JP4549130B2 - 電気泳動表示用液、それを用いた表示媒体及び表示装置 - Google Patents
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Description
このような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表示装置であり、低コストで、視野角が通常の印刷物並に広く、消費電力が小さく、表示の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。
分散安定性を向上させるための手段としては、例えば、染料によって着色された分散媒中にチタネートカップリング剤で表面処理した電気泳動粒子を用いた系において、ソルビタン脂肪酸エステル界面活性剤を添加する技術(例えば、特許文献2参照)が知られている。
また、帯電状態の異なる2種類の電気泳動性粒子の一方を4級アンモニウム塩化合物で処理し、さらに界面活性剤を添加すること(例えば、特許文献3参照)が知られている。
一方、コントラストを向上させるための手段としては、例えば、分散媒の着色に用いられる染料として顔料表面に対して非吸着性の染料を用いること(非特許文献1参照)や分散媒中の染料濃度を低くすること(非特許文献2参照)などが知られている。
更に、表示面における電気泳動微粒子の偏在による表示の不均一を防止する方法としては、電気泳動表示用表示液をマイクロカプセルに封入して表示粒子として利用する方法(例えば、特許文献4参照)が知られている。
また、上記特許文献3に記載される技術においても十分な分散安定性が得られておらず効果は不十分である。
更に、上記非特許文献1及び2の方法では、上記した染料溶液による欠点を完全に解決するには至っておらず、未だ実用上の課題を有している。
上記特許文献4の方法においても内包される表示液が有色の染料溶液と顔料粒子の分散液を利用しているものであることから、上記の現象と同様にコントラストの点では十分ではない。
また、このような色調及び電気泳動性(帯電電荷)が互いに異なる2種類の電気泳動微粒子を分散した液を電気泳動表示用表示液として用いる系において問題となっている粒子間の凝集を防ぐための手段として、電荷調整剤の添加や粒子の表面処理等による立体的反発効果を用いること(例えば、特許文献6参照)が知られている。
更に、無色分散媒中に電気泳動性が同一で色調及び電気泳動速度が互いに異なる少なくとも2種類の電気泳動微粒子を分散した液を用いた電気泳動表示素子(例えば、特許文献7参照)が知られている。
また、分散媒中に表面処理を施された内部に空隙を有する粒子と該粒子とは色調の異なる顔料粒子を含む電気泳動表示用表示液(例えば、特許文献8参照)が知られている。
そして、無色分散媒中に色調及び電気泳動性が互いに異なる少なくとも2種類の電気泳動性徴粒子を分散した液をマイクロカプセル内に内包した技術(例えば、特許文献9参照)も知られている。
また、上記特許文献6に記載の技術では、2種類の電気泳動微粒子の凝集を完全に防ぐことは困難であり、良好なコントラストを実現することができないといった課題を有している。
更に、上記特許文献7に記載の移動速度の遅い微粒子であっても、表示面の電極近くに存在するときは、移動距離が少なくてすむために表示面に現れてきてしまうこともあり、また、一般的に色調の同じ粒子間でも帯電電荷は異なり移動速度の分布を持っているため、色調の異なる粒子間でそれらが重なることがないように制御しなければ十分なコントラストを得ることは難しいといった点に課題を有している。
更にまた、上記特許文献8に記載の内部に空隙を有する粒子では、空隙に分散液媒体が入り込むなどしてしまうため、特に白い粒子の屈折率が下がり十分なコントラストを得ることを困難なものとしている。
また、上記特許文献9に記載の場合も、分散液の安定性が維持されず、電気泳動性徴粒子間の電気的な引力による凝集による混色がマイクロカプセル内で発生し、表示の混色を起こしてしまうといった課題は依然として有しているものである。
(1) 少なくとも、下記一般式(I)で表される構造単位を有するアルキルポリエーテルアミン、染料や顔料によって着色された高分子微粒子及び白色の酸化チタン微粒子を合計で3〜70重量%、及び分散液媒体25〜85重量%を含有し、かつ、上記アルキルポリエーテルアミンの含有量が、微粒子に対して、1.0〜100重量%であり、上記分散液媒体として炭素数10〜18である脂肪族直鎖飽和炭化水素を分散液媒体全量中50〜100重量%含有することを特徴とする電気泳動表示用液。
(3) 少なくとも一方に、光透過性である電極が形成された一対の基板と、該基板間に上記(2)に記載の電気泳動表示媒体を有することを特徴とする電気泳動表示装置。
