专利名称：用于显示介质的白色颗粒和使用它们的信息显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于信息显示装置的白色颗粒，其中将至少包含该白色颗粒的颗粒或者至少包含该白色颗粒的流体粉末(liquidpowders)密封在两块基板之间，至少一块基板是透明的，其中使对其施加有静电场的颗粒或流体粉末移动以显示信息例如图像。
背景技术：
作为可替代液晶显示器(LCD)的信息显示装置，提出了利用技术例如电泳法、电铬法、热法(thermal method)、二色颗粒旋转法的信息显示装置。
关于这些信息显示装置，由于具有接近于常规印刷品的宽视场、具有较小的LCD消耗或者具有记忆功能的优点，可将其看作是廉价的下一代视觉显示装置，并且期待其扩展至用于便携式器件和电子纸件的显示。近年来，提出了由分散颗粒和显色液制成的微囊分散液并且将该液体布置于面对的基板之间的电泳法，并且其同样被期待。
然而，在电泳法中有这样的问题出于因为颗粒在电泳液中的迁移而有粘性阻力的原因，灵敏度减缓。另外，有这样的问题由于具有高比重的氧化钛颗粒分散于低比重的溶液内、其容易沉淀、难以保持分散状态的稳定性，因此缺乏成像再现稳定性。即使在微胶囊化的情形中，将单元尺寸减小至微胶囊的程度以使得其难以出现，然而丝毫没有克服实质问题。
除了利用在溶液中的性能的电泳法之外，近年来还提出了其中在不使用溶液的条件下将导电颗粒和电荷迁移层设置在部分基板中的一种方法。[日本成像协会“Japan Hardcopy‘99”(1999年7月21-23日)Transaction Pages 249-252]。然而，结构变得复杂，因为将要布置电荷迁移层和另外的电荷产生层。另外，难以从导电颗粒中持续地驱散电荷，因此有缺乏稳定性的缺陷。
作为克服上述各种问题的方法，包含信息显示板的信息显示装置是公知的，其中由正面基板与背面基板之间的隔墙以彼此独立的方式形成小室并且将颗粒或流体粉末密封在小室中，并且其中借助于库仑力等使对其施加有静电场的颗粒或流体粉末移动以显示信息例如图像。
在上述信息显示装置中，通常使用包含白色颗粒和黑色颗粒或者具有其他颜色的有色颗粒的颗粒。通过将树脂、颜料熔融和混合以得到混合物并且将由此得到的混合物粉碎而将这些颗粒制成平均粒径例如为9μm的粉碎颗粒。在这种情况下，如果白色颗粒的白色反射率不足够地高例如40％或更大，则有使得不能获得显示图像的对比度的缺陷。另外，当将颗粒密封在基板之间时，如果颗粒的耐热性不高于粘合剂的热硬化温度例如高于120℃，则还有使得颗粒熔融并且粘结在基板上的缺陷。正如本领域非常公知的那样，在使用PP(聚丙烯树脂)或PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂)作为树脂的颗粒中难以具有对比度和耐热性的性能。
发明内容
本发明的目的是消除上述缺陷并且提供具有优良的白色反射率并因此具有高的显示图像对比度以及具有充足的耐热性的白色颗粒。
根据本发明，用于信息显示装置的显示介质用的白色颗粒，其中将至少包含该白色颗粒的颗粒或者至少包含该白色颗粒的流体粉末密封在两块基板之间，至少一块基板是透明的，并且其中使对其施加有静电场的颗粒或流体粉末移动以显示图像，其特征在于改进由甲基戊烯或环烯烃制得的树脂和氧化钛组成。
另外，在根据本发明的用于显示介质的白色颗粒的优选实施方案中，白色反射率不小于40％，并且该改进具有这样的耐热性使得在将白色颗粒喷射在已于120℃下加热的玻璃基板上并且将已加热的玻璃基板的加热状态保持30分钟之后没有检测到熔融粘结。
根据本发明，信息显示装置的特征在于使用上述用于显示介质的白色颗粒。
图1a和1b是分别表示用于使用根据本发明的白色颗粒的信息显示装置的信息显示板的驱动方法的一个实施方案的示意图。
图2a和2b是分别表示用于使用根据本发明的白色颗粒的信息显示装置的信息显示板的驱动方法的另一个实施方案的示意图。
图3a和3b是分别表示用于使用根据本发明的白色颗粒的信息显示装置的信息显示板的一种结构的示意图。
图4是表示用于使用根据本发明的白色颗粒的信息显示装置的信息显示板中的隔墙的形状的一个实施方案的示意图。
