JP2005283744A - Display medium and full-color display method - Google Patents
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Abstract
【課題】 応答速度と保存中の画像安定性が良好で、かつ低コストの表示媒体でフルカラーの表示と消去が行えるフルカラー表示方法を提供する。
【解決手段】 非磁性材料からなる基体2と保護層4との間に熱溶融可能な材料からなる保持層4が形成されるとともに、その保持層4に相互に色相が異なりかつ極性及び磁性の異なる4種類の着色粒子5K、5C、5M、5Yを分散させた表示媒体1を準備し、表示媒体1を加熱しながら着色粒子5K、5C、5M、5Yに磁界及び電界を印加することにより、着色粒子5K、5C、5M、5Yを選択的に表示面側に移動させて、フルカラー表示を行う。
【選択図】 図3PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a full-color display method capable of performing full-color display and erasing on a low-cost display medium with good response speed and image stability during storage.
A holding layer 4 made of a heat-meltable material is formed between a base 2 made of a nonmagnetic material and a protective layer 4, and the holding layer 4 has a hue different from each other and has a polarity and a magnetic property. By preparing a display medium 1 in which four different kinds of colored particles 5K, 5C, 5M, and 5Y are dispersed and applying a magnetic field and an electric field to the colored particles 5K, 5C, 5M, and 5Y while heating the display medium 1, The colored particles 5K, 5C, 5M, and 5Y are selectively moved to the display surface side to perform full color display.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、熱と磁界及び静電気力により、書換えと消去が可能な表示媒体およびフルカラー表示方法に関する。 The present invention relates to a display medium and a full-color display method that can be rewritten and erased by heat, a magnetic field, and electrostatic force.
電子ペーパーやペーパーライクディスプレー等の書換え可能な、小型(携帯可能)のカラー表示装置として、液体と白色粒子及び黒色粒子を封入したマイクロカプセル又はセル(表示素子)を層状に形成した記録媒体を備え、磁気的又は静電気的な力で表示素子を選択的に吸引する装置とカラーフィルターを組合せた表示装置が開発されている。
例えばツイスティング・ボールディスプレイは、オイルが充填された2枚の透明なプラスチックシートの間に、2色に塗り分けた帯電ビーズを分散させ、プラスチックシートの表面に電圧が印加されると、帯電ビーズはある色の側を見る人の側に向けるように回転してから停止するように構成される。このディスプレーは、画像表示を表示したまま維持ができ、また反射光で見ることが可能で、しかも電気的に書込みや消去を行うので、素早く一部または全体の画像を書換えすることができるという利点がある。
マイクロカプセル型電気永動ディスプレーは、電気泳動方式の一種で、負と正に各々帯電した黒色粒子(例えばカーボンブラック)及び白色粒子(例えば酸化チタン)の2種類の粒子を封入した2種類のマイクロカプセルを準備し、これらのマイクロカプセルに外部から電界を与えてマイクロカプセル内で粒子を移動させ、表側に集めるか、あるいは底の側に集めることにより、表側で見える色を変化させる方式である。移動したマイクロカプセルは、電源をオフにした後でも表示状態が持続する。
As a rewritable, compact (portable) color display device such as electronic paper or paper-like display, it has a recording medium in which microcapsules or cells (display elements) enclosing liquid, white particles, and black particles are formed in layers. A display device that combines a color filter with a device that selectively attracts a display element with magnetic or electrostatic force has been developed.
For example, in a twisting ball display, charged beads divided into two colors are dispersed between two transparent plastic sheets filled with oil, and when a voltage is applied to the surface of the plastic sheet, the charged beads Is configured to rotate so that the side of a certain color faces the viewer and then stops. This display can maintain the image display as it is displayed, and can be viewed with reflected light. Moreover, since it is electrically written and erased, it is possible to quickly rewrite part or all of the image. There is.
A microcapsule-type electropermanent display is a type of electrophoresis system, in which two types of microparticles in which two types of particles, black particles (for example, carbon black) and white particles (for example, titanium oxide) charged negatively and positively are encapsulated, are encapsulated. In this method, capsules are prepared, and an electric field is applied to these microcapsules from outside to move the particles in the microcapsules and collect them on the front side or collect them on the bottom side to change the color seen on the front side. The moved microcapsules remain displayed even after the power is turned off.
上記の表示方法によれば、白黒表示またはカラー粒子を用いてモノカラー表示することは可能であるが、フルカラー表示はできないので、フルカラー表示を行うためには、カラーフィルターが必要となる。カラーフィルターは1つの画素を3つの領域に分け、赤色、緑色、青色のストライプの組を整列させたもので、赤色、緑色、青色の下のマイクロカプセルを白、黒、灰色と制御することで、フルカラーを実現することができる。カラーフィルターを使用すると、アクティブ型の表示装置を構成することは可能である。しかしアクティブ型の表示装置は、数百本以上の走査線を有するもので、ドット・マトリックス配線の各交点に設けられた薄膜能動素子を通して、各セルに電圧を印加する方式で、LSIと同様な製造プロセスで作製され、大画面では歩留りが低下し、コストが高く、パッシーブ型の表示素子として実用化することは困難である。 According to the above display method, black and white display or monocolor display using color particles can be performed, but full color display cannot be performed. Therefore, in order to perform full color display, a color filter is required. A color filter divides one pixel into three regions and arranges a set of red, green, and blue stripes. By controlling the microcapsules under red, green, and blue, they are white, black, and gray. Full color can be realized. When a color filter is used, an active display device can be configured. However, an active type display device has several hundred or more scanning lines, and a voltage is applied to each cell through a thin film active element provided at each intersection of dot-matrix wirings. It is manufactured by a manufacturing process, the yield is reduced on a large screen, the cost is high, and it is difficult to put it into practical use as a passive display element.
