JP2005134846A - Method and apparatus for manufacturing image display medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロカプセル化された粒子分散液を電気泳動の原理に基づいて表示切替を行う画像表示媒体の製造方法及び装置に関する。 The present invention relates to an image display medium manufacturing method and apparatus for switching display of a microencapsulated particle dispersion based on the principle of electrophoresis.
従来、文字や静止画、動画等のいわゆる画像の表示用端末としてCRTや液晶ディスプレイが用いられている。これらはデジタルデータを瞬時に表示し、書き換えることができるが、装置を常に持ち歩くことは困難であり、長時間の作業では眼が疲労したり、電源をオフにしては表示できないなど多くの欠点もある。 Conventionally, a CRT or a liquid crystal display is used as a terminal for displaying so-called images such as characters, still images, and moving images. They can display and rewrite digital data instantly, but it is difficult to always carry the device around, and it has many drawbacks such as eye fatigue when working for a long time and display when turning off the power. is there.
一方、文字や静止画を書類などとして配布や保存するときは、プリンターにて紙媒体に記録される。この紙媒体は、いわゆるハードコピーとして、広く使用されているものである。ハードコピーは、ディスプレイより文章を読みやすく、疲れにくく、自由な姿勢で読むことができる。さらに、軽量で自由に持ち運びが可能である特徴を有する。しかし、ハードコピーは使用された後は廃棄され、リサイクルされるが、そのリサイクルには多くの労力と費用を要するので省資源の点では問題が残る。 On the other hand, when a character or a still image is distributed or stored as a document, it is recorded on a paper medium by a printer. This paper medium is widely used as a so-called hard copy. Hard copy is easier to read than display, less fatigue, and can be read freely. Furthermore, it has the characteristics that it is lightweight and can be carried freely. However, the hard copy is discarded and recycled after it is used. However, since the recycling requires a lot of labor and cost, there remains a problem in terms of resource saving.
以上のディスプレイとハードコピーの両方の長所を持った書き換えが可能なペーパーライクな表示媒体へのニーズは高く、これまでに高分子分散型液晶、双安定性コレステリック液晶、エレクトロクロミック素子、電気泳動素子等を用いた表示媒体が反射型で明るい表示ができ、かつメモリー性のある表示媒体として注目されている。中でも電気泳動素子を用いたものは、表示品質、表示動作時の消費電力の点で優れており、例えば、特開平5−173194号公報(特許文献1)、特許第2612472号公報(特許文献2)などに開示されている。
There is a great need for a rewritable paper-like display medium that has the advantages of both the above display and hard copy. So far, polymer-dispersed liquid crystals, bistable cholesteric liquid crystals, electrochromic devices, electrophoretic devices The display medium using the above has been attracting attention as a display medium that is reflective and can display bright and has a memory property. Among them, the one using an electrophoretic element is excellent in terms of display quality and power consumption during display operation. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-173194 (Patent Document 1) and Japanese Patent No. 2612472 (
電気泳動表示媒体では、一組の透明電極の間に、着色した分散媒中に分散媒の色とは異なる色を有する複数の電気泳動粒子を分散させた分散液を封入してある。この場合、その電気泳動粒子(単に泳動粒子とも言う)は、分散媒中で表面に電荷を帯びており、透明電極の一方に泳動粒子の電荷と逆向きの電圧を与えた場合には、泳動粒子がそちらに堆積して泳動粒子の色が観測され、泳動粒子の電荷と同じ向きの電圧を与えた場合には泳動粒子は反対側に移動するため分散媒の色が観測される。これにより表示を行うことができる。 In an electrophoretic display medium, a dispersion liquid in which a plurality of electrophoretic particles having a color different from the color of a dispersion medium is dispersed in a colored dispersion medium is sealed between a pair of transparent electrodes. In this case, the electrophoretic particles (also simply referred to as electrophoretic particles) are charged on the surface in the dispersion medium, and when a voltage opposite to the electrophoretic particle charge is applied to one of the transparent electrodes, the electrophoretic particles migrate. The particles are deposited there, and the color of the migrating particles is observed. When a voltage having the same direction as the charge of the migrating particles is applied, the migrating particles move to the opposite side, so the color of the dispersion medium is observed. As a result, display can be performed.
電気泳動粒子には重力などにより長時間の放置の間に偏ってしまうという短所があったが、このような分散液中の粒子の偏りを防止するためにマイクロカプセルで分散液を内包したものが特許第2551783号公報(特許文献3)に開示されている。 Electrophoretic particles have the disadvantage of being biased when left for a long time due to gravity or the like, but in order to prevent such unevenness of the particles in the dispersion, the one containing the dispersion in microcapsules This is disclosed in Japanese Patent No. 2551783 (Patent Document 3).