图5是说明用于评价由电晕充电器充电的表面电势的衰减性能的测量方法的示意图。
具体实施例方式
首先将阐述用于使用包含根据本发明的白色颗粒的颗粒的信息显示装置的信息显示板的基本结构。在用于本发明的信息显示板中，将静电场施加到密封在相对的两块基板之间的颗粒上。带电的颗粒沿着借助于库仑力施加的静电场的方向以这样的方式吸引在低电势下带电的颗粒朝着高电势侧吸引并且在高电势下带电的颗粒朝着低电势侧吸引，由此通过由于电势的转换操作而因此改变静电场的方向可以使颗粒往复移动。因此可以显示出图像。因此，必须以这样的方式来设计信息显示板使得显示介质可以均匀地移动并且在往复操作期间或者在储存状态期间保持稳定性。这里，在将颗粒或流体粉末用作显示介质的情况下，关于施加在颗粒上的力，有由于库仑力而在颗粒之间的吸引力、相对于电极板的成像力、分子间力、液体结合力和重力。
将参照图1a和1b-图3a和3b来阐述根据本发明的信息显示板的例子。
在示于图1a和1b的例子中，具有不同的颜色并且由至少一组或多组颗粒(这里示出了由这些颗粒制得的白色颗粒3W和由这些颗粒制得的黑色颗粒3B)组成的至少两组或多组显示介质3根据在基板1和2的外面施加的电场而以相对于基板1和2的垂直方向移动，使得通过对于观察者观看到黑色颗粒3B而显示出黑色或者使得通过对于观察者观看到白色颗粒3W而显示出白色。除了示于图1a中的例子之外，在示于图1b的例子中，通过将例如网格状的隔墙4布置在基板1与2之间而形成小室。另外，在图1b中省略了布置在近侧的隔墙。
在示于图2a和2b的例子中，具有不同的颜色并且由至少一组或多组颗粒(这里示出了由这些颗粒制得的白色颗粒3W和由这些颗粒制得的黑色颗粒3B)组成的至少两组或多组显示介质3根据通过将电压施加在布置于基板1的电极5与布置于基板2的电极6之间所产生的电场而以相对于基板1和2的垂直方向移动，使得通过对于观察者观看到黑色颗粒3B而显示出黑色或者使得通过对于观察者观看到白色颗粒3W而显示出白色。除了示于图2a中的例子之外，在示于图2b的例子中，通过将例如网格状的隔墙4布置在基板1与2之间而形成小室。另外，在图2b中省略了布置在近侧的隔墙。
在示于图3a和3b的例子中，具有颜色并且由至少一组或多组颗粒(在这里是由这些颗粒制得的白色颗粒3W)组成的至少一组显示介质3根据通过将电压施加在布置于基板1的电极5与布置于基板1的电极6之间所产生的电场而以相对于基板1和2的平行方向移动，使得通过对于观察者观看到白色颗粒3W而显示出白色或者使得通过对于观察者观看到电极6或基板1的颜色而显示出电极6或基板1的颜色。除了示于图3a中的例子之外，在示于图3b的例子中，通过将例如网格状的隔墙4布置在基板1与2之间而形成小室。另外，在图3b中省略了布置在近侧的隔墙。
以上阐述可用于白色颗粒3W被白色流体粉末代替的情形或者黑色颗粒3B被黑色流体粉末代替的情形。
根据本发明的用于显示介质的白色颗粒的特征在于由于该白色颗粒由甲基戊烯或环烯烃制得的树脂和氧化钛组成，因此可以除了低的折射率、低的介电常数之外还考虑耐热性(维卡氏软化温度、熔点)来选择树脂，并且由此可以得到具有高的白色反射率和优良耐热性的用于显示介质的白色颗粒。在下文中，首先将阐述使用根据本发明的白色颗粒的图像显示装置的结构，并且将参考实验而详细阐述上述特征。
在下文中，将详细阐述使用根据本发明的白色颗粒的信息显示装置的各个元件。
作为基板，至少一块基板是通过其可以从装置的外面看到颗粒颜色的透明的正面基板2，并且优选使用具有高的可见光透射系数和优良耐热性的材料。背面基板1可以是透明的或者可以是不透明的。基板材料的例子包括聚合物片料例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺或丙烯酸类(acryl)，和具有柔性的金属片料以及大致不具有柔性的无机片料例如玻璃、石英。基板的厚度优选为2至5000μm，更优选为5至2000μm。当厚度太薄时，变得难以保持强度和在基板之间的距离均匀性，当厚度比5000μm更厚时，在薄的显示板上有缺陷。
