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JP2001117122A - Image display device - Google Patents

Image display device

Info

Publication number
JP2001117122A
JP2001117122A JP29477399A JP29477399A JP2001117122A JP 2001117122 A JP2001117122 A JP 2001117122A JP 29477399 A JP29477399 A JP 29477399A JP 29477399 A JP29477399 A JP 29477399A JP 2001117122 A JP2001117122 A JP 2001117122A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymer gel
display device
particles
image display
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP29477399A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Motohiko Sakamaki
元彦 酒巻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP29477399A priority Critical patent/JP2001117122A/en
Publication of JP2001117122A publication Critical patent/JP2001117122A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To display a bright image showing high contrast without depending on the viewing angle. SOLUTION: The image display device 10 of this invention is equipped with a surface substrate 12, a back substrate 14, electrodes 16, 18 disposed on the inner sides of the substrates, respectively, and display layer 26 formed between the surface substrate 12 and the back substrate 14. The display layer 26 contains a binder resin 20, polymer gel particles 22 dispersed in the binder, and color fine particles 24 electrified into negative charges and included in the polymer gel particles 22.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、新規な画像表示装
置に関する。
[0001] The present invention relates to a novel image display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】これまでの情報機器の表示装置として、
CRT(カソードレイチューブ)ディスプレイモニタ
ー、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、EL
(エレクトロルミネッセント)ディスプレイ、フィール
ドエミッションディスプレイ等が実用化されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a display device of information equipment,
CRT (cathode ray tube) display monitor, liquid crystal display, plasma display, EL
(Electroluminescent) displays, field emission displays, and the like have been put to practical use.

【0003】これらの表示装置のうちデスクトップ型コ
ンピューターやノートブックコンピューターのディスプ
レイモニター、携帯端末(PDA)の表示装置には、薄
型、軽量化、さらなる多様化が求められており、現在で
は液晶表示装置がこのような仕様に最も適した表示装置
として使われている。
[0003] Of these display devices, display monitors of desktop computers and notebook computers and display devices of personal digital assistants (PDAs) are required to be thinner, lighter and more diversified. Is used as a display device most suitable for such specifications.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、液晶表示は、
その構造上、視野角に依存してコントラストが変化した
り、色反転が生じるといった視野角に関する欠点、さら
には、表示の暗さ、製造工程の複雑さ、高コスト等の欠
点を有している。
However, the liquid crystal display is
Due to its structure, it has drawbacks related to the viewing angle, such as a change in contrast depending on the viewing angle and color reversal, as well as drawbacks such as darkness of display, complexity of the manufacturing process, and high cost. .

【0005】このような欠点を有する液晶を使用しない
表示装置として、特開平5−173190号公報はゲル
状高分子を使った表示デバイスを開示する。このデバイ
スは、電極が配置された一対の基板間に電場に応答して
膨潤または収縮するゲル状高分子が配設された非発光型
デバイスであり、ゲル状高分子を膨潤させて光を透過し
たり、ゲルに電圧を印加してゲルを収縮させその表面に
凹凸を生じさせ光を散乱させて、光変調を行う。しか
し、その光変調は十分なものではなく、また、電極上に
あらかじめセルを作製した後、ゲルをセル中で重合させ
電解液と共にセル中に密封するため、製造プロセスが複
雑である。
As a display device which does not use liquid crystal having such a drawback, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-173190 discloses a display device using a gel polymer. This device is a non-light-emitting device in which a gel polymer that swells or shrinks in response to an electric field is arranged between a pair of substrates on which electrodes are arranged, and swells the gel polymer to transmit light. Alternatively, a voltage is applied to the gel to cause the gel to shrink, to generate irregularities on the surface, and to scatter light to perform light modulation. However, the light modulation is not sufficient, and the production process is complicated because a gel is polymerized in the cell after the cell is formed on the electrode in advance, and the gel is sealed in the cell together with the electrolytic solution.

【0006】ゲル状高分子を使った他の表示デバイスと
して、特開平5−188354号公報は、電極が配置さ
れた一対の基板間に電場に応答して膨潤または収縮する
ゲル状高分子粒子が配設された非発光型デバイスを開示
する。このデバイスでは、ゲル状高分子粒子の大きさを
変化させて光の透過又は散乱状態を変化させることによ
り、光変調を行う。しかしながら、その光変調は十分な
ものではない。
As another display device using a gel-like polymer, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-188354 discloses a gel-like polymer particle which swells or shrinks in response to an electric field between a pair of substrates on which electrodes are arranged. A disposed non-emissive device is disclosed. In this device, light modulation is performed by changing the size of gel-like polymer particles to change the state of light transmission or scattering. However, the light modulation is not sufficient.

【0007】さらに、特開平9−160081号公報
は、一対の基板と、一対の基板間に設けられた電極と、
電極間に印加された電界により変形する機能性ゲルを含
む調光層とを有し、前記機能性ゲルの変形により前記調
光層に入射する光の量を調節することにより、視野角に
依存せず、高いコントラスト、高い反射率及び高い光利
用効率を達成する、携帯用表示装置に適した新規な表示
装置を開示する。しかしながら、光変調は十分なもので
はなく、電極上にあらかじめセルを作製した後、ゲルを
セル中で重合させ電解液と共にセルに密封するため、製
造プロセスが複雑である。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-160081 discloses a pair of substrates, an electrode provided between the pair of substrates,
A light modulating layer including a functional gel that is deformed by an electric field applied between the electrodes, and the amount of light incident on the light modulating layer is adjusted by the deformation of the functional gel, thereby depending on the viewing angle. A novel display device suitable for a portable display device that achieves high contrast, high reflectance, and high light use efficiency without using the same is disclosed. However, light modulation is not sufficient, and after a cell is formed on an electrode in advance, a gel is polymerized in the cell, and the cell is sealed in the cell together with an electrolytic solution, so that the manufacturing process is complicated.