従来マイクロカプセルを電極基板間に充填する方法としては、2枚の基板の接着剤となるバインダー樹脂に混合した物を基板上に塗布し、バインダー樹脂を硬化させるのが公知である。一方、表示品質を向上させるためにはコントラストが高いことが求められる。すなわち表示材料である粒子が内包されたマイクロカプセルを緻密に且つ単層に並べる必要がある。しかし、従来電極基板間の接着剤となるバインダーに混ぜて注入あるいは塗布しても緻密にカプセルを充填することは困難であった。また、制御することも困難であった。 Conventionally, as a method of filling the microcapsules between the electrode substrates, it is known to apply a mixture mixed with a binder resin as an adhesive for two substrates on the substrate and cure the binder resin. On the other hand, high contrast is required to improve display quality. That is, it is necessary to arrange microcapsules in which particles as a display material are encapsulated densely and in a single layer. However, it has been difficult to densely fill capsules even if they are mixed or injected or applied in a binder serving as an adhesive between electrode substrates. It was also difficult to control.
本発明の目的は、緻密にマイクロカプセルが充填された表示品質に優れる画像表示媒体を提供することであり、そのための製造方法及び装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an image display medium excellent in display quality in which microcapsules are densely filled, and to provide a manufacturing method and apparatus therefor.
本発明者は画像表示媒体について改めて研究検討を行なった。その結果、多数のマイクロカプセルをそれよりも比重の重い液体に液面上に展開すると、やがて該マイクロカプセルは気液界面上に配置され単層のマイクロカプセル層を形成する。気液界面上で該マイクロカプセル層を圧縮すると緻密な単層のマイクロカプセルとなる。これを基板に転写すればマイクロカプセルが緻密に集合した画像表示媒体が得られることを見出した。本発明は以上の知見に基づいてなされたものである。 The inventor conducted a new study on the image display medium. As a result, when a large number of microcapsules are spread on the liquid surface into a liquid having a higher specific gravity, the microcapsules are eventually disposed on the gas-liquid interface to form a single microcapsule layer. When the microcapsule layer is compressed on the gas-liquid interface, it becomes a dense single-layer microcapsule. It has been found that if this is transferred to a substrate, an image display medium in which microcapsules are densely assembled can be obtained. The present invention has been made based on the above findings.
本発明によれば上記課題は下記(1)〜(9)によって達成される。 According to this invention, the said subject is achieved by following (1)-(9).
(1)所望の間隔を設けて配設された少なくとも一方が光透過性である二つの基板間に、少なくとも非極性溶媒から成る分散媒中に電気泳動粒子を分散させた粒子分散液を内包したマイクロカプセルを含有してなり、該二基板間に電圧を印加することによる該粒子の電気泳動により表示動作を行う画像表示媒体の製造方法において、少なくとも液体槽内の液面上に多数のマイクロカプセルを展開する工程と、該液面上のマイクロカプセル層を圧縮する工程と、該圧縮されたマイクロカプセル層をいずれかの基板に転写する工程と、もう一枚の基板を転写されたマイクロカプセル層に貼り合わせる工程からなることを特徴とする画像表示媒体の製造方法。 (1) A particle dispersion liquid in which electrophoretic particles are dispersed in a dispersion medium composed of at least a nonpolar solvent is included between two substrates that are light-transmitting at least one of them arranged with a desired interval. In a method of manufacturing an image display medium comprising a microcapsule and performing a display operation by electrophoresis of the particles by applying a voltage between the two substrates, at least a number of microcapsules on a liquid surface in a liquid tank A step of compressing the microcapsule layer on the liquid surface, a step of transferring the compressed microcapsule layer to one of the substrates, and a microcapsule layer having the other substrate transferred thereon A method for producing an image display medium, comprising the step of bonding to a substrate.
(2)液面上のマイクロカプセル層を所定の表面圧となるように圧縮することを特徴とする前記(1)記載の画像表示媒体の製造方法。 (2) The method for producing an image display medium according to (1), wherein the microcapsule layer on the liquid surface is compressed so as to have a predetermined surface pressure.
(3)マイクロカプセル層を転写する基板が粘着性のバインダー樹脂を塗布した基板であることを特徴とする前記(1)または(2)記載の画像表示媒体の製造方法。 (3) The method for producing an image display medium according to (1) or (2), wherein the substrate to which the microcapsule layer is transferred is a substrate coated with an adhesive binder resin.
(4)更にマイクロカプセル層が転写された基板を乾燥する工程を有することを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の画像表示媒体の製造方法。 (4) The method for producing an image display medium according to any one of (1) to (3), further comprising a step of drying the substrate onto which the microcapsule layer has been transferred.
(5)マイクロカプセルを液面上に展開する工程でマイクロカプセルを分散媒に分散させた分散液を調製し、該分散液を液面上に滴下することを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載の画像表示媒体の製造方法。 (5) The above (1) to (1), wherein a dispersion liquid in which the microcapsules are dispersed in a dispersion medium is prepared in the step of spreading the microcapsules on the liquid surface, and the dispersion liquid is dropped on the liquid surface. 4) The manufacturing method of the image display medium in any one of.
