JPH03266818A - 電気泳動表示装置用表示液の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電気泳動表示装置用表示液の製造法に関する
。

（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
板をスペーサを介して所要間隔を開けて対向配置して密
封空間を形成し、この密封空間に微粒子をこれと色の異
なる分散媒中に分散させた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となる。

密封空間に充填される電気泳動表示装置用表示液は、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、この微粒子と色のコントラストを付ける
ための染料、界面活性剤なとの分散剤及び荷電付与剤な
どの添加剤から成る。

この表示液に電界を印加することにより、表示液中の微
粒子が透明板側に移動し表面には微粒子の色が現われる
。これと逆方向の電界を印加することにより、微粒子は
背面側に移動し表面には分散媒の色が現われる。

このように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ことができ、表示液が比較
的入手容易な低コスト材料から成り、視野角が通常の印
刷物並に広く、消費電力が小さく、メモリ性も有するこ
とから、安価な表示装置として注目されている。

尚、電気泳動表示装置の電界印加手段としては、一対の
基板面に形成された電極間に電圧を印加する方法、特開
昭６２−３４１８７号公報に示されるようなコロナイオ
ン発生器とこのイオンの流れを制御する制御電極から成
る書込電極とにより一方の基板面に静電潜像を形成しこ
の静電潜像と他方の基板面の透明電極との間に電界を生
じさせる方法などが使用される。

電気泳動表示装置用表示液の微粒子としては、一般に二
酸化チタンなどの高屈折率の無機顔料が用いられる。こ
れらの無機顔料は表示液中の分散媒との比重差が大きい
ので沈降により分離してしまうため、イオン性界面活性
剤などの分散剤が添加されている。また、これらの微粒
子は電界の印加により泳動させるため、イオン性界面活
性剤などの荷電付与剤が添加されている。

（発明が解決しようとする課題） 電気泳動表示装置の長寿命化を図るためには、これに用
いる表示液の長寿命化が必要であり、このためには微粒
子が長期間荷電を失うことなく分散媒と分離せずに分散
し続けることが必要である。

そこで、分散剤及び荷電付与剤として常用されるイオン
性界面活性剤の添加量を増やす必要がある。

しかし、特にコロナイオンの帯電を利用して電界印加を
行う電気泳動表示装置では、背面の絶縁基板を介しての
電界印加となるので表示液の導電率を低くしなければな
らない。そこで、イオン性界面活性剤などの分散剤は最
適量を添加しなければならな（、添加量の制御が困難と
なっている。

本発明は、表示液の導電率を低下させることなく、かつ
微粒子が長期間荷電を失うことなく分散媒と分離せずに
分散し続けることが可能な長寿命本発明は、微粒子とそ
れと色の異なる分散媒とよりなる分散溶液に分散剤を添
加する電気泳動表示装置用表示液の製造法に於て、分散
剤の添加を、分散媒中に溶出する分散剤の量を検知し分
散媒中の分散剤の存在が認められる量以上となるように
コントロールすることを特徴とするものである。

本発明で用いられる微粒子としては、白色を示すものと
して二酸化チタン、酸化亜鉛などの無機顔料が、黄色を
示すものとしてクロムイエローカドミウムイエローなど
の無機顔料、ファーストイエローなどの不溶性アゾ化合
物類、クロモフタルイエローなどの縮合アゾ化合物類、
ベンズイミダシロンアゾイエローなどのアゾ錯塩類、フ
ァーストイエローなどの縮合多環類、ナフトールイエロ
ーなどのニトロ化合物類などの有機顔料が、橙色を示す
ものとしてモリブデートオレンジなどの無機顔料、ベン
ズイミダシロンアゾオレンジなどのアゾ錯塩類、ペリノ
ンオレンジなどの縮合多環類などの有機顔料が、赤色を
示すものとしてへんから、カドミウムレッドなどの無機
顔料、マダレーキなどの染色レーキ類、レーキレッドな
どの溶解性アゾ化合物類、ナフトールレッドなどの不溶
性アゾ化合物類、クロモフタルスカーレットなどの縮合
アゾ化合物類、チオインジゴボルドーなどの縮合多環類
などの有機顔料が、紫色を示すものとしてマンガンバイ
オレットなどの無機顔料、ローダミンレーキなどの染色
レーキ類、ジオキサジンバイオレットなどの縮合多環類
などの有機顔料が、青色を示すものとして紺青、群青な
どの無機顔料、フタロシアニンブルーなどのフタロシア
ニン類、アルカリブルーなどの有機顔料が、緑色を示す
ものとしてエメラルドグリーンなどの無機顔料、ニッケ
ルアゾイエローなどのアゾ錯塩類、フタロシアニングリ
ーンなどのフタロシアニン類、ピグメントグリーンなど
のニトロソ化合物類などの有機顔料が、黒色を示すもの
としてカーボンブラック、鉄黒などの無機顔料、アニリ
ンブラックなどの有機顔料が挙げられる。これらの顔料
はそれぞれ単独で、または２種類以上を混合して用いる
ことができる。微粒子は不透明であればよい。