在将电极布置于信息显示板上的情形中，作为电极的材料使用的是金属例如铝、银、镍、铜、金，或者导电性金属氧化物例如ITO、氧化铟、导电性氧化锡、导电性氧化锌等，或者导电性聚合物例如聚苯胺、聚噻吩等，并且通过适宜地选择而使用它们。作为电极成型方法，使用其中借助于溅射法、真空气相沉积法、CVD(化学气相沉积)法、涂覆法等将上述材料制成薄膜的方法，或者其中将导电性材料和溶剂与合成树脂粘合剂混合并且将混合物喷射的方法。对于布置在观测侧(显示面侧)的基板上的电极而言透明性是必须的，但对于背面的基板而言不是必须的。在这两种情况下，可以适宜地使用透明的并且具有图案形成能力的上述材料。另外，除非不存在导电性或者在光学透明性中存在任何阻碍，那么电极的厚度可以是合适的，并且其优选为3至1000nm，更优选为5至400nm。布置在背面基板上的电极的材料和厚度与布置在显示侧的基板上的电极的那些相同，但透明性不是必须的。在该情况下，可以将施加的外部电压与直流电或交流电叠加。
作为根据需要而布置的隔墙4，隔墙的形状适宜地根据用于显示的显示介质的类型而设计并且没有限制。然而，优选的是将隔墙的宽度设置成2至100μm，更优选3至50μm，并且将隔墙的高度设置成10至500μm，更优选10至200μm。如图4中示出的从基板的平面看到的那样，通过各自由肋条制成的隔墙所形成的小室具有正方形、三角形、线形、环形和六角形，并且具有例如网格状、蜂窝状和筛网状的排列。优选的是，对应于从显示侧看到的隔墙横截面的部分(显示元件的框架部分的区域)应该被制得尽可能小。在该情况下，可以提高图像显示的清晰度。然而，隔墙的成型方法没有特别限制，有丝网印刷法、喷砂法、光刻法和添加法(additive method)。在它们当中，优选采用使用树脂薄膜的光刻法。
然后将阐述根据本发明的白色颗粒。根据本发明的白色颗粒由以下物质组成由甲基戊烯或环烯烃制得的树脂和氧化钛作为主要成分，并且可以如与公知的相同的那样根据需要而包括电荷控制剂、无机添加剂等。
电荷控制剂的例子包括，但不特别限定于，负电荷控制剂例如水杨酸金属配合物、含金属的偶氮染料、含金属(含金属离子或金属原子)的油溶性染料、第四级铵盐基化合物、杯芳烃化合物、含硼化合物(苯甲酸硼配合物)和硝基咪唑衍生物。正电荷控制剂的例子包括苯胺黑染料、三苯基甲烷化合物、第四级铵盐化合物、聚胺树脂、咪唑衍生物等。另外，可以将金属氧化物例如超细氧化硅颗粒、超细氧化钛颗粒、超细氧化铝颗粒等；含氮的环形化合物例如吡啶等以及这些的衍生物或盐；和含有多种有机颜料、氟、氯、氮等的树脂用作电荷控制剂。
尽管颗粒的制造方法没有特别限制，但可类似地采用例如用于制备电子照相的调色剂的混合/粉碎方法。另外，也可采用将树脂或电荷控制剂等涂覆在粉末例如无机或有机颜料的表面的方法。
此外，作为使用的颗粒的平均粒径d(0.5)，优选将d(0.5)设置为0.1-50μm并且优选使用均匀的颗粒。如果平均粒径d(0.5)超出该范围，则图像清晰度有时劣化，如果平均粒径小于该范围，则颗粒之间的凝集力变得更大并且阻止了颗粒的移动。
另外，优选的是由下式定义的颗粒的粒径分布跨度不超过5，优选不超过3
跨度＝(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)；(这里，d(0.5)是指由μm表示的粒径值，其中具有粒径大于或小于该值的颗粒的量为50％，d(0.1)是指由μm表示的粒径值，其中，具有粒径小于该值的颗粒的量为10％，d(0.9)是指由μm表示的粒径值，其中具有粒径小于该值的颗粒的量为90％)。
如果将颗粒的粒径分布跨度设置成不超过5，则粒径变得均匀并且可以进行均匀的颗粒移动。
另外，作为颗粒之间的相关性，优选将具有最小直径的颗粒的d(0.5)相对于具有最大直径的颗粒的d(0.5)的比例设置成不超过50，优选不超过10。
这里，可以借助于激光衍射/散射法来测量上述的粒径分布和粒径。当激光照射在将要测量的颗粒上时，由于衍射/散射光而空间地出现光强度分布图案。该光强度分布图案对应于粒径，并且因此可以测量粒径和粒径分布。
在本发明中，定义了通过体积标准分布而获得粒径和粒径分布。特别地，可以借助于其中由安装的分析软件(其基于归因于Mie’s理论的体积标准分布)计算置于氮气流中的颗粒的测量装置Mastersizer 2000(Malvern Instruments Ltd.)来测量粒径和粒径分布。
