(57)【要約】【課題】粒子回転型ディスプレーにおける表示用回転粒子を効率よく、かつ安価に製造する方法を提供することである。【解決手段】複数の液滴を用い、少なくとも一つの液滴に金属を配合し、複数の液滴を、空気中または液中で接触させて一つの液滴とし、反応液に接触させ、瞬時に固めることを特徴とする粒子の製造方法。金属が磁性体であれば、磁界により粒子の回転を制御できる。表示素子としてしようするには、複数の液滴は異なる色であることが好ましく、液滴はスプレーノズル、ジェットノズルなどから吐出できる。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の液滴を用い、少なくとも一つの液滴に金属を配合し、複数の液滴を、空気中または液中で接触させて一つの液滴とし、反応液に接触させ、瞬時に固めることを特徴とする粒子の製造方法。
【請求項２】
金属が磁性体であることを特徴とする請求項１項記載の粒子の製造方法。
【請求項３】
固めた後の粒子において、複数の液滴に由来する部分の色のうち、少なくとも一つの液滴に由来する部分の色が、他の液滴に由来する部分の色と異なることを特徴とする請求項１項記載の粒子の製造方法。
【請求項４】
複数の液滴のうち、少なくとも一つの液滴に顔料を含むことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の粒子の製造方法。
【請求項５】
スプレーノズルにより複数の液滴を作製することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の粒子の製造方法。
【請求項６】
インクジェットノズルにより複数の液滴を作製することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パソコン、携帯電話、モバイル端末などのデイスプレイとして使用されるか、またはそれらから情報を取得して独立して運搬できる表示体、例えばデジタルペーパーやデジタルブックなどにも使用できる表示装置の主要構成部品である表示用回転素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＳＩＤ  （Ｖｏｌ  １８／３  ＆  ４  Ｔｈｉｒｄ  ａｎｄ  Ｆｏｒｔｈ  Ｑｕａｒｔｅｒ  １９７７）、特開２００２−６３４６、特開２００２−６２５４６、特開２００２−２５８３２９等に記載されている磁気粒子回転型ディススプレーと称される方法が知られている。
この方法は、半球面が白色、残り半球面が黒色に着色された磁性体球状粒子が回転することにより画像を表示させるものである。
【０００３】
図１は磁気回転粒子ディスプレーの構成例を示すもので、上から順に回転粒子１の表面色により画像を表示する回転粒子層２と、磁界発生機能を有する電気配線層３ａと３ｂ、電気配線層によって磁化され回転粒子層２に回転磁界を与えるメモリー層４が積層されている。回転粒子層２には、白黒に色分けされた酸化鉄の磁性体からなる回転粒子１が、図２に示すように、マイクロカプセルに内包されて配列されている。電気配線層は銅配線３ａ、３ｂがＸ−Ｙマトリックス状に張り巡らされて構成され、ＸラインとＹラインで囲まれた面の磁場によって、画素部に相当する部位の磁性体層の磁化方向を反転させる。回転粒子層２の反対側に磁性体層からなるメモリー層４があり、メモリー層が磁性化されて磁気回転粒子に磁場を与え続け、表示を行なっている。
【０００４】
このような磁気粒子回転型ディスプレーに使用する回転粒子の色分け方法を説明する。
Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＳＩＤ  （Ｖｏｌ  １８／３  ＆  ４  Ｔｈｉｒｄ  ａｎｄ  Ｆｏｒｔｈ  Ｑｕａｒｔｅｒ  １９７７）、特開２００２−６３４６（特許文献１）、特開２００２−６２５４６（特許文献２）、特開２００２−６２５４７（特許文献３）、特開２００２−２５８３２９号（特許文献４）には、磁性体からなる球状粒子、またはポリスチレン、ポリエチレン等の樹脂にマグネタイト、フェライト等の磁性体を含有させた球状粒子に、▲１▼二酸化チタン、硫化亜鉛などの無機顔料、フタロシアニンなどの有機顔料、各種染料などを、溶媒や必要に応じてバインダー樹脂に分散し、スプレーなどで塗布する方法、▲２▼メッキなどの電気化学的に処理する方法、または▲３▼前記色素、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌなどの金属をスパッタリングあるいは蒸着する、などの方法により磁性粒子を作製することが記載されている。色分けするには、非着色面を接着剤や樹脂層に埋め込んで固定したり、比重を調整した液体中に浮かべるなどの方法により、露出面のみに着色を行い、２色粒子を作製していた。
