JP2000206574A - 電気泳動表示用表示液 - Google Patents
電気泳動表示用表示液Info
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Abstract
着色された分散媒による表示色との混色が起らないよう
にした電気泳動表示用表示液を提供する。 【解決手段】 表示液中に含まれる顔料粒子(分散粒
子)として粒子径の異なる顔料を混入して用いるか、
粒子形状が球形でない顔料を用いる。また、これら
、を併用することもできる。このような分散粒子を
用いることにより、分散粒子間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、分散媒の侵入
が極力阻止できる。
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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、該顔料成分が異なる粒子径を持
つ粒子の混合物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。
粒子の混合物において、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以下であることを
特徴とする上記第一の電気泳動表示用表示液が提供され
る。
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、該顔料成分が非球形粒子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。
に平面形状を有するものであることを特徴とする上記第
三の電気泳動表示用表示液が提供される。
の異なる粒子の複合体形状を有するものであることを特
徴とする上記第三の電気泳動表示用表示液が提供され
る。
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。
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。
示液中に含まれる顔料成分(分散粒子)として、粒子形
状が球形でない顔料粒子を用いることが望ましい。これ
は、上述の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より効果的
に防ぐことで、良好なコントラストを有する表示が可能
となるためである。
面形状を有したものを用いることが望ましい。球形でな
い顔料粒子に部分的に平面形状が存在することで、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
れる空隙の形成が阻害されることにより、顔料粒子の色
と染料の色との混色のない表示がより可能となる。それ
らの顔料粒子の形状としては種々のものがあり、例え
ば、笹葉状、針状、柱状粒子、円盤状粒子、扁平状粒子
等があるが、なかでも円盤状粒子、扁平状粒子が特に好
ましい。これらの笹葉状、針状、柱状粒子、円盤状粒子
又は扁平状粒子等の微粒子については、市販品として入
手でき、また「微粒子ポリマーの新展開(株式会社東レ
リサーチセンター)」の39頁に異形粒子の具体的な形
状として記載されている。更にまた、扁平状粒子の形状
については、「乳化・分散プロセスの機能と応用技術
(サイエンスフォーラム)」の441頁にも記載されて
いる。
径の異なる粒子の複合体であることによっても、前記と
同様に、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の形成が阻害されることにより、
顔料粒子の色と染料の色との混色のない表示がより可能
となる。この場合の複合粒子としては、ある大きさの粒
子のまわりにそれよりも小さな粒子が全体を取り込むよ
うにして複合化した粒子(野苺型又は、金平糖型)や、
ある大きさの粒子のまわりにそれよりも小さな粒子が1
つだけ複合化した粒子(だるま型)のようなものがあ
る。これらの微粒子形状に関しては、「高分子加工34
巻109頁(1985)」に記載されている。
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。また、本発明では、電気泳動表示装置用表示液中
に含まれる顔料粒子(分散粒子)として、粒子形状が球
形でない顔料を用いることで効果が得られており、特に
この非球形の顔料粒子は、その粒子形状に部分的に平面
形状を有する場合、又は粒子形状が粒子径の異なる粒子
の複合体である場合に優れた効果が得られている。
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。
中空粒子、顔料粒子表面を樹脂で覆った複合粒子、ポリ
マー粒子・中空ポリマー粒子の表面を顔料で覆った複合
粒子のいずれの形態としても用いることが可能であり、
これらの微粒子を分散微粒子として用いればよい。
る場合には、顔料の微粒子あるいは中空粒子を直接分散
粒子として用いればよい。顔料の中空粒子を用いる場合
には、表面に顔料成分を有し内部に空隙を有する微粒子
の内部空隙を確保した顔料微粒子の調製が必要であり、
そのための手段として顔料成分を多孔質または中空の状
態で形成する方法を用いる場合の方法として、「色材、
59(9)、543、(1986)」に記載されている
界面重合法、「色材、70(6)、378、(199
7)」に記載されている界面ゲル化反応法を用いて調製
することが出来る。
用いる場合には、各種粒子の表面改質で行われている手
法を用いることが可能であり、顔料粒子表面を樹脂で覆
った複合粒子の場合には、顔料粒子表面をシリコーン樹
脂で被覆する方法、長鎖アルキル基を有するカップリン
グ剤による表面処理、カップリング剤とシリコーンを併
用した被覆、グラフトによる表面改質等が挙げられる。
粒子の表面を顔料で覆った複合粒子の場合にも、既存の
方法によって調製可能であり、例えば「色材、59
(9)、543、(1986)」に記載されている真空
蒸着法、粉床法、トポケミカル法、メカノケミカル法、
表面沈積法、含浸法、懸濁法、複合エマルジョン法など
が挙げられる。更にその他の方法として「最新粉体の材
料設計、274,277、(テクノシステム発行)」に
記載されている無機質壁カプセル化法、コートマイザー
法、「色材、71(2)、103、(1998)」に記
載されているゾル−ゲル法、「色材、71(7)、44
9、(1998)」に記載されている逆ミセル法などが
挙げられる。
は、ポリエチレン、ポリスチレン、シリコーンポリマ
ー、ポリメタクリル酸メチル、尿素−ホルマリン樹脂を
はじめとする各種ポリマー粒子を用いることができる。
また、中空ポリマー粒子としては、W/O/Wエマルジ
ョンを懸濁重合したポリエステル系多孔粒子、アクリル
系多孔粒子、シード重合法で作られるスチレン−アクリ