这里，为了进一步提高重复持久性，有效的是控制组成颗粒的树脂的吸水率和溶剂不溶率。
优选的是组成颗粒的树脂的吸水率不超过3wt％，尤其不超过2wt％。在该情况下，根据ASTM-D570进行吸水率的测量并且测量条件为23℃下24小时。
关于颗粒的溶剂不溶率，优选的是由下式定义的颗粒的溶剂不溶率不小于50％，更优选不小于70％溶剂不溶率(％)＝(B/A)×100；
(这里，A是在浸渍入溶剂之前树脂组分的重量，B是在25℃下将颗粒浸渍入优良溶剂24小时之后的树脂组分的重量)。
如果溶剂不溶率小于50％，则当长时间保存时在组成颗粒的颗粒材料表面上产生渗出。在该情况下，其影响了与颗粒的附着力并且阻止了颗粒的移动。因此，有其影响了图像显示的持久性这样的情形。
这里，作为用于测量溶剂不溶率的溶剂(优良溶剂)，优选使用对于氟塑料为例如甲基乙基酮等、对于聚酰胺树脂为例如甲醇等、对于丙烯酸系氨基甲酸酯树脂为例如甲基乙基酮、甲苯等，对于蜜胺树脂为例如丙酮、异丙醇等，对于硅酮树脂为例如甲苯等。
根据本发明的白色颗粒具有带电性能。由于必须使颗粒保持带电的电荷，因此优选体积电阻率为1×1010Ω·cm或更大的颗粒，更优选具有通过以下测量方法评定的缓慢的电荷衰减性能的颗粒。
即，将用于显示介质的颗粒布置在离电晕放电器1mm的距离，并且将8kV的电压施加在电晕放电器上以产生电晕放电，这使得表面带电。然后测量表面电势的变化以确定适宜性。在该情况下，优先选择在0.3秒之后其最大的表面电势将大于300V的材料，更优先选择在0.3秒之后其最大的表面电势将大于400V的材料作为组成颗粒的材料。可以这样的方式进行上述测量借助于压制法、加热/熔融法、压延法等将用于显示介质的颗粒制成具有厚度为5-100μm的薄膜，并且使薄膜表面与电晕放电器之间的距离为1mm。
另外，借助于如图5中所示的由QEA Inc.生产的CRT2000来测量上述的表面电势。在该装置中，用卡盘21将辊轴的两端部分固定，并且用预定的间隔将紧凑的scorotron放电器22和表面电势计23隔开以形成测量单元。优选采用这样的方法来测量其表面电势使测量单元距离用于显示介质的颗粒或薄膜的表面1mm的距离对向配置，并且通过使测量单元以均匀的速度从辊轴的一端部分移动到另一端部分，伴随着辊轴保持停止状态，同时给出表面电荷。另外，测量环境将被设置为25±3℃的温度和55±5RH％的湿度。
显示介质的电荷量适宜地取决于测量条件。然而，理解的是用于信息显示板中的显示介质的显示介质的电荷量主要取决于初始电荷量、相对于隔墙的接触、相对于基板的接触、由于流逝的时间的电荷衰减，并且特别地，在充电行为期间用于显示介质的颗粒的饱和值是一个主要因素。
在发明人的各种研究之后，发现可以通过使用相同的载体颗粒进行吹出方法(blow-off method)以测量用于显示介质的颗粒的电荷量来估计用于显示介质的颗粒的电荷值的适当范围。
后面将详细阐述该测量方法。通过进行吹出方法，可以使用于显示介质的颗粒与载体颗粒充分接触并且可以通过测量其饱和的电荷量来测量每单位重量的用于显示介质的各个颗粒的电荷量。然后，可以通过分别获得用于显示介质的各个颗粒的粒径和比重来计算用于显示介质的各个颗粒的表面电荷密度。
在信息显示装置中，由于组成显示介质的用于显示介质的颗粒(在下文中称为颗粒)的粒径小并且重力的影响太小以至忽略其影响，因此比重不会影响颗粒的移动。然而，对于颗粒的电荷量而言，如果颗粒具有相同的粒径和相同的每单位重量的平均电荷量，则在颗粒的比重不同至两倍的情况下，所保持的电荷量不同至两倍。因此，理解的是优选通过表面电荷密度(单位μC/m2)来评价用于信息显示装置的颗粒的电荷特性，这与颗粒的比重无关。
在作为显示介质的使用两组颗粒的信息显示板中，如果将颗粒中表面电荷密度的范围和表面电荷密度的差异保持在合适的范围内，则两组颗粒通过彼此接触而具有足够的电荷量，并且通过静电场保持了移动功能。