【0008】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、視野角に依存せず、コントラストが良く、明る
く、かつ製造プロセスの容易な表示装置を提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a display device which has good contrast, is bright, and can be easily manufactured without depending on the viewing angle.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、一対の基板
と、前記一対の基板の内側にそれぞれ配置された一対の
電極と、前記一対の基板間に設けられた表示層とを備
え、前記表示層はバインダー樹脂、前記バインダー樹脂
中に分散され、電場に応答して体積が可逆的に変化する
高分子ゲル粒子、及び前記高分子ゲル粒子に内包され
た、前記高分子ゲル粒子の色と異なる色を有する色材微
粒子を含む画像表示装置を提供する。
The present invention comprises a pair of substrates, a pair of electrodes respectively disposed inside the pair of substrates, and a display layer provided between the pair of substrates. The display layer is a binder resin, dispersed in the binder resin, polymer gel particles whose volume is reversibly changed in response to an electric field, and contained in the polymer gel particles, and the color of the polymer gel particles. Provided is an image display device including colorant fine particles having different colors.

【0010】この画像表示装置では、高分子ゲルが膨潤
しているときには、高分子ゲルの色が表示される。一
方、高分子ゲルが収縮したときには、高分子ゲル中に内
包されていた色材微粒子が高分子ゲルから放出されて、
色材微粒子の色が表示される。このコントラストにより
画像が表示される。高分子ゲル粒子及び色材微粒子は任
意の色に着色することができ、多彩な色の表示が可能と
なる。これらにより、視野角に依存せず、コントラスト
が良く、明るい画像を表示することができる。
In this image display device, when the polymer gel is swollen, the color of the polymer gel is displayed. On the other hand, when the polymer gel contracts, the coloring material fine particles contained in the polymer gel are released from the polymer gel,
The color of the color material particles is displayed. An image is displayed by this contrast. The polymer gel particles and the coloring material fine particles can be colored in an arbitrary color, and various colors can be displayed. Accordingly, a bright image with good contrast can be displayed without depending on the viewing angle.

【0011】前記色材微粒子が前記高分子ゲルが収縮し
た側の電極側に泳動する場合には、可視光線を透過する
電極側で高分子ゲルの収縮が起きたときに、放出された
色材微粒子がその電極側に泳動してより色材微粒子の色
が表示されやすくなるため、好ましい。
In the case where the coloring material fine particles migrate on the electrode side on the side where the polymer gel contracts, when the polymer gel contracts on the electrode side transmitting visible light, the coloring material released This is preferable because the fine particles migrate to the electrode side and the color of the coloring material fine particles is more easily displayed.

【0012】高分子ゲル粒子の粒径は前記一対の電極の
画素の範囲より小さいことが好ましく、また、前記バイ
ンダー樹脂は刺激硬化性樹脂とすることができる。前記
表示層上には必要に応じてフィルター層を形成すること
ができる。
The particle size of the polymer gel particles is preferably smaller than the range of the pixels of the pair of electrodes, and the binder resin may be a stimulus-curable resin. A filter layer can be formed on the display layer as needed.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0014】本発明は、一対の基板と、前記一対の基板
の内側にそれぞれ配置された一対の電極と、前記一対の
基板間に設けられた表示層とを備える。
The present invention includes a pair of substrates, a pair of electrodes disposed inside the pair of substrates, respectively, and a display layer provided between the pair of substrates.

【0015】基板の一方は可視光線を透過する必要があ
り、ガラス、ポリエチレンテレフタラート樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リウレタン樹脂などを使うことができる。基板の他方は
可視光線を透過してもしなくてもよく、ポリエステル樹
脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹
脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリオレフィン
樹脂、ポリエーテル樹脂、シリコーン樹脂などを使うこ
とができる。両方の基板をプラスチックで形成した場合
には、可撓性を持った表示装置が得られる。
One of the substrates needs to transmit visible light, and glass, polyethylene terephthalate resin, polycarbonate resin, polyester resin, epoxy resin, polyurethane resin and the like can be used. The other side of the substrate may or may not transmit visible light, and a polyester resin, an epoxy resin, a polyurethane resin, a polyimide resin, a polyamide resin, a phenol resin, a polyolefin resin, a polyether resin, a silicone resin, or the like can be used. When both substrates are formed of plastic, a flexible display device can be obtained.

【0016】可視光線を透過する基板(表面基板)上の
電極も可視光線を透過する必要があり、ITO(Ind
ium Tin Oxide)、SnO2系やZnO系
Cd2SnO4系などの酸化物半導体、Au、Ag、Cu
などの金属が使用できる。また、基板の他方(背面基
板)には、上記材料の他にCu、Ni、Au、Ptを使
用することができる。電極はスパッタリング法などで形
成することができる。
An electrode on a substrate (surface substrate) that transmits visible light also needs to transmit visible light, so that ITO (Ind
oxide semiconductors such as SnO 2 -based, SnO 2 -based, ZnO-based Cd 2 SnO 4 -based, Au, Ag, Cu
Such metals as can be used. For the other substrate (back substrate), Cu, Ni, Au, or Pt can be used in addition to the above materials. The electrode can be formed by a sputtering method or the like.

