JP3983914B2 - 電気泳動表示用表示液 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電界の作用により可逆的に視認状態を変化させうる電気泳動表示媒体用の表示液に関する。
【0002】
【従来の技術】
電気泳動表示装置は、少なくとも一方は透明な2枚の基板をスペーサーを介して所望の間隔を開けて対向配置して密閉空間を形成し、この密閉空間に分散粒子(顔料成分)をこれと色調の異なる分散媒中に分散させた表示液を充填して表示パネルとし、この表示パネルに電界を印加して表示を得ようとするもので、透明な基板面が表示面になる。
【0003】
密閉空間に充填される電気泳動表示用表示液は、キシレン、イソパラフィン系などの分散媒、二酸化チタンなどの微粒子(分散粒子)、この分散粒子の色に対して色のコントラストを付けるための染料、界面活性剤などの分散剤、及び荷電付与剤などの添加剤から構成される。この表示液に電界を印加することにより表示液中の分散粒子が透明板側に移動し表面には分散粒子の色が現れる。これと逆方向の電界を印加することにより、分散粒子は背面側に移動し表面には分散媒の色あるいは染料の色が現れる。
【0004】
電気泳動表示装置は、電界の向きを制御することにより所望の表示を得る表示装置であり、表示液が比較的入手容易な低コスト材料である、視野角が通常の印刷物並に広い、消費電力が小さい、メモリー性を有する等の長所を持つことから安価な表示装置として注目されている。
【0005】
このような電気泳動表示装置の表示液中には、一般に、酸化チタンなどの高屈折率の分散粒子(顔料成分)と、染料を溶解して着色された分散媒とが含まれているために、画像形成時に両者が混色を起こすことによるコントラストの低下が発生しやすい。この問題は特に、表示面側に分散粒子が移動し表面に分散粒子の色が現れる状態において、分散粒子どうしの間に存在する空隙や分散粒子と透明板との間で形成される空隙に、染料によって着色された分散媒が存在することで、分散粒子の色に着色された分散媒の色が混ざってしまう場合に顕著に現れる。中でも、分散粒子が白色顔料の場合には地肌部(非記録部)の白さを低下させるために、表示材料にとって致命的な欠陥につながりかねない。
【0006】
このような問題点を解決するために、過去において、分散媒の着色に用いられる染料として、顔料粒子表面に対して非吸着性の染料を用いること(Phlips Lab:Conference Record of 1980 Biennial Disp. Res.Conf.)が提案されている。しかし、この方法では顔料粒子表面への微量な染料の吸着は低減できるかもしれないが、根本的に顔料粒子間の間隙に対する分散媒の進入を防ぐことはできず、大幅な改善にはつながらない。
【0007】
また、分散媒中の染料濃度を低くすること(Xerox Paio Alto:Proc.SID,Vol.18,3/4,1977)や、染料濃度、顔料濃度、界面活性剤の最適化による改善(松下:Proc.SID,Vol.18,No.3/4,4977)も提案されている。しかしながら、これらの方法も混色を少なくする為に、分散媒中の染料濃度を低くすることで、逆に分散媒による表示色の濃度低下を引き起こしている。また、濃度低下を防ぐ目的で、表示媒体としてのセル厚を大きくすることも同時に行われているが、この場合には、応答速度低下という別の問題を引き起こしてしまい、根本的な解決に至らないのが現状である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、分散粒子間に形成される空隙及び分散粒子と表示面(透明板)との間に形成される空隙への、分散媒の進入を防ぐことで、顔料成分粒子による表示色と染料によって着色された分散媒による表示色の混色が起こらないようにし、コントラストの良好な電気泳動表示装置用の表示液を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は顔料粒子(分散粒子)及びこれと色調の異なる分散媒を主成分とする電気泳動表示装置用表示液において、顔料粒子間及び顔料粒子と表示面側の透明板との間に形成される空隙への分散媒の浸入を防ぐことで、良好なコントラストを有する表示を可能にしたものである。