以上のように、  従来の２色粒子作製方法は、粒子作製工程、色分け工程という作製の複雑さがあり、安価に大量生産を達成するには極めて困難な方法であった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−６３４６
【特許文献２】
特開２００２−６２５４６
【特許文献３】
特開２００２−６２５４７
【特許文献４】
特開２００２−２５８３２９
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、粒子回転型ディスプレーにおける表示用回転粒子を効率よく、かつ安価に製造する方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、表示用回転粒子分散パネルに磁場を印加することによって、光学的な非対称性を持つ表示用回転粒子を回転させ、表示を行なうディスプレーに使用するための表示用回転粒子の製造方法に関するものであって、その特徴とするところは、以下に記載する（１）〜（６）の６つの発明からなる。
（１）複数の液滴を用い、少なくとも一つの液滴に金属を配合し、複数の液滴を、空気中または液中で接触させて一つの液滴とし、反応液に接触させ、瞬時に固めることを特徴とする粒子の製造方法。
（２）金属が磁性体であることを特徴とする粒子の製造方法。
（３）固めた後の粒子において、複数の液滴に由来する部分の色のうち、少なくとも一つの液滴に由来する部分の色が、他の液滴に由来する部分の色と異なることを特徴とする粒子の製造方法。
（４）複数の液滴のうち、少なくとも一つの液滴に顔料を含むことを特徴とする粒子の製造方法。
（５）スプレーノズルにより複数の液滴を作製することを特徴とする粒子の製造方法。
（６）  インクジェットノズルにより複数の液滴を作製することを特徴とする粒子の製造方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳しく説明する。
例えば、少なくともどちらかの一方に金属を含んだ第１の液体、  第２の液体を用意する。さらに、第１の液体、第２の液体と瞬時に反応する反応液を用意する。第１、第２の液体は、例えば注射器等に注入して細い針先から噴出することにより、針先端に液滴（ドロップレット）を作製する。第１の液体の液滴、第２の液体の液滴を接近させ、接触するように空気中または液中に吐出する。２つの液体は表面張力によりその表面積を最低にしようと一つの液滴になり、反応液に落下し、固化した粒子になる。
以下に、空気中に液滴を吐出する方法を例に説明する。ここで、空気中とは、大気中でも良いし、あるいは、圧力、湿度、温度などをコントロールされた雰囲気であっても良い。
ここで、空気中で接触した液滴が互いに混ざらないように、かつ一つの液滴になるような条件（液体粘度、反応液まで落下する時間／高さ）を最適化する必要がある。粒子径は液滴をつくるノズルに依存する。粒子を小径化するにはスプレイノズル、インクジェットノズルを使用する。粒子径を制御する他の方法は、第１の液体、第２の液体の濃度である。反応液中に２色の粒子を作製し、その粒子を乾燥することにより溶媒が蒸発し、乾燥後には反応液中の２色粒子径より小さな粒子となる。
【０００９】
スプレイノズルはコンプレッサーにより加圧空気を送り、途中で液を混合し、細いオリフィスから噴射することにより霧状物を噴出するノズルであり、市販されている霧化装置を使用できる。
インクジェットノズルとは、いわゆるインクジェットプリンターとして使用されているインクジェット方式のノズルである。コンピューターにより噴出のタイミングを制御し、かつ、微細な液滴を噴出する技術はインクジェットプリンターで確立されており、本発明でも、その技術を転用できる。
【００１０】