【0017】表示層は、バインダー樹脂、前記バインダ
ー樹脂中に分散され、電場に応答して体積が可逆的に変
化する高分子ゲル粒子、及び前記高分子ゲル粒子に内包
された、前記高分子ゲル粒子の色と異なる色を有する色
材微粒子を含む。
The display layer includes a binder resin, polymer gel particles dispersed in the binder resin and whose volume is reversibly changed in response to an electric field, and the polymer gel encapsulated in the polymer gel particles. Color material fine particles having a color different from the color of the particles are included.

【0018】バインダー樹脂としては、フッ素樹脂、ア
クリル樹脂、ポリエステル樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化
ビニル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリウレ
タン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、酢酸ビニル−アクリ
ル共重合体、酢酸ビニル−アクリルアミド共重合体、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、エポキシ樹脂、ポリアミ
ド樹脂、及びシリコーン樹脂等が挙げられる。また、紫
外線硬化樹脂等の刺激硬化樹脂も使用できる。これらの
バインダー樹脂は単独で又は組み合わせて使用すること
ができる。
Examples of the binder resin include a fluorine resin, an acrylic resin, a polyester resin, a vinyl acetate resin, a vinyl chloride resin, a styrene-butadiene copolymer, a polyurethane resin, a polystyrene resin, a vinyl acetate-acryl copolymer, and vinyl acetate. -Acrylamide copolymers, ethylene-vinyl acetate copolymers, epoxy resins, polyamide resins, silicone resins and the like. Also, a stimulus-curing resin such as an ultraviolet-curing resin can be used. These binder resins can be used alone or in combination.

【0019】高分子ゲルは電場に応答して体積が可逆的
に変化するものであり、印加された電場の極性に応答し
て、可逆的に膨潤又は収縮し、形状を変化させる。電場
に応答するためには共役電化が必要であり、それを持つ
のは高分子電解質である。しかし、電化を持たない誘電
率の大きい誘電体ゲルも電場に応答し、双極性イオンを
持つ高分子も同様に応答する。高分子電解質ゲルの場
合、電場を印加すると陽イオンと陰イオンが対応する電
極に向かってゲル中を移動し、これに伴う歪みがゲル内
に生じる。例えば、プロトン性溶媒で膨潤したアクリル
酸−アクリルアミド共重合体ゲルは、10V程度の直流
電場下、塩の水溶液中で、アクリルアミド含有量が少な
い場合、陽極側が収縮し、アクリルアミド含有量が多い
場合、陰極側が膨潤する。非プロトン性溶媒、例えばD
MSO(ジメチルスルホキシド)で膨潤したPVA(ポ
リビニルアルコール)は、250V程度の直流電場下に
おいて歪みが生じる。この場合の駆動の機構は、DMS
Oが電場で配向し、溶媒の構造、性質が変化し、PVA
とDMSOの相互作用の結果、ゲルの歪みが誘起された
ものと考えられる。このように作用する高分子ゲルの材
料としては、ポリアクリル酸−ポリアクリルアミド系、
ポリビニルアルコール−ポリアクリルアミド系などの共
重合体、デンプン系、セルロール系、ヒアルロン酸系、
ポリビニルアルコール系、ポリアクリル酸系、ポリアク
リルアミド系、ポリオキシエチレン系、ポリスチレンス
ルホン酸系、ポリアクリルアミド−2−メチルプロパン
スルホン酸アクリル系などの共重合体、ポリウレタン樹
脂および種々のオレガノゲルを用いることができる。こ
れらの高分子ゲル粒子の製造方法としては、乳化重合
法、懸濁重合法、分散重合法、沈殿重合法等が挙げられ
る。大きいゲル粒子を得るには、懸濁重合法が適してお
り、モノマーの液滴中に、架橋剤、重合開始剤、加速
剤、及びモノマーの良溶媒で且つポリマーの貧溶媒であ
る溶剤を加え、重合を行う。
The polymer gel reversibly changes in volume in response to an electric field, and swells or contracts reversibly in response to the polarity of an applied electric field to change its shape. In order to respond to an electric field, conjugate electrification is necessary, and the polymer electrolyte has it. However, a dielectric gel having a large dielectric constant without electrification responds to an electric field, and a polymer having a zwitterion responds similarly. In the case of a polymer electrolyte gel, when an electric field is applied, cations and anions move in the gel toward the corresponding electrodes, and the resulting distortion occurs in the gel. For example, an acrylic acid-acrylamide copolymer gel swollen with a protic solvent, under a DC electric field of about 10 V, in an aqueous solution of a salt, when the acrylamide content is small, the anode side shrinks, and when the acrylamide content is large, The cathode side swells. Aprotic solvents such as D
PVA (polyvinyl alcohol) swollen with MSO (dimethyl sulfoxide) is distorted under a DC electric field of about 250V. The driving mechanism in this case is DMS
O is oriented in an electric field, the structure and properties of the solvent change, and PVA
It is considered that gel distortion was induced as a result of the interaction between DMSO and DMSO. As the material of the polymer gel acting in this way, polyacrylic acid-polyacrylamide type,
Copolymers such as polyvinyl alcohol-polyacrylamide, starch, cellulose, hyaluronic acid,
It is possible to use copolymers such as polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyacrylamide, polyoxyethylene, polystyrenesulfonic acid, polyacrylamide-2-methylpropanesulfonic acid acrylic, polyurethane resin and various oreganogels. it can. Examples of the method for producing these polymer gel particles include an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, a dispersion polymerization method, and a precipitation polymerization method. In order to obtain large gel particles, a suspension polymerization method is suitable, and a crosslinking agent, a polymerization initiator, an accelerator, and a solvent that is a good solvent for the monomer and a poor solvent for the polymer are added to the droplets of the monomer. And polymerize.