(6)所望の間隔を設けて配設された少なくとも一方が光透過性である二つの基板間に、少なくとも非極性溶媒から成る分散媒中に電気泳動粒子を分散させた粒子分散液を内包したマイクロカプセルを含有してなり、該二基板間に電圧を印加することによる該粒子の電気泳動により表示動作を行う画像表示媒体の製造装置において、少なくとも気液界面上にマイクロカプセルの層を展開させる展開用液体を収納するための液体槽と、該液体槽の上方に配設された基板を保持し上下動させるための基板保持手段と、該展開用液体の気液界面上のマイクロカプセル層を圧縮させるための液体表面圧縮手段とを具備したことを特徴とする画像表示媒体の製造装置。 (6) A particle dispersion liquid in which electrophoretic particles are dispersed in a dispersion medium composed of at least a non-polar solvent is included between two substrates that are light-transmitting at least one of them arranged at a desired interval. In an apparatus for manufacturing an image display medium that contains a microcapsule and performs display operation by electrophoresis of the particles by applying a voltage between the two substrates, the microcapsule layer is developed at least on the gas-liquid interface A liquid tank for storing the developing liquid, a substrate holding means for holding and moving the substrate disposed above the liquid tank, and a microcapsule layer on the gas-liquid interface of the developing liquid. An apparatus for producing an image display medium, comprising: a liquid surface compressing means for compressing.
(7)更に液体の表面圧測定手段を備えたことを特徴とする前記(6)記載の画像表示媒体の製造装置。 (7) The apparatus for producing an image display medium according to (6), further comprising a liquid surface pressure measuring means.
(8)更に液面を上方から観測する顕微鏡を備えたことを特徴とする前記(6)または(7)記載の画像表示媒体の製造装置。 (8) The apparatus for producing an image display medium according to (6) or (7), further comprising a microscope for observing the liquid level from above.
(9)更に基板の乾燥手段を備えたことを特徴とする画像表示媒体の製造装置。 (9) An apparatus for producing an image display medium, further comprising substrate drying means.
請求項1に係る発明によれば、少なくとも液体槽内の液面上に多数のマイクロカプセルを展開し、該液面上のマイクロカプセル層を圧縮し、該圧縮されたマイクロカプセル層をいずれかの基板に転写し、もう一枚の基板を転写されたマイクロカプセル層に貼り合わせるので、電気泳動粒子を内包するマイクロカプセルが緻密に配列された高コントラストの画像表示媒体の製造方法を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, a large number of microcapsules are developed on at least the liquid surface in the liquid tank, the microcapsule layer on the liquid surface is compressed, and the compressed microcapsule layer is It is possible to provide a method for manufacturing a high-contrast image display medium in which microcapsules enclosing electrophoretic particles are densely arranged because transfer onto a substrate and another substrate are bonded to the transferred microcapsule layer. it can.
請求項2に係る発明によれば、さらに液面上のカプセル層を所定の表面圧まで圧縮するので、マイクロカプセルの占有面積が制御された高コントラストで表示品質が一定の画像表示媒体の製造方法を提供することができる。
According to the invention of
請求項3に係る発明によれば、転写する基板が粘着性のバインダー樹脂を塗布した基板であることにより、マイクロカプセル層が確実に基板に転写されるので、表示欠陥の少ない画像表示媒体の製造方法を提供することができる。 According to the invention of claim 3, since the microcapsule layer is reliably transferred to the substrate because the substrate to be transferred is a substrate coated with an adhesive binder resin, an image display medium with few display defects is manufactured. A method can be provided.
請求項4に係る発明によれば、マイクロカプセル層が転写された基板を乾燥する工程を有することにより基板に転写された際に残留する液体が速やかに除去されるので、製造に要する時間の短縮が可能な画像表示媒体の製造方法を提供することができる。 According to the fourth aspect of the invention, the step of drying the substrate to which the microcapsule layer has been transferred has a step of drying, so that the liquid remaining when transferred to the substrate is quickly removed, so that the time required for manufacturing is shortened. It is possible to provide a method for manufacturing an image display medium capable of performing
請求項5に係る発明によれば、マイクロカプセルを分散液として液面上に滴下することによりマイクロカプセルが速やかに且つ均一に展開されるので、表示欠陥の少ない画像表示媒体の製造方法を提供することができる。
According to the invention of
請求項6に係る発明によれば、電気泳動粒子を内包するマイクロカプセルが緻密に配列された高コントラストの画像表示媒体の製造装置を提供することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to provide an apparatus for manufacturing a high-contrast image display medium in which microcapsules enclosing electrophoretic particles are densely arranged.
請求項7に係る発明によれば、液体表面圧測定手段を備えることによりマイクロカプセルの占有面積を制御することができるので、高コントラストで表示品質が一定の画像表示媒体の製造装置を提供することができる。 According to the seventh aspect of the invention, since the occupied area of the microcapsules can be controlled by providing the liquid surface pressure measuring means, an apparatus for manufacturing an image display medium with high contrast and constant display quality is provided. Can do.
請求項8に係る発明によれば、液面観察用の顕微鏡を備えることによりマイクロカプセル層の充填構造の様子や個々のマイクロカプセルを観察できるので、表示欠陥の少ない画像表示媒体の製造装置を提供することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, since the state of the microcapsule layer filling structure and individual microcapsules can be observed by providing a liquid level observation microscope, an apparatus for manufacturing an image display medium with few display defects is provided. can do.
請求項9に係る発明によれば、基板の乾燥手段を備えていることにより、基板に転写された際に残留する液体が速やかに除去されるので、製造に要する時間の短縮が可能な画像表示媒体の製造装置を提供することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, since the substrate drying means is provided, the liquid remaining when transferred to the substrate is quickly removed, so that the time required for manufacturing can be shortened. An apparatus for manufacturing a medium can be provided.
