(57)【要約】      （修正有）【課題】  経時の凝集を防ぎ、表示性能が高く、耐久性に優れる画像表示装置を提供する。【解決手段】  支持体上に、少なくとも１つ以上の磁性液体を含む。支持体上に媒体を有し、磁気ヘッド１４の磁気によって磁性液体を媒体の内部又は外部に移動させる。磁性液体が、少なくとも鉄イオン及びイミダゾリウムイオンを有するイオン性液体である。媒体が多孔質媒体１２であり、磁性液体が着色されている。【選択図】図２
2006208478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体上に、少なくとも１種の磁性液体を含む画像表示装置。
【請求項２】
前記支持体上に媒体を有し、磁気によって前記磁性液体を該媒体の内部又は外部に移動させることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記磁性液体が、イオン性液体であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記磁性液体が、少なくとも鉄イオン及びイミダゾリウムイオンを有するイオン性液体であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記媒体が多孔質媒体であり、前記磁性液体が着色されてなることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性液体を用いた画像表示装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル情報の普及に伴い、デジタル画像を表示する画像表示装置に注目が集まっている。従来、デジタル情報のデイスプレイとしては、液晶デイスプレイなどが広く利用されている。特に低消費電力である反射型液晶デイスプレイは、モバイル適性の観点から有望であるものの偏光板とカラーフィルターを用いるために反射率が低い。そのため、最近では、紙に近い表示が可能な方式として、電気泳動方式、エレクトロクロミック方式、エレクトロデポジション方式などが提案されている。
しかしながら、これらの方式では、コントラスト比、応答速度など全てを満足することが困難であり、新しい画像表示装置の開発が望まれている。
【０００３】
一方、磁性体の微粒子を液体中に分散させた磁性流体を、画像表示装置に適用することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
しかしながら、磁性流体を用いた方式では、経時で磁性体の微粒子が凝集しやすくなるため、経時的な耐久性（安定性）に優れる画像表示装置の開発が望まれている。
【特許文献１】特開平７−１４６６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は前記諸問題に鑑みてなされたものであって、表示性能が高く、耐久性に優れる画像表示装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる状況のもと、発明者が鋭意検討した結果、下記手段を用いることにより、本発明の課題を解決しうることを見出した。
【０００６】
＜１＞  支持体上に、少なくとも１種の磁性液体を含む画像表示装置。
【０００７】
＜２＞  前記支持体上に媒体を有し、磁気によって前記磁性液体を該媒体の内部又は外部に移動させることを特徴とする前記＜１＞に記載の画像表示装置。
【０００８】
＜３＞  前記磁性液体が、イオン性液体であることを特徴とする前記＜１＞又は＜２＞に記載の画像表示装置。
【０００９】
＜４＞  前記磁性液体が、少なくとも鉄イオン及びイミダゾリウムイオンを有するイオン性液体であることを特徴とする前記＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【００１０】
＜５＞  前記媒体が多孔質媒体であり、前記磁性液体が着色されてなることを特徴とする前記＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、表示性能が高く、耐久性に優れる画像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において「〜」はその前後に記載される数値をそれぞれ最小値および最大値として含む範囲を示す。
【００１３】
本発明は、支持体上に、少なくとも１種の磁性液体を含む画像表示装置である。