【0020】高分子ゲル粒子の粒径は電極の一つの画素
範囲よリ小さいことが好ましく、半分以下であることが
より好ましく、10〜50μmであることがさらに好ま
しい。これにより、画素と高分子ゲル粒子の位置合わせ
という困難な工程が不要となり、さらに解像度の優れた
画像表示を行うことができる。
The particle size of the polymer gel particles is preferably smaller than one pixel range of the electrode, more preferably not more than half, more preferably 10 to 50 μm. This eliminates the need for a difficult step of aligning the pixels with the polymer gel particles, and allows an image to be displayed with higher resolution.

【0021】色材微粒子としては、顔料が好適に使用で
き、白色系のものでは、酸化チタン(ルチルまたはアタ
ナーゼ型)、及び硫化亜鉛が、黄色系のものでは、黄色
酸化鉄、カドミニウムイエロー、チタンイエロー、黄鉛
等の無機顔料、ハンザイエロー、及びピグメントイエロ
ーなどの有機顔料が、赤色系のものでは、ベンガラ、及
びカドミニウムレッドなどの無機顔料、並びにシンカシ
ヤレッドY、パーマネントレッド、及びファーストスロ
ーレッドなどのアジ顔料系の有機顔料が、青色系では、
群青、紺青、コバルトブルー、及びセルリアンブルーな
どの無機顔料、並びにフタロシアニンブルー、ファース
トスカイブルーなどのフタロシアニン系顔料、及びイン
ダンスレンブルーのようなインダンスレン顔料などの有
機顔料が、緑色系のものでは、クロームグリーン、酸化
クロム、及びビリジアンなどの無機顔料、並びにピグメ
ントグリーン、ナフトールグリーンなどのニトロソ顔
料、及びフタロシアニングリーンなどのフタロシアニン
顔料などの有機顔料が挙げられる。以上の顔料はそれぞ
れ単独で、もしくは2種以上混合して使うことができ
る。これらの色材微粒子は、前記表面基板と背面基板と
の間に形成された電界に応じて泳動することが好まし
い。換言すれば、色材微粒子は高分子ゲルが収縮してい
る側の電極側に泳動することが好ましい。これにより、
表面基板側の電極側で高分子ゲルの収縮が起きたとき
に、放出された色材微粒子がその電極側に泳動してより
色材微粒子の色が表示されやすくなる。
Pigments can be suitably used as the coloring material fine particles. Titanium oxide (rutile or atanase type) and zinc sulfide are used for the white type, and yellow iron oxide, cadmium yellow, and titanium are used for the yellow type. Inorganic pigments such as yellow and graphite, and organic pigments such as Hansa Yellow and Pigment Yellow are red-based inorganic pigments such as Bengala and Cadmiumium Red, and Shinkasia Red Y, Permanent Red, and First Slow Red. Aji pigment-based organic pigments such as
Organic pigments such as ultramarine, navy blue, cobalt blue, and cerulean blue, and organic pigments such as phthalocyanine blue and phthalocyanine pigments such as Fast Sky Blue, and indanthrene pigments such as indanthrene blue are green. Inorganic pigments such as chrome green, chromium oxide, and viridian; and organic pigments such as nitroso pigments such as pigment green and naphthol green; and phthalocyanine pigments such as phthalocyanine green. These pigments can be used alone or in combination of two or more. It is preferable that these coloring material fine particles migrate according to an electric field formed between the front substrate and the rear substrate. In other words, it is preferable that the coloring material fine particles migrate on the electrode side on the side where the polymer gel is contracted. This allows
When the polymer gel shrinks on the electrode side on the surface substrate side, the released color material fine particles migrate to the electrode side, and the color of the color material fine particles is more easily displayed.

【0022】これらの微粒子を高分子ゲル中に内包させ
るには、作製した高分子ゲル粒子及び微粒子を分散した
分散媒中で、高分子ゲル粒子の膨潤及び収縮を繰り返す
ことにより達成できる。
The inclusion of these fine particles in the polymer gel can be achieved by repeatedly swelling and shrinking the polymer gel particles in a dispersion medium in which the prepared polymer gel particles and the fine particles are dispersed.