本発明により提供される画像表示媒体の例を図1に基づき説明する。図1において、1および2は導電性基板で少なくとも一方は光透過性である。
導電層としてはAl、Ag、Ni、Cu等の金属やITO、SnO2、ZnO:Al等の透明導電体をスパッタリング法、真空蒸着法、CVD法、塗布法等で薄膜状に形成したもの、あるいは導電剤を溶媒あるいは合成樹脂バインダに混合して塗布したものが用いられる。
An example of an image display medium provided by the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, 1 and 2 are conductive substrates, and at least one of them is light transmissive.
As the conductive layer, a metal such as Al, Ag, Ni, Cu or the like, or a transparent conductor such as ITO, SnO 2 , ZnO: Al, etc. formed into a thin film by a sputtering method, a vacuum deposition method, a CVD method, a coating method, Or what mixed and apply | coated the electrically conductive agent with the solvent or the synthetic resin binder is used.
導電剤としてはポリメチルベンジルトリメチルクロライド、ポリアリルポリメチルアンモニウムクロライド等のカチオン性高分子電解質、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩等のアニオン性高分子電解質や電子伝導性の酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム微粉末等が用いられる。導電性基板としては導電層自体が自己保持機能を有する程度に厚い場合もあるし、図示しない自己保持機能を有する基体の対向面上に導電層が設けられている場合もあり、いずれの場合も好適に使用できる。また、導電層は異方導電性を示すものであってもよいし、厚さ方向に導電性部分が貫通したパターン状ないしマルチドット状のセグメントを有する層であってもよい。 Conductive agents include cationic polyelectrolytes such as polymethylbenzyltrimethyl chloride and polyallylpolymethylammonium chloride, anionic polyelectrolytes such as polystyrene sulfonate and polyacrylate, and electronically conductive zinc oxide and tin oxide. Indium oxide fine powder or the like is used. As the conductive substrate, the conductive layer itself may be thick enough to have a self-holding function, or a conductive layer may be provided on the opposite surface of the base body having a self-holding function (not shown). It can be used suitably. Further, the conductive layer may be anisotropic conductive, or may be a layer having a pattern or multi-dot segment in which a conductive portion penetrates in the thickness direction.
いずれにおいても導電性基板1、2の一部に電源電極をコンタクトすれば導電性基板1、2の間に電界を生じさせることが可能となるので、白色ないし着色粒子は確実に移動できる。表示を行うには導電性基板1、2間の電圧印加手段を用意すればよいので、簡便である。
In any case, if a power supply electrode is brought into contact with a part of the
図1において、3はマイクロカプセルである。4は白色ないし着色粒子である。
白色粒子としては、二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタンなどの金属酸化物の固体粒子が使用できる。
黒色の着色粒子としては、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、ファーネスブラック、ランプブラック等が使用できる。
シアンの着色剤としては、例えば、フタロシアニンブルー、メチレンブルー、ビクトリアブルー、メチルバイオレット、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー等が使用できる。
マゼンタの着色剤としては、例えば、ローダミン6Gレーキ、ジメチルキナクリドン、ウォッチングレッド、ローズベンガル、ローダミンB、アリザリンレーキ等が使用出きる。
イエローの着色剤としては、例えば、クロムイエロー、ベンジジンイエロー、ハンザイエロー、ナフトールイエロー、モリブデンオレンジ、キノリンイエロー、タートラジン等が使用できる。
In FIG. 1, 3 is a microcapsule. 4 is white or colored particles.
As the white particles, solid particles of metal oxides such as silicon dioxide, aluminum oxide, and titanium oxide can be used.
As the black colored particles, for example, carbon black, aniline black, furnace black, lamp black and the like can be used.
Examples of cyan colorants include phthalocyanine blue, methylene blue, Victoria blue, methyl violet, aniline blue, and ultramarine blue.
As the magenta colorant, for example, rhodamine 6G lake, dimethylquinacridone, watching red, rose bengal, rhodamine B, alizarin lake and the like can be used.
Examples of yellow colorants include chrome yellow, benzidine yellow, hansa yellow, naphthol yellow, molybdenum orange, quinoline yellow, and tartrazine.
また、上記金属酸化物や着色剤を少なくとも分散媒となる溶媒に不溶なバインダー樹脂に分散ないし混合したもの、ないし該樹脂に被覆したものも使用できる。この場合、バインダー樹脂としては、公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のうち分散媒に不溶なものが全て使用できるが、とりわけ非粘着材系樹脂材料が好ましく使用できる。このような非粘着材系樹脂材料の端的な例としては、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、あるいはポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体などを例示することができる。 In addition, a dispersion or mixture of the above metal oxide or colorant in a binder resin insoluble in a solvent serving as a dispersion medium, or a coating on the resin can be used. In this case, as the binder resin, any of the known thermoplastic resins and thermosetting resins that are insoluble in the dispersion medium can be used, but in particular, a non-adhesive material resin material can be preferably used. As a simple example of such a non-adhesive material-based resin material, an acrylic resin, a polyester resin, styrene such as polystyrene, poly p-chlorostyrene, polyvinyltoluene, or a polymer of a substituted product thereof can be exemplified. .
