(57)【要約】【課題】鮮明なカラー表示を可能とするツイストボール型の表示装置を提供すること。【解決手段】複数種のツイストボールを多数配してなるツイストボール型表示装置であって、該複数種のツイストボールはそれらの回転駆動電圧が種類ごとに異なり、下記条件を満足する、ことを特徴とする表示装置。＜条件＞種類ごとの飽和回転率をＰｎ、Ｐｎ＋１、Ｐｎ＋２・・・・とし、回転が始まる電圧をＶ０ｎ, Ｖ０ｎ＋１, Ｖ０ｎ＋２・・・・とし、係数αに対して回転率がαＰｎ、αＰｎ＋１、αＰｎ＋２・・・・となる電圧をＶ１ｎ, Ｖ１ｎ＋１, Ｖ１ｎ＋２・・・・としたとき、下記式１を満足する。式１：Ｖ１ｎ＜Ｖ０ｎ＋１, Ｖ１ｎ＋１＜Ｖ１ｎ＋２  ・・・・（ただしαは= ０．７であり、ｎは１以上の整数）【選択図】図１
2018087913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種のツイストボールを多数配してなるツイストボール型表示装置であって、該複数種のツイストボールはそれらの回転駆動電圧が種類ごとに異なり、下記条件を満足する、
ことを特徴とする表示装置。
＜条件＞
種類ごとの飽和回転率をＰｎ、Ｐｎ＋１、Ｐｎ＋２・・・・とし、
回転が始まる電圧をＶ０ｎ, Ｖ０ｎ＋１, Ｖ０ｎ＋２・・・・とし、
係数αに対して回転率がαＰｎ、αＰｎ＋１、αＰｎ＋２・・・・となる電圧をＶ１ｎ, Ｖ１ｎ＋１, Ｖ１ｎ＋２・・・・としたとき、下記式１を満足する。
式１：Ｖ１ｎ＜Ｖ０ｎ＋１, Ｖ１ｎ＋１＜Ｖ１ｎ＋２  ・・・・（ただしαは= ０．７であり、ｎは１以上の整数）
【請求項２】
上記ツイストボールが多数配されている基材と、
上記基材の表裏両面に配された電極と、
一面側の電極側に配された磁性シートと、
を具備することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ツイストボール型のカラー表示可能な表示装置に関し、さらに詳しくは、カラー表示を高精細に行うことが可能な表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年薄型表示装置が要望されており、その一つとして、半球毎に異なる色を有する微小な、いわゆるツイストボールを用いた方式の電子ペーパーなどの表示装置が開発されている。
このツイストボール方式の表示装置としては、たとえば、特許文献１等においてツイストボールを、一つずつシリコーンオイルを充てんしたカプセル中に封入し、さらにこのカプセルを樹脂層中に分散させて１平面上に保持する形式のものが提案されている。
このような表示装置においては、所望の表示対象に応じて電気を印加し、ツイストボールを回転させることで所望の画像表示を行う。
そして、このようなツイストボール型の表示装置においてはカラー化可能なものも提案されており、例えば特許文献２において、回転閾値のことなる２種のツイストボールを用い、各種のツイストボールに対して適した電圧を印加していずれか一方の種のツイストボールのみを回転させることで３種以上の色を表示することが可能なツイストボール型表示装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９３０５公報
【特許文献２】米国特許5739801号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の提案に係る表示装置では未だに鮮明なカラー表示ができないという問題があった。すなわち、特許文献２における提案でも未だにすべての種類のツイストボールをそれぞれ個別に回転させることができず、所望の種のツイストボールを回転させる際に他の種のツイストボールも回転してしまい、所望のカラー表示ができないという問題があった。
本発明は、このような問題を解消するものであり、鮮明なカラー表示を可能とするツイストボール型の表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記課題を解消すべく鋭意検討した結果、複数種のツイストボールを用いたカラー表示可能なツイストボール型表示装置において、用いるツイストボールの回転駆動電圧に着目し、当該回転駆動電圧を種類毎に設定を異にすることで上記目的を達成し得ることを知見し、さらに改良を行った結果、特定の駆動電圧の差の範囲を見出し本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の各発明を提供するものである。
１．複数種のツイストボールを多数配してなるツイストボール型表示装置であって、該複数種のツイストボールはそれらの回転駆動電圧が種類ごとに異なり、下記条件を満足する、
ことを特徴とする表示装置。
＜条件＞
種類ごとの飽和回転率をＰｎ、Ｐｎ＋１、Ｐｎ＋２・・・・とし、
回転が始まる電圧をＶ０ｎ, Ｖ０ｎ＋１, Ｖ０ｎ＋２・・・・とし、
係数αに対して回転率がαＰｎ、αＰｎ＋１、αＰｎ＋２・・・・となる電圧をＶ１ｎ, Ｖ１ｎ＋１, Ｖ１ｎ＋２・・・・としたとき、下記式１を満足する。
式１：Ｖ１ｎ＜Ｖ０ｎ＋１, Ｖ１ｎ＋１＜Ｖ１ｎ＋２  ・・・・（ただしαは= ０．７であり、ｎは１以上の整数）
２．上記ツイストボールが多数配されている基材と、
上記基材の表裏両面に配された電極と、
一面側の電極側に配された磁性シートと、
を具備することを特徴とする１記載の表示装置。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の表示装置は、ツイストボール型の表示装置において鮮明なカラー表示を可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の表示装置の１実施例を摸式的に示す内部透視側面である。
【図２】図２は、本発明の表示装置に用いられるツイストボールの駆動電圧差を示すグラフである。
【符号の説明】
【０００８】