【0010】
本発明によれば、第一に、顔料成分及びそれと異なる色調を有する分散媒を主成分とする電気泳動表示用表示液において、前記分散媒が油溶性染料を溶解させた有機溶媒であり、前記顔料成分が異なる粒子径を持つ二酸化チタン粒子の混合物であり、前記異なる粒子径を持つ二酸化チタン粒子の混合物の小さい方の二酸化チタン粒子の平均粒子径が0.02〜0.05μmであり、大きい方の二酸化チタン粒子の平均粒子径の1/4以下であることを特徴とする電気泳動表示用表示液が提供される。
【0015】
(作用)
本発明では、電気泳動表示装置用表示液中に含まれる顔料成分として粒子径の異なる顔料粒子を混合して用いる。この場合、大きな粒子径の顔料粒子間及び大きな粒子径の顔料粒子と表示面側の透明板との間に形成される空隙を、小さな粒子径を有する顔料粒子で充填することにより、染料で着色された分散媒の浸入を防ぐことができ、顔料粒子の色と染料の色の混色のない表示が可能となる。
【0016】
また、本発明においては、顔料粒子として用いる粒子径の異なる顔料の粒子径の比において、小さい方の粒子の粒子径が大きい方の粒子の粒子径の1/4以下である場合に特に好ましい。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下に本発明をさらに詳細に説明する。本発明は、前記したように、顔料成分及びそれと異なる色調を有する分散媒を主成分とし、該顔料成分が異なる粒子径を持つ顔料粒子の混合物であることを特徴とした電気泳動表示用表示液に係わるものである。ここでは、粒子径の異なる顔料成分を混合して用いることで望ましい効果が得られており、特に、平均粒子径において、小さい方の粒子の平均粒子径が、大きい方の粒子の平均粒子径の1/4以下であるときに優れた効果が得られる。
【0021】
本発明における分散粒子として用いられる顔料としては、有色または白色の無機顔料を用いることが可能である。
有色の顔料としては、クロムイエロー、カドミウムイエロー、モリブデートオレンジ、ベンガラ、カドミウムレッド、マンガンバイオレット、紺青、群青、エメラルドグリーン、カーボンブラック、鉄黒等が挙げられる。
白色の顔料としては、酸化亜鉛、塩基性炭酸鉛、塩基性硫酸鉛、硫酸鉛、リトポン、硫化亜鉛、酸化チタン、酸化アンチモン等が挙げられ、これら白色顔料を用いたときは白色と有色のコントラストを形成することが可能であり、中でも酸化チタンは白色を得る場合特に好ましい顔料である。
【0027】
本発明において、顔料粒子と色調の異なる分散媒としては、顔料粒子と異なる色の染料を溶解させた導電率の低い高絶縁性の有機溶媒が用いられる。
【0028】
染料としては、有機溶媒に溶解可能な油溶性染料が用いられ、オイルイエロー3G、ファーストオレンジG、オイルレッド5B、オイルバイオレット#730、マクロレツクスプルーRR、スミプラストグリーンG、オイルブラウンGR、スーダンブラックX60などが代表的なモノとして挙げられる。
【0029】
導電率の低い高絶縁性の有機溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフテン系炭化水素などの芳香族炭化水素類、ヘキサン、シクロヘキサン、ケロシン、パラフィン系炭化水素などの脂肪族炭化水素類、クロロホルム、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、臭化エチルなどのハロゲン化炭化水素類などが挙げられる。これらの有機溶媒は、それぞれ単独で又は2種類以上を混合して用いることが出来る。
【0030】
本発明においては、必要に応じて顔料粒子の分散媒中での分散性を補足するために、分散媒に溶解可能な陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、フッ素系界面活性剤、ブロック型ポリマー、グラフト型ポリマーなどの分散剤をそれぞれ単独または2種類以上を混合して用いることができる。
【0031】
このような表示液を用いた電気泳動表示装置の一例としては、次のような形態が挙げられる。