上記金属酸化物や着色剤が使用できる量は、バインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜300重量部、好ましくは1〜100重量部である。また、粒子分散液における固形分の重量割合は、上記粒子分散液含有マイクロカプセルを画像表示媒体に適用した場合に所望の濃度の色が得られるように適宜設定されるが、1〜25重量%程度が適当である。 The amount of the metal oxide or the colorant that can be used is 0.1 to 300 parts by weight, preferably 1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. Further, the weight ratio of the solid content in the particle dispersion is appropriately set so that a desired concentration of color can be obtained when the particle dispersion-containing microcapsules are applied to an image display medium. The degree is appropriate.
図1において、5は着色分散媒であり、白色ないし着色粒子の色とは異なる色に着色されている。
本発明の実施の形態において使用される分散媒の例としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン等のパラフィン系炭化水素、イソヘキサン、イソオクタン、イソドデカン等のイソパラフィン系炭化水素、流動パラフィン等のアルキルナフテン系炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、アルキルベンゼン、ソルベントナフサ等の芳香族炭化水素、ジメチルシリコーンオイル、フェニルメチルシリコーンオイル、ジアルキルシリコーンオイル、アルキルフェニルシリコーンオイル、環状ポリジアルキルシロキサン又は環状ポリアルキルフェニルシロキサン等のシリコーン系のオイルが挙げられる。
In FIG. 1,
Examples of the dispersion medium used in the embodiment of the present invention include paraffinic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane and dodecane, isoparaffinic hydrocarbons such as isohexane, isooctane and isododecane, fluid Alkyl naphthenic hydrocarbons such as paraffin, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, alkyl benzene, solvent naphtha, dimethyl silicone oil, phenyl methyl silicone oil, dialkyl silicone oil, alkyl phenyl silicone oil, cyclic polydialkyl siloxane or cyclic Examples thereof include silicone oils such as polyalkylphenylsiloxane.
また使用される染料の例としては、上記分散媒に可溶な油溶性染料が挙げられ、Coulour IndexにおいてSolvent dyeに分類される染料が好適に使用される。これらの染料にはアゾ系、アントラキノン系、フタロシアニン系、トリアリルメタン系の各色の染料が存在する。 Examples of the dye used include oil-soluble dyes that are soluble in the above-mentioned dispersion medium, and dyes classified as Solvent dye in the Coulor Index are preferably used. These dyes include azo dyes, anthraquinone dyes, phthalocyanine dyes, and triallylmethane dyes.
これら油溶性染料には、例えば、スピリットブラック(SB、SSBB、AB)、ニグロシンベース(SA、SAP、SAPL、EE、EEL、EX、EXBP、EB)、オイルイエロー(105、107、129、3G、GGS)、オイルオレンジ(201、PS、PR)、ファーストオレンジ、オイルレッド(5B、RR、OG)、オイルスカーレット、オイルピンク312、オイルバイオレット#730、マクロレックスブルーRR、スミプラストグリーンG、オイルブラウン(GR、416)、スーダンブラックX60、オイルグリーン(502、BG)、オイルブルー(613、2N、BOS)、オイルブラック(HBB、860、BS)、バリファーストイエロー(1101、1105、3108、4120)、バリファーストオレンジ(3209、3210)、バリファーストレッド(1306、1355、2303、3304、3306、3320)、バリファーストピンク2310N、バリファーストブラウン(2402、3405)、バリファーストブルー(3405、1501、1603、1605、1607、2606、2610)、バリファーストバイオレット(1701、1702)、ヴァリファーストブラック(1802、1807、3804、3810、3820、3830)が代表的なものとして挙げられるが、本発明の目的に反しない限り、ここに記載された染料以外の油性染料又は油溶性染料であっても構わない。 These oil-soluble dyes include, for example, Spirit Black (SB, SSBB, AB), Nigrosine Base (SA, SAP, SAPL, EE, EEL, EX, EXBP, EB), Oil Yellow (105, 107, 129, 3G, GGS), Oil Orange (201, PS, PR), First Orange, Oil Red (5B, RR, OG), Oil Scarlet, Oil Pink 312, Oil Violet # 730, Macrolex Blue RR, Sumiplast Green G, Oil Brown (GR, 416), Sudan Black X60, Oil Green (502, BG), Oil Blue (613, 2N, BOS), Oil Black (HBB, 860, BS), Bali First Yellow (1101, 1105, 3108, 4120) , Bali First Range (3209, 3210), Bali First Red (1306, 1355, 2303, 3304, 3306, 3320), Bali First Pink 2310N, Bali First Brown (2402, 3405), Bali First Blue (3405, 1501, 1603, 1605, 1607, 2606, 2610), Bali First Violet (1701, 1702), Vari First Black (1802, 1807, 3804, 3810, 3820, 3830) are typical examples, as long as they are not contrary to the object of the present invention. Oil-based dyes or oil-soluble dyes other than the dyes described herein may be used.