微粒子と色の異なる分散媒としては、微粒子と異なる色
の染料を溶解させた高絶縁性の有機溶媒が用いられる。

ここで、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、黄色を示すものとしてオイルイエロー３Ｇ
（オリエント化学社製商品名）などのアゾ化合物類が、
橙色を示すものとしてファーストオレンジＧ（ＢＡＳＦ
社製商品名）などのアゾ化合物類が、赤色を示すものと
してオイルレッド５Ｂ（オリエント化学社製商品名）な
どのアゾ化合物が、紫色を示すものとしてオイルバイオ
レット８７３０　（オリエント化学社製商品名）などの
アンスラキノン類が、青色を示すものとしてマクロレッ
クスブルーＲＲ（バイエル社製商品名）などのアンスラ
キノン類が、緑色を示すものとしてスミブラストグリー
ンＧ（住人化学社製商品名）などのアンスラキノン類が
、茶色を示すものとしてオイルブラウンＧＲ（オリエン
ト化学社製商品名）などのアゾ化合物類が、黒色を示す
ものとしてスーダンブラックＸ６０（ＢＡＳＦ社製商品
名）などのアゾ化合物類などが代表的なものとして挙げ
られる。

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、トリクロロトリフルオロエ
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、また
は２種類以上を混合して用いることができる。

また、場合によっては微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、グ
ラフト型ポリマなどの分散剤をそれぞれ単独で、または
２種類以上を混合して用いることができる。

分散剤としては、オレイン酸ナトリウム、半硬化牛脂ナ
トリウムなどのカルボン酸塩、ドデシルベンゼンスルホ
ン酸ナトリウム、ジ２−エチルへキシルスルホコハク酸
ナトリウムなどのスルホン酸塩、ラウリル硫酸ナトリウ
ム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウ
ムなどの硫酸エステル塩、ラウリル燐酸ナトリウム、ポ
リオキシエチレンラウリル燐酸ナトリウムなどの燐酸エ
ステル塩などの陰イオン界面活性剤、塩化セチルトリメ
チルアンモニウム、ラウリルアミンアセテートなどの脂
肪族アミン塩、塩化ステアリルジメチルベンジルアンモ
ニウムなとの芳香族アミン塩などの陽イオン界面活性剤
、レシチン類、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、
２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシ
エチルイミダゾリニウムベタインなどのベタイン類など
の両性界面活性剤、ポリオキシエチレンラウリルエーテ
ル、ポリオキシエチレンポリオキシブロビレンラウリル
エーテルなどのエーテル類、ポリオキシエチレンヒマシ
油、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートなど
のエーテルエステル類、ポリエチレングリコールジステ
アレート、グリセリルモノステアレートなどのエステル
類、ポリオキシエチレンステアリン酸アミド、ポリオキ
シエチレンステアリルアミンなどの含窒素類などの非イ
オン性界面活性剤、パーフルオロオクタンスルホン酸カ
リウム、パーフルオロオクタンポリオキシエチル・ンエ
タノールなどのフッ素系界面活性剤などが挙げられる。

これらの分散剤はそれぞれ単独で、または２種類以上を
混合して用いることができる。

分散媒中に微粒子を分散させ、これに例えばイオン性分
散剤を添加すると、分散媒中で解離した分散剤の陰イオ
ン部または陽イオン部が微粒子の表面に優先的に吸着さ
れ、これらのイオンは分散媒中には残存しない。さらに
分散剤の添加量を増すと、微粒子表面に吸着しきれなく
なり、分散媒中に陰イオンまたは陽イオンとして溶出し
てくる。

