JPH11143407A

JPH11143407A - 表示装置

Info

Publication number: JPH11143407A
Application number: JP9308479A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Igami; 淳伊神
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1997-11-11
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】表示ムラのない高画質、かつ、応答速度が鋭
敏であり、しかも、極めて簡単な製造方法により安価に
製造できる表示装置を提供することである。【解決手段】プラスの泳動特性を示す帯電粒子は、少
なくとも中心炭素のパラ位に２、３個の窒素原子が結合
したトリフェニルメタン系化合物を含有している。ま
た、帯電粒子が分散している液体分散媒には、界面活性
剤が添加されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分散媒体中で電界
を印加することにより電極間を移動する帯電粒子を利用
した表示装置に関するものであって、特に、制御用電界
の印加により、帯電粒子の移動方向を制御して画像形成
するようにした表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電界の印加により帯電粒子を電極間で移
動させ、表示面への画像書き込みを行う画像表示機構
は、例えば、特公昭５２−２８５５４号公報等に開示さ
れているように多数報告されている。これらは液体分散
媒体に帯電粒子を分散させた分散系を、少なくとも一方
が透明な対向配置した一組の電極間に封入し、その電極
間に電界を印加することにより、分散媒体中の帯電粒子
を極性に応じて、透明電極板側に吸着または離反させる
ように制御することによって所望の画像を表示させるよ
う構成されている。

【０００３】一般に、分散系に使用される液体分散媒体
には、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、またはその
他の種々の油等を単独、または適宜混合したものが使用
される。また、粒子としては、周知のコロイド粒子、種
々の有機・無機質顔料、染料、金属粉、ガラス、あるい
は樹脂等の微粉末等が使用されている。

【０００４】勿論、上述した方式には種々の不具合な点
が存在し、これらを解決するために様々な研究がなされ
ている。例えば、帯電粒子の凝集や偏りによる濃度ムラ
の防止として、粒子と液体分散媒体で構成される分散系
をマイクロカプセルに封入したり、形成画像のメモリ性
を確保するために、マイクロカプセル中に２種類の帯電
粒子を封入すること等の試みがなされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような対策が施されても、粒子が安定した帯電を保持
していなければ、満足のできる表示画質を得ることはで
きず、そのため、トナーな等ど乾式静電潜像現像剤に使
用される帯電付与剤を、粒子に添加し、帯電の安定化を
図ることが期待された。しかし、絶縁度を有する液体分
散媒体中では期待された効果を得られなかった。特に、
粒子にプラスの帯電付与を行うことは極めて困難であ
り、帯電極性の異なる２種類の帯電粒子で画像表示する
場合、色と帯電性を満足させる帯電粒子の組合せは非常
に限られたものであった。また、不具合が発生しても有
効な対策がうてない場合があった。

【０００６】然るに、本発明は、前記問題点を解決する
ためにはされたものであり、表示ムラのない高画質、か
つ、応答速度が鋭敏であり、しかも、極めて簡単な製造
方法により安価に製造できる表示装置を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載の表示装置は、分散媒体中
で電界を印加することにより電極間を移動する帯電粒子
を封入した分散系内で、前記帯電粒子の分布状態を制御
用電界の作用の下で変化させることにより、光学的反射
特性に変化を与えて所用の表示動作を行わせるようにし
たものを対象として、特に、前記分散系を、少なくとも
１つの帯電粒子と界面活性剤とを含んだ分散媒体によっ
て構成し、前記帯電粒子には、少なくとも中心炭素のパ
ラ位に２、３個の窒素原子が結合したトリフェニルメタ
ン系化合物が含有されていることを特徴とするものであ
る。

【０００８】従って、このように構成された表示装置に
よれば、少なくとも中心炭素のパラ位に２、３個の窒素
原子が結合した前記トリフェニルメタン系化合物を含む
帯電粒子は、界面活性剤を添加した分散媒体中で、電界
に対し非常に敏感にプラス泳動特性を示す。また、染料
であるため帯電粒子への帯電性付与と着色とを同時に行
うことができる。

【０００９】また、請求項２に記載された表示装置は、
特に、前記分散系がマイクロカプセルに内包されている
ことを特徴とする。従って、分散系をマイクロカプセル
に内包させることにより、帯電粒子の凝集による表示ム
ラを防止することが可能になる。また、多数のマイクロ
カプセルを可撓性のシートに分散させることにより、可
撓性の表示装置を製作することが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の表示装置を具体
化した実施の形態について図を参考にしながら説明す
る。