１  電子ペーパー、１０  基材、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  ツイストボール、２１ａ  黒色の半球部分、２２ａ  着色された半球部分、３０    シリコーンオイル層、４０  透明電極、５０  磁性シート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
＜全体構成＞
本実施形態の表示装置は、図１に示すように、複数種のツイストボールを多数配してなるツイストボール型表示装置である。本実施形態の表示装置においては、多数の空隙を有する基材（シリコンゴム基材であってシリコーンオイルで膨潤したもの）１０と、該空隙内に配されたツイストボール２０ａ、２０ｂ、２０ｃとからなる。各ツイストボール２０２０ａ、２０ｂ、２０ｃは、それぞれ、２色の半球部分からなるツイストボールであり、いずれも一方の半球部分２１ａ、２１ｂ、２１ｃは黒色であり、他方の半球部分はそれぞれ赤（２２ａ）、緑（２２ｂ）、青（２２ｃ）となっている。すなわち本実施形態においては３種（すなわち、本実施形態においては色の相違をもって「種」としている）のツイストボールを用いている。また、それぞれ透明なシリコーンオイル層３０内にて回転自在に配設されている。
また、本実施形態において基材１０は２つの電極で挟持されている。使用者が視認する視認面側に位置する可視光を透過する光透過性の透明電極４０と、反対側に位置する透明ではない電極基板４０’である。また、磁性シート５０が電極基板４０‘の裏面（基板１０が位置する方向とは逆の方向）側に設けられている。
また、ツイストボール２０は、その表面がシリコーンオイル層３０により被覆されており、シリコーンオイル３０の存在により回転自在となされている。
また、特に図示しないが各支持体の周縁は枠体により密封・封止されており、このような電子ペーパー全体の構成は公知の電子ペーパーと同様の構成を特に制限なく採用することができる。基材についても後述するシリコーンオイルで膨潤しうるシリコンゴムなど通常この種の電子ペーパーに用いられるものを特に制限なく用いることができる。また、基板や電極、シリコーンオイルとしてはこの種の電子ペーパーに用いられるものを特に制限なく用いることができる。
上記シリコーンオイルとしては０．５〜２０ｃＳｔ程度の粘度のものを好ましく用いることができる。また、シリコーンオイルの他に鉱物系のパラフィンオイルなどを用いることもできる。
また、磁性シートは特に制限されず、用いるツイストボールに応じて種々選択できるが、表面磁束密度が  ２０  〜  １００  ｍＴであるのが好ましい。
【００１０】
＜ツイストボール＞
そして、本実施形態の表示装置においては、上記の複数種のツイストボールが、それらの回転駆動電圧が種類ごとに異なり、下記条件を満足することを特徴とする。
＜条件＞
種類ごとのツイストボールの飽和回転率をＰｎ、Ｐｎ＋１、Ｐｎ＋２・・・・とし、
回転が始まる電圧をＶ０ｎ, Ｖ０ｎ＋１, Ｖ０ｎ＋２・・・・とし、
係数αに対して回転率がαＰｎ、αＰｎ＋１、αＰｎ＋２・・・・となる電圧をＶ１ｎ, Ｖ１ｎ＋１, Ｖ１ｎ＋２・・・・としたとき、
式１：Ｖ１ｎ＜Ｖ０ｎ＋１, Ｖ１ｎ＋１＜Ｖ１ｎ＋２  （ただしαは= 0.7〜0.8の数）  
【００１１】
たとえば、図２に示すように、図１に示す３種類のツイストボールの場合、２０ａ, ２０ｂ, ２０ｃの各ツイストボールに対し、ツイストボールの飽和回転率をＰａ、Ｐｂ、Ｐｃし、回転が始まる電圧をＶａ０, Ｖｂ０, Ｖｃ０、係数αに対して回転率がαＰａ, αＰｂ, αＰｃとなる電圧をＶａ１, Ｖb1, Vc1としたとき、Ｖａ１＜Ｖｂ０, Ｖｂ１＜Ｖｃ０  （α = ０．７）という関係が成り立つ場合に、種類ごとにツイストボールを回転させることが可能となり、色ごとに正確にコントロール可能となることを知見し、本発明が完成したものである。この範囲外であるとたとえば赤いツイストボールの実を回転させようとした場合に青のツイストボールも相当数回転してしまいカラー表示がうまく行かないという問題が生じる。  
【００１２】
（主要成分及び配合）
このようなツイストボールとするには、ツイストボールの構成材料として、少なくとも１種以上、上記の例のように３種のツイストボールとする場合には２種以上の上記ツイストボールにおける少なくとも黒色の半球部分に磁性粒子を配合すること等により、駆動電圧をコントロールすることができる。
この際用いることができる磁性粒子としては、磁気特性として、強磁性、フェリ磁性、超常磁性を示す材料からなる磁性粒子であれば材料を問わず使用可能であるが、超常磁性を有することが好ましく、具体的には以下の粒子などを挙げることができる。
マグヘマイト（γ−Ｆｅ２Ｏ３）および／またはマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）からなる酸化鉄ナノ粒子；酸化クロム、コバルト、フェライトなどの微粒子等。ＦｅｒｒｏＴｅｃ社の商品名「ＥＭＧ１４００」等の市販品（平均粒径１０ｎｍ、Ｆｅ3Ｏ4とγ-Ｆｅ2Ｏ3との混合物）等を用いることもできる。
また平均粒子径は、２〜２０ｎｍであるのが好ましくい。ここで平均粒子径は、動的光散乱法、レーザー回折法等により常法に従って測定することができる。
【００１３】
各ツイストボールにおける上記磁性粒子の配合割合は、上記磁性粒子の配合割合は、両方の半球部分それぞれ同量としても異なる量としても、磁気力が回転力を生まないようにすれば特に制限はない。具多的には用いる顔料やマトリクス樹脂に応じて任意であるが、各種類の重量割合で０．１〜３重量％（全配合成分の合計量中の割合）の差を持たせるのが好ましい。
たとえば、図１に示す例では青のツイストボールに０重量％とし、緑のツイストボールに１重量％とし、赤のツイストボールに２重量％とするなどして、種類ごとに配合量に差を設けることにより駆動電圧に差を設けることが可能となる。