そこでカラーフィルターを使用しないで、フルカラー表示を行うことが検討されている。例えば特許文献1には、中空球形の透明樹脂からなるカプセルに封入された2色の帯電粒子のうちの1色が加法混色に3原色に黒色を加えた4色のいずれかの色に着色され、カプセル壁に対する鏡像力が異なる帯電粒子が封入された4種類のマイクロカプセルが多数層状に形成された記録媒体と、この記録媒体を挟むように設けられた電極により画素毎に制御電界の向き及び強度を変えた制御電界を印加することにより、鏡像力の差を利用して各色の帯電粒子を表示面に選択的に電気永動させて表示し、記録媒体にフルカラー画像を表示・記録することが記載されている。この電気泳動表示装置によれば、各マイクロカプセルを1ドット毎に個別に所定に位置せずに、各々を電界制御してカラー画像を表示できるので、低コスト化が可能になるという利点がある。
特許文献2には、支持体上に記録層を有し、記録層には複数の内部に空隙を有する微小空隙部材が配列されてなり、微小空隙部材の内部には、それぞれ白色磁性粒子が常温において固相状態を示す任意の色に着色された熱溶融性有機化合物に分散されてなる構成の表示媒体の記録層に対して磁場を印加し、熱溶融性有機化合物を溶融せしめて、白色磁性粒子を選択的に移動させて画像表示を行うことが記載されている。この表示装置によれば、色調が鮮明で、高解像度のフルカラー表示を行うができ、かつ急峻かつ鮮明な画像表示の消去を行うことができるという利点がある。
Therefore, it has been studied to perform full color display without using a color filter. For example, in Patent Document 1, one of two colored charged particles encapsulated in a capsule made of a hollow spherical transparent resin is colored in any one of four colors obtained by adding black to three primary colors in an additive color mixture. The direction of the control electric field for each pixel and the recording medium in which four types of microcapsules in which charged particles with different mirror image forces are encapsulated are formed in layers and electrodes provided so as to sandwich the recording medium By applying a control electric field of varying intensity, the charged particles of each color are selectively perpetually displayed on the display surface using the difference in mirror image force, and a full color image is displayed and recorded on the recording medium. Is described. According to this electrophoretic display device, each microcapsule can be displayed in a color image by controlling the electric field of each microcapsule without being individually positioned in a predetermined manner, so that the cost can be reduced. .
In
上記カラー画像表示用磁性粒子は、種々の方法で作製することが可能であり、例えば、透明又は半透明な材料である有機磁性体を使用することにより、所定の色相を有する磁性粒子を得ることができるが、この磁性粒子は、磁力が低いので、濃度の薄いカラー画像となり、また製造コストが増大するという欠点があるので、現行のカラー画像用磁性粒子は、概ね湿式化学反応を利用して製造されている。例えば特許文献3には、粉体を金属アルコキシド溶液中に分散し、この金属アルコキシドを加水分解して粉体表面上に金属酸化物膜を形成する方法において、加水分解反応の前、反応中または反応後に粉体分散液を加熱処理することが記載されている。また特許文献4には、磁性粒子を主成分とする芯物質と、この芯物質を被覆する殻物質とからなるカプセル化磁性トナーを製造する場合、殻物質を高屈折率の無機金属化合物より層で沈殿反応により形成することが記載されている。
記載されている。
Has been described.
しかしながら特許文献1に記載された表示装置は、帯電粒子を永動可能に分散せる液体分散媒が封入されたマイクロカプセルを使用するので、応答速度を高めるために低粘度の分散媒を使用すると、保存中の画像安定性が低下し、一方高粘度の分散媒を使用すると、保存中の画像は安定するが、応答速度が低下するという欠点がある。また、特許文献2に記載された表示装置は、白色磁性粒子が分散された常温で固相状態を示し、常温以上に加熱されると流動状態を示す3種類の熱溶融性有機化合物を主成分とする芯物質が封入されたマイクロカプセルを使用するので、特許文献1に記載されたものと同様に、応答速度を高めるために低粘度の分散媒を使用すると、保存中の画像安定性が低下し、一方高粘度の分散媒を使用すると、保存中の画像は安定するが、応答速度が低下するという欠点がある。
また、特許文献3に記載されたトナーは、各金属酸化物膜の屈折率の差を利用するので、明度の高い粒子を得ることができないという問題がある。さらに、特許文献4に記載されたトナーは、湿式化学反応により殻物質を形成するので、使用できる材料が限定され、製造コストが高騰することがあるいう問題がある。
However, since the display device described in Patent Document 1 uses a microcapsule in which a liquid dispersion medium in which charged particles are permanently dispersed is used, a low-viscosity dispersion medium is used to increase the response speed. The image stability during storage is lowered, whereas when a dispersion medium having a high viscosity is used, the image during storage is stabilized, but the response speed is lowered. In addition, the display device described in
Further, the toner described in Patent Document 3 uses a difference in refractive index of each metal oxide film, and thus has a problem that particles with high brightness cannot be obtained. Furthermore, since the toner described in
本発明の目的は、応答速度と保存中の画像安定性が良好でかつ低コストの表示媒体でフルカラーの表示と消去を行うことが可能なフルカラー表示方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a full-color display method capable of performing full-color display and erasure on a low-cost display medium with good response speed and image stability during storage.