这里，为了使在信息显示板中彼此邻近存在的两组颗粒的电荷特性充足，则必须获得一定程度的表面电荷密度差异以区分这两种颗粒的移动方向，但并不总是必须使表面电荷密度的差异更大。在利用颗粒移动的信息显示装置中，当颗粒的粒径大时，用于确定颗粒的飞越/移动静电场(电压)的主要因素是电成像力。因此，为了通过低的静电场(电压)使颗粒移动，则优选使电荷量低。此外，当颗粒的粒径小时，用于确定飞越/移动静电场(电压)的主要因素是非电力，例如分子间力、液体结合力等。因此，为了通过低的静电场(电压)使颗粒移动，则优选使电荷量高。然而，由于这些现象主要取决于颗粒的表面性质(材料、形状)，则不可能仅仅通过粒径和电荷量来规定。
发明人发现，在使用具有平均粒径为0.1-50μm的颗粒的信息显示板中，当由使用相同类型的颗粒的吹出方法测量的两组颗粒或两组流体粉末的表面电荷密度之间的差异的绝对值为10-150μC/m2时，在表面电荷密度之间的差异的绝对值为20-150μC/m2的情况下，可以获得可用于信息显示装置的颗粒。
然后将阐述至少包含根据本发明的白色颗粒的流体粉末。
在本发明中，术语“流体粉末”是指具有液体性能和颗粒性能并且在不使用气体力和液体力的条件下展现出自身流动性的中间材料。优选地，其是具有优良流动性以使得不存在定义粉末流动性的休止角(repose angle)的材料。例如，液晶被定义为液体与固体之间的中间相，并且具有表现出液体特性的流动性和表现出固体特性的各向异性(光学性能)(Heibonsha Ltd.百科全书)。另一方面，如果其是趋于零地小并且受到重力的吸引，则颗粒的定义是具有有限质量的材料(Maruzen Co.，Ltd.物理学科书籍)。这里，即使在颗粒中也有特殊的状态例如气-固流化体和液-固流化体。如果气体从底板流到颗粒上，则上部的力响应于气体速度而对颗粒起作用。在该情况下，当上部的力与重力平衡时，气-固流化体是指容易流化的状态。以相同的方式，液-固流化体是指被液体流化的状态(Heibonsha Ltd.百科全书)。在本发明中，发现可以特别地制得具有液体性能和颗粒性能并且在不使用气体力和液体力的条件下展现出自身流动性的中间材料，并且将其定义为流体粉末。
即，如同与液晶(液体与固体之间的中间相)的定义相同的那样，根据本发明的流体粉末是表现出具有液体性能和颗粒性能的中间状态的材料，其极其难以受到表现出上述颗粒性能的重力的影响并且表现出高的流动性。这类材料可以气溶胶状态、即以其中固体状或液体状材料以相对稳定的方式作为分散体漂浮于气体中的分散体系获得，因此在根据本发明的信息显示装置中将固体材料用作分散体。
为本发明目标的信息显示板具有这样的结构使得由作为分散体稳定地漂浮于气体中并且在气溶胶状态中展现出高流动性的固体材料组成的流体粉末被密封在两个相对的基板之间，其中这两块基板之一是透明的。可以借助于通过施加低电压产生的库仑力等使这样的流体粉末容易地并且稳定地移动。
如上所述，流体粉末是指具有液体性能和颗粒性能并且在不使用气体力和液体力的条件下展现出自身流动性的中间材料。这类流体粉末特别地变成气溶胶状态。在根据本发明的信息显示装置中，流体粉末以使得固体材料作为分散体相对地并且稳定地漂浮于气体中的状态使用。
作为气溶胶状态，优选的是最大漂浮状态中的表观体积是非漂浮状态中的两倍或更大，更优选为非漂浮状态中的2.5倍或更大，最优选为非漂浮状态中的3倍或更大。在该情形中，上限没有限制，但优选的是表观体积为非漂浮状态中的12倍或更小。
如果最大漂浮状态中的表观体积小于两倍，则显示控制变难。另一方面，如果最大漂浮状态中的表观体积大于12倍，则在流体粉末装填操作进入装置期间，操纵的不便利例如颗粒过度分散会出现。即，这通过以下方式测量将流体粉末装入通过其看见流体粉末的透明封闭容器；将容器本身振动或下落以获得最大漂浮状态；并且在此时从容器的外面测量表观体积。特别地，将具有体积为容器的1/5的流体粉末作为流体粉末装入具有直径(内径)为6cm、高度为10cm的带有聚丙烯盖的容器(产品名称由As-oneCo.，Ltd.生产的I-boy)，将该容器放入振动器并且使其中以3次往复/秒的速度重复6cm的距离的振动进行3小时。然后，由刚好在振动停止之后的表观体积得到最大漂浮状态中的表观体积。