着色分散媒5には染料の溶解性を向上させるために他の物質を加えることができる。これらの物質は非極性溶媒に溶解ないし混和可能な物質が好ましい。これらの物質の例としては、エーテル類、エステル類、アルコール類、ケトン類、アミド類などが挙げられる。このような他の溶媒の混合比は、分散媒100重量部に対し0.1〜10重量部程度である。
Other substances can be added to the
図1において、6は接着支持層であり、マイクロカプセルを導電性基板1、2間に保持する。接着支持層6には導電層に接着する任意の公知の材料が使用できるが、透明であること、また電気的絶縁性に優れることが好ましい。特に無溶剤型の硬化材料が好ましい。このような材料としては光硬化型のエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂が挙げられる。
In FIG. 1, reference numeral 6 denotes an adhesive support layer that holds the microcapsules between the
本発明の第1の実施の形態を図2に基づいて説明する。本発明の実施の形態において電気泳動粒子が内包されたマイクロカプセルが緻密にかつ単層に充填された画像表示媒体を得る方法は以下のとおりである。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the embodiment of the present invention, a method for obtaining an image display medium in which microcapsules encapsulating electrophoretic particles are densely packed in a single layer is as follows.
まず電気泳動粒子を分散媒に分散する。本発明における粒子分散液を作るには、前記各成分を非極性溶媒中に混合分散すればよい。この場合、分散手段としてボールミル、サンドミル、アトライター等を用いてもよい。なお混合順序は特に限定されるものではない。続いて、マイクロカプセルを作製する。マイクロカプセルを作製する方法としては相分離法、コアセルベーション法など公知のO/Wエマルション界面で高分子膜を形成する手法を用いることができ、特に限定されない。得られたマイクロカプセル3は液体槽7の液面上に展開される。
First, electrophoretic particles are dispersed in a dispersion medium. In order to make the particle dispersion in the present invention, the above components may be mixed and dispersed in a nonpolar solvent. In this case, a ball mill, a sand mill, an attritor or the like may be used as the dispersing means. The mixing order is not particularly limited. Subsequently, microcapsules are produced. As a method for producing the microcapsules, a known method for forming a polymer film at the interface of an O / W emulsion such as a phase separation method or a coacervation method can be used, and is not particularly limited. The obtained microcapsule 3 is developed on the liquid surface of the
液体槽の液体(展開用液体8)としてはマイクロカプセルの比重が水よりも小さい場合には水を使用することが好ましい。また、比重が大きいマイクロカプセルに対しては、フルオロカーボンなどの比重が大きい液体を使用することが好ましい。いずれにせよマイクロカプセルが液面上に浮き且つ液体がマイクロカプセルに対して化学的に影響を及ぼさなければ特に限定されない。 Water is preferably used as the liquid in the liquid tank (developing liquid 8) when the specific gravity of the microcapsules is smaller than that of water. For microcapsules having a large specific gravity, it is preferable to use a liquid having a large specific gravity such as fluorocarbon. In any case, there is no particular limitation as long as the microcapsules float on the liquid surface and the liquid does not chemically affect the microcapsules.
次に液面8上に展開されたマイクロカプセル3を圧縮する。圧縮することによりマイクロカプセルの液面上での占有面積が小さくなっていくのでやがてマイクロカプセルは液面上で最密に充填された構造をとる。この状態で導電性基板の導電面をマイクロカプセル層に当てることによりマイクロカプセル層は導電性基板に転写される。最後に転写面と反対側の面にもう一方の基板を貼り合わせることにより画像表示媒体が得られる。 Next, the microcapsule 3 developed on the liquid surface 8 is compressed. Since the area occupied on the liquid surface of the microcapsule is reduced by the compression, the microcapsule eventually has a structure in which the microcapsule is packed most closely on the liquid surface. In this state, the microcapsule layer is transferred to the conductive substrate by applying the conductive surface of the conductive substrate to the microcapsule layer. Finally, the other substrate is bonded to the surface opposite to the transfer surface to obtain an image display medium.
本発明の第2の実施の形態において、液体表面圧測定手段10を用いて、所定の表面圧に圧縮し、以下本発明の第1の実施の形態と同様に画像表示媒体を製造する。これにより緻密にマイクロカプセルが充填された画像表示媒体を提供することができる。 In the second embodiment of the present invention, the liquid surface pressure measuring means 10 is used to compress to a predetermined surface pressure, and an image display medium is manufactured in the same manner as in the first embodiment of the present invention. As a result, an image display medium in which the microcapsules are densely packed can be provided.
本発明の第3の実施の形態において、マイクロカプセル層を転写する基板上に粘着性のバインダー樹脂をあらかじめ塗布する。マイクロカプセルは元来その表面は樹脂であるため、単に基板を接触させるだけでも基板に付着させることは可能であるが、本発明のようにあらかじめ粘着性のバインダー樹脂を塗布することでさらに確実にマイクロカプセル層を基板に転写することができる。本発明で使用可能なバインダー樹脂としては、接着剤として提供されているアクリル樹脂やエポキシ樹脂などが挙げられる。 In the third embodiment of the present invention, an adhesive binder resin is applied in advance onto a substrate to which the microcapsule layer is transferred. Since the surface of the microcapsule is originally a resin, it can be attached to the substrate simply by contacting the substrate. However, by applying an adhesive binder resin in advance as in the present invention, it is more reliable. The microcapsule layer can be transferred to the substrate. Examples of the binder resin that can be used in the present invention include acrylic resins and epoxy resins that are provided as adhesives.