本発明に用いられる磁性液体とは、磁性を示す液体をいい、磁性微粒子を界面活性剤等によって分散させた磁性流体を除く。分散状態にある磁性流体では、磁性体微粒子の分散状態を安定的に保つことが難しく、経時で凝集しやすいのに対し、本発明の磁性液体では、磁性微粒子を含まず経時においても安定である。したがって、磁性液体を用いた本発明の画像表示装置では、耐久性に優れる。
磁性液体は、少なくとも１種の常磁性体、反磁性体、強磁性体のいずれであってもよいが、強磁性体であることが好ましい。
【００１４】
磁性液体として、例えば、磁性金属塩の濃厚水溶液や、以下に示す磁性を発現する元素を含有するイオン性液体等を挙げることができる。特に、磁性液体がイオン性液体で構成される場合には揮発せず、素子の安定性が向上する観点から好ましい態様である。イオン性液体とは、カチオン性化合物とアニオン性化合物とからなるイオン性化合物であり、かつ、液体であるものを意味する。イオン性液体は、通常の溶媒が蒸気圧を応じた揮発性化合物であるのに対し、蒸気圧がない揮発しない液体として、機能性材料の溶媒として応用が期待されているものである。
【００１５】
本発明に用いられるイオン性液体としては、いかなるものであってもよい。
イオン性液体に含まれるカチオン性化合物としては、好ましくは、イミダゾリウム塩化合物、ピリジニウム塩化合物、アンモニウム塩化合物、ホスホニウム塩化合物などが挙げられる。具体的には、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、１−ｎ−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１−エチル−３−エチルイミダゾリウムなどが挙げられる。好ましくは、イミダゾリウム塩化合物である。さらに好ましくは、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム塩化合物、１−ｎ−ブチルー３−メチルイミダゾリウム塩化合物である。
イオン性液体に含まれるアニオン性化合物としては、磁性を発現する元素を含有することが好ましい。磁性を発現する元素としては鉄、コバルト、ニッケルが挙げられ、特に好ましくは、鉄である。
【００１６】
磁性を発現する元素を含有するアニオン性化合物として好ましくは、塩化鉄（III）酸イオン（ＦｅＣｌ4-）、臭化鉄（III）酸イオン（ＦｅＢｒ4-）,フッ化鉄（III）酸イオン（ＦｅＦ4-）、塩化コバルト（III）酸イオン（ＣｏＣｌ4-）、塩化ニッケル（II）酸イオン（ＮｉＣｌ3-）であり、より好ましくは、塩化鉄（III）酸イオン（ＦｅＣｌ4-）である。
【００１７】
本発明において特に好ましくは、、少なくとも鉄イオン及びイミダゾリウムイオンを有するイオン性液体を用いる場合であり、例えば、塩化鉄酸−１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、塩化鉄酸−１−エチル−３−メチルイミダゾリウムが挙げられ、その中でも、塩化鉄酸−１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムが好ましい。
このようなイオン性液体は、「Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、ｐ１５９０、２００４年」記載の方法に従い合成することができる。
【００１８】
本発明にかかる磁性液体は、必要に応じて着色剤を添加して着色することができる。
着色剤として染料を用いる場合、染料としてはいかなるものであってもよいが、例えば、アゾ色素、アントラキノン色素、ペリレン色素、メロシアニン色素、アゾメチン色素、フタロペリレン色素、インジゴ色素、アズレン色素、ジオキサジン色素、ポリチオフェン色素などが挙げられる。着色剤として顔料を用いる場合、ペリレン顔料、フタロシアニン顔料、アゾ顔料、ジケトピロロピロール顔料、キナクリドン顔料、酸化チタン顔料を用いることができるが、これに限定されない。
磁性液体中、染料の含有量は、１質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは、１質量％以上１０質量％以下である。顔料の含有量は、１質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは、１質量％以上１０質量％以下である。
本発明にかかる磁性液体の着色剤としては、経時における安定性の観点から、染料であることが好ましい。
【００１９】
その他、本発明にかかる磁性液体には、適宜種々添加剤を添加することができる。
【００２０】
本発明の画像表示装置に用いることができる支持体としては、ガラス基板、金属基板、プラスチック基板などが挙げられるが、ガラス基板又はプラスチック基板が好ましい。
【００２１】