另外，根据本发明，优选的是流体粉末的表观体积的时间变化满足下式V10/V5＞0.8；这里，V5表示在离最大漂浮状态5分钟之后的流体粉末的表观体积(cm3)；V10表示在离最大漂浮状态10分钟之后的流体粉末的表观体积(cm3)。在该情况下，在根据本发明的信息显示板中，优选将流体粉末的表观体积的时间变化V10/V5设置为大于0.85，更优选大于0.9，最优选大于0.95。如果该时间变化V10/V5不大于0.8，则流体粉末基本等同于常规的颗粒，并且因此不可能根据本发明保持高速响应和持久性。
另外，优选的是组成流体粉末的颗粒材料的平均粒径d(0.5)为0.1-20μm，更优选为0.5-15μm，最优选为0.9-8μm。如果平均粒径d(0.5)小于0.1μm，则显示控制变难。另一方面，如果平均粒径d(0.5)大于20μm，则显示是可能的但是不透明的粉末减少并且因此薄的形状的装置难以解决。这里，组成流体粉末的颗粒材料的平均粒径d(0.5)等同于下面的粒径分布跨度中的d(0.5)。
优选的是，由下式定义的组成流体粉末的颗粒材料的粒径分布跨度不超过5，优选不超过3粒径分布跨度＝(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)；这里，d(0.5)是指由μm表示的粒径值，其中具有粒径大于该值的组成流体粉末的颗粒材料的量为50％，d(0.1)是指由μm表示的粒径值，其中具有粒径小于该值的组成流体粉末的颗粒材料的量为10％，d(0.9)是指由μm表示的粒径值，其中具有粒径小于该值的组成流体粉末的颗粒材料的量为90％。如果将组成流体粉末的颗粒材料的粒径分布跨度设置成不超过5，则粒径变得均匀并且可以进行均匀的流体粉末移动。
这里，可以借助于激光衍射/散射法来测量上述的粒径分布和粒径。当激光照射在将要测量的颗粒上时，由于衍射/散射光而因此空间地出现光强度分布图案。该光强度分布图案对应于粒径，并且因此可以测量粒径和粒径分布。在本发明中，定义了通过体积标准分布而获得粒径和粒径分布。特别地，可以借助于其中由安装的分析软件(其基于归因于Mie’s理论的体积标准分布)计算置于氮气流中的颗粒的测量装置Mastersizer 2000(MalvernInstruments Ltd.)来测量粒径和粒径分布。
可以通过将必要的树脂、电荷控制剂、着色剂、添加剂等混合并且将它们粉碎，或通过由单体聚合，或者通过用树脂、电荷控制剂、着色剂和添加剂等将颗粒涂覆来形成流体粉末。在下文中将阐述组成流体粉末的树脂、电荷控制剂、着色剂、添加剂等的典型例子。
树脂的典型例子包括氨基甲酸酯树脂、丙烯酸系树脂、聚酯树脂、丙烯酸基氨基甲酸酯树脂、硅酮树脂、尼龙树脂、环氧树脂、苯乙烯树脂、丁醛树脂、偏二氯乙烯树脂、蜜胺树脂、酚醛树脂、氟碳聚合物，并且可以将两种或多种树脂组合。出于控制与基板的吸引力的目的，优选丙烯酸基氨基甲酸酯树脂、丙烯酸基氨基甲酸酯硅酮树脂、丙烯酸基氨基甲酸酯氟碳聚合物、氨基甲酸酯树脂、氟碳聚合物。
电荷控制剂的例子包括正电荷控制剂，包括第四级铵盐化合物、苯胺黑染料、三苯基甲烷化合物、咪唑衍生物等，和负电荷控制剂例如含金属的偶氮染料、水杨酸金属配合物、硝基咪唑衍生物等。
关于着色剂，可以使用各种有机或无机颜料或染料。
黑色颜料的例子包括炭黑、氧化铜、二氧化锰、苯胺黑和活性炭。
蓝色颜料的例子包括C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15、柏林蓝、钴蓝、碱性蓝色淀、维多利亚蓝色淀、酞菁蓝、不含金属的酞菁蓝、部分氯化的酞菁蓝、初级天蓝和阴丹士林蓝BC。
红色颜料的例子包括红色氧化物、镉红、铅膏、硫化汞、镉、永久红4R、立索红、吡唑啉酮红、watching red、钙盐、色淀红D、亮洋红6B、曙红色淀、若丹明色淀B、茜素色淀、亮洋红3B和C.I.颜料红2。
黄色颜料的例子包括铬黄、铬酸锌、镉黄、黄色氧化铁、无机初级黄(mineral first yellow)、镍钛黄、脐橙黄、萘酚黄S、汉撒黄(hanzayellow)G、汉撒黄10G、联苯胺黄G、联苯胺黄GR、喹啉黄色淀、永久黄NCG、酒石黄色淀和C.I.颜料黄12。
绿色颜料的例子包括铬绿、氧化铬、颜料绿B、C.I.颜料绿7、孔雀石绿色淀和终极黄绿G(final yellow green G)。