このように磁性粒子を添加することで上述の駆動電圧の差を設けて駆動させることが可能となる。なお、この際ツイストボール単位でみた場合には、駆動電圧を高くする方のツイストボールにおける磁性粒子の配合量は、黒色の半球部分における磁性粒子の配合量と着色された半球部分の磁性粒子の配合量とが異なる場合においても、いずれの半球部分で比較しても高くなっているのがツイストボールの回転性能の点で好ましい。
この際、磁性粒子の配合量には少なくとも０．１重量％以上の差（各ツイストボールにおける配合量の多い半球部分の配合割合とそれよりも配合量の多い種のツイストボールにおける配合量の少ない半球部分における配合割合との差、たとえば後述する実施例の配合における赤のツイストボールにおける黒色の半球部分に配合される磁性粒子の配合割合と、青のツイストボールにおける青色の半球部分に配合される磁性粒子の配合割合との差）を設けるのが、駆動電圧の差を上述の式に適合するものとする点で好ましい。
たとえば図１に示す例では、青のツイストボールにおける黒色の半球部分及び緑の半球部分に０重量％（すなわち添加せず）とし、緑のツイストボールにおける黒色の半球部分及び赤の半球部分に１重量％とし、赤のツイストボールにおける黒色の半球部分及び青の半球部分に２重量％（赤のツイストボールよりも高配合量）とするなどして、種類ごとの配合量に、それぞれ差を設けることにより駆動電圧に差を設けることが可能となる。
【００１４】
（他の配合）
本実施形態において上記ツイストボールは、黒色の半球部分と着色された半球部分とからなるが、これらの半球部分はいずれも、（メタ）アクリル酸系モノマー（以下、単に「モノマー」という場合もある）を主成分とするモノマー組成物を用いて形成されたものである。
以下、上記ツイストボールを構成するモノマー組成物の構成成分について説明する。なお、本明細書において（メタ）アクリルとはアクリルまたはメタクリルのことを、（メタ）アクリレートとはアクリレートまたはメタクリレートのことを意味する。
【００１５】
（（メタ）アクリル酸系モノマー）
本発明において用いられる上記（メタ）アクリル酸系モノマー（以下、単に「モノマー」という場合もある）は、重合させて上記ツイストボールの樹脂成分を構成する成分であり、具体的には、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸オクチル等のアクリル酸アルキルエステル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル等の（メタ）アクリル酸シクロアルキル、アクリル酸イソボルニル等の（メタ）アクリル酸と２環式アルコールとのエステル、（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸ベンジル等の（メタ）アクリル酸アリールエステル類等が挙げられ、これらのモノマーを単独でまたは２種以上混合して用いることができる。
【００１６】
また、上記（メタ）アクリル酸エステル系モノマーとしては、後述する顔料や各種着色剤の分散性を改善するため、あるいはツイストボールを構成するそれぞれの半球の誘電率を調整するために、少なくとも１種類の官能基；例えばカルボキシル基・アミド基・アミノ基・ヒドロキシル基・エポキシ基・ニトリル基を分子内に有するモノマーを用いることもできる。
【００１７】
分子内にカルボキシル基を有するモノマーの例としては、不飽和カルボン酸である；（メタ）アクリル酸、テトラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イソクロトン酸、ノルボルネンジカルボン酸、ビシクロ［２，２，１］ヘプト−２−エン−５，６−ジカルボン酸等が挙げられ、また、これらの誘導体としての無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ビシクロ［２，２，１］ヘプト−２−エン−５，６−ジカルボン酸無水物、酸ハライドが挙げられる。
【００１８】
分子内にアミド基を有するモノマーの例としては、アミド基含有ビニル単量体である；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミド,Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド等の（メタ）アクリルアミド系誘導体、さらに、N-メチロール（メタ）アクリルアミド及びジアセトン（メタ）アクリルアミド等の（メタ）アクリルアミド類、６−アミノヘキシルコハク酸イミド，２−アミノエチルコハク酸イミドが挙げられる。
【００１９】
分子内にアミノ基を有するモノマーの例としては、アミノ基含有ビニル単量体である；（メタ）アクリル酸アミノエチル、（メタ）アクリル酸プロピルアミノエチル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸アミノプロピル、（メタ）アクリル酸フェニルアミノエチル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシルアミノエチル等の(メタ)アクリル酸のアルキルエステル系誘導体、Ｎ−ビニルジエチルアミン、Ｎ−アセチルビニルアミン等のビニルアミン系誘導体、アリルアミン、（メタ）アクリルアミン、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミン等のアリルアミン系誘導体、ｐ−アミノスチレン等のアミノスチレン類が挙げられる。
【００２０】
分子内にヒドロキシル基を有するモノマーの例としては；（メタ）アクリル酸−２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸−２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸とポリプロピレングリコールまたはポリエチレングリコールとのモノエステル、ラクトン類と（メタ）アクリル酸−２−ヒドロキシエチルとの付加物が挙げられる。