非イオン性分散剤についても同様に、分散剤の添加量が
多くなると、分散媒中に溶出してくるようになる。

本発明は、微粒子を分散媒中に分散させた分散溶液に分
散剤を添加したときの分散剤の挙動を調べ、分散媒中へ
の分散剤の溶出量に着目して分散剤の添加量をコントロ
ールすることにより、表示液の導電率を低下させること
なく、かつ微粒子が長期間荷電を失うことなく分散媒と
分離せずに分散し続は得るということを見いだしたこと
によりなされたものである。

分散剤の添加量は、分散剤の溶出率が１％以上となるよ
うにコントロールすることが好ましく〜更には溶出率が
５〜７０％となるようにコントロールすることが更に好
ましい。

分散剤の添加量が分散溶液中に分散剤が検出される量以
下の場合には、微粒子の分散性が悪く、電界の印加に対
しても十分に応答できない。

分散剤の検出方法としては、中和滴定、キレート滴定な
どの滴定法、視器比色分析、吸光光度分析などの比色法
、電位差滴定、導電率測定などの電気分析法、液体クロ
マトグラフ、イオンクロマトグラフなどのクロマトグラ
フ法、原子吸光分析法などが利用できる。

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
てコロナイオンの帯電を利用した電気泳動表示装置の断
面図を第１図に示す。透明基板１は、縦横５００ｍｍ、
厚さ３ｍｍのガラス板であり、その片面には透明導電膜
２が全面にわたって形成されている。背面基板４として
は厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィル
ムを用い、スペーサ３を介して透明基板１と接着固定に
より対向配置させ空間５を形成させる。この空間５に本
発明の電気泳動表示装置用表示液を充填後、密封するこ
とにより電気泳動表示装置が得られる。

一方、金メツキタングステン線（コロナワイヤ）７に、
正または負の３〜ｌ０ＫＶ程度の電圧を印加することに
よって発生するコロナイオンを制御電極８により制御し
この電気泳動表示装置の背面基板４上にイオンを選択的
に帯電させて静電潜像９を形成させる。イオンの帯電し
た部分は透明電極２との間に電界を生じ、これにより表
示液中の着色微粒子が透明基板側に移動し表面に微粒子
の色が現われる。イオンの帯電しなかった部分には電界
が生じないので表面には分散媒の色が現われる。

このように、背面基板４上に形成した静電潜像９に対応
する像が透明基板上に形成される。これと逆方向の電界
を印加させると、透明基板側に移動していた着色微粒子
が背面基板側に移動するので、透明基板上に形成された
像は消失し、全面が分散媒の色になる。このように電気
泳動表示装置は、電界の向きを制御することにより所望
の表示を得ることができる。

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
てコロナイオンの帯電を利用した電気泳動表示装置の断
面図を第１図に示す。透明基板１は、縦横５００ｍｍ、
厚さ３ｍｍのガラス板であり、その片面には透明導電膜
２が全面にわたって形成されている。背面基板４として
は厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィル
ムを用い、スペーサ３を介して透明基板１と接着固定に
より対向配置させ空間５を形成させる。この空間５に本
発明の電気泳動表示装置用表示液を充填後、密封するこ
とにより電気泳動表示パネルが得られる。

一方、金メツキタングステン線（コロナワイヤ）７に、
正または負の３〜ｌ０ＫＶ程度の電圧を印加することに
よって発生するコロナイオンを制御電極８により制御し
この電気泳動表示パネルの背面基板４上にイオンを選択
的に帯電させて静電潜像９を形成させる。イオンの帯電
した部分は透明電極２との間に電界を生じ、これにより
表示液中の微粒子が透明基板側に移動し表面に微粒子の
色が現われる。イオンの帯電しなかった部分には電界が
生じないので表面には分散媒の色か現われる。

このように、背面基板４上に形成した静電潜像９に対応
する像が透明基板上に形成される。これと逆方向の電界
を印加させると、透明基板側に移動していた微粒子が背
面基板側に移動するので、透明基板上に形成された像は
消失し、全面が分散媒の色になる。このように電気泳動
表示装置は、電界の向きを制御することにより所望の表
示を得ることができる。