【0023】表示層の製造方法としては、バインダー樹
脂を溶解した溶液中に色材微粒子を内包した高分子ゲル
粒子を分散した分散液を基板間に封入し、乾燥させる方
法、界面活性材等を使用して刺激硬化性樹脂前駆体中に
色材微粒子を内包した高分子ゲル粒子を分散させた分散
液を基板間に封入し、超音波振動等を用いて高分子ゲル
粒子を基板間に密に配列させ、基板間隔を高分子ゲル粒
子の粒径の4/5程度に縮め、高分子ゲル粒子と電極と
の接触面積を増加させ、紫外線、電子線、可視光線、熱
などの刺激を与えて樹脂前駆体を硬化させる方法等があ
る。これらの中では、刺激硬化樹脂を用いた方法が簡便
であるため好ましい。前記樹脂誘導体としては、エステ
ル系、エポキシ系、ウレタン系、アルキド樹脂系、シリ
コーン樹脂系オリゴマーやモノマーを使うことができ
る。
The method for producing the display layer includes a method in which a dispersion in which polymer gel particles containing coloring material fine particles are dispersed in a solution in which a binder resin is dissolved is sealed between substrates and dried, and a surfactant, etc. Using a stimulus-curable resin precursor, a dispersion liquid in which polymer gel particles containing coloring material particles are dispersed is sealed between the substrates, and the polymer gel particles are tightly packed between the substrates using ultrasonic vibration or the like. To reduce the distance between the substrates to about 4/5 of the particle size of the polymer gel particles, increase the contact area between the polymer gel particles and the electrodes, and apply stimuli such as ultraviolet rays, electron beams, visible rays, and heat. To cure the resin precursor. Of these, a method using a stimulus-curing resin is preferred because it is simple. As the resin derivative, ester-based, epoxy-based, urethane-based, alkyd-based, silicone-based oligomers and monomers can be used.

【0024】バインダー樹脂を溶解する溶媒としては、
例えば、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、メ
チルエチルケトン、メタノール、エタノール、プロパノ
ール、エチレングリコールモノメチルエーテル、1−メ
トキシ−2−プロパノール、2−メトキシエチルアセテ
ート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、ジメト
キシエタン、乳酸メチル、乳酸エチル、N,N−ジメチ
ルアセトアミド、N,N−ジメチルホルミアミド、テト
ラメチルウレア、N−メチルピロリドン、ジメチルスル
ホキシド、スルホラン、γ−ブチロラクトン、トルエン
等が挙げられる。
As a solvent for dissolving the binder resin,
For example, ethylene dichloride, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, methanol, ethanol, propanol, ethylene glycol monomethyl ether, 1-methoxy-2-propanol, 2-methoxyethyl acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate, dimethoxyethane, methyl lactate, lactic acid Examples include ethyl, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, tetramethylurea, N-methylpyrrolidone, dimethylsulfoxide, sulfolane, γ-butyrolactone, toluene and the like.

【0025】表示層の厚みは、10〜100μmが好ま
しく、10〜50μmがより好ましい。高分子ゲル粒子
は単分散していることが好ましい。また、表示層中のバ
インダー樹脂と高分子ゲル粒子と色材微粒子の重量比は
15:10:1〜30:10:1が好ましい。
The thickness of the display layer is preferably from 10 to 100 μm, more preferably from 10 to 50 μm. The polymer gel particles are preferably monodispersed. Further, the weight ratio of the binder resin, the polymer gel particles and the coloring material fine particles in the display layer is preferably from 15: 10: 1 to 30: 10: 1.

【0026】表示層には、傷及び汚れ防止用フィルタ
ー、反射防止用フィルターを設けることができる。ま
た、高分子ゲル粒子を黒、色材微粒子を白とし、又はそ
の反対にし、表示層の表面基板側に任意の色彩の光透過
性カラーフィルターを形成することにより任意の色彩の
表示を行ってもよい。
The display layer can be provided with a filter for preventing scratches and dirt, and a filter for preventing reflection. In addition, the polymer gel particles are black, the coloring material particles are white, or vice versa, and an arbitrary color is displayed by forming a light transmitting color filter of an arbitrary color on the surface substrate side of the display layer. Is also good.

【0027】図4には、本発明の画像表示装置10が示
される。表面基板12と背面基板14は対向するように
配置され、その内側にはそれぞれ電極16、18が設け
られている。また、表面基板12と背面基板14の間に
は、バインダー樹脂20中に高分子ゲル粒子22を分散
した表示層26が配置されている。また、高分子ゲル粒
子22は負に帯電した色材微粒子24を内包している。
なお、この画像表示装置10では、2つの高分子ゲル粒
子22が1画素に対応している。
FIG. 4 shows an image display device 10 according to the present invention. The front substrate 12 and the rear substrate 14 are arranged so as to face each other, and electrodes 16 and 18 are provided inside the front substrate 12 and the rear substrate 14, respectively. A display layer 26 in which polymer gel particles 22 are dispersed in a binder resin 20 is disposed between the front substrate 12 and the rear substrate 14. The polymer gel particles 22 contain coloring material fine particles 24 that are negatively charged.
In the image display device 10, two polymer gel particles 22 correspond to one pixel.