橙色颜料的例子包括铬红黄、钼橙、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、Balkan橙、阴丹士林亮橙RK、联苯胺橙G、吡唑啉酮亮橙GK和C.I.颜料橙31。
紫色颜料的例子包括锰紫、初级紫B和甲基紫色淀。
白色颜料的例子包括锌白、氧化钛、锑白和硫化锌。
补充剂的例子包括氧化钡粉末、碳酸钡、粘土、硅石、白炭黑、滑石和矾土白。另外有苯胺黑、亚甲基蓝、玫瑰红、喹啉黄和群青色作为各种染料，例如碱性染料、酸性染料、分散染料、直接染料等。
无机添加剂的例子包括氧化钛、锌白、硫化锌、氧化锑、碳酸钙、珍珠白、滑石、硅石、硅酸钙、矾土白、镉黄、镉红、钛黄、普鲁士蓝、亚美尼亚蓝、钴蓝、钴绿、钴紫、氧化铁、炭黑、锰铁氧体黑、钴铁氧体黑、铜粉、铝粉。
这些着色剂和无机添加剂可以单独或者以其两种或多种的组合使用。特别地，炭黑被优选为黑色着色剂，氧化钛被优选为白色着色剂。
然而，如果仅仅将以上材料混合或者没有用发明物(contrivance)涂覆，则不能获得展现出气溶胶状态的流体粉末。形成展现出气溶胶状态的流体粉末的常规方法没有限定，但优选采用以下方法。
首先，优选将具有平均粒径为20-100nm，优选20-80nm的无机细颗粒固定在组成流体粉末的材料的表面上。此外，优选这些无机细颗粒由两组或多组细颗粒制成。进一步优选通过硅油来处理无机细颗粒。这里，关于无机细颗粒，可以使用二氧化硅(硅石)、氧化锌、氧化铝、氧化镁、氧化铈、氧化铁、氧化铜等。在该情况下，固定无机细颗粒的方法是重要的。例如，可以使用杂混机(NARA Machinery Industry Co.，Ltd.)或者机械熔融(Hosokawa Micron Co.，Ltd.)并且在预定条件(例如加工时间)下形成表现出气溶胶状态的流体粉末。
另外，在本发明中重要的是控制环绕在基板之间的颗粒和流体粉末的间隙中的气体，并且合适的气体控制有助于提高显示稳定性。特别地，重要的是将间隙气体的湿度控制到在25℃下不超过60％RH，优选不超过50％RH，更优选不超过35％RH。
上面的间隙是指例如图1a和1b-图3a和3b中的那样，通过将从基板1与基板2之间的空间中排除电极5、6、颗粒3(或流体粉末)的占有部分、隔墙4的占有部分(在布置隔墙的情况下)和装置的密封部分所获得的环绕粉末(或流体粉末)的气体部分。
如果其具有上述湿度的话，则间隙气体的类型没有限制，但优选使用干燥空气、干燥氮气、干燥氦气、干燥二氧化碳气体、干燥甲烷气体等。必须将该气体密封在装置中以保持上述湿度。例如，重要的是在具有预定湿度的气氛下进行装填颗粒或流体粉末并且将基板组装的操作，以及使用密封元件和密封方法以阻止装置的外面的湿度夹杂。
在根据本发明的信息显示板中，如果颗粒或流体粉末可以移动并且可以保持对比度，则基板之间的间隔没有限制，并且通常将其调节至10-500μm，优选为10-200μm。
另外，优选将颗粒或流体粉末在相对的基板之间的间隔中的体积占有率控制到5-70体积％，更优选为5-60体积％。如果颗粒或流体粉末的体积占有率超过70体积％，则颗粒或流体粉末变得难以移动，如果其小于5体积％，则不能获得充分的对比度并且不能进行清晰的图像显示。
在下文中，将特别地根据实施例和比较例进一步阐述本发明。然而，本发明并不限于下面的实验。
首先制备示于下表1中的各种树脂材料和示于下表2中的各种颜料。
然后如下所述，对由此制备的树脂材料和颜料进行混合、捏合和粒化操作。首先借助于采用冷冻粉碎机TAP-ULF-1C类型(Tokyo Atomizer Co.，Ltd.)的冷冻粉碎方法将由表1中所示的各种树脂材料制成的树脂小球粉碎，得到具有粒径为200-300μm的粉碎树脂。然后借助于亨舍尔(HENSCHEL)混合机FM50-1(MITSUIMINING CO.，LTD)将由此得到的粉碎树脂和颜料混合。在混合操作后，得到各自具有示于下表3中的组成的实施例1-5和比较例1-3的混合物。然后通过使用双螺杆挤出机KZW15-45MG(TECHNOVEL CORPORATION)将由此得到的混合物捏合以形成小球。在该情况下，双螺杆挤出机的汽缸温度为200-250℃，螺杆转数为150rpm。