【００２１】
分子内にエポキシ基を有するモノマーの例としては；（メタ）アクリル酸グリシジル、マレイン酸のモノ及びジグリシジルエステル、フマル酸のモノ及びジグリシジルエステル、クロトン酸のモノ及びジグリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸のモノ及びジグリシジルエステル、イタコン酸のモノ及びジグリシジルエステル、ブテントリカルボン酸のモノ及びジグリシジルエステル、シトラコン酸のモノ及びジグリシジルエステル、アリルコハク酸のモノ及びグリシジルエステル等のジカルボン酸モノ及びアルキルグリシジルエステル、ｐ−スチレンカルボン酸のアルキルグリシジルエステルが挙げられる。
分子内にニトリル基を有するモノマーの例としては；（メタ）アクリロニトリル、アリルニトリルが挙げられる。
【００２２】
・多官能性モノマー
また、（メタ）アクリル酸系モノマーとしては、２官能性以上の多官能性モノマーを用いることもできる。
上記２官能性以上の多官能性モノマーの例としては、（ポリ）アルキレングリコールのジ（メタ）アクリル酸エステル類、トリ（メタ）アクリル酸エステル類、テトラ（メタ）アクリル酸エステル類が挙げられる。
これらの具体例として、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート，トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート，テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート，ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート，ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート，ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート，トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート，ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート，１，１，１−トリスヒドロキシメチルエタンジ（メタ）アクリレート，１，１，１−トリスヒドロキシメチルエタントリ（メタ）アクリレート，１，１，１−トリスヒドロキシメチルプロパントリ（メタ）アクリレート，Ｎ−メチロール(メタ)アクリルアマイド、１，９−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオールジ(メタ)アクリレートを挙げることができる。
【００２３】
上記２官能性以上の多官能性モノマーは、ツイストボールを構成する樹脂に架橋構造を導入するために用いられる。架橋構造は必須ではないが、ツイストボールが架橋構造を有することにより、本発明の表示装置において、シリコーンオイルのような絶縁性液体とツイストボールとが接触しても、ツイストボールが絶縁性液体によって膨潤することがなく、ツイストボールを絶縁性液体中に安定に浮遊させることができる。
【００２４】
（黒色顔料）
黒色の半球部分には、上記モノマー組成物に黒色顔料が添加される。
黒色顔料としては、たとえば、カーボンブラック、酸化コバルト、グラファイト                        等が挙げられる。
（白色顔料）
一方の半球部分が白色である場合には、上記モノマー組成物に上記黒色顔料に代えて白色顔料が添加される。
白色顔料としては、たとえば、酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミナホワイト、光屈折率プラスチック顔料、中空粒子プラスチック顔料が挙げられ、中でも酸化チタンを好ましく用いることができる。
【００２５】
（重合開始剤）
上記モノマー組成物には、公知の熱重合開始剤や光重合開始剤を含有させることが好ましい。
熱重合開始剤としては、例えば、パーオキシエステル類、有機パーオキサイド類、有機ハイドロパーオキサイド類、有機パーオキシケタール類及びアゾ化合物類が挙げられる。
パーオキシエステル類としては：例えば、tert-ヘキシルパーオキシピバレート、tert-ブチルパーオキシネオデカネート、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、tert-ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ヘキシルパーオキシネオデカネート、クミルパーオキシネオデカネート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエートが挙げられる。
有機パーオキサイド類としては：例えば、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、ｔｅｒｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、ジアセチルパーオキサイド、ジデカノイルパーオキサイド、ジイソノナイルパーオキサイド、２−メチルペンタノイルパーオキサイドが挙げられる。
また有機ハイドロパーオキサイド類としては：例えば、ｔｅｒｔ−ブチルハイドロパ−オキサイド、クミルハイドロパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジハイドロパーオキシヘキサン、ｐ−メタンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパ−オキサイドが挙げられる。