【0028】この画像表示装置10では、電圧を印加し
ていないときには、高分子ゲル粒子は図1に示すように
膨潤している。例えば、図2に示すように、電極16に
プラス電圧を印加し、電極18にマイナス電極を印加す
ると、高分子ゲル粒子22の電極16側が収縮し、色材
微粒子24の一部が放出される。放出された色材微粒子
24はクーロン力によって、陽極である電極16に向か
って電気泳動し、色材微粒子24が電極16に付着し、
色材微粒子の色が表示される。
In this image display device 10, when no voltage is applied, the polymer gel particles swell as shown in FIG. For example, as shown in FIG. 2, when a positive voltage is applied to the electrode 16 and a negative electrode is applied to the electrode 18, the electrode 16 side of the polymer gel particles 22 contracts, and a part of the coloring material fine particles 24 is released. . The released coloring material fine particles 24 are electrophoresed toward the electrode 16 as an anode by Coulomb force, and the coloring material fine particles 24 adhere to the electrode 16,
The color of the color material particles is displayed.

【0029】一方、図3に示すように、印加する電界を
逆極性にした場合、即ち、電極16にマイナス電圧を印
加し、電極18にプラス電極を印加すると、高分子ゲル
粒子22の表面基板12側は膨潤しているため、この高
分子ゲル粒子22の色が表示される。
On the other hand, as shown in FIG. 3, when the applied electric field is reversed, that is, when a negative voltage is applied to the electrode 16 and a positive electrode is applied to the electrode 18, the surface substrate of the polymer gel particles 22 Since the side 12 is swollen, the color of the polymer gel particles 22 is displayed.

【0030】画素毎に表面基板12側の電極16に印加
する電圧の極性を変えれば、図4に示すように、高分子
ゲル粒子22の色と色材微粒子24の色とのコントラス
トにより画像が表示される。
If the polarity of the voltage applied to the electrode 16 on the surface substrate 12 is changed for each pixel, an image is formed by the contrast between the color of the polymer gel particles 22 and the color of the color material fine particles 24 as shown in FIG. Is displayed.

【0031】[0031]

【実施例】以下、実施例を説明するが、本発明はこれら
の実施例に限定されない。 (実施例1)アクリルアミド、アクリル酸、ビニルアル
コール、開始剤として過硫酸アンモニウム、及び界面活
性剤としてソルビタンモノラウリル酸エステルをモル
比、40:659:1:2:10で混合してプレゲル溶
液を調製し、このプレゲル溶液に乾燥窒素を20分間通
し、十分に溶存酸素を追い出した。このプレゲル溶液
を、窒素雰囲気下で穏やかに撹拌しながら50℃で4時
間重合させ、その後2日間イオン交換水にさらし、十分
に未反応物質を拡散させた。得られた高分子ゲル粒子を
島津製作所製遠心分離器を使って、1.5*103gの
遠心力で30分遠心分離し、大きな凝集物を除去し、平
均粒径50μm程度のアクリル酸−アクリルアミド−ビ
ニルアルコール共重合体ゲル粒子を得た。
EXAMPLES Examples will be described below, but the present invention is not limited to these examples. Example 1 A pregel solution was prepared by mixing acrylamide, acrylic acid, vinyl alcohol, ammonium persulfate as an initiator, and sorbitan monolaurate as a surfactant at a molar ratio of 40: 659: 1: 2: 10. Then, dry nitrogen was passed through this pregel solution for 20 minutes to sufficiently dissolve dissolved oxygen. This pregel solution was polymerized at 50 ° C. for 4 hours while gently stirring under a nitrogen atmosphere, and then exposed to ion exchanged water for 2 days to sufficiently diffuse unreacted substances. The obtained polymer gel particles were centrifuged with a centrifugal force of 1.5 * 10 3 g for 30 minutes using a centrifuge manufactured by Shimadzu Corporation to remove large aggregates, and acrylic acid having an average particle size of about 50 μm was used. -An acrylamide-vinyl alcohol copolymer gel particle was obtained.

【0032】この共重合体ゲル粒子及び酸化チタン(T
iO2)の白色微粒子を分散した分散媒中で、電圧を印
加し、共重合体ゲル粒子の膨潤及び収縮を繰り返し、共
重合体ゲル粒子内に白色微粒子を内包させた。
The copolymer gel particles and titanium oxide (T
A voltage was applied in a dispersion medium in which white fine particles of iO 2 ) were dispersed, and swelling and shrinking of the copolymer gel particles were repeated, whereby the white fine particles were included in the copolymer gel particles.

【0033】この粒子をエポキシ系紫外線硬化樹脂(日
本合成ゴム(株)デソライトSCR−700)に70重
量%分散させて、分散液を作製した。
The particles were dispersed at 70% by weight in an epoxy ultraviolet curing resin (Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd., Desolite SCR-700) to prepare a dispersion.

【0034】一方、2枚のITO基板のそれぞれに、真
空蒸着法によりITOを蒸着させて、厚さ0.5μmの
電極を形成した。このITO基板を電極が内側になるよ
うに配置して、その間に前記分散液を封入し、超音波振
動を与え前記高分子ゲル粒子を密に配列させた。次いで
ITO基板基板間の間隔を約50μmから40μmに狭
めた後、ウシオ電気製紫外光照射装置により、10mW
cm-2の強度の紫外光線を約60秒間、照射し紫外線硬
化樹脂を硬化させて、画像表示装置を作製した。
On the other hand, ITO was deposited on each of the two ITO substrates by a vacuum deposition method to form electrodes having a thickness of 0.5 μm. The ITO substrate was arranged so that the electrodes were on the inside, the dispersion liquid was sealed therebetween, and ultrasonic vibration was applied to arrange the polymer gel particles densely. Next, the interval between the ITO substrates was reduced from about 50 μm to 40 μm, and then 10 mW using an ultraviolet light irradiation device manufactured by Ushio Electric.
An ultraviolet ray having an intensity of cm −2 was irradiated for about 60 seconds to cure the ultraviolet curable resin, thereby producing an image display device.