本発明の第4の実施の形態において、更にマイクロカプセル層が転写された基板を乾燥する工程を有する。マイクロカプセル層を転写した基板にはマイクロカプセルが展開されていた液体槽中の液体が残留している。もう一方の基板を貼り合わせる前に該液体を該乾燥手段により蒸発させることで画像表示媒体の製造に要する時間を短縮することができる。乾燥手段としては、温風を当てるもの、赤外線を照射するものなど公知の乾燥手段が適用可能である。 In the fourth embodiment of the present invention, the method further includes the step of drying the substrate onto which the microcapsule layer has been transferred. The liquid in the liquid tank in which the microcapsules are spread remains on the substrate onto which the microcapsule layer has been transferred. The time required for manufacturing the image display medium can be shortened by evaporating the liquid by the drying means before the other substrate is bonded. As the drying means, known drying means such as those that apply hot air and those that irradiate infrared rays can be applied.
本発明の第5の実施の形態において、マイクロカプセルを分散液として液面上に滴下する。マイクロカプセルは粉体のように取り扱うことが可能であるため直接液面上に展開することが可能である。しかし、この場合、マイクロカプセル同士の凝集をほぐすのに時間を要したり、あるいは均一に展開できないといった不具合が生じることがある。本発明の実施の形態ではあらかじめマイクロカプセルを所定の分散媒に添加してマイクロカプセルが均一に分散した分散液を調製し、該分散液を液体槽の液面上に滴下することにより短時間に均一にマイクロカプセルを展開することが可能となる。分散媒としては液体槽中の液体と同じものを使用するのが好ましいが、それ以外にもマイクロカプセルが均一分散可能であれば液体槽中の液体と混和するもの、あるいは展開後速やかに蒸発するものであれば特に限定されない。 In the fifth embodiment of the present invention, microcapsules are dropped onto the liquid surface as a dispersion. Since microcapsules can be handled like powder, they can be developed directly on the liquid surface. However, in this case, there may be a problem that it takes time to loosen the aggregation of the microcapsules or that the microcapsules cannot be uniformly spread. In an embodiment of the present invention, a microcapsule is added in advance to a predetermined dispersion medium to prepare a dispersion in which the microcapsules are uniformly dispersed, and the dispersion is dropped onto the liquid surface of the liquid tank in a short time. It becomes possible to spread microcapsules uniformly. It is preferable to use the same dispersion medium as the liquid in the liquid tank, but in addition to that, if the microcapsules can be uniformly dispersed, they can be mixed with the liquid in the liquid tank or evaporate immediately after deployment. If it is a thing, it will not specifically limit.
次に、本発明の第6の実施の形態を図2に基づいて説明する。
図2はマイクロカプセルを有する画像表示媒体の製造装置であり、7は液体槽、8は展開用液体でありマイクロカプセル3よりも比重が大きい。展開用液体8は液面上にマイクロカプセル3を展開できる。9は圧縮用バリヤである。圧縮用バリヤ9は少なくとも水平方向に可動であり、気液界面上の物質の占有面積が制御可能である。即ちマイクロカプセルの液面状での占有可能面積が制御可能である。1は基板であり、図示しない基板保持手段により動作可能である。基板1が液面上のマイクロカプセル層と接することでマイクロカプセル層が基板1に転写
れる。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 2 shows an apparatus for producing an image display medium having microcapsules, 7 is a liquid tank, 8 is a developing liquid, and has a specific gravity greater than that of microcapsules 3. The developing liquid 8 can develop the microcapsule 3 on the liquid surface. Reference numeral 9 denotes a compression barrier. The compression barrier 9 is movable at least in the horizontal direction, and the area occupied by the substance on the gas-liquid interface can be controlled. That is, the occupable area of the microcapsule on the liquid surface can be controlled.
本発明の第7の実施の形態を図2に基づいて説明する。10は表面圧測定手段である。表面圧測定手段としては公知のウィルヘルミー法による表面張力計で使用されるウィルヘルミープレートなどが挙げられる。表面圧測定手段10では液面上のマイクロカプセル層の充填状態を見ることが可能であり、液面上に展開されたマイクロカプセル3が圧縮用バリヤ9により圧縮されて最密充填されるまでは表面圧はほぼ0である。それ以下の面積まで圧縮されると表面圧が上昇する。 A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Reference numeral 10 denotes a surface pressure measuring means. Examples of the surface pressure measuring means include a Wilhelmy plate used in a known surface tension meter by the Wilhelmy method. In the surface pressure measuring means 10, it is possible to see the filling state of the microcapsule layer on the liquid surface, and until the microcapsule 3 developed on the liquid surface is compressed by the compression barrier 9 and is closely packed. The surface pressure is almost zero. When compressed to a smaller area, the surface pressure rises.
本発明の第8の実施の形態において、マイクロカプセルを有する画像表示媒体の製造装置は図示しない液面観察用の顕微鏡を備えている。該顕微鏡によりマイクロカプセル層の充填構造の様子や個々のマイクロカプセルの径などを観測することができる。 In the eighth embodiment of the present invention, an apparatus for producing an image display medium having microcapsules includes a liquid level observation microscope (not shown). The state of the filling structure of the microcapsule layer and the diameter of each microcapsule can be observed with the microscope.