また有機パ−オキシケタ−ル類としては：例えば、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサンが挙げられる。
またアゾ化合物類としては：例えば、２，２´−アゾビスイソブチロニトリル、２，２´−アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリル、２，２´-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル、２，２´−アゾビスシクロヘキシルニトリル、１，１´−アゾビス（シクロヘキサン−1−カルボニトリル）、２−フェニルアゾ−４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル、ジメチル−２，２´−アゾビスイソブチレートが挙げられる。
【００２６】
また、光重合開始剤としては、従来公知であるアセトフェノン類；例えば、アセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノアセトフェノン、メトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−シクロヘキシルアセトフェノン、またケトン類；例えば、ベンゾフェノン、２−クロロベンゾフェノン、ｐ，ｐ´−ジクロロベンゾフェノン、ｐ，ｐ´−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、Ｎ，N´−テトラメチル−４，４´−ジアミノベンゾフェノン（ミヒラーケトン）、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ-2-プロピル）ケトン、また、ベンゾインエーテル類；例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルメチルケタール、ベンゾイルベンゾエート、α−アシロキシムエステル、チオキサンソン類を挙げることができる。
これらの重合開始剤は１種単独でまたは２種以上を組合せて使用することもできる。
これらの重合開始剤の配合量は、上記モノマー１００質量部当たり好ましくは０．０１〜１０質量部で、さらに好ましくは０．５〜５質量部使用される。
【００２７】
＜着色された半球部分の形成材料＞
着色された半球部分については、上記モノマー組成物にさらにスチレン系モノマー、ビニル系モノマー、その他のモノマーを用いることもできる。
【００２８】
スチレン系モノマーの例としては；スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、トリエチルスチレン、プロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキシルスチレン、ヘプチルスチレン、オクチルスチレン、フロロスチレン、クロルスチレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン、クロルメチルスチレン、ニトロスチレン、アセチルスチレン、メトキシスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ｐ−スチレンスルホン酸ナトリウムが挙げられる。
【００２９】
ビニル系モノマーの例としては；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ｎ−酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、パーサティック酸ビニル、ラウリル酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ｐ−ｔ−ブチル安息香酸ビニル、サリチル酸ビニルが挙げられる。
【００３０】
その他のモノマーの例としては；塩化ビニリデン、クロロヘキサンカルボン酸ビニル、β−（メタ）アクリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレート、パーフルオロエチレン、パーフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランが挙げられる。
【００３１】
＜着色剤＞
着色された半球部分を構成するモノマー組成物には、上記白色顔料および／または導電性白色顔料に代えて、所望の色に応じて種々着色剤を用いることができる。
上記着色剤としては、無彩色染料、無彩色顔料、有彩色染料および有彩色顔料が挙げられる。
【００３２】
具体的には、
黒の着色剤であれば、Olesolol
Fast Black、BONJET BLACK CW-1、Solvent
Black 27Cr(3価)5%含有、Pigment
Black7、カーボンブラック、ブラックパールズ４３０、ベンガラ、群青等を、
赤の着色剤であれば、VALIFAST
RED 3306、Olesolol Fast RED BＬ、Solvent
RED 8Cr(3価)5.8%含有、PermanentCarmain FBB02-JP、ソルベントレッド等を、
青の着色剤であれば、カヤセットブルー、Solvent Blue 35、シアニンブルー、ソルベントブルー等を、
黄色の着色剤であれば、VALIFAST  YELLOW 4120、Oil Yellow 129、Solvent  Yellow 16、Solvent Yellow 33、Disperse  Yellow 54、PV Fast Yellow H2Gレモン色、Piast Yellow 8005、パーマネントイエローＤＨＧ、リオノールイエロー1212Ｂ、シムラーファーストイエロー4400、ピグメントイエロー１２等を、
緑の着色剤であれば、Oil  Green 502、Opias Green 502、Solvent  Green 3、ソルベントグリーン等を、
マゼンダの着色剤であれば、VALIFAST  PINK 2310N、Plast RED D-54、Plast