【0035】得られた画像表示装置の電極間に10Vの
電圧(表面基板側の電極にマイナス電圧、背面基板側の
電極にプラス電圧)を印加すると、高分子ゲル粒子の表
面基板側が収縮し、白色微粒子を放出し、放出された白
色微粒子が電気泳動して表面基板側の電極に付着し、表
面基板上に明るい白画像が得られた。印加電圧極性を反
転すると、表面電極に付着していた白色微粒子が離脱し
電気泳動し、高分子ゲル粒子の表面基板側が膨潤し、白
色微粒子を内包し、表面基板上に黒画像が得られた。 (比較例1)実施例1で使用した表面に電極が形成され
たITO基板上に、アクリルアミドとアクリル酸とビニ
ルアルコールと開始剤として過硫酸アンモニウムをモル
比、659:40:1:2で混合してプレゲル溶液を調
製し、このプレゲル溶液に乾燥窒素を20分間通し十分
に溶存酸素を追い出した。プレゲル溶液をスピンコート
法により約1μmの厚さでITO基板に塗布し、加熱し
て50℃で4時間、重合を行い、アクリル酸−アクリル
アミド共重合体ゲルを形成した。さらに、前記ゲルの形
成されたITO基板とゲルの末形成なITO基板との間
に、40μmの非導電性粒子をスペーサーとして挟みこ
み、エポキシ系接着剤で周囲をシールした後、電極とゲ
ル間のギャップに水とアセトンを体積比1:1で混合し
た液体を封入し、画像表示装置を作製した。 (比較例2)N−アクリロキシスクシンイミドとN−イ
ソプ口ピルアクリルアミドと開始剤として過硫酸アンモ
ニウムと界面活性剤としてソルビタンモノラウリル酸エ
ステルをモル比1:1:0.005:0.01でイオン
交換水に溶解してプレゲル溶液を調製し、このプレゲル
溶液に乾燥窒素を20分間通し、十分に溶存酸素を追い
出した。このプレゲル溶液を、窒素雰囲気下で穏やかに
撹拌しながら50℃で4時間重合させ、イオン交換水に
さらし、1日間、十分に未反応物質を拡散させ、ゲル微
粒子を選た。実施例1で使用した表面に電極が形成され
たITO基板を電極が内側になるように配置して、その
間に40μの非導電性粒子をスペーサーとして挟みこ
み、エポキシ系接着剤で周囲をシールした後、電極と電
極間のギャップに前記ケル微粒子を30重量%分散した
エタノールを封入し、画像表示装置を作製した。
When a voltage of 10 V is applied between the electrodes of the obtained image display device (a negative voltage to the electrode on the front substrate side and a positive voltage to the electrode on the rear substrate side), the surface substrate side of the polymer gel particles contracts, The white fine particles were released, and the released white fine particles were electrophoresed and adhered to the electrode on the front substrate side, and a bright white image was obtained on the front substrate. When the polarity of the applied voltage was reversed, the white fine particles adhered to the surface electrode were separated and electrophoresed, the polymer gel particles swelled on the surface substrate side, contained white fine particles, and a black image was obtained on the surface substrate. . (Comparative Example 1) Acrylamide, acrylic acid, vinyl alcohol and ammonium persulfate as an initiator were mixed at a molar ratio of 659: 40: 1: 2 on the ITO substrate having electrodes formed on the surface used in Example 1. Thus, a pregel solution was prepared, and dry nitrogen was passed through the pregel solution for 20 minutes to sufficiently dissolve dissolved oxygen. The pregel solution was applied to an ITO substrate with a thickness of about 1 μm by spin coating, heated and polymerized at 50 ° C. for 4 hours to form an acrylic acid-acrylamide copolymer gel. Further, a non-conductive particle of 40 μm is interposed as a spacer between the ITO substrate on which the gel is formed and the ITO substrate on which the gel is not formed, and the periphery is sealed with an epoxy-based adhesive. A liquid in which water and acetone were mixed at a volume ratio of 1: 1 was sealed in the gap, to produce an image display device. Comparative Example 2 N-acryloxysuccinimide, N-isopropylpyracrylamide, ammonium persulfate as an initiator, and sorbitan monolaurate as a surfactant were ion-exchanged at a molar ratio of 1: 1: 0.005: 0.01. A pregel solution was prepared by dissolving in water, and dry nitrogen was passed through the pregel solution for 20 minutes to sufficiently dissolve dissolved oxygen. The pregel solution was polymerized at 50 ° C. for 4 hours while being gently stirred under a nitrogen atmosphere, exposed to ion-exchanged water, and allowed to sufficiently diffuse unreacted substances for one day, thereby selecting gel fine particles. An ITO substrate having an electrode formed on the surface used in Example 1 was arranged so that the electrode was on the inside, 40 μm of non-conductive particles were interposed therebetween as a spacer, and the periphery was sealed with an epoxy adhesive. Thereafter, ethanol in which the Kell microparticles were dispersed at 30% by weight was sealed in the gap between the electrodes, thereby producing an image display device.