上記目的を達成するために、本発明の表示媒体は、非磁性材料からなる基体と、前記基体上に形成され熱溶融可能な材料に相互に色相が異なりかつ帯電極性及び磁性の少なくとも何れかが異なる4種類の着色粒子を分散させてなる保持層とを備えることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the display medium of the present invention is different in hue between a base made of a non-magnetic material and a heat-meltable material formed on the base and has at least one of charging polarity and magnetism. And a holding layer in which four different kinds of colored particles are dispersed.
上記目的を達成するために、本発明のフルカラー表示方法は、非磁性材料からなる基体上に熱溶融可能な材料からなる保持層が形成されるとともに、その保持層に相互に色相が異なりかつ帯電極性及び磁性の少なくとも何れかが異なる4種類の着色粒子を分散させた表示媒体を準備し、前記保持層を加熱しながら前記着色粒子に電界及び磁界を印加することにより、前記着色粒子の何れか1種類を前記表示媒体の表示面側に移動させることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the full-color display method of the present invention has a holding layer made of a heat-meltable material formed on a substrate made of a nonmagnetic material, and the holding layer has a different hue and charging. Either of the colored particles is prepared by preparing a display medium in which four kinds of colored particles different in at least one of polarity and magnetism are dispersed, and applying an electric field and a magnetic field to the colored particles while heating the holding layer. One type is moved to the display surface side of the display medium.
本発明においては、前記着色粒子は、互いに帯電極性の異なる二種類の磁性粒子と互いに帯電極性の異なる二種類の非磁性粒子からなることが好ましい。 In the present invention, the colored particles are preferably composed of two types of magnetic particles having different charging polarities and two types of nonmagnetic particles having different charging polarities.
本発明の表示媒体およびフルカラー表示方法によれば、表示媒体を加熱しながら表示媒体の内部に分散された磁性及び帯電極性の異なる複数種類の着色粒子にその特性に応じた磁界及び電界を作用させるので、所望の何れか1種類の着色粒子に最も大きな駆動力を与えることができる。その結果、選択的に1種類の着色粒子を速やかに表示媒体の特定の側(表示面側)に移動させることが可能となる。加熱停止後は保持層の温度が下がり流動性がなくなるため移動した着色粒子はそこで固定される。このようにして応答速度と保存中の画像安定性が高いフルカラー表示を行うことができる。 According to the display medium and the full-color display method of the present invention, a magnetic field and an electric field according to the characteristics are applied to a plurality of types of colored particles having different magnetic and charged polarities dispersed inside the display medium while heating the display medium. Therefore, the largest driving force can be given to any one kind of colored particles. As a result, it is possible to selectively move one type of colored particles to a specific side (display surface side) of the display medium. After the heating is stopped, the temperature of the holding layer is lowered and the fluidity is lost, so that the moved colored particles are fixed there. Thus, full-color display with high response speed and high image stability during storage can be performed.
本発明によれば、パッシーブ型の表示媒体によりフルカラー表示を行うことができるので、表示媒体のコスト低減が可能となる。 According to the present invention, full-color display can be performed using a passive display medium, so that the cost of the display medium can be reduced.
以下本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図1は本発明で使用される表示媒体を模式的に示す断面図、図2は着色粒子を模式的に示す断面図、図3は本発明の表示方法を説明するための表示媒体を模式的に示す断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 is a cross-sectional view schematically showing a display medium used in the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing colored particles, and FIG. 3 is a schematic view of a display medium for explaining the display method of the present invention. FIG.