【００１１】また、本実施の形態では、図１に示される
ように、２種類の帯電粒子２と絶縁性液体分散媒体４を
封入した多数のマイクロカプセル１０を、画像表示装置
の画像形成要素に使用した場合について説明するが、こ
れに限定されることはなく、着色された分散媒体中を１
種類のプラスに帯電した帯電粒子が泳動する場合等、本
発明の要旨を逸脱しない範囲に於いても同様に適用する
ことができる。

【００１２】本発明の表示装置に使用される帯電粒子２
としては、周知のコロイド粒子、種々の有機・無機質顔
料、染料、金属粉、ガラス、あるいは樹脂等の粉砕微粉
末等が挙げられるが、所望の組成、色調、粒子径を実現
させることが可能なものであればいかなるものでもよ
い。中でも、懸濁重合法、乳化重合法、溶液重合法、分
散重合法等により合成される重合粒子は、その製造過程
で様々な細工ができるため好都合である。

【００１３】重合粒子の組成材料は、その出発モノマー
に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、iso-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
ラヒドロフル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、
iso-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、iso-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、ブタジエン等を使用することがで
きる。

【００１４】さらに、前記モノマーには、カルボキシル
基、水酸基、メチロール基、アミノ基、酸アミド基、グ
リシジル基等の官能基を有するモノマーが混合されても
良い。カルボキシル基を有するものはアクリル酸、メタ
クリル酸、イタコン酸等、水酸基を有するものは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-ハイドロキシプロビルアクリレ
ート、β-ハイドロキシプロピルメタアクリレート、ア
リルアルコール等、メチロール基を有するものは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、アミノ基を有するものは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、酸
アミド基を有するものはアクリルアミド、メタクリルア
ミド等、グリシジル基を有するものはグリシジルアクリ
レートグリシジルメタクリレート、グリシジルアリルエ
ーテル等が例示される。また、これらのモノマーを単体
または複数のモノマーを混合して使用することが可能で
ある。

【００１５】プラスの帯電特性を付与する場合は、トリ
フェニルメタン系染料が好都合である。トリフェニルメ
タン系染料は、一般に、中心炭素のパラ位に２、３個の
窒素原子、または希に水酸基を有する化合物である。本
実施の形態によれば、図２、図３、図４に示されるよう
な、中心炭素のパラ位に２、３個の窒素原子が結合し、
陽性のアンモニウム基を含む構造のトリフェニルメタン
系化合物が特に有効であった。また、これらトリフェニ
ルメタン系化合物は、染料としての特性も備えており、
様々な色調を有するため、帯電粒子の帯電性を制御する
ことに加え、所望の色に着色することもできる。また、
これらトリフェニルメタン系化合物は単独で使用しても
よいのであるが、他の染料、または、必要に応じて顔料
等と併用して使用してもよい。

【００１６】重合粒子に於いて、これら着色、帯電付与
は、重合粒子を適当な溶媒中に浸すことにより膨潤さ
せ、着色剤、帯電付与剤を粒子内に取り込ませ、取り込
み後、溶媒を希釈することにより、重合粒子内に着色剤
と帯電付与剤を確実に固着させることが可能である。こ
のため、重合粒子では、所望の着色と着色剤に影響され
ない帯電性を確保し、粒子径を均一に揃えることが可能
である。

【００１７】色と帯電特性を最適化された帯電粒子２は
界面活性剤の添加された絶縁性液体分散媒４と共に、マ
イクロカプセル１０に封入される。

【００１８】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対して結合している水酸
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が挙
げられる。

【００１９】アニオン系界面活性剤には、親水基がカル
ボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エス
テル塩等で構成されているものが挙げられる。

【００２０】カチオン系界面活性剤には、水酸基が第一
級アミン塩、第二級アミン塩、第三級アミン塩、第四級
アンモニウム塩等で構成されたものが挙げられる。

【００２１】両性界面活性剤には、アミノ酸型両性界面
活性剤、ベタイン型両性界面活性剤等がある。

【００２２】また、非イオン系界面活性剤には、親水基
原料にグリセリン等の多価アルコールや、エチレンオキ
サイドなどポリエチレングリコール化合物を使用し、疎
水基原料に多価アルコール、アルキルフェノール、脂肪
酸、油脂等を使用し合成されたものが挙げられる。

【００２３】本発明では、これら多数存在する界面活性
剤の、どれを使用してもよい。但し、その添加量は界面
活性剤の種類、構造により異なるが、絶縁性液体分散媒
体の絶縁度を極度に低下させない範囲に於いて添加する
ことが望ましい。