本発明の電気泳動表示用液は、少なくとも、下記一般式(I)で表される構造単位を有するアルキルポリエーテルアミン、1種類以上の微粒子及び分散液媒体として炭素数10〜18である脂肪族飽和炭化水素を含有することを特徴とするものである。
上記一般式(I)に含まれないアルキルポリエーテルアミンなどを用いた場合には、表示面のコントラストが低く、繰り返し表示の信頼性も低くなり、応答性も悪くなる等、好ましくない。
このアルキルポリエーテルアミンの含有量が、微粒子に対して、1.0%未満であると、アルキルポリエーテルアミンの効果が現れず、表示面のコントラストが低く、繰り返し表示の信頼性も低くなり、応答性も悪くなってしまう。一方、微粒子に対して、200%超過では、溶媒の電気導電性が上がってしまうために、微粒子の移動やコントラスト表示を低下させ、さらに電気分解等により電気泳動表示用液自体が壊れる要因ともなってしまい、好ましくない。
本発明では、用いる上記微粒子には、更に、本発明の効果を発揮せしめる点から、親油性表面処理されている微粒子を少なくとも含有することが好ましい。この親油性表面処理されている微粒子が少なくとも1種含むものであれば、該親油性表面処理されている微粒子の他に、表面処理がなされていない微粒子〔有色または無色(白色)の無機顔料粒子、有機顔料粒子、高分子微粒子等〕を含んでもよく、また、全量が該親油性表面処理されている微粒子であってもよい。
本発明において、親油性表面処理されている微粒子を使用すると、繰り返し表示や応答性が更に良好となり、また、液の安定性も更に向上し、本発明の効果を更に発揮するものとなる。
なお、本発明において、上記「顔料粒子」とは、分散液媒体として用いる溶媒との組合せにおいて、溶媒に対する溶解性が極めて低いものであり、溶媒中において分散された粒子状態で存在できるものをいう。
更に、別の方法としては、あらかじめ合成することによって得られた上記ポリマー材料中に染料や顔料を物理的に分散するなどした後に、所望の粒子サイズになるまで粉砕して得ることもできるが、着色された高分子微粒子としては、これら手法によって得られたものに限られるものではない。
親油性表面処理剤としては、例えば、カップリング剤、顔料誘導体、親油性界面活性剤などが挙げられ、好ましくは、分散性、流動性の面からカップリング剤の使用が特に望ましい。
これら各種カップリング剤としては、例えば、以下のようなものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
クロム系カップリング剤としては、メタクリル酸クロムと塩化クロムの複合体等が挙げられる。
フッ素系カップリング剤としては、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、ヘプタデカトリフルオロデシルトリメトキシシラン等が挙げられる。
また、前記の各種カップリング剤の中でも、特に、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シラン系カップリング剤を用いた場合に更に優れた効果を示す点から望ましい。
この理由については、反応活性な基が存在しない場合でも、母体粒子表面においてカップリング剤が物理的に付着あるいは表面に含浸することによって表面特性や変化が実現していると考えられる。本発明でいうカップリング剤による処理は、上記の表面特性の変化も含めている。
本発明において、親油性表面処理されている微粒子としては、具体的には、ITT−2 TiO2 CR−50(日光ケミカルズ社製、表面をチタンカップリング剤で処理した酸化チタン、平均粒径約0.4μm)、ITT−7 TiO2TTO−S−3(日光ケミカルズ社製、表面をチタンカップリング剤で処理した微粒子酸化チタン、平均粒径約0.05〜0.1μm)、KR−380(チタン工業社製、表面を親油性表面処理剤で処理した酸化チタン、平均粒径約0.5μm)、KR−270(チタン工業社製、表面を親油性表面処理剤で処理した酸化チタン、平均粒径約0.4μm)、タイペークCR−50(石原産業社製、親水性表面となる酸化チタン、平均粒径約0.4μm)をカップリング剤(例えば、アルミニウム系カップリング剤、シラン系カップリング剤)で処理した粒子などが挙げられる。
図1は、酸化チタン表面をチタンカップリング剤で処理した酸化チタン微粒子(ITT−2 TiO2 CR−50)を示すものである。
この微粒子の平均粒子径が0.05μm未満であると、微粒子のブラウン運動による拡散の影響が出て表示特性が落ち、凝集傾向が強くなるために分散系が不安定になってしまう。一方、平均粒子径が20μmを越えると、微粒子の沈降が生じやすくなり、表示メモリー性や分散安定性を悪化させる要因となる。
また、微粒子の合計含有量は、電気泳動表示液全量に対して、好ましくは、3〜70%、更に好ましくは、10〜50%とすることが望ましい。
この微粒子の含有量が、3%未満では、十分なコントラスト表示が困難となり、一方、70%を越えると、微粒子同士の干渉が起きるなどして移動速度や応答速度が低下してしまうため、好ましくない。