図1において、1は表示媒体であり、カード、シート、フィルム等種々の形態を採ることが可能であり、書き換え可能な記録層として、基体2と保護層3との間に形成された保持層4を有する。保持層4の内部には、光の三原色であるシアン、マゼンタ、イエローに着色された減法混色が可能な3種類の着色粒子として磁性着色粒子5C、非磁性着色粒子5M及び5Yと、ブラックの磁性着色粒子5Kが分散されている。
基体2は、非磁性体により形成された可撓性を有する部材であり、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエステル等のエンジニアリングプラスチック、紙、アルミニウム合金やオーステナイト系ステンレス鋼等の金属材料で形成することが可能であり、その用途に応じて必要とされる特性(剛性、隠蔽性等)に応じて選定される。
保護層3は、保持層4を保護しかつ外部から着色粒子の色相を視認できるように、光透過性を有する非磁性材料で形成される。このような材料としては、例えばアクリル系樹脂やエンジニアリングプラスチック(ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリメタクリル酸メチル等)が挙げられる。
保持層4は、常温では固体であるが、比較的低温(60〜90℃)に加熱された時に熱溶融可能な樹脂材料、例えばパラフィンワックス等のワックス類(天然ワックスまたは合成ワックスのいずれでもよい)で形成されている。したがって保持層3に充填された着色粒子は、保持層3を加熱溶融することにより、任意の方向に移動することが可能となる。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a display medium, which can take various forms such as a card, a sheet, and a film, and is a holding layer formed between a
The
The protective layer 3 is formed of a non-magnetic material having optical transparency so that the
The
上記の着色粒子は例えば次のような粒子構造を有する。磁性着色粒子5Cは、図2(a)に示すように、磁性体からなるコア粒子6とその表面を覆う隠蔽層7と更にその表面を覆う着色層8を有する正帯電極性の磁性粒子である。コア粒子6は、Fe、Ni、Co等の強磁性を示す金属元素あるいはこれらの酸化物からなる磁性体微粒子、または前記の磁性体微粒子が熱可塑性樹脂中に分散されてなる粒子であり、例えば5〜15μmの平均粒径を有する。コア粒子6は通常茶色又は黒色の色相を有するので、隠蔽層7は、その色相を隠蔽するために、バインダー樹脂中に白色顔料を分散した層である。着色層8は、バインダー樹脂中に着色剤9と正帯電特性を付与する帯電制御剤10が分散された層である。
For example, the colored particles have the following particle structure. As shown in FIG. 2A, the magnetic
磁性着色粒子5Kは、図2(b)に示すように、バインダー樹脂中に着色剤9と負帯電特性を付与する帯電制御剤10と磁性体微粒子11が分散された負帯電極性の磁性粒子である。非磁性着色粒子5Yは、図2(c)に示すように、バインダー樹脂中に着色剤9と正帯電特性を付与する帯電制御剤10が分散された正帯電極性の非磁性粒子である。非磁性着色粒子5Mは、図2(d)に示すように、バインダー樹脂中に着色剤9と負帯電特性を付与する帯電制御剤10が分散された負帯電極性の非磁性粒子である。
As shown in FIG. 2 (b), the magnetic
上記の着色粒子は例えば次の材料で作製することができる。バインダー樹脂としては、例えばスチレン系樹脂、オレフィン系樹脂等のビニル系樹脂、あるいはエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の公知のトナー用樹脂を用い得る。白色顔料としては、酸化チタンを使用できるが、アナターゼ型粒子は黄変し易いので、ルチル型粒子が好適である。この他の着色剤としては、所望の色相に応じた無機又は有機顔料あるいは染料を使用することができる。赤色顔料としては、カドミニウムレッド、カドミニウムマーキュリレッド等の無機顔料、キナクリドンマルーンメジウムレッド、ピグメントスカーレットブルーイッシュレッド等の有機顔料、黄色顔料としては、クロムエロー、セラミックエロー、ジンククロメートエロー、カドミウムサルファイドエロー等の無機顔料、又はニッケルアゾグリーンエロー(有機顔料)、緑色顔料としては、ハイドクロムオキサイドグリーン、クロムグリーン等の無機顔料、クロミウムオキサイドダルグリーン、フタルシアニングリーン等の有機顔料、青色顔料としては、ウルトラマリンブルー、コバルトアルミネートブルー等の無機顔料又はフタロシアニンブルー、インダンスレンブルー等の有機顔料を用い得る。 The colored particles can be made of the following materials, for example. As the binder resin, for example, a vinyl resin such as a styrene resin or an olefin resin, or a known toner resin such as an epoxy resin or a polyester resin can be used. Titanium oxide can be used as the white pigment, but since anatase type particles are easily yellowed, rutile type particles are preferred. As other colorants, inorganic or organic pigments or dyes corresponding to a desired hue can be used. Red pigments include inorganic pigments such as cadmium red and cadmium mercury red, organic pigments such as quinacridone maroon medium red and pigment scarlet blueish red, and yellow pigments such as chrome yellow, ceramic yellow, zinc chromate yellow, and cadmium sulfide yellow. Inorganic pigments, nickel azo green yellow (organic pigments), green pigments such as inorganic pigments such as chrome oxide green and chrome green, organic pigments such as chromium oxide dull green and phthalocyanine green, and ultramarine as blue pigments Inorganic pigments such as blue and cobalt aluminate blue or organic pigments such as phthalocyanine blue and indanthrene blue can be used.
帯電制御剤としては、正極性または負極性の電荷を付与する荷電制御性物質が使用される。正の荷電制御性物質としては、例えば、ニグロシン塩基類及びその誘導体、四級アンモニウム塩、ナフテン酸又は高級脂肪酸塩類、アルコキシ化アミン、アルキルアミド、トリフェニルメタン染料、側鎖にこれら正極性物質をもつオリゴマーあるいはポリマー、四級ピリジニウム、高級脂肪酸の金属塩を用い得る。負の荷電制御性物質としては、含金属(Cr又はFe)アゾ錯体染料、サリチル酸又はその誘導体のクロム・亜鉛・アルミニウム・ホウ素錯体を用い得る。但し、これらの荷電制御性物質は被覆樹脂と分散媒(例えばエチレンオキサイド)に対して溶解度の差があり、被覆樹脂に対する溶解度が高い材料又は被覆樹脂に分散した際の親和性が高い材料を使用することが望ましい。 As the charge control agent, a charge control substance that imparts positive or negative charge is used. Examples of positive charge control substances include nigrosine bases and derivatives thereof, quaternary ammonium salts, naphthenic acid or higher fatty acid salts, alkoxylated amines, alkylamides, triphenylmethane dyes, and these positive-polarity substances in the side chain. Oligomer or polymer, quaternary pyridinium, metal salts of higher fatty acids can be used. As the negative charge control substance, a metal-containing (Cr or Fe) azo complex dye, salicylic acid or its derivative chromium-zinc-aluminum-boron complex may be used. However, these charge control substances have a difference in solubility between the coating resin and the dispersion medium (for example, ethylene oxide), and use a material having high solubility in the coating resin or a material having high affinity when dispersed in the coating resin. It is desirable to do.