前記プラスチック基板としては、例えば、トリアセチルセルロース(ＴＡＣ)、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)、ポリエチレンナフタレート(ＰＥＮ)、シンジオタクチックポリスチレンン(ＳＰＳ)、ポリフェニレンスルフィド(ＰＰＳ)、ポリカーボネート(ＰＣ)、ポリアリレート(ＰＡｒ)、ポリスルホン(ＰＳＦ)、ポリエステルスルホン(ＰＥＳ)、ポリエーテルイミド(ＰＥＩ)、環状ポリオレフィン、ポリイミド(ＰＩ)などが挙げられる。好ましくは、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)である。
【００２２】
本発明におけるプラスチック基板の厚みは、特に規定されないが３０μｍ〜７００μｍが好ましく、より好ましくは４０μｍ〜２００μｍ、さらに好ましくは５０μｍ〜１５０μｍである。さらにいずれの場合もヘイズは３％以下が好ましく、より好ましくは２％以下、さらに好ましくは１％以下、全光透過率は７０％以上が好ましく、より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上である。
【００２３】
本発明におけるプラスチック基板には、必要により本発明の効果を損なわない範囲で、公知の、可塑剤、染顔料、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、無機微粒子、剥離促進剤、レベリング剤および潤滑剤などの樹脂改質剤を添加しても良い。
【００２４】
本発明の画像表示装置では、支持体上に、少なくとも１種の磁性液体を含み、特に支持体上に媒体を有し、磁気によって磁性液体を該媒体の内部又は外部に磁気泳動させることで、表示を行う。
磁性液体は、上記のイオン性液体であることが好ましく、特に少なくとも鉄イオン及びイミダゾリウムイオンを有するイオン性液体であることが好適である。
【００２５】
前記媒体としては、磁性液体がその媒体の内外へ移動可能で、且つその状態を保持できるものであれば特に制限はないが、多孔質媒体であることが表示性能の観点から好ましい。本発明に用いられる多孔質媒体としては、いかなるものであってもよいが、例えば、セルロースエステル、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ガラス、磁器材料、金属などが挙げられる。好ましくは、セルロースエステルである。
多孔質媒体の空隙率は、磁性液体の移動・保持が可能であればいかなる範囲であってもよいが、３０％〜８０％であることが好ましく、より好ましくは、４０％〜７０％である。
多孔質媒体の厚さは、５０μｍ〜３００μｍであることが好ましく、より好ましくは、１００μｍ〜２００μｍである。
【００２６】
本発明の画像表示装置における表示方法は、磁気によって磁性液体を該媒体の内部又は外部に磁気泳動させることで行う。表示画面の全面に磁気を印加してもよいし、磁気ヘッドを走査してもよい。また、固定された磁気ヘッド中に本発明の画像表示媒体を搬送させてもよい。本発明の画像表示装置は、可逆的な表示あるいは不可逆的な表示のいずれであってもよいが、好ましくは可逆的な表示である。単色表示であってもよいし、場所ごとに色を変えたマルチカラー表示でもよい。
【００２７】
前記媒体が多孔質媒体であり、前記磁性液体が着色されている場合、本発明の画像表示装置では、多孔質媒体表面に着色した磁性液体が存在する状態と、多孔質媒体内部あるいは裏面に磁性液体が存在する状態を、磁気泳動により可逆的に変化させることで表示を行うことができる。図１に、本発明の画像表示装置の表示方法について、概略を記す。
図１（Ａ）は、表示状態を示す。着色した磁性液体１０が、多孔質媒体１２の観察者側の表面に存在するため、色を呈している。一方、図１（Ｂ）は、非表示状態を示す。着色した磁気液体１０は、多孔質媒体１２の内部、あるいは観察者から見て多孔質媒体の裏面に存在するため、色が表示されない。
【００２８】
本発明の画像表示装置における構成例を図２に示すが、本発明はこれによって限定されるものではない。
図２では、多孔質媒体１２が表示画面全域に及ぶ共通領域として設けられているが、別個独立に多孔質媒体１２を設けてもよい。多孔質媒体１２が共通領域として設けられている場合には、磁気ヘッド１４等によって発生した磁界が、隣接する磁性液体へ影響を及ぼし難くなるよう、多孔質媒体１２上に隔壁１８を設けて区分けすることが好ましい。更に、隔壁１８の上部に保護膜１６を設ける。
磁気ヘッド１４等によって保護膜１６側から磁界を発生させた際には、隔壁１８と保護膜１６とで仕切られた空間２０へ着色した磁性液体１０が移動し、色を呈する。多孔質媒体１２に対し保護膜１６とは反対側から磁界を発生させた場合には、着色した磁性液体１０は多孔質媒体１２の内部へ移動し、空間２０や保護膜１６の光散乱等により色が消失する。