RED 8355、Plast RED 8360、Plast
Vioiet 8850、Disperse Violet 28、Solvent
RED 149、Solvent RED 49、Solvent
RED 52、Solvent RED 218Cr(3価)4%含有、ピグメントレッド57：1、リオノールレッド6Ｂ−4290Ｇ、イルガライトルビン４BL、ファストゲンスーパーマゼンダRH等を、
シアンの着色剤であれば、VALIFAST
BLUE 2610、VALIFAST BLUE 2606、Oil
BLUE 650、Plast BLUE 8580、Plast
BLUE 8540、Oil BLUE 5511、Solvent
Blue 70 Cu4%含有、リオノールブルー7027、ファストゲンブルーBB、クロモフタルブルー４GNP等を、
オレンジの着色剤であれば、Oil
Orange 201、VALIFAST ORANGE 3210、Solvent Orange 70、カヤセットオレンジG、ソルベントオレンジ、ルモゲンＦオレンジ等を、
ブラウンの着色剤であれば、ＶＡＬＩＦＡＳＴ  ＢＲＯＷＮ  ２４０２、Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｙｅｌｌｏｗ１１６、Ｋａｙａｓｅｔ  Ｆｌａｖｉｎｅ  ＦＧなどを挙げることができる。
【００３３】
また、例えば、クラリン系、ペリレン系、ジシアノピニル系、アゾ系、キノフタロン系、アミノピラゾール系、メチン系、ジシアノイミダゾール系、インドアニリン系、フタロシアニン系等の筆記記録液に通常使用されている染料、感熱記録紙または感温着色剤として用いられるロイコ染料、さらに、ローダミンＢステアレート（赤色２１５号）、テトラクロルテトラブロムフルオレセン（赤色２１８号）、テトラブロムフルオレセン（赤色２２３号）、スダンIII（赤色２２５号）、ジブロムフルオレセイン（橙色２０１号）、ジヨードフルオレセイン（橙色２０６号）、フルオレセイン（黄色２０１号）、キニザリングリーンSS（緑色２０２号）、アズリンパープルSS（紫色２０１号）、薬用スカーレット（赤色５０１号）、オイルレッドXO（赤色５０５号）、オレンジSS（橙色４０３号）、エローAB（黄色４０４号）、エローOB（黄色４０５号）、スダンブルーB（青色４０３号）などの化粧品に使用されているタール系染料をも上記着色剤として挙げることができる。
【００３４】
また、これらの染料は単独でまたは２種以上を混合して使用することができ、さらに必要に応じて各種の直接染料、酸性染料、塩基性染料、アゾイック染料、反応性染料、蛍光染料及び蛍光増白剤、更には上記の（メタ）アクリル系モノマーへの分散が可能である。
【００３５】
さらに、必要に応じて白色顔料として、チタンホワイト、硫化亜鉛、酸化亜鉛、アルミナホワイト、炭酸カルシウムなどを使用することができる。
【００３６】
本発明においては、着色された他の半球部分に含まれる、上記着色剤の総量は、使用する着色半球用のモノマーの総合計量１００質量部に対して通常０．１〜５０質量部であり、好ましくは２〜４０質量部である。また、体積分率で表わした場合は、好ましくは１〜２０％である。
【００３７】
＜他の成分＞
また、本発明において用いられる上記モノマー組成物には、ＵＶ増感剤、帯電制御剤（電荷制御剤）、分散剤、熱安定剤、導電剤、防腐剤、表面張力調整剤、消泡剤、防錆剤、酸化防止剤、近赤外吸収剤、紫外線吸収剤、蛍光剤、蛍光増白剤などの他の成分を本発明の趣旨を逸脱しない範囲で配合することができる。
【００３８】
上記ＵＶ増感剤は、上記光重合開始剤の効果をより強く発揮させるために使用されるものであって、たとえば、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィンなどが挙げられる。
【００３９】
上記電荷制御剤は、任意の半球部分に含有させることで、得られるツイストボールの各略半球の帯電特性を調節し、電圧を印加した際のツイストボールの回転性能を向上させるために使用される。例としては、スチレンアクリル系ポリマー、カリックスアレン誘導体、ヒンダートアミン、アジン化合物、サリチル酸系金属錯体、フェノール系縮合物、レシチン、パラロザリニン、ニグロシン系染料、アルコキシ化アミン、アルキルアミド、リンおよびタングステンの単体および化合物、モリブデン酸キレート顔料、フッ素系活性剤、疎水性シリカ、モノアゾ染料の金属塩、銅フタロシアニンのスルホニルアミン、オイルブラック、ナフテン酸金属塩、ベンジルトリブチルアンモニウム−４−ヒドロキシナフタレン−１−スルフォネート等の４級アンモニウム塩などが挙げられ、ＦＣＡ−Ｐ、ＦＣＡ−Ｎ（いずれも商品名藤倉化成製）等の市販品を用いることもできる。電荷制御剤が着色剤を兼ねてもよいし、着色剤が電荷制御剤を兼ねていてもよい。また、着色された半球部分にはプラスの電荷制御剤を、黒色（又は白色）の半球部分にはマイナスの電荷制御剤を添加するのが好ましい。
電荷制御剤は、上記モノマー１００質量部に対して好ましくは０．００５〜５質量部の量で使用される。
【００４０】
上記分散剤は、任意の半球部分に含有させることで、特に顔料成分の分散性を向上させてツイストボールにおける各半球の発色を良好にするために使用される。例えばアジスパーPB-822（商品名、味の素ファインテクノ製）等の市販品を用いることができる。
分散剤は、上記モノマー１００質量部に対して好ましくは０．５〜５質量部の量で使用される。
【００４１】
＜製造方法＞
本発明において用いられるツイストボールは、公知のマイクロチャンネル法を用いて製造することができる。
上記マイクロチャンネル法としては、特開２０１０−１４５５９８号公報に記載の方法を用いることができる。