上記の着色粒子は、次の工程によって作製することが可能である。例えば、磁性着色粒子5Cは、非水エマルジョンによる相分離法により作製される。すなわち、この着色粒子5Cは、コア粒子の表面を隠蔽層で被覆するために、非水系エマルジョンによる相分離法により作製することが望ましい。相分離とは、2種以上の成分からなる均一な混合物が平衡条件(温度、圧力、濃度など)に応じて2つ以上の相に分離することであると定義されるが、本発明では、磁性体からなるコア粒子と白色顔料が分散されたバインダー樹脂とを水以外の溶媒に分散させてから相分離を行うので非水系エマルジョンによる相分離法という。すなわち本発明によれば、磁性体からなるコア粒子と、白色顔料が分散されたバインダー樹脂と、この樹脂に相溶性のない分散媒との混合物を準備し、ニーダやミキサーなどでこれをバインダー樹脂の軟化点より低い温度で加熱しながら混練することにより、磁性体からなるコア粒子をバインダー樹脂中に分散させてコア粒子が隠蔽層で被覆された白色粒子を得る。上記混合物の加熱温度は、低いと微粒子に分散されず、高いとバインダー樹脂の熱分解が生じ易くなるので、バインダー樹脂の軟化点よりも10〜30℃低い温度に設定することが望ましい。この混練物を熱水中に投入し、攪拌することにより分散媒を溶解させてから、例えば遠心分離機により白色粒子を分離する。次いでこの白色粒子を洗浄(例えば水洗及びアルコール洗浄)、乾燥した後、白色粒子を着色剤、帯電制御剤、バインダー樹脂及び溶剤と共にミキサーに投入し、加熱・混合することにより、コア粒子の表面に着色層が形成される。バインダー樹脂(例えば熱可塑性樹脂)に相溶性のない分散媒としては、その樹脂を実質的に膨潤もしくは溶解しない溶剤を使用することができる。すなわち樹脂の溶解度パラメータ{SP値(MJ/m3)1/2}と離れたSP値を有する溶剤を選定すればよい。具体的な溶剤としては、ポリエチレンオキサイド、エチレングリコール(SP値:29.1)、プロピレングリコール、ポリビニールアルコールなどが挙げられる。なお、樹脂のSP値は、例えばポリスチレン:18.7、ポリプロピレン16.6、エポキシ:約22.5、ポリアミド:27.8、PTFE:12.7である。溶剤の使用量は、樹脂100質量部に対して、200〜300質量部の範囲が好ましい。
The colored particles can be produced by the following process. For example, the magnetic
非磁性着色粒子5M、5Yは、バインダー樹脂と着色剤と帯電制御剤を混合し、ニーダー等で加熱混練し、粗粉砕及び微粉砕後、所定粒径に分級し、次いで必要に応じ、流動化剤を添加・混合することにより作製される。磁性着色粒子5Kは、バインダー樹脂と着色剤と帯電制御剤と磁性体微粒子を混合し、次いでニーダ等で加熱混練し、粗粉砕及び微粉砕後、所定粒径に分級することにより作製される。上記の各着色粒子5C、5M、5Y、5Kは、10〜20μmの質量平均粒径を有することが好ましい。
The non-magnetic
上記の着色粒子は保持層4を形成する樹脂材料の内部に分散された後、この樹脂材料を基体2の表面に塗布し、次いで保護層3で被覆することにより、保持層4の内部に着色粒子が分散・封入された表示媒体1が得られる。
The colored particles are dispersed inside the resin material forming the
図1に示す表示媒体によれば、パッシーブ型の表示媒体とすることができ、例えば図3に示すようにしてフルカラーの画像表示を行うことができる。表示媒体1を加熱して例えばワックス類からなる保持層4を溶融させた状態で、表示媒体1の裏面に設けた磁気ヘッド(図示を省略)により磁場Hを印加することにより、磁性着色粒子5Cと5Kは表示媒体1の裏面側に移動する。磁場印加と同時に表示媒体1の両面に設けた電極(図示を省略)に直流電圧を印加し、表示媒体1の表面が負極性でかつ表示媒体1の裏面が正極性(又はゼロ電位)となるように電位差を設けることにより、ともに正帯電の磁性着色粒子5Cと非磁性着色粒子5Yが表示媒体1の表面側に移動しようとする。ここで、表示媒体1の裏面を正極性とする代わりに導電性材料で作製した基体2を接地してもよい。しかし、磁性着色粒子5Cは磁場により裏面側に移動しようとする力も働いているためその駆動力は相殺され、合成駆動力は比較的小さい。非磁性着色粒子5Yには電界による表面側に移動しようとする力のみが働くため4種類の着色粒子の中で最も大きい表面側への駆動力が与えられる。このようにしてイエローの非磁性着色粒子5Yが表示面に最も近い側に移動し、その下側にマゼンタの非磁性着色粒子5Mが回り込む(図3の(a)参照)。加熱を停止して保持層4を再び冷却固化させるとこの粒子配列が固定される。この粒子配列によれば、イエローの非磁性着色粒子5Yが表示面側から視認されるので、イエローの表示がなされることになる。また、表示媒体1を加熱して保持層4を溶融させた状態で、表示媒体1の裏面に設けた磁気ヘッド(図示を省略)により磁場Hを形成することにより、磁性着色粒子5Cと5Kは上記と同様に表示媒体1の裏面に移動する。磁場形成と同時に表示媒体1の両面に設けた電極(図示を省略)に直流電圧を印加し、表示媒体1の表面が正極性でかつ表示媒体1の裏面の電位がゼロとなるように電位差を設けることにより、マゼンタの磁性着色粒子5Mが表示面に最も近い側に移動し、その下側にイエローの磁性着色粒子5Yが回り込む(図3の(b)参照)。すなわちこの粒子配列によれば、マゼンタの着色粒子が表示面から視認されるので、マゼンタの表示がなされることになる。
The display medium shown in FIG. 1 can be a passive type display medium. For example, full color image display can be performed as shown in FIG. When the display medium 1 is heated and the
次に、表示媒体1を加熱して保持層3を溶融させた状態で、表示媒体1の表面に設けた磁気ヘッド(図示を省略)により磁界Hを形成することにより、磁性着色粒子5Kと5Cは表示媒体の表面側に移動する。磁界形成と同時に表示媒体1の両面に設けた電極(図示を省略)に直流電圧を印加し、表示媒体1の表面が正極性でかつ表示媒体1の裏面が負極性となるように電界を印加する(電位差を設ける)ことにより、ブラックの磁性着色粒子5Kが表示面に最も近い側に移動し、表示媒体1の裏面に向ってシアンの磁性着色粒子5C、マゼンタの非磁性着色粒子5M、イエローの非磁性着色粒子5Yの順に並ぶ(図3の(c)参照)。すなわちこの粒子配列によれば、ブラックの着色粒子が表示面から視認されるので、ブラックの表示がなされることになる。また、表示媒体1を加熱して保持層3(ワックス類)を溶融した状態で、表示媒体1の表面に設けた磁気ヘッド(図示を省略)により磁界Hを印加することにより、磁性着色粒子5Cと5Kは上記と同様に表示媒体1の表面側に移動する。磁界の印加と同時に表示媒体1の両面に設けた電極(図示を省略)に直流電圧を印加し、表示媒体1の表面が負極性でかつ表示媒体1の裏面が正極性となるように電位差を設けることにより、シアンの磁性着色粒子5Cが表示面に最も近い側に移動し、表示媒体1の裏面に向ってブラックの磁性着色粒子5K、イエローの非磁性着色粒子5Y、マゼンタの非磁性着色粒子5Mの順に並ぶ(図3(d)参照)。すなわちこの粒子配列によれば、シアンの着色粒子が表示面から視認されるので、シアンの表示がなされることになる。このように、表示媒体に作用させる磁界及び電位勾配の向きを切り換えることにより、4種類の着色粒子のいずれかを選択的に表示面に移動させることが可能となり、所望の色の表示と消去を行うことができる。