また、例えば、白と黒の2種類の微粒子を用いる場合には、両粒子の合計量が3%〜70%となる範囲で、かつ、十分な白黒のコントラスト表示ができるように、白黒微粒子の比率を変化させて使用することができる。
分散剤としての界面活性剤の具体例としては、以下のノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性系界面活性剤、高分子型界面活性剤などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンジノニルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンスチレン化フェノール、ポリオキシポリオキシエチレンビスフェノールA、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ノニルフェノールエトキシレート等のポリオキアルキレンアルキルフェノールエーテル類、ポリオキシエチレンひまし抽、ポリオキシアルキレンブロックポリマー、ボリオキシエチレンセチルエーテル、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オレイルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシプロピレンエーテル等のポリオキシアルキレンエーテル類、モノオールタイプのポリオキシアルキレングリコール、ジオールタイプのポリオキシアルキレングリコール、トリオールタイプのポリオキシアルキレングリコール、モノオール系ブロックタイプのポリアルキレングリコール、ジオール系ブロックタイプのポリアルキレングリコール、ランダムタイプのポリアルキレングリコール等のグリコール類、オクチルフェノールエトキシレート、オレイルアルコールエトキシレート、ラウリルアルコールエトキシレート等の第1級直鎖アルコールエトキシレート及び、第2級直鎖アルコールエトキシレート、多核フェノールエトキシレート等のアルキルアルコールエーテル類、ポリオキシエチレンロジンエステル、ポリオキシエチレンラウリルエステル、ポリオキシエチレンオレイルエステル、ボリオキシエチレンステアリルエステル等のポリオキシアルキレンアルキルエステル類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンジラウレート、ソルビタンジパルミテート、ソルビタンジステアレート、ソルビタンセスキラウレート、ソルビタンセスキパルミテート、ソルビタンセスキステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンジオレエート、ソルビタンセスキオレエート、ソルビタントリオレエート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンジラウレイト、ポリオキシエチレンソルビタンジパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンジスチアレート、ポリオキシエチレンソルビタンセスキラウレイト、ポリオキシエチレンソルビタンセスキパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンセスキステアレート等のポリオキシエチレンソルビタンエステル類、飽和脂肪酸メチルエステル、不飽和脂肪酸メチルエステル、飽和脂肪ブチルエステル、不飽和脂肪ブチルエステル、飽和脂肪ステアリルエスチル、不飽和脂肪酸ステアリルエステル、飽和脂肪オクチルエステル、不飽和脂肪酸オクチルエスチル、ステアリン酸ポリエチレングリコールエステル、オレイン酸ポリエチレングリコールエステル、ロジンポリエチレングリコールエステル等の脂肪酸エステル類、テアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸等の脂肪酸類及び、これらの脂肪酸のアミド化合物類、ラウリル酸モノエタノールアミド、椰子脂肪酸ジエタノールアミド等の高級脂肪酸モノエタノールアミド類、高級脂肪酸ジエタノールアミド類、ポリオキシエチレンステアリン酸アミド、ヤシジエタノールアミド(1−2型/1−1型)、アルキルアルキロールアミド等のアミド化合物類及び、アルカノールアミド類。
高分子型界面活性剤としては、以下のアニオン系高分子型界面活性剤、カチオン系高分子型界面活性剤、ノニオン系高分子型界面活性剤などを挙げることができる。
カチオン系高分子型界面活性剤としては、例えば、ポリエチレンイミン、ポリビニルイミダゾリゾン、アミノアルキル(メタ)アクリレート−アクリルアミド共重合物、ポリアクリルアミドマンニッヒ変成物、キトサン等が挙げられる。