以下、簡単に説明すると、本発明において用いられるマイクロチャンネル法は、本発明の組成物を含む原料調整液と着色された半球部分を形成する組成物を含む原料調整液とを二相に分相した着色連続相を移送し、流動性媒体が流れているマイクロチャンネル内に連続的又は間欠的に順次吐出させる。上記着色連続相と上記流動性媒体とは、お互いにＯ／ＷまたはＷ／Ｏ状態を形成して存在するという、不溶の関係にあるため、吐出された着色連続相は第２マイクロチャンネル内を流れながら、界面張力によりツイストボールとなる。そしてこの着色連続相は樹脂またはそのモノマーを含有しており、樹脂またはそのモノマーは、着色連続相が吐出されて球状化されているときにＵＶ照射および／または加熱することにより重合して硬化することにより、通常は樹脂の硬化体を形成し、外観上、個々のツイストボールが異なる色に略二分されたツイストボールが調製される。
【００４２】
例えば上述の方法により製造されるツイストボールは、その平均粒子径が体積基準で表わして通常３０〜５００μｍ、好ましくは７０〜３５０μｍの範囲内にある。平均粒子径がこの範囲にあるツイストボールは、電圧を印加したときに回転しやすい。また粒子径のバラツキは、均斉度をＣｖ値で表して、通常２０％以下、好ましくは５％以下、さらに好ましくは３％以下である。上記マイクロチャンネル法によってツイストボールを作製する場合には、吐出量の制限、ノズルの制限、樹脂粘度の制限などによって、得られるツイストボールの平均粒子径を調整することができる。
また、 本実施形態の表示装置は常法に準じて製造することができる。
【００４３】
＜ツイストボールの配置＞
なお、本実施形態においては図１に示すようにツイストボールの配置を水平方向に平行に整列させた形態で例示して説明しているが、このような形態に制限されるものではなく、厚さ方向にも数段重ねられた形態、ランダムに配設された形態等種々形態でツイストボールを配置することが可能である。
また、複数種のツイストボールの配置は特に制限されないが、それぞれカラー表示するために、最適な割合及び分布にて存在するようになっているのが好ましい。特にいわゆるテレビの画面のように各色を青赤緑の順できちんと整列させた配列は、１画素の大きさを小さくすることができ、解像度の点で好ましい。
【００４４】
＜作用効果＞
本実施形態の表示装置はいわゆる電子ペーパーであり、通常の電子ペーパーと同様に、所定の情報に従って透明電極４０及び電極４０’に電気を印加してツイストボール２０ａ、２０ｂ、２０ｃを所定の色の半球が視認面側に位置するように回転させて所望の文字や画像を表示させることにより使用することができる。
本実施形態の表示装置においては、磁性シート５０が取り付けてあり、駆動に際しては、複数段階の電圧を印加することで行う。最初に全ての粒子が回転する電圧で全ての粒子を駆動させる。その後電圧を０とし、磁気力によって粒子が壁面に接触するようにする。その後、より低い電圧を印加し、駆動電圧の高い粒子以外を駆動させる。これを繰り返して複数種類の粒子の向きを任意に決定することで画像を表示することができる。
そして、本実施形態の表示装置１は、上述のように種類ごとに駆動電圧の異なる複数種のツイストボールを用いて形成されているので、所望のカラー画像を精度よく表示することが可能である。
本実施形態のように３種類以上のツイストボールを用いる場合も、駆動電圧が高い種のツイストボールから順次駆動していけばよい。また、電極をローラー型とし、本実施形態の表示装置の裏面側にて電極を回転させつつ移動させて表示装置全体に電圧を印加する方式としても、同様に最初に高電圧をかけてローラーを転がし、次に電圧を下げてまたローラーを転がすという手順を採用する等してそれぞれのツイストボールを回転させることができる。
【００４５】
本発明は上述した実施形態に何ら制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
たとえば、背面電極と磁性シートとの位置を入れ替えて、ツイストボール層と電極の間に磁性シートを配置することができる。また、ツイストボールの２つの半球について、添加する磁性粒子の濃度を変えることで重力や電荷によるツイストボールの指向性を相殺することができる。さらに、同じ色で磁性粒子含有量の異なるツイストボールを用いることで階調制御を行うことができる。
さらには、同じ磁性粒子濃度でも、磁性粒子の直径を変えることで駆動電圧を変更してもよい。たとえば、同じ色の「種」であっても駆動電圧を変更することができる。この場合のように、上記「種」を色だけではなく回転する駆動電圧により分別することもできる。このようにすることで同じ色でも駆動電圧を変えられ、表示装置における表現力の向上が見込まれる。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明について実施例及び比較例を示してさらに具体的に説明するが本発明はこれらに何ら制限されるものではない。尚、以下、ｗｔ％とあるのは質量％の意味であり、半球部分全体の質量中における割合を示すものである。
〔実施例１〕
下記配合で緑、赤、青の３色のツイストボールを上述のマイクロチャネル法により作製した。得られたツイストボールは赤及び青のツイストボールに超常磁性を有する粒径１０ ｎｍの磁性粒子（商品名「ＥＭＧ１４００、ＦｅｒｒｏＴｅｃ製、平均粒径１０ｎｍ、Ｆｅ3Ｏ4とγ−Ｆｅ2Ｏ3との混合物）が下記の配合量で配合されてなるものであった。また、その平均粒子径（直径）は、いずれの色の種類のツイストボールも約０．２５ ｍｍであった。
これらの３種類のツイストボールを用いて、図１に示す構成の表示装置としての電子ペーパーを作製した。
磁性シート、透明電極及び電極としては、それぞれ以下のものをもちいた。
磁性シート：表面磁束密度４０ ｍＴのマグネットシート商品名「ＲＳＩ７２」、二六製作所製
透明電極：CNT透明導電フィルム、東レ
電極：
得られたツイストボール式電子ペーパーについて、電圧と粒子の回転率を５０Ｖごとに（一部２５ Ｖ）計測したところ、上記式１におけるα＝０．７とした場合に、上記式１及び式２の関係を満たしていた。また、得られた電子ペーパーに、５００ Ｖと、３００  Ｖと、１５０ Ｖの電圧を順次加えて駆動を行ったところ、綺麗な緑、赤、黄、青、シアン、マゼンタ、白、黒の表示が可能であった。