Next, the magnetic
本発明においては、上記の例に限らず、色の三原色であるレッド、グリーン、ブルー、ブラックの着色粒子を使用して、加法混色によりフルカラー表示を行うことができる。加法混色の場合、例えば、赤と緑のみを反射させることにより、黄色を表示することができる。 The present invention is not limited to the above example, and full color display can be performed by additive color mixing using colored particles of the three primary colors red, green, blue, and black. In the case of additive color mixing, for example, yellow can be displayed by reflecting only red and green.
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明する。以下の説明で「部」は全て「質量部」を意味する。 The invention is illustrated in more detail by the following examples. In the following description, “part” means “part by mass”.
(磁性着色粒子5Cの作製)
平均粒径(質量平均粒径、以下も同様)が10μmのマグネタイト粒子の表面をオレイン酸で疎水化処理することにより、磁性体からなるコア粒子を準備した。このコア粒子100部とバインダー樹脂(軟化温度140℃のスチレン−アクリル系共重合体)15部、白色顔料(酸化チタン)25部とを混合し、2軸混練機を用いて混合分散した。この混合分散物を冷却後、ピンミルで粗粉砕した。得られた粗粉砕粉をマトリクス樹脂(軟化温度130℃のポリエチレンオキサイド)と共に2軸混練機を用いて分散処理を行い、得られた分散物を熱水中に投入した。バインダー樹脂を熱水中に溶解させると、この樹脂と酸化チタンを主体とする粒子は比較的比重が小さいため、沈降分離が行なわれることにより、マグネタイト粒子を内包する白色粒子(平均粒径12μm、ハンター白色度85)が得られた。この白色粒子100部と、シアン顔料(ヘキスト社製)1部、正帯電制御剤(コピーブルーPR(クラリアント社製))1部、アクリル樹脂2部及び溶剤(イソプロピールアルコール)5部を75℃に加熱した高速ミキサー(減圧及び溶剤トラップ付)にて混合することにより、白色粒子の表面にシアン顔料が固定された磁性着色粒子(以下シアン粒子という)が得られた。このシアン粒子のブローオフ法(標準キャリアとして市販の鉄粉キャリア(東芝社製TB200)を使用)により測定した摩擦帯電量は、+3.5(mC/kg)であり、振動試料形磁力計(東英工業社製VSM−III型)により最大5KOeの磁場中で測定した飽和磁化(σs)は76(Am2/kg)であった。
(Preparation of magnetic
Core particles made of a magnetic material were prepared by hydrophobizing the surface of magnetite particles having an average particle size (mass average particle size, the same applies below) with oleic acid. 100 parts of the core particles, 15 parts of a binder resin (styrene-acrylic copolymer having a softening temperature of 140 ° C.) and 25 parts of a white pigment (titanium oxide) were mixed and dispersed using a biaxial kneader. The mixed dispersion was cooled and then coarsely pulverized with a pin mill. The obtained coarsely pulverized powder was subjected to a dispersion treatment using a biaxial kneader together with a matrix resin (polyethylene oxide having a softening temperature of 130 ° C.), and the obtained dispersion was put into hot water. When the binder resin is dissolved in hot water, the particles mainly composed of this resin and titanium oxide have a relatively small specific gravity. Therefore, white particles (average particle size 12 μm, Hunter whiteness of 85) was obtained. 100 parts of these white particles, 1 part of a cyan pigment (Hoechst), 1 part of a positive charge control agent (Copy Blue PR (manufactured by Clariant)), 2 parts of acrylic resin and 5 parts of a solvent (isopropyl alcohol) are 75 ° C. By mixing with a high-speed mixer (with reduced pressure and a solvent trap) heated to 1, magnetic colored particles (hereinafter referred to as cyan particles) in which a cyan pigment was fixed on the surface of white particles were obtained. The triboelectric charge amount measured by this cyan particle blow-off method (using a commercially available iron powder carrier (TB200 manufactured by Toshiba Corporation) as a standard carrier) is +3.5 (mC / kg). The saturation magnetization (σ s ) measured in a magnetic field of a maximum of 5 KOe by British Industrial Co., Ltd. VSM-III type) was 76 (Am 2 / kg).