【0036】実施例及び比較例で作製した表示装置に対
し、表示、非表示を切り替え、明るさ、コントラストの
2点について評価を行った。その結果を表1に示す。
Display and non-display were switched for the display devices manufactured in the example and the comparative example, and two points of brightness and contrast were evaluated. Table 1 shows the results.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】表1において、明るさとは白表示時の反射
率により評価し、60%以上を○、30%以上60%未
満を△、30%未満を×とした。コントラストとは、白
と黒表示時の入射光に対する(白表示時反射光強度−黒
表示時反射光強度)/(白表示時反射光強度+黒表示時
反射光強度)で評価し、コントラストが0.6以上は
○、0.6未満0.4以上は△、0.4未満は×とし
た。
In Table 1, the brightness was evaluated based on the reflectance at the time of white display, and ○ indicates 60% or more, Δ indicates 30% or more and less than 60%, and × indicates 30% or less. Contrast is evaluated by (reflected light intensity at white display−reflected light intensity at black display) / (reflected light intensity at white display + reflected light intensity at black display) with respect to incident light at white and black display. 0.6 or more was rated as ○, less than 0.6 was rated as Δ, and less than 0.4 was rated as x.

【0039】表1より、実施例1は、表面電極に付着し
た白色微粒子のためにかなり明るい表示が得られ、表示
の明るさは62%で、コントラストも0.6で、両者と
もに○で良好な結果が得られた。比較例1では、表示の
明るさは60%だが、コントラストは0.5で十分では
なかった。比較例2では、表示の明るさは55でやや暗
く、コントラストは0.4で十分ではなかった。
From Table 1, it can be seen that in Example 1, a fairly bright display was obtained due to the white fine particles adhering to the surface electrode. The display brightness was 62%, the contrast was 0.6, and both of them were good. Results were obtained. In Comparative Example 1, the brightness of the display was 60%, but the contrast of 0.5 was not sufficient. In Comparative Example 2, the brightness of the display was slightly dark at 55, and the contrast was not enough at 0.4.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明の画像表示装置は、電場に応答し
て体積が可逆的に変化する高分子ゲル粒子に、その膨潤
又は収縮により色材微粒子を内包させたり、放出させた
りすることによって、高分子ゲル粒子の色や色材微粒子
の色を表示させているため、視野角に依存せず、コント
ラストが良く、明るい画像を表示することができる。
The image display device of the present invention comprises a polymer gel particle whose volume is reversibly changed in response to an electric field, by enclosing or releasing a coloring material fine particle by swelling or shrinking. In addition, since the color of the polymer gel particles and the color of the coloring material fine particles are displayed, a high-contrast and bright image can be displayed regardless of the viewing angle.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の画像表示装置の電圧を印加していな
い状態を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state where a voltage is not applied to an image display device of the present invention.

【図2】 図1の画像表示装置に電圧を印加した状態を
示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where a voltage is applied to the image display device of FIG.

【図3】 図1の画像表示装置に電圧を印加した状態を
示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a state where a voltage is applied to the image display device of FIG. 1;

【図4】 本発明の画像表示装置を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing the image display device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 画像表示装置 12 表面基板 14 背面基板 16 電極 18 電極 20 バインダー樹脂 22 高分子ゲル粒子 24 色材微粒子 26 表示層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image display apparatus 12 Front substrate 14 Back substrate 16 Electrode 18 Electrode 20 Binder resin 22 Polymer gel particle 24 Color material fine particle 26 Display layer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の基板と、前記一対の基板の内側に
それぞれ配置された一対の電極と、前記一対の基板間に
設けられた表示層とを備え、前記表示層はバインダー樹
脂、前記バインダー樹脂中に分散され、電場に応答して
体積が可逆的に変化する高分子ゲル粒子、及び前記高分
子ゲル粒子に内包された、前記高分子ゲル粒子の色と異
なる色を有する色材微粒子を含む画像表示装置。
1. A display device comprising: a pair of substrates; a pair of electrodes respectively disposed inside the pair of substrates; and a display layer provided between the pair of substrates. Polymer gel particles which are dispersed in a resin and whose volume is reversibly changed in response to an electric field, and contained in the polymer gel particles, coloring material fine particles having a color different from the color of the polymer gel particles. Image display device including.
【請求項2】 前記色材微粒子が前記高分子ゲルが収縮
した側の電極側に泳動する請求項1記載の画像表示装
置。
2. The image display device according to claim 1, wherein the coloring material fine particles migrate on the electrode side on the side where the polymer gel shrinks.
【請求項3】 高分子ゲル粒子の粒径は前記一対の電極
の画素の範囲より小さいことを特徴とする請求項1又は
2記載の画像表示装置。
3. The image display device according to claim 1, wherein a particle diameter of the polymer gel particles is smaller than a range of a pixel of the pair of electrodes.
【請求項4】 前記バインダー樹脂は刺激硬化性樹脂で
ある請求項1から3のいずれか1項記載の画像表示装
置。
4. The image display device according to claim 1, wherein the binder resin is a stimulus-curable resin.
【請求項5】 前記表示層上にフィルター層を備えたこ
とを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の画
像表示装置。
5. The image display device according to claim 1, further comprising a filter layer on the display layer.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003091024A (en) * 2001-09-19 2003-03-28 Fuji Xerox Co Ltd Electrophoretic material and optical element using the same
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