(1)一対のガラス基板11,12等の透明部材の一方に所望のパターンで形成された透明電極21,22を有するものを、スペーサー3を介して対向配置させて空間をつくり、その空間に本発明の表示液を充填する(図1)。
(2)全面電極を施した基板に、多数のスペーサー3を介して絶縁フィルム5を対向させ不連続の空間をつくり、その空間に本発明の表示液4を充填する(図2)。
(3)一対のガラス基板等の透明部材の一方に所望のパターンで形成された透明電極を有するものを、スペーサー3を介して対向配置させて空間をつくり、その空間に本発明の表示液を内包させたマイクロカプセル6を充填する(図3)。なお、この例では空間の代りにバインダーが存在していてもよい。
(4)全面電極を施した基板に多数のスペーサーを介して絶縁フィルムを対向させ不連続の空間をつくり、その空間に本発明の表示液を内包させたマイクロカプセルを充填する(図4)。なお、この例では空間の代りにバインダーが存在していてもよい。
(5)全面電極を施した基板に、本発明の表示液を内包させたマイクロカプセル6をバインダー7とともに塗布する(図5)。
【0032】
ここで、本発明の表示液をマイクロカプセルに内包させる方法としてはin−situ法、界面重合法、コアセルベーション法等により調製することが可能であり、その際マイクロカプセルの壁材としては、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリ尿素−ポリウレタン、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミンーホルムアルデヒド樹脂、ポリアミド、ポリエステル、ポリスルホンアミド、ポリカーボネート、ポリスルフィネート、エポキシ樹脂、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ポリ酢酸ビニル、ゼラチシ等が挙げられる。
【0033】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【0034】
参考例1
分散媒としてテトラクロロエチレンに0.5wt%の青色染料(マクロレックスブルーRR:バイエル社)を溶解したものを用い、泳動粒子(分散粒子)として、平均粒子径0.25μmの二酸化チタン(石原産業製、CR−50−2)と平均粒子径0.2μmの二酸化チタン(石原産業製、CR−63)の混合物(重量比で1:1)を用いた。この粒子とジオクチルスルホコハク酸ナトリウムを分散媒に各々5vol%と0.01wt%混合して電気泳動表示用表示液を調製した。
【0035】
続いて、透明基板として厚さ3mmのガラス板を用い、その片面に透明導電膜(ITO膜)を形成させたものをスペーサーのナイロンビーズを介して対向配置させて約80μmの空間を形成する。その空間に上記の表示液を注射器を用いて注入後、両ガラス板をエポキシ樹脂系接着剤で封止することにより電気泳動表示パネルを作成した。この電気泳動表示パネルに導電ぺーストにより配線を施し、これを直流電源に接続し電圧を印加して分散粒子を泳動させて白色の表示を得た。
【0036】
参考例2
分散媒としてテトラクロロエチレンに0.5wt%の青色染料(マクロレツクスブルーRR:バイエル社)を溶解したものを用い、泳動粒子として、平均粒子粒径0.25μmの二酸化チタン(石原産業製、CR−50−2)と平均粒子径0.2μmの二酸化チタン(石原産業製、CR−63)の混合物(重量比で1:1)を用いた。この粒子とオレイン酸を分散媒に各々10wt%と0.5wt%混合して、分散液とした。続いて、この分散液を内包するマイクロカプセルを以下のように作製した。ゼラチン水溶液とアラビアゴム水溶液を混合して、50℃に昇温し水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを9に調整する。この中に上記分散液を加え、撹拌して乳化する。さらにpHを4まで徐々に下げて分散液界面にゼラチン/アラビアゴムの濃厚液を析出させた後、温度を下げて皮膜をゲル化し、グルタールアルデヒド水溶液を加えて硬化した。このようにしてゼラチンを壁材とするマイクロカプセルのスラリーを得た。カプセル径は平均60μmとなるように乳化条件を制御した。このマイクロカプセルスラリーとポリビニルアルコール10%水溶液とを等重量で混合し電気泳動表示用表示液を調製した。