(磁性着色粒子5Kの作製)
一次粒子の平均粒径が0.1μmのマグネタイト(関東電化工業社製KBC−100SS)75部と、ポリエステル樹脂(軟化温度150℃)25部と、負荷電制御剤(保土ヶ谷化学社製T77)2部を混合し、ニーダで加熱混錬後冷却固化し、ジェットミルで粉砕し、次いで分級することにより、平均粒径が15μmの磁性着色粒子(以下ブラック粒子という)を作製した。このブラック粒子の摩擦帯電量は、−23(mC/kg)であった。
(Preparation of magnetic
75 parts of magnetite (KBC-100SS manufactured by Kanto Denka Kogyo Co., Ltd.) having an average primary particle size of 0.1 μm, 25 parts of polyester resin (softening temperature 150 ° C.), negative charge control agent (T77 manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 2 Parts were mixed, heated and kneaded with a kneader, cooled and solidified, pulverized with a jet mill, and then classified to prepare magnetic colored particles (hereinafter referred to as black particles) having an average particle size of 15 μm. The triboelectric charge amount of the black particles was −23 (mC / kg).
(非磁性着色粒子5Yの作製)
黄色顔料(ヘキスト社製)3部と、スチレン−アクリル系共重合体(軟化温度150℃}100部と、正荷電制御剤(藤倉化成社製201PS)3部を混合し、ニーダで加熱混錬後冷却固化し、ジェットミルで粉砕し、次いで分級することにより、平均粒径が15μmの非磁性粒子(以下イエロー粒子という)を作製した。この黄色粒子の摩擦帯電量は、+12(mC/kg)であった。
(Preparation of non-magnetic
Mix 3 parts of yellow pigment (Hoechst), 100 parts of styrene-acrylic copolymer (softening temperature 150 ° C.) and 3 parts of positive charge control agent (201PS manufactured by Fujikura Kasei Co., Ltd.) After cooling and solidifying, pulverizing with a jet mill, and then classifying, non-magnetic particles (hereinafter referred to as yellow particles) having an average particle diameter of 15 μm were produced, and the triboelectric charge amount of these yellow particles was +12 (mC / kg). )Met.
(非磁性着色粒子5Mの作製)
マゼンタ顔料(ヘキスト社製)3部とポリエステル樹脂(軟化温度150℃}100部と、負荷電制御剤(オリエント化学社製ボントロンE89)3部を混合し、ニーダで加熱混錬後冷却固化し、ジェットミルで粉砕し、次いで分級することにより、平均粒径が15μmの非磁性着色粒子(以下マゼンタ粒子という)を作製した。このマゼンタ粒子の摩擦帯電量は、−20(mC/kg)であった。
(Preparation of non-magnetic
Mix 3 parts of magenta pigment (Hoechst), 100 parts of polyester resin (softening temperature 150 ° C.) and 3 parts of negative charge control agent (Bontron E89 manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) By pulverizing with a jet mill and then classifying, non-magnetic colored particles (hereinafter referred to as magenta particles) having an average particle diameter of 15 μm were produced, and the triboelectric charge amount of the magenta particles was −20 (mC / kg). It was.
(表示媒体の作製)
厚さ25μmのPETフィルム(基体)上に、融点70℃のパラフィンワックス、白色顔料(酸化チタン)及び上記4種類の着色粒子との混合物(保持層)を塗布し、その表面に厚さ5μmのアクリル樹脂フィルム(保護層)を被せて、厚さ150μmで淡いグレーの表示媒体(図1参照)を作製した。
(Preparation of display medium)
On a PET film (substrate) having a thickness of 25 μm, a mixture (holding layer) of paraffin wax having a melting point of 70 ° C., a white pigment (titanium oxide) and the above four kinds of colored particles was applied, and a surface having a thickness of 5 μm was applied. A light gray display medium (see FIG. 1) having a thickness of 150 μm was produced by covering with an acrylic resin film (protective layer).
