67任一项所述的用于图像显示介质的粒子,其中,至少颜色及带电特性不同的2种粒子组的粒径在任一粒子组中均在1~50μm的范围内。
69.一种图像显示用平板,该图像显示用平板的图像显示介质使用权利要求64~68任一项所述的粒子,其中,含有至少颜色及带电特性不同的2种粒子组的图像显示介质在基板间填充的体积占有率在5~70vol%的范围内。
70.一种图像显示装置,其特征为,该图像显示装置搭载了权利要求69所述的图像显示用平板。
71.一种用于图像显示介质中的粒子,该图像显示介质是用于图像显示装置的图像显示介质,该图像显示装置在至少一方透明的对置基板间封入图像显示介质,对图像显示介质施加电场,使图像显示介质移动来显示图像,其特征为,在构成图像显示介质的粒子的基础树脂中配合金属氧化物MOx,其中,M金属元素,O氧,xO/M之比。
72.一种用于图像显示介质的粒子,所述图像显示介质是用于图像显示装置的图像显示介质,该图像显示装置在至少一方透明的对置基板间封入图像显示介质,对图像显示介质施加电场,使图像显示介质移动来显示图像,其特征为,在构成图像显示介质的粒子的基础树脂中配合脂肪酸金属盐化合物(CmHnCOO)yMz,其中,M金属元素,m、n、y、z为整数,4<m<22。
73.如权利要求71或72所述的用于图像显示介质的粒子,其中,金属元素(M)的离子的极化电负性χ为0.79<χ<1.91,具有正带电性。
74.如权利要求73所述的用于图像显示介质的粒子,其中,金属元素为Mg、Zn、Ca、Li、Zr、Al、Ni、Cu、Ba、Ti中的任1种。
75.如权利要求71或72所述的用于图像显示介质的粒子,其中,金属元素M的离子的极化电负性χ为1.50<χ<2.58,具有负带电性。
76.如权利要求75所述的用于图像显示介质的粒子,其中,金属元素为Fe、Ti、Cu、Si、Sb、W、Sn、Ge、Co中的任1种。
77.一种图像显示装置,其特征为,该图像显示装置搭载了图像显示用平板,该图像显示用平板中的图像显示介质使用权利要求71~76任一项所述的粒子。
全文摘要
本发明通过改良图像显示装置中使用的粒子的组成(第1、2、4、5、6、8、9项发明)及改良粒子的材质(第3、7、10项发明),能够提高粒子及使用该粒子的粉流体的白色度,防止凝集,控制带电性能,而且以上述粒子及粉流体作为图像显示介质的图像显示用平板能够获得反复显示图像时对比度不降低的耐久性,所述图像显示装置通过在至少一方透明的对置基板间封入图像显示介质,对图像显示介质施加电场,使图像显示介质移动来显示图像。结果,安装了上述图像显示用平板的图像显示装置能够进行良好的图像显示。
文档编号G02F1/167GK1788233SQ200480013180
公开日2006年6月14日 申请日期2004年4月2日 优先权日2003年4月2日
发明者加贺纪彦, 药师寺学, 田泽晴列, 增谷真纪, 小林太一, 荒井利晃, 村田和也, 櫻井良, 小林米次, 田村一, 安西弘行, 山崎博贵, 西室阳一, 町田邦郎 申请人:株式会社普利司通
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