瞬時に反応する反応液とは、第１、第２の液体との組み合わせによる。主にアミンと酸クロライド等による界面重合を起す物質の組合せ、イソシアネートとアミン等による化学反応／架橋反応を起す物質の組合せ、アルギン酸ナトリウムやカルボキシメチルセルロースナトリウムと塩化カルシウム等による凝集反応を起す物質の組合せ、ポリビニルアルコールと硼砂等による水素結合による架橋反応を起す物質の組合せ、カルボキシメチルセルロースナトリウムと酸による不溶化反応、水分散した有機粒子や無機粒子をｐＨの異なる液に添加して凝集させる組合せ等を挙げることができるが、これに限定するものではない。なお、一例としていくつかの組合せを表１に例示する。
【００１１】
【表１】
2004184804.tif 000002
【００１２】
上記に例示した組合せにおいて、第１及び第２（以下、第１／２と表示する）の薬品と反応液を逆にしてもかまわない。例えば、酸クロライドを第１／２の液体に、アミン化合物を反応液にしてもかまわない。組合せが重要である。
また、第１／２の液体、反応液の粘度も最適化する必要がある。第１／２液体と反応液の反応速度、第１／２液体の反応液中への拡散速度の大小により、粒子の形状が左右される。反応速度が拡散速度よりも十分速ければ球状になり、拡散速度が速ければ円盤状の粒子になり易い。拡散は粘度に半比例するので、第１／２の液体粘度が高ければ拡散速度が遅くなり球状になり易いと言える。
第１／２液体と反応液の反応は、粒子表面で起こる。その後、反応液が粒子内部に拡散し、粒子内部の反応が起こる。粒子内部へ反応液の拡散がしにくいと、粒子内部は未反応となり、第１の液体と第２の液体が混合し、一色粒子になってしまうことがある。特に、粒子を反応液から取り出し、乾燥する最中に一色になってしまう場合が多い。この場合は、第１／２の液体に顔料を混ぜ、粒子内部の第１／２の液体が混合するのを防ぐことができる。顔料の配合は混色を防止すると共に、実際の表示を行なう場合もコントラストを向上することできる利点がある。
本発明に利用できる顔料としては、バライト粉、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、石膏、クレー、シリカ粉、微粉ケイ酸、珪藻土、タルク、炭酸マグネシウム、アルミナホワイト、サチン白、亜鉛華、鉛白、硫酸鉛、硫化亜鉛、酸化チタン、酸化アンチモン等である。
【００１３】
粒子を磁界により回転させるには、粒子の面に垂直に磁界を発生させて、永久磁石化された粒子の磁化に引力と斥力を与えることが必要である。本発明の２色粒子を外部から磁界を印加し回転させる表示方式に適用する際には、第１液滴、第２液滴の少なくともどちらか一方に金属を含ませる必要がある。  金属の中でも磁性体を用いることにより効率的に回転を起すことが可能である。
【００１４】
本発明に使用する金属とは、周期表（長周期型）のＩＩＩＢ２１ＳｃからＶＩＩＢまでの元素、およびＶＩＩＩ族の遷移元素である。電子配置は最外殻軌道に１個または２個の電子を持っており、原子番号の増加とともに内側のｄもしくはｆ軌道に電子が充填されている。これらの元素を含んだ酸化物、化合物、混合物等が使用できる。これら金属の中でも磁性体材料を使用するのが好ましい。具体例としては、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４）、窒化鉄（Ｆｅ４Ｎ）、ＣｏＮｉ、Ｃｏフェライト、ＭｎＺｎフェライト等が挙げられる。磁性体は粉状のもが好ましく、水／溶剤等に分散させ、第１または第２の液体に今後して使用するのが好ましい。
【００１５】
本発明の粒子は通常白と黒の２色に半球ずつ色分けされる。磁性体が黒であれば、半球だけ顔料、染料等の着色剤で白に着色すればいい。また磁性体が茶色であればそのままの色を使用してもかまわないし、磁性体に着色剤を混ぜて好みの色にすることもできる。
本発明に利用できる着色剤としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック、シアニンブラック、黄鉛、亜鉛黄、クロム酸バリウム、カドニウムイエロー、黄色酸化鉄、チタンイエロー、鉛酸カルシウムナフトールイエロー、ハンザイエロー、ピグメントイエロー、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエロー、ぺんがら、鉛丹、カドミウムレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド、パラレッド、クロムパーミリオン、パーマネントオレンジ、ペルシアンオレンジ、ブリリアントスカーレット、オインジゴレッド、群青、紺青、コバルトブルー、フタロシアニンブルー、インジゴ等が挙げられる。