然后，如下所述对由此得到的小球进行粉碎操作。首先如同与以上方法相同的那样，将树脂材料和颜料混合、捏合并且粒化以得到小球，并且将由此得到的小球冷冻粉碎以得到具有粒径为200-400μm的粗颗粒。然后借助于喷磨机LAB JET MILLLJ/MDS2(Nippon Pneumatic Mfg.Co.，Ltd.)将由此得到的粗颗粒细碎，以得到具有粒径约9μm范围的细颗粒。然后将由此得到的细颗粒分级，以得到平均中心粒径为9μm的颗粒。
然后测量组成根据由此获得的实施例1-5和比较例1-3的颗粒的树脂性能(介电常数、透明度)。结果概述于下表4中。这里，介电常数和透明度从各自产品的编类(catalogue)获得。通过基于颜料的体积含量的计算来测量PVC。通过以下方式测量白色反射率根据自由下落方法将颗粒喷射在ITO玻璃基板的表面上；测量每层的白色反射率；根据层的数目绘制白色反射率；并且在10μm的厚度测量白色反射率。通过以下方式测量耐热性将颗粒喷射在由电炉加热至120℃的表面温度的玻璃基板上；并且在通过电炉将玻璃基板的加热状态保持30分钟之后确定是否出现了颗粒相对于玻璃基板的熔融粘结。在该测定中，符号○表示在120℃下没有出现颗粒相对于玻璃基板熔融粘结的状态，符号×表示在120℃下出现颗粒相对于玻璃基板熔融粘结的状态。
从示于表4中的结果，理解的是与比较例1-3的、其中它们由PP、PBT或无定形聚酯和氧化钛组成的白色颗粒相比，根据本发明的实施例1-5的、其中它们由甲基戊烯或环烯烃和氧化钛组成的白色颗粒具有高的白色反射率(超过40％)和耐热性。此外，理解的是如果可以实现低的介电常数和高的透明度作为树脂性能，则可以提高白色反射率。另外，理解的是如果增加PVC，则白色反射率变得更高。在这些情况下，一般而言，由于PVC变得过度的更高，则可加工性变得格外地劣化，因此理解的是有最合适的PVC范围。另外，如果氧化钛的类型变化(粒径和表面处理彼此不同)，则白色反射率不同并且理解的是有最合适类型的氧化钛。
工业实用性根据本发明的用于显示介质的白色颗粒可优选用于这样的应用使得在其中通过使颗粒或流体粉末移动而进行图像显示的图像显示装置中对比度提高，并且使用上述白色颗粒的图像显示装置可用于移动设备例如笔记本个人电脑、PDAs、便携式电话等用的图像显示元件；用于电子书籍、电子报纸等用的电子纸张；用于公告牌例如招牌、招贴、黑板等；用于电子计算器、家用电子应用产品、自动用品等用的图像显示元件；用于触点卡、IC卡等用的卡显示元件；和用于电子POP、电子广告、电子价格标签、电子乐谱、RF-ID设备等用的显示元件。
权利要求
1.用于信息显示装置的显示介质用的白色颗粒，其中将至少包含该白色颗粒的颗粒或者至少包含该白色颗粒的流体粉末密封在两块基板之间，至少一块基板是透明的，并且其中使对其施加有静电场的颗粒或流体粉末移动以显示图像，其特征在于该白色颗粒包含由甲基戊烯或环烯烃制得的树脂和氧化钛。
2.根据权利要求1所述的显示介质用的白色颗粒，其中，白色反射率不小于40％。
3.根据权利要求1或2所述的显示介质用的白色颗粒，其中该改进具有这样的耐热性使得在将白色颗粒喷射在于120℃下加热的玻璃基板上并且将被加热的玻璃基板的加热状态保持30分钟之后没有检测到熔融粘结。
4.一种信息显示装置，其特征在于使用根据权利要求1-3的其中一项所述的显示介质用的白色颗粒。
全文摘要
用于信息显示装置的显示介质用的白色颗粒，其中将至少包含该白色颗粒的颗粒或者至少包含该白色颗粒(3W)的流体粉末密封在两块基板1、2之间，至少一块基板是透明的，并且其中使对其施加有静电场的颗粒或流体粉末移动以显示图像，其特征在于改进由甲基戊烯或环烯烃制得的树脂和氧化钛组成。此外，作为优选的实施方案，白色反射率不小于40％，并且改进具有这样的耐热性使得在将白色颗粒喷射在于120℃下加热的玻璃基板上并且将加热的玻璃基板的加热状态保持30分钟之后，没有检测到熔融粘结。以这样的方式可以提供具有优良的白色反射率、高的显示图像对比度和充足的耐热性的用于显示介质的白色颗粒。
文档编号G02F1/17GK1926464SQ20058000644
公开日2007年3月7日 申请日期2005年1月27日 优先权日2004年1月27日
发明者小林米次, 西室阳一 申请人:株式会社普利司通