＜配合＞
（緑のツイストボール）
緑に着色された半球部分：
FCA-P （プラス電荷制御剤）                        0.02 wt%
緑色顔料（商品名「ピカエース 蛍光顔料 緑、クラチ社製）              10 wt%
酸化チタン                                                   1 wt%
磁性粒子                                                      1 wt%
アジスパーPB-822 （分散剤）                       1 wt%
2,2‘-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル) （重合開始剤）   3 wt%
トリメチロールプロパントリアクリレート      83.98 wt%
黒色の半球部分
FCA-N （マイナス電荷制御剤）                                1.2 wt%
カーボンブラック                                          1 wt%
磁性粒子                                                      1 wt%
アジスパーPB-822 （分散剤）                       1 wt%
2,2‘-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル （重合開始剤）4 wt%
トリメチロールプロパントリアクリレート      91.8 wt%
（赤のツイストボール）
赤に着色された半球部分：
FCA-P （プラス電荷制御剤）                        0.02 wt%
赤色顔料（商品名「ピカエース 蛍光顔料 赤、クラチ社製）              10 wt%
酸化チタン                                                   1 wt%
磁性粒子                                                      2 wt%
アジスパーPB-822 （分散剤）                       1 wt%
2,2‘-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル) （重合開始剤）   3 wt%
トリメチロールプロパントリアクリレート      83.98 wt%
黒色の半球部分
FCA-N （マイナス電荷制御剤）                                1.2 wt%
カーボンブラック                                          1 wt%
磁性粒子                                                      2 wt%
アジスパーPB-822 （分散剤）                       1 wt%
2,2‘-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル （重合開始剤）4 wt%
トリメチロールプロパントリアクリレート      90.8 wt%
（青のツイストボール）
青に着色された半球部分：
FCA-P （プラス電荷制御剤）                        0.02 wt%
青色顔料（商品名「ピカエース 蛍光顔料 青」、クラチ社製）                        10 wt%
酸化チタン                                                   1 wt%
磁性粒子    ０ｗｔ％アジスパーPB-822 （分散剤）                        1 wt%
2,2‘-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル) （重合開始剤）   3 wt%
トリメチロールプロパントリアクリレート      ８４．９８ wt%
黒色の半球部分
FCA-N （マイナス電荷制御剤）                                1.2 wt%
カーボンブラック                                          1 wt%
磁性粒子    ０ｗｔ％アジスパーPB-822 （分散剤）                                    1 wt%
2,2‘-アゾビス(イソ酪酸)ジメチル （重合開始剤）       4 wt%
トリメチロールプロパントリアクリレート                  ９２．８ wt%
〔比較例１〕
赤のツイストボールにおける、磁性粒子の配合量を０．１wt%とし、緑のツイストボールにおける磁性粒子の配合量を０．０５wt%磁性粒子とした、すなわち各種のツイストボールにおける磁性粒子の配合量の差を０．０５ｗｔ％とした以外は、実施例１と同様にして３種のツイストボールを得、表示装置としての電子ペーパーを作製した。
実施例１と同様にして駆動電圧を測定したところ式１及び式２を満足するものではなく、α＝０．７において他の粒子の数１０％が駆動してしまっていた。
実施例１と同様にして電圧を操作して画面の色変化を確認したところ、緑、赤、黄、青、白、黒の表示に際して他の色が混ざってしまい不完全な色表示しかできなかった。
【図１】
2018087913.tif 000003
【図２】
2018087913.tif 000004