このような静電潜像の形成は、特開昭６２−３４１８７
号公報に示されているコロナイオン発生器と、このイオ
ンの流れを制御する制御電極からなる書込み電極などが
使用できる。

以下、実施例により本発明を説明する。

下記実施例中の特性値は、次の方法により測定した。

（１）分散剤の溶出率 本発明の表示液を卓上遠心機（ＣＴ５ＤＬ形、日立製作
新製）を用いて、３０００ｒｐｍ、１５分間固液分離を
行い、さらに０．２μｍのフィル夕を通して上澄み液１
ｍｌを分取した。この上澄み液に蒸留水１０ｍ１を添加
し、数分間激しく振り混ぜ水層の濁りが消えるまで放置
後、水層から所定量（約１μｌ）を分取し、イオンクロ
マトグラフ（ＨＩＣ−６Ａシステム、島津製作所製）を
用いて遊離する分散剤イオン（陽イオン、陰イオン）等
の定量分析を行ない、添加量に対する割合を溶出率とし
て算出した。

（２）ゼータ電位 本発明の表示液をゼータ電位測定器（ＤＥＬＳＡ４４０
形、Ｃ０ＵＬＴＥＲ社製）を用イテ１゜ＯＶ、３６秒間
電界をかけて、表示液中での着色微粒子の易動度を求め
、これからゼータ電位を算出した。

実施例１ イソプロピルアルコール５００ｍｐを入れた１λビーカ
にチタンテトライソブトキシド３４ｇを秤り取り、マグ
ネチックスターラを用いて十分に溶解混合した。この混
合液に蒸留水５．４ｇを添加し、室温下で１昼夜撹はん
を続けることによって粒子径約４００ｎｍの二酸化チタ
ン微粒子を含む懸濁液を得た。この懸濁液を卓上遠心機
（ＣＴ５ＤＬ形、日立製作新製）を用いて、３０００　
ｒｐｍ、１５分間固液分離を行い、沈澱物を１００℃、
１時間真空乾燥することにより約８ｇの二酸化チタン微
粒子を得た。

イソパラフィン系炭化水素（商品名：アイソバＧ１エク
ソン化学■製）１０ｍ１に所定量のジ２−エチルへキシ
ルスルホコハク酸ナトリウム（東京化成工業■製、以下
ＡＯＴと略す）及びアンスラキノン系青色染料（商品名
：マクロレックスブルーＲＲ，バイエル社製）１００ｍ
ｇを添加して十分に溶解混合後、上記二酸化チタン微粒
子０．２ｇを加えて超音波ホモジナイザ（Ｕ　Ｓ　−３
００形、日本精機製作所型）で１０分間混合分散し、表
示液を作製した。

この表示液について分散剤のイオン量を測定した結果、
第２図に示したように、陰イオン（〜５０３−）の溶出
率はＡＯＴ添加量が２５ｍｇ（二酸化チタン微粒子０．
２ｇに対して）まではまったく認められないが、添加量
が５０　ｍ　ｇ以上になると急激に上昇することが見ら
れた。また、同じ表示液についてそれぞれのゼータ電位
を測定した結果、第２図に示したように、ＡＯＴの添加
量が２５ｍｇまではほとんど変化がなく　４ｍＶ程度の
低い値を示すが、５０　ｍ　ｇ以上では急激に上昇して
１００ｍｇで極大を示した。

一方、透明基板として厚さ３ｍｍのパイレックスガラス
板を用い、その片面に透明導電膜（ＩＴＯ膜）を形成さ
せた。背面基板として厚さ１００μｍのポリエチレンテ
レフタレートフィルムを用い、スペーサとして用いたナ
イロンビーズ（商品名：５Ｐ−５００，東し■製）を介
して上記透明基板とエポキシ樹脂系接着剤（商品名：ア
ラルダイト・ラビッド、チバガイギー社製）により対向
配置接着させ、約１００μｍの間隔で空間を形成させた
。この空間部分に注射器を用いて上記で作製した表示液
を充填し、透明基板と背面基板との境目の開放部分をエ
ポキシ樹脂系接着剤（商品名：ＤＰ−１１０、住人スリ
ーエム■製）で封止することにより電気泳動表示パネル
を作製した。金メツキタングステン線を用いたコロナイ
オン発生器とこのイオンの流れを制御する制御電極から
成る書込電極とによりこの電気泳動表示パネルの背面基
板上にイオンを選択的に帯電させて静電潜像を形成させ
ると、これに対応する部分の二酸化チタン微粒子が透明
基板側に電気泳動することにより背面基板上に形成した
静電潜像と同一の表示が透明基板上に白色で得られた。