【００２４】マイクロカプセル化の手段としては、既
に、当業界において公知の技術となっている方法で製作
することが可能である。例えば、米国特許第２８００４
５７号、同第２８００４５８号各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、同昭４２−４４６号、同昭４２−７７１号各公報等
に示されるような界面重合法、特公昭３６−９１６８
号、特開昭５１−９０７９号各公報等に示されるモノマ
ーの重合によるインサイチュ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）法、英
国特許第９５２８０７号、同第９６５０７４号各明細書
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。

【００２５】マイクロカプセルの外壁部の形成材料とし
ては、前記カプセル製造方法にて外壁部が作製可能であ
れば、無機物質でも、有機物質でもよいが、光を十分に
透過させるような材質が好ましい。具体例としては、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、ポリウレタ
ン、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等、及びこれらの共重
合物等が挙げられる。

【００２６】マイクロカプセル１０は、少なくとも片面
が透明電極で構成されている一対の電極間に配置し、電
極間に制御電界を印加し、画像表示しても良いのである
が、紙等の可撓性を有する媒体に分散させ固定してもよ
い。可撓性を有する媒体への画像表示は、図５に示され
るように、マイクロカプセル１０を固定した可撓性媒体
１２を少なくとも片面が透明な可撓性電極１４で構成さ
れている一対の電極間に配置し、各部に適当な電界を印
加することによって画像表示してもよく、また、図６に
示されるように固定された一対の電極１６間に、マイク
ロカプセル１０を固定した可撓性媒体１２を通過させ、
その通過度合いに伴い、電極１６から必要に応じた電界
を印加し画像表示させてもよい。

【００２７】

【実施例】以下に本実施の形態の表示機構について、実
験より得られた結果の一部を、実施例及び比較例として
説明する。

【００２８】実施例、比較例に使用される帯電粒子、液
体分散媒を下記表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】各帯電粒子は表に示されるモノマーで重合
された重合粒子中に、帯電付与剤、着色剤の一方、また
は両方が添加されたものである。表中における添加量
は、液体分散媒中における界面活性の重量百分率であ
る。

【００３１】（実施例１）表１の実施例１に示される組
合せで実験を行った。

【００３２】プラス帯電粒子は図３に示される構造のト
リフェニルメタン系化合物で着色した。

【００３３】この液体分散媒体中で、各々の帯電粒子の
泳動特性を調べたところ、電界に対して、白帯電粒子は
マイナスの、着色帯電粒子はプラスの各帯電特性を鋭敏
に示した。

【００３４】これら分散系をカプセル壁材がゼラチンで
構成されたマイクロカプセルに封入し、このマイクロカ
プセルを透明電極間に配置し、電界に対する応答性を観
察した。

【００３５】表示画像は印加電界の変化にすばやく対応
し、また、表示ムラのない良好な画像を得ることができ
た。

【００３６】（実施例２）表１の実施例２に示される組
合せで実験を行った。

【００３７】プラス帯電粒子は図３に示される構造のト
リフェニルメタン系化合物で着色した。

【００３８】この液体分散媒中で、各々の帯電粒子の泳
動特性を調べたところ、電界に対して、白帯電粒子はマ
イナスの、着色帯電粒子はプラスの各帯電特性を鋭敏に
示した。

【００３９】これら分散系をカプセル壁材がゼラチンで
構成されたマイクロカプセルに封入し、そのマイクロカ
プセルを透明電極間に配置し、電界に対する応答性を観
察した。

【００４０】表示画像は印加電界の変化にすばやく対応
し、また、表示ムラのない良好な画像を得ることができ
た。界面活性剤の種類がアニオン系のものであっても有
効に作用することがわかる。

【００４１】（実施例３）表１の実施例３に示される組
合せで実験を行った。

【００４２】プラス帯電粒子は図３に示される構造のト
リフェニルメタン系化合物で着色した。

【００４３】この液体分散媒体中で、各々の帯電粒子の
泳動特性を調べたところ、電界に対して白帯電粒子はマ
イナスの、着色帯電粒子はプラスの各帯電特性を鋭敏に
示した。

【００４４】これら分散系をカプセル壁材がゼラチンで
構成されたマイクロカプセルに封入し、そのマイクロカ
プセルを透明電極間に配置し、電界に対する応答性を観
察した。

【００４５】表示画像は印加電界の変化にすばやく対応
し、また、表示ムラのない良好な画像を得ることができ
た。界面活性剤の種類が非イオン系であっても有効に作
用することがわかる。