ル系の中空ラテックス、塩化ビニリデン−アクリロニト
リル系、アクリロニトリル系の熱膨張性マイクロカプセ
ル等の利用が可能である。具体的にはローム・アンド・
ハース社のローペイク、日本合成化学社製のJSR中空
粒子、松本油脂社製の熱膨張マイクロカプセル、大日本
インキ化学社製のGrnngollなどが挙げられる。
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。
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#7
30、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。
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。
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。
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)。
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。
る。
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。
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。
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。
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。
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、実施例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、
実施例1と同様にして白色の表示を得た。
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、実施例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、
実施例2と同様にして白色の表示を得た。
ード粒子と架橋性モノマーとの重合反応をイソオクタン
中で行うことによって得られた平均粒子径(偏平面の直
径)が2.0μmの偏平型ポリマー粒子10gと平均粒
子径0.05μmの二酸化チタン(富士チタン工業製、
TAF−510AS)5gを混合後、高速気流中衝撃ミ
ル(バイブリタイザー)を用い8000rpmで処理す
ることによって得られた表面に酸化チタンを有する偏平
粒子を用いること以外は、実施例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、実施例1と同様にして白色の表示を得た。
表面に平均粒子径0.05μmの酸化チタン(富士チタ
ン工業製、TAF−510AS)を有する偏平粒子を用
いること以外は、実施例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、実施例
2と同様にして白色の表示を得た。
クリル酸エチルの外郭部に、水溶性の開始剤(過硫酸カ
リウム)を用いたポリスチレンの重合反応を行うことに
より得られた平均粒子径5.0μmの野苺(金平糖)型
複合粒子10gと、平均粒子径0.05μmの酸化チタ
ン(富士チタン工業製、TAF−510AS)5gを混
合後、高速気流中衝撃ミル(ハイブリタイザー)を用い
8000rpmで処理することによって得られた表面に
酸化チタンを有する野苺(金平糠)型複合粒子を用いる
こと以外は、実施例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、実施例1と
同様にして白色の表示を得た。
表面に平均粒子径0.05μmの酸化チタン(富士チタ
ン工業製、TAF−510AS)を有する偏平粒子を用
いること以外は、実施例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、実施
例2と同様にして白色の表示を得た。
μmで繊維長3〜6μmの針状の二酸化チタン(石原産
業製、FTL−102)を用いた以外は、実施例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、実施例1と同様にして白色の表示を得
た。
μmで繊維長3〜6μmの針状の二酸化チタン(石原産
業製、FTL−102)を用いた以外は、実施例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、実施例2と同様にして白色の表示を得
た。
二酸化チタン(石原産業製、CR−50−2)を用いた
以外は、実施例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、実施例1と同様
にして白色の表示を得た。
二酸化チタン(石原産業製、CR−50−2)を用いた
以外は、実施例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、実施例2と同様
にして白色の表示を得た。
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。
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。
れる表示媒体の一例の概略図。
れる表示媒体の一例の概略図。
れる表示媒体の一例の概略図。
れる表示媒体の一例の概略図。
れる表示媒体の一例の概略図。
Claims (5)
- 【請求項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、
該顔料成分が異なる粒子径を持つ粒子の混合物であるこ
とを特徴とする電気泳動表示用表示液。 - 【請求項2】 前記異なる粒子径をもつ顔料成分粒子の
混合物において、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以下であることを特徴と
する請求項1記載の電気泳動表示用表示液。 - 【請求項3】 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、
該顔料成分が非球形粒子であることを特徴とする電気泳
動表示用表示液。 - 【請求項4】 前記非球形顔料成分粒子が部分的に平面
形状を有するものであることを特徴とする請求項3記載
の電気泳動表示用表示液。 - 【請求項5】 前記非球形顔料成分粒子が粒子径の異な
る粒子の複合体形状を有するものであることを特徴とす
る請求項3記載の電気泳動表示用表示液。
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