【００２９】
隔壁１８の材質は特に制限されないが、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレンなどのポリマーを用いることができる。隔壁１８の高さ（多孔質媒体１２と保護膜との間の距離）は特に制限されないが、１０μｍ〜２００μｍが好ましく、より好ましくは２０μｍ〜１００μｍである。隔壁１８の厚さは、特に制限されないが、５μｍ〜１００μｍが好ましく、より好ましくは５μｍ〜２０μｍである。隔壁１８の配置間隔は、特に制限されないが、５０μｍ〜５００μｍが好ましく、より好ましくは８０μｍ〜２００μｍである。
【００３０】
保護膜１６は、支持体としての機能も合わせもつことができる。保護膜１６の材質は特に制限されないが、支持体として例示したものが好ましく、特に凹凸状の表面散乱加工を施したガラス基板、プラスチック基板であることが好ましい。また、保護膜１６に撥水性・耐光性・溌油性を付与するため、撥水剤、溌油剤、反射防止膜、ＵＶカット膜等を保護膜１６の表面に付与してもよい。
保護膜１６の厚さは、特に制限されないが、１０〜３００μｍが好ましく、より好ましくは１０〜２００μｍである。
【００３１】
本発明の画像表示素子は、デジタル情報の表示素子、コンピューター、時計、電卓などの表示素子として好適に利用することができる。
【実施例】
【００３２】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の主旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って本発明の範囲は以下の具体例に制限されるものではない。
【００３３】
＜実施例１＞
着色された磁性液体である塩化鉄酸−１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムは、文献（Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、第１５９０ページ、２００４年）記載の方法に従い合成した。
【００３４】
作製した画像表示装置の模式図を図３に示す。
多孔質媒体１２として、富士写真フイルム製ミクロフィルターを使用した。着色された磁性液体１０をミクロフィルター上に塗布し放置することで、多孔質フイルム中に着色磁性液体を２０ｇ／ｍ2となるように浸透させた。
多孔質媒体１２の上に、ポリメチルメタクリレート製（モリテックス社製）の隔壁１８を設けた。隔壁１８の上部には、凹凸状の表面散乱加工を施したガラス基板（旭硝子社製）を設置した。そのガラス基板表面には撥水性を付与するために、撥水剤（旭硝子社製、サイトップ）を塗布した。
【００３５】
この画像表示装置に対し、ガラス基板側から磁気ヘッドを用いて、Ｈ＝２、１０ｋＧ（１Ｔ）の磁場となるよう印加したところ、目視にて、磁場印加により散乱白地から黒色に着色してくる挙動が観察された。すなわち、本発明の表示材料は磁場の作用により多孔質媒体中で磁場泳動を起こし、その結果、着色状態となることが確認された。
次に、画像表示装置のガラス基板の裏面側に磁気ヘッドを位置させて、磁場を印加したところ、着色状態から散乱白地に変化する挙動が観察された。着色磁性液体が多孔質媒体中に磁気泳動により移動することで、上部透明ガラスの凹凸部分と多孔質媒体の間に空間が生じ、その結果、上部ガラス基板の凹凸部分で光が散乱することに基づく散乱白地が観測された。
【００３６】
この操作を１００回繰り返したところ、特に目視で表示性能の劣化は観察されず、本実施例における画像表示装置は、繰り返し安定性に優れることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の画像表示装置の表示方法を示す概略図であり、（Ａ）は表示状態を示し、（Ｂ）は非表示状態を示す。
【図２】本発明の画像表示装置の構成例を示す模式図である。
【図３】実施例における画像表示装置の模式図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０    着色した磁性液体
１２    多孔質媒体
１２１  着色磁性液体が浸透した多孔質媒体
１４    磁気ヘッド
１６    保護膜
１６１  ガラス基板
１６２  撥水性膜
１８    隔壁
２０    空間
【図１】
2006208478.tif 000003
【図２】
2006208478.tif 000004
【図３】
2006208478.tif 000005