本発明の第9の実施の形態において、マイクロカプセルを有する画像表示媒体の製造装置は図示しない基板の乾燥手段を備えている。マイクロカプセル層を転写した基板にはマイクロカプセルが展開されていた液体槽中の液体が残留している。もう一方の基板を貼り合わせる前に該液体を該乾燥手段により蒸発させることで画像表示媒体の製造に要する時間を短縮することができる。乾燥手段としては、温風を当てるもの、赤外線を照射するものなど公知の乾燥手段が適用可能である。 In the ninth embodiment of the present invention, an apparatus for producing an image display medium having microcapsules includes a substrate drying means (not shown). The liquid in the liquid tank in which the microcapsules are spread remains on the substrate onto which the microcapsule layer has been transferred. The time required for manufacturing the image display medium can be shortened by evaporating the liquid by the drying means before the other substrate is bonded. As the drying means, known drying means such as those that apply hot air and those that irradiate infrared rays can be applied.
本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。ただし、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例で用いる部は、全て重量部である。 The invention is explained in more detail by means of examples. However, the present invention is not limited to the following examples. The parts used in the following examples are all parts by weight.
実施例1
(電気泳動粒子内包マイクロカプセルの作製)
水290部に尿素10部、レソルシノール1部、エチレン−無水マレイン酸共重合体10部を溶解したものを水酸化ナトリウム水溶液でpHを3.5に調整した。別にイソパラフィン系炭化水素(エクソン化学、Isoper G)の染料(バイエル、マクロレックスブルーRR)飽和溶液30部に酸化チタン1部を加え超音波分散したものを粒子分散液として調製し、この分散液を上記水溶液に加え、さらにホルムアルデヒド溶液25部を加えて50℃で3時間加熱撹拌した。反応終了後吸引ろ過と水洗、乾燥によりマイクロカプセルを回収した。
Example 1
(Preparation of microcapsules containing electrophoretic particles)
A solution prepared by dissolving 10 parts of urea, 1 part of resorcinol and 10 parts of ethylene-maleic anhydride copolymer in 290 parts of water was adjusted to pH 3.5 with an aqueous sodium hydroxide solution. Separately, 30 parts of a saturated solution of isoparaffin hydrocarbon (Exxon Chemical, Isoper G) dye (Bayer, Macrolex Blue RR) and 1 part of titanium oxide were added and ultrasonically dispersed to prepare a particle dispersion. In addition to the above aqueous solution, 25 parts of a formaldehyde solution was further added and stirred with heating at 50 ° C. for 3 hours. After completion of the reaction, the microcapsules were collected by suction filtration, washing with water and drying.
(画像表示媒体の作製と動作)
図2に示す液体槽に水を張り上記で得られたマイクロカプセル10部を水100部に加えて分散させ、水面に滴下した。1分間放置した後圧縮用バリヤをマイクロカプセルの水面上での占有面積が小さくなる方向に圧縮し、表面圧が20mN/mになるように保持した。次に紫外線硬化エポキシ樹脂(商品名:スリーボンド 3121)をワイヤーバーで塗布したITO電極付きガラス基板を導電面が下になるようにして上から静かにマイクロカプセル層に接触させた後再び上方へ引き上げたところ、マイクロカプセルはITO基板上に転写された。この基板をヒーターで40℃に加熱した。最後に紫外線硬化エポキシ樹脂をワイヤーバーで塗布したITO電極付きガラス基板上を貼り合わせ電気泳動表示媒体を作製した。
上部ITO電極に+100Vを印加すると、酸化チタン粒子は速やかに上部電極に電着し、上部基板面から見ると白色に見えた。次に上部電極に−100Vを印加すると、酸化チタン粒子は下部電極に移動し、上部基板側から見ると染料の色に起因する着色状態が鮮明に見られた。
(Production and operation of image display medium)
Water was filled in the liquid tank shown in FIG. 2 and 10 parts of the microcapsules obtained above were added to 100 parts of water and dispersed, and then dropped onto the water surface. After being allowed to stand for 1 minute, the compression barrier was compressed in a direction in which the area occupied on the water surface of the microcapsules was reduced, and the surface pressure was maintained at 20 mN / m. Next, a glass substrate with an ITO electrode coated with an ultraviolet curable epoxy resin (trade name: ThreeBond 3121) with a wire bar is gently brought into contact with the microcapsule layer from above with the conductive surface facing down, and then pulled upward again. As a result, the microcapsules were transferred onto the ITO substrate. This substrate was heated to 40 ° C. with a heater. Finally, an electrophoretic display medium was prepared by laminating the glass substrate with an ITO electrode coated with an ultraviolet curable epoxy resin with a wire bar.
When +100 V was applied to the upper ITO electrode, the titanium oxide particles quickly electrodeposited on the upper electrode, and looked white when viewed from the upper substrate surface. Next, when −100 V was applied to the upper electrode, the titanium oxide particles moved to the lower electrode, and when viewed from the upper substrate side, the coloring state due to the color of the dye was clearly seen.
1、2 導電性基板
3 マイクロカプセル
4 白色ないし着色粒子
5 着色分散媒
6 接着支持層
7 液体槽
8 展開用液体
9 圧縮用バリヤ
10 表面圧測定手段
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2003
- 2003-10-31 JP JP2003373728A patent/JP2005134846A/en active Pending
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