【００１６】
次に、第１の液滴と第２の液滴を液中に吐出する方法について述べる。第１／第２の液が親水性液である場合、非親水性の溶媒、オイルなどに吐出すれば良い。
例えば反応液である水相の上に、比重が水より軽い溶媒相を形成し、該溶媒相中に２つの水溶液である液滴を吐出し合体し、沈んで反応液相に到達するようにしても良い。
【００１７】
最後に、反応液中で反応し固化した２色粒子を搬送し、洗浄、乾燥する工程の例を示す。一例として、反応液中に網状のベルトコンベアあるいは、キャビティーまたは仕切り板を有するベルトコンベアを搬送させ、該コンベアに載せたまま洗浄槽に導入し、更にそのまま、乾燥ゾーンに誘導する方法が挙げられる。
【００１８】
【実施例】
＜実施例１＞
第１の液体
２．９％アルギン酸ナトリウム溶液（試薬）            ：１００部（溶液）
１０％酸化鉄（試薬、０．３μ径）分散液                  ：１００部（分散液）
第２の液体
２．９％アルギン酸ナトリウム（試薬）          ：１００部（溶液）
２０％シリカ顔料分散液                        ：７３部（分散液）
（商標：サイロジェット７０３Ａ、グレースデビソン社製）
反応液                                      ：３％塩化カルシウム溶液
【００１９】
第１の液体、第２の液体を各々スポイトにとり、液滴を作製し、反応液に落下させた。各々の液滴は落下中に合体し、一つの液滴になり、反応液に接触すると同時に硬化させた。生成した粒子は、半分が白、残りが茶色の２色粒子であった。その粒子を蒸留水で洗浄し、その後乾燥させ径１ｍｍの２色粒子を得た。
次に、絶縁性オイルが入った透明セル中に２色粒子を入れた。一方から磁石を近づけると２色粒子が回転した。
【００２０】
＜実施例２＞
第１の液体
２．９％アルギン酸ナトリウム（試薬）            ：１００部（溶液）
１０％酸化鉄（試薬、０．３μ径）分散液            ：１００部（分散液）
水                                            ：１５６０部
第２の液体
２．９％アルギン酸ナトリウム（試薬）          ：１００部（溶液）
２０％シリカ顔料分散液                        ：７３部（分散液）
（商標：サイロジェット７０３Ａ、グレースデビソン社製）
水                                          ：１５６０部
反応液                                        ：３％塩化カルシウム溶液
【００２１】
第１の液体、第２の液体を各々スプレイ（商標：アドマイザー７ｍｌ、ＴＳＵＢＡＫＩ    Ｃｏ．，Ｌｔｄ製）にとり、互いに対向させ噴霧した。噴霧されたミストを反応液に落下／硬化させた。この時、各々の噴霧されたミストが接触合体したもの、未接触のものが混合されていた。顕微鏡観察により、接触合体した粒子のみとりだし蒸留水で洗浄し、さらにメタノール、酢酸エチルで洗浄した。その後乾燥させ、径３０μの２色粒子を得た。
次に、絶縁性オイルが入った透明セル中に２色粒子を入れた。一方から磁石を近づけると２色粒子が回転した。
【００２２】
＜実施例３＞
第１の液体
９％ＰＶＡ溶液（商標：ＰＶＡ１４５Ｈ、クラレ製）  ：１００部（溶液）
１２．５％カチオン化シリカ顔料分散液            ：３５６部（分散液）
（商標：ＫＨ−１、（株）トクヤマ）
第２の液体
２．９％アルギン酸ナトリウム（試薬）          ：１００部（溶液）
１０％酸化鉄（試薬、０．３μ径）分散液          ：１００部（分散液）
反応液▲１▼                                      ：３％塩化カルシウム溶液
反応液▲２▼                                      ：３％硼砂水溶液
【００２３】