(フルカラー画像の表示及び消去)
上記表示媒体に近接してサーマルヘッドを設けると共に、表示媒体の両面に磁気ヘッドと記録電極を設けて、次の条件で各色の画像を表示した。
上記の表示媒体の表面に近接して配置したサーマルヘッドで70℃にスポット状に加熱することにより、パラフィンワックスを溶融した状態で、表示媒体の裏面から磁気ヘッドにより、磁界を印加した結果、磁性粒子であるシアン粒子とブラック色粒子は裏面側に移動した。また同時に表示媒体の両面に設けた記録電極により、表示面側が負で裏面が正になるように400Vの電位差を設けることにより、イエロー粒子は表示面側に移動して、マゼンタ色粒子はやや裏面に近い側に移動することにより、図3の(a)に示すような粒子配列が得られ、視覚的にイエローの表示が行われた。
上記において、サーマルヘッドを別の位置に移動して上記と同様の条件で表示媒体をスポット状に加熱した状態で表示媒体の裏面側から磁場を印加し、かつ表示面側が+400Vで裏面側がゼロとなる電位勾配を設けることにより、図3の(b)に示すような粒子配列が得られ、視覚的にマゼンタの表示が行われた。
上記の表示媒体をレーザビームによりスポット状に加熱し、それと同時に上記の表示媒体の裏面側から磁界を印加しかつ表示面側が+500Vになるように直流電界を印加することにより、図3の(c)に示すような粒子配列が得られ、視覚的にブラックに表示された表示媒体が得られた。上記の表示媒体の表示面側から磁界を印加しかつ表示面側が−500Vになるように直流電界を印加することにより、図3の(d)に示すような粒子配列が得られ、視覚的にシアンの表示が行われた。
上記の粒子配列の状態が現出された後、磁界と電界を取り去ることにより、アトランダムな粒子配列となり、表示された画像を消去することができた。
上記のことから、本発明によれば、表示媒体を加熱しながら、所定の領域に磁界と直流電界を印加することにより、フルカラーの画像表示とその消去を行えることがわかる。
(Display and deletion of full-color images)
A thermal head was provided close to the display medium, and a magnetic head and recording electrodes were provided on both sides of the display medium, and images of each color were displayed under the following conditions.
As a result of applying a magnetic field from the back surface of the display medium by a magnetic head in a state where the paraffin wax is melted by heating in a spot shape at 70 ° C. with a thermal head arranged close to the surface of the display medium, Cyan particles and black particles as particles moved to the back side. At the same time, by providing a potential difference of 400 V so that the display surface side is negative and the back surface is positive by the recording electrodes provided on both surfaces of the display medium, the yellow particles move to the display surface side, and the magenta color particles are slightly back. As a result, the particle arrangement as shown in FIG. 3A was obtained, and yellow was visually displayed.
In the above, the magnetic head is moved to another position, the magnetic field is applied from the back side of the display medium in a state where the display medium is heated in a spot shape under the same conditions as described above, and the display side is +400 V and the back side is zero. By providing such a potential gradient, a particle arrangement as shown in FIG. 3B was obtained, and magenta was visually displayed.
The display medium is heated in a spot shape with a laser beam, and at the same time, a magnetic field is applied from the back surface side of the display medium and a DC electric field is applied so that the display surface side becomes +500 V. ) Was obtained, and a display medium visually displayed in black was obtained. By applying a magnetic field from the display surface side of the display medium and applying a DC electric field so that the display surface side is −500 V, a particle arrangement as shown in FIG. Cyan display was made.
After the state of the above-described particle arrangement appeared, by removing the magnetic field and electric field, an at-random particle arrangement was obtained, and the displayed image could be erased.
From the above, it can be seen that according to the present invention, full-color image display and erasure can be performed by applying a magnetic field and a DC electric field to a predetermined region while heating the display medium.
1:表示媒体
2:基体
3:保護層
4:保持層
5C、5K:磁性着色粒子
5M、5Y:非磁性着色粒子
6:コア粒子
7:隠蔽層
8:着色層
9:着色剤
10:帯電制御剤
11:磁性体微粒子
1: Display medium 2: Substrate 3: Protective layer 4: Retaining
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004094663A JP2005283744A (en) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | Display medium and full-color display method |
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| JP2004094663A JP2005283744A (en) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | Display medium and full-color display method |
Publications (1)
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|---|---|
| JP2005283744A true JP2005283744A (en) | 2005-10-13 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2004094663A Pending JP2005283744A (en) | 2004-03-29 | 2004-03-29 | Display medium and full-color display method |
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008304530A (en) * | 2007-06-05 | 2008-12-18 | Fuji Xerox Co Ltd | Image display medium, image display device, and image display program |
| CN115294943A (en) * | 2022-05-20 | 2022-11-04 | 江西兴泰科技有限公司 | A waveform debugging method for eliminating heterochromatic particles doped in the black screen of electronic paper |
-
2004
- 2004-03-29 JP JP2004094663A patent/JP2005283744A/en active Pending
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