ここで、ＡＯＴ添加量が２５ｍｇ以下の表示液を用いた
場合には、透明基板上にわずかに白色表示が得られる程
度であり表示品位としては実用性に乏しいものであった
。

これに対してＡＯＴ添加量が好ましくは５０ｍｇ以上、
さらに好ましくはセータ電位の極大を示す１００ｍｇの
表示液を用いた場合、透明基板上にはくっきりと鮮明な
白色表示が得られ、また、書替え可能回数の大幅に向上
し、長寿命化が可能となった。

実施例２ 実施例１で得られた二酸化チタン微粒子５ｇを酸化アル
ミニウム製のバットに入れ、マツフル炉（ＥＰ−３１型
、ヤマト化学■製）を用いて６００℃まで加熱して、６
００℃焼成品を作製した。

この６００℃焼成品を用いた以外は実施例１と同様にし
て表示液を得た。その結果、第３図に示したように、陰
イオン（〜Ｓ　０３−）の溶出率はＡＯＴ添加量が２．
　５ｍｇ　（二酸化チタン微粒子０．２ｇに対して）以
上になると急激に上昇し、また、ゼータ電位もＡＯＴの
添加量が２．　５ｍｇ以上では急激に上昇して５〜１０
ｍｇで極大を示すことが認められた。

また、これらの表示液を用いて電気泳動表示装置を作製
し、その表示特性を検討した結果、ＡＯＴ添加量が２．
５ｍｇ以上の表示液を用いた場合、透明基板上にはくっ
きりと鮮明な白色表示が得られ、さらに、書替え可能回
数の大幅に向上して長寿命化が可能となることが分かっ
た。

実施例３ 実施例１において、自家製の二酸化チタン微粒子を用い
る替わりに、市販の表面シラン処理二酸化チタン微粒子
（商品名：ＴＩＴＯＮＥ　　Ｒ−３Ｌ−８Ｎ、堺化学工
業■製）を用いた以外は同様にして表示液を得た。その
結果、第４図に示したように、陰イオン（〜５Ｏ３−）
の溶出率はＡＯＴ添加量が２．５ｍｇ　（二酸化チタン
微粒子０．２ｇに対して）以上になると急激に上昇し、
また、ゼータ電位もＡＯＴの添加量が２．５ｍｇ以上で
は急激に上昇して５ｍｇで極大を示すことが認められた
。

また、これらの表示液を用いて電気泳動表示装置を作製
し、その表示特性を検討した結果、ＡＯＴ添加量が２．
５ｍｇ以上の表示液を用いた場合、透明基板上にはくっ
きりと鮮明な白色表示が得られ、さらに、書替え可能回
数の大幅に向上して長寿命化が可能となることが分かっ
た。

（発明の効果） 本発明により、導電率を低下させることなく、かつ、微
粒子が長期間荷電を失うことなく分散媒と分離せずに分
散し続けることが可能な長寿命表示液が得られるので、
この表示液を用いた電気泳動表示装置は長期間安定した
表示が得られ、また、書替え可能回数の大幅に向上した
信頼性の高いものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電気泳動表示装置の断面図、第２図〜第４図は
本発明の表示液の分散剤添加量と陰イオン（〜Ｓ０３つ
の溶出率及びゼータ電位との関係を示したものである。 符号の説明 １、透明基板 ２、透明導電膜 ３、スペーサ ４、背面基板 ７、コロナワイヤ ８、制御電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、微粒子とそれと色の異なる分散媒とよりなる分散溶
   液に分散剤を添加する電気泳動表示装置用表示液の製造
   法に於て、分散剤の添加を、分散媒中に溶出する分散剤
   の量を検知し分散媒中の分散剤の存在が認められる量以
   上となるようにコントロールすることを特徴とする電気
   泳動表示装置用表示液の製造法。