【００４６】（実施例４）表１の実施例４に示される組
合せで実験を行った。

【００４７】プラス帯電粒子は図４に示される構造のト
リフェニルメタン系化合物で着色した。

【００４８】この液体分散媒体中で、各々の帯電粒子の
泳動特性を調べたところ、電界に対して、白帯電粒子は
マイナスの、着色帯電粒子はプラスの各帯電特性を鋭敏
に示した。

【００４９】これら分散系をカプセル壁材がゼラチンで
構成されたマイクロカプセルに封入し、そのマイクロカ
プセルを透明電極間に配置し、電界に対する応答性を観
察した。

【００５０】表示画像は、印加電界の変化にすばやく対
応し、また、表示ムラのない良好な画像を得ることがで
きた。そして、構造が多少変化しても、トリフェニルメ
タン系の化合物であれば、帯電粒子にプラスの特性を付
与することができることを表している。

【００５１】次に本実施の比較例について示す。

【００５２】（比較例１）プラス帯電粒子には、図３に
示されるトリフェニルメタン系化合物を含有した着色ス
チレン粒子を使用した。

【００５３】マイナス帯電粒子には、未着色の白色スチ
レン粒子を使用した。

【００５４】液体分散媒体は、界面活性剤を添加してな
いIsopar G（EXXON社製）のみを使用した。

【００５５】この液体分散媒体中で各々の粒子の泳動特
性を調べたところ、トリフェニルメタン系化合物で着色
されたプラス帯電粒子は電界に対してほとんど反応せ
ず、泳動しなかった。

【００５６】界面活性剤を添加していないことが、原因
であると思われる。

【００５７】（比較例２）表１の比較例２に示される組
合せで実験を行った。

【００５８】この液体分散媒中で、各々の帯電粒子の泳
動特性を調べたところ、オリエント化学社製ニグロシン
化合物で着色した着色粒子は、電界に対して一定の帯電
特性を示さず、プラスとマイナスの帯電粒子が混在した
ように電界に反応した。

【００５９】（比較例３）表１の比較例２に示される組
合せで実験を行った。

【００６０】この液体分散媒体中で各々の帯電粒子の泳
動特性を調べたところ、白色帯電粒子、着色帯電粒子と
もに、電界に対して無秩序な泳動反応を示した。

【００６１】界面活性剤の添加量が多すぎるため、帯電
粒子がproceedings of the SID，Vol.23，4 P.249
(1982)、 proceedings of the SID，Vol.18 P.289
(1977)に示されるような、所謂、「誘電モータ」の状態
になってしまったのではないかと思われる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の請求項１に記載の表示装置によれば、特に、分
散系を、少なくとも１つの帯電粒子と界面活性剤とを含
んだ分散媒体によって構成すると共に、前記帯電粒子に
は、少なくとも中心炭素のパラ位に２、３個の窒素原子
が結合したトリフェニルメタン系化合物を含有させたの
で、表示ムラのない高画質、かつ、応答速度の鋭敏な表
示媒体を得ることができる。また、本表示装置は極めて
簡単な製造方法により製造できるため、安価に供給する
ことができる。

【００６３】また、請求項２に記載の表示装置によれ
ば、特に、前記分散系をマイクロカプセルに内包させた
ので、帯電粒子の凝集による表示ムラを防止することが
可能になる。また、多数のマイクロカプセルを可撓性の
シートに分散させることにより、可撓性の表示装置を製
作することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】２種類の帯電粒子が均一分散しているマイクロ
カプセルの断面図である。

【図２】トリフェニルメタン系化合物の構造式である。

【図３】トリフェニルメタン系化合物の構造式である。

【図４】トリフェニルメタン系化合物の構造式である。

【図５】帯電粒子を内包したマイクロカプセルを、可撓
性電極を具備した可撓性媒体に固定した様子を示す断面
図である。

【図６】帯電粒子を内包したマイクロカプセルを、可撓
性媒体に固定させ、制御電極間を移動させることによ
り、可撓性媒体上に画像を形成する様子を示した図であ
る。

【符号の説明】

２ａ白色帯電粒子２ｂ黒色帯電粒子４液体分散媒体１０マイクロカプセル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分散媒体中で電界を印加することにより
電極間を移動する帯電粒子を封入した分散系内で、前記
帯電粒子の分布状態を制御用電界の作用の下で変化させ
ることにより、光学的反射特性に変化を与えて所用の表
示動作を行わせるようにした表示装置に於いて、前記分散系は、少なくとも１つの帯電粒子と界面活性剤
とを含んだ分散媒体によって構成され、前記帯電粒子には、少なくとも中心炭素のパラ位に２、
３個の窒素原子が結合したトリフェニルメタン系化合物
が含有されていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】前記分散系がマイクロカプセルに内包さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。