【0037】
上記にて作製した電気泳動表示用表示液を、基盤(100μm厚のPETフイルム)上にITO薄膜をスパッタリング法により形成した共通電極上に、ブレードコーターで塗布し、乾燥することによりマイクロカプセルが共通電極上に塗工層として固定された電気泳動表示媒体を作製した。この電気泳動表示媒体の表示面側に対向電極を設置し、この対向電極と共通電極との間にセルに直流電源に接続し電圧を印加し分散粒子を泳動させて白色の表示を得た。
【0038】
実施例1
泳動粒子(分散粒子)として、平均粒子径0.25μmの二酸化チタン(石原産業製、CR−50−2)と平均粒子径0.02〜0.05μmの二酸化チタン(石原産業製、TTO−55(S))の混合物(重量比で1:1)を用いた以外は、参考例1と同様にして電気泳動表示用表示液及び、電気泳動表示媒体を作製した。また、参考例1と同様にして白色の表示を得た。
【0039】
実施例2
泳動粒子(分散粒子)として、平均粒子径0.25μmの二酸化チタン(石原産業製、CR−50−2)と平均粒子径0.02〜0.05μmの二酸化チタン(石原産業製、TTO−55(S))の混合物(重量比で1:1)を用いた以外は、参考例2と同様にして電気泳動表示用表示液及び、電気泳動表示媒体を作製した。また、参考例2と同様にして白色の表示を得た。
【0046】
比較例1
泳動粒子(分散粒子)として平均粒子径0.25μmの二酸化チタン(石原産業製、CR−50−2)を用いた以外は、参考例1と同様にして電気泳動表示用表示液及び電気泳動表示媒体を作製した。また、参考例1と同様にして白色の表示を得た。
【0047】
比較例2
泳動粒子(分散粒子)として平均粒子径0.25μmの二酸化チタン(石原産業製、CR−50−2)を用いた以外は、参考例2と同様にして電気泳動表示用表示液及び電気泳動表示媒体を作製した。また、参考例2と同様にして白色の表示を得た。
【0048】
く評価結果>
上記にて形成した電気泳動表示媒体の白色表示部分について目視観察を行い、染料によって着色された分散媒との混色による白さの低下を評価した。結果を表1に示す。表1中、混色による白さの低下がないの◎から、低下が著しいの×まで順次○、△○、△、×△に従って低下していくことを表している。
【0049】
【表1】
【0050】
【発明の効果】
表1に示した結果から明らかなように、本発明によれば分散顔料の色(白色の顔料を用いた場合には白色)を表示時する際の、染料によって着色された分散媒との混合が起こりにくく、両者の混色の発生のしにくい電気泳動表示用表示液及び電気泳動表示媒体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電気泳動表示用表示液を用いて作製される表示媒体の一例の概略図。
【図2】本発明の電気泳動表示用表示液を用いて作製される表示媒体の一例の概略図。
【図3】本発明の電気泳動表示用表示液を用いて作製される表示媒体の一例の概略図。
【図4】本発明の電気泳動表示用表示液を用いて作製される表示媒体の一例の概略図。
【図5】本発明の電気泳動表示用表示液を用いて作製される表示媒体の一例の概略図。
【符号の説明】
3 スペーサー
4 表示液
5 絶縁フィルム
6 表示液を内包させたマイクロカプセル
7 バインダー
11 基版
12 透明基板
21、22 透明電極
Claims (1)
- 顔料成分及びそれと異なる色調を有する分散媒を主成分とする電気泳動表示用表示液において、前記分散媒が油溶性染料を溶解させた有機溶媒であり、前記顔料成分が異なる粒子径を持つ二酸化チタン粒子の混合物であり、前記異なる粒子径を持つ二酸化チタン粒子の混合物の小さい方の二酸化チタン粒子の平均粒子径が0.02〜0.05μmであり、大きい方の二酸化チタン粒子の平均粒子径の1/4以下であることを特徴とする電気泳動表示用表示液。
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