第１の液体、第２の液体を各々スポイトにとり、液滴を作製し、反応液▲１▼に落下させた。各々の液滴は落下中に合体し、一つの液滴になり、反応液に接触すると同時に硬化／固化させた。第２の液滴のアルギン酸ナトリウムが塩化カルシウムと反応し、第１の液滴の１２．５％シリカ顔料分散液（商標：ＫＨ−１、（株）トクヤマ）が塩化カルシウム水溶液のｐＨにより凝集した。生成した粒子は、半分が白、残りが茶色の２色粒子であった。その粒子をとりだし、反応液▲２▼に入れＰＶＡを硬化させた。蒸留水で洗浄し、その後乾燥させ径１ｍｍの２色粒子を得た。
次に、絶縁性オイルが入った透明セル中に２色粒子を入れた。一方から磁石を近づけると２色粒子が回転した。
【００２４】
＜実施例４＞
第１の液体
２．９％アルギン酸ナトリウム溶液（試薬）            ：１００部（溶液）
１０％酸化鉄（試薬、０．３μ径）分散液                  ：１００部（分散液）
第２の液体
２．９％アルギン酸ナトリウム（試薬）          ：１００部（溶液）
２０％シリカ顔料分散液                        ：７３部（分散液）
（商標：サイロジェット７０３Ａ、グレースデビソン社製）
１０％酸化鉄（試薬、０．３μ径）分散液              ：１００部（分散液）
反応液                                      ：３％塩化カルシウム溶液
【００２５】
第１の液体、第２の液体を各々スポイトにとり、液滴を作製し、反応液に落下させた。各々の液滴は落下中に合体し、一つの液滴になり、反応液に接触すると同時に硬化させた。生成した粒子は、半分が薄茶色、残りが茶色の２色粒子であった。その粒子を蒸留水で洗浄し、その後乾燥させ径１ｍｍの２色粒子を得た。
この粒子を電磁石で磁界を印加し磁化の方向が揃うように磁化した。
次に、絶縁性オイルが入った透明セル中に２色粒子を入れた。一方から磁石を近づけると２色粒子が回転した。
【００２６】
＜実施例５＞
第１の液体
９％ＰＶＡ溶液（商標：ＰＶＡ１４５Ｈ、クラレ製）  ：１００部（溶液）
１２．５％カチオン化シリカ顔料分散液            ：３５６部（分散液）
（商標：ＫＨ−１、（株）トクヤマ）
第２の液体
２．９％アルギン酸ナトリウム（試薬）          ：１００部（溶液）
２０％シリカ顔料分散液                        ：７３部（分散液）
（商標：サイロジェット７０３Ａ、グレースデビソン社製）
第３の液体
２．９％アルギン酸ナトリウム（試薬）          ：１００部（溶液）
１０％酸化鉄（試薬、０．３μ径）分散液              ：１００部（分散液）
反応液▲１▼                                      ：３％塩化カルシウム溶液
反応液▲２▼                                      ：３％硼砂水溶液
【００２７】
第１の液体、第２の液体、第３の液体を各々スポイトにとり、液滴を作製し、反応液▲１▼に落下させた。各々の液滴は落下中に合体し、一つの液滴になり、反応液に接触すると同時に硬化／固化させた。第２と第３の液滴のアルギン酸ナトリウムが塩化カルシウムと反応し、第１の液滴の１２．５％シリカ顔料分散液（商標：ＫＨ−１、（株）トクヤマ）が塩化カルシウム水溶液のｐＨにより凝集した。生成した粒子は、半分が白、残りが茶色の２色粒子であった。その粒子をとりだし、反応液▲２▼に入れ第１の液滴のＰＶＡを硬化させた。蒸留水で洗浄し、その後乾燥させ径１ｍｍの２色粒子を得た。
次に、絶縁性オイルが入った透明セル中に２色粒子を入れた。一方から磁石を近づけると２色粒子が回転した。
【００２８】
【発明の効果】
本発明により、粒子回転型ディスプレーにおける表示用回転粒子を効率よく、かつ安価に製造できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気粒子回転型ディスプレイを説明するための模式図。
【図２】磁気回転粒子を説明するための模式図。
【符号の説明】
１  ：回転粒子
２  ：回転粒子層
３ａ：電気配線層
３ｂ：電気配線層
４  ：メモリー層
５  ：マイクロカプセル
６  ：回転粒子
【図１】
2004184804.tif 000003
【図２】
2004184804.tif 000004