ノニオン系高分子型界面活性剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリオキシエチレンエーテルエステルのコポリマー、ポリアクリルアミド、ポリカルボン酸系化合物、ヒドロキシ脂肪酸のオリゴマー、ヒドロキシ脂肪酸のオリゴマー変成物、ポリヒドロキシ脂肪酸、ポリヒドロキシ脂肪酸変成物、ポリ−1,2−ヒドロキシステアリン酸、N−ポリオキシアルキレンポリアルキレンポリアミン、デンプン等が挙げられる。
これらの分散剤は、1種類でも、2種類以上を組み合わせて用いることも可能であり、その含有量としては用いる微粒子や溶媒種によって適宜決定されるが、特に、電気泳動表示液全量に対して、0.01〜50.0%であることが好ましく、更に好ましくは、0.1〜20%とすることが望ましい。
この分散剤の含有量が0.01%未満であると、分散系の更なる分散安定性を確保することが難しくなり、一方、50%を越えると、分散液媒体の導電性が高くなり、分散系の粘度が高くなるなどして、表示特性に悪影響を及ぼすようになり、好ましくない。
用いることができる炭素数10〜18である脂肪族飽和炭化水素としては、例えば、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、イソドデカン、へプタデカン、オクタデカンなど選ばれる少なくとも1種(各単独又は2種以上の混合物)が挙げられる。
好ましくは、表示デバイスにおける溶剤バリア性の更なる発揮、長期に亘って安定した品質を更に保持する点から、炭素数10〜18である脂肪族飽和炭化水素、具体的には、デカン、ウンデカン、ドデカン、テトラデカン、オクタデカン、イソドデカンのうちの少なくとも1種類の使用が望ましい。
この炭素数10〜18である脂肪族飽和炭化水素の含有量が30%未満であると、表示面のコントラストが低くなどするため、好ましくない。
具体的には、芳香族系炭化水素として、ベンゼンや、トルエン、キシレン、エチルベンゼシ、ドデシルベンゼン等のアルキルベンゼン誘導体、フェニルキシリルエタン、1,1−ジトリルエタン、1,2−ジトリルエタン、1,2−ビス(3,4−ジメチルフェニルエタン)(BDMF)等のジアリルアルカン誘導体、ジイソプロピルナフタレン等のアルキルナフタレン誘導体、モノイソプロピルビフェニル、イソプロピルビフェニル、イソアミルビフェニル等のアルキルビフェニル誘導、各種割合にて水素化されたターフェニル誘導体、ジベンジルトルエン等のトリアリルジメタン誘導体、ベンジルナフタレン誘導体、フェニレンオキサイド誘導体、ジアリルアルキレン誘導体、アリルインダン誘導体、ポリ塩素化ビフェニル誘導体、ナフテン系炭化水素等が挙げられる。
これらの分散液媒体の含有量としては、用いる微粒子や分散剤種によって適宜決定されるが、特に、電気泳動表示液全量に対して、25〜85%であることが好ましく、更に好ましくは、30〜60%とすることが望ましい。
この分散液媒体の含有量が25%未満であると、液の粘度が高くなり、応答速度が低下することとなり、一方、85%を越えると、十分なコントラストを表示することができないこととなり、好ましくない。
用いることのできる染料としては、例えば、スピリットブラック(SB,SSBB,AB)、ニグロシンベース(SA,SAP,SAPL,EE,EEL,EX,EXBP,EB)、オイルイエロー(105,107,129,3G,GGS)、オイルオレンジ(201,PS,PR)、ファーストオレンジ、オイルレッド(5B、RR,OG)、オイルスカーレット、オイルピンク312、オイルバイオレット♯730、マクロレックスブルーRR、スミプラストグリーンG、オイルブラウン(GR,416)、スーダンブラックX60、オイルグリーン(502,BG)、オイルブルー(613,2N,BOS)、オイルブラック(HBB,860,BS)、バリファーストイエロー(1101,1105,3108,4120)、バリファーストオレンジ(3209,3210)、バリファーストレッド(1306,1355,2303,3304,3306,3320)、バリファーストピンク2310N、バリファーストブラウン(2402,3405)、バリファーストブルー(3405,1501,1603,1605,1607,2606,2610)、バリファーストバイオレット(1701,1702)、バリファーストブラック(1802、1807,3804,3810,3820,3830)等が代表的なものとして挙げられる。
これらの染料は、用いる微粒子とコントラスト表示可能な色のものを選択して用いることが好ましく、2種以上を用いて色調整することもできる。
用いることができる任意成分としては、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤、防菌防黴剤等が挙げられる。
図2(a)及び(b)は、電気泳動表示用液をマイクロカプセルからなる構造体に封入した一粒子型、ニ粒子型の各実施形態である。
図2(a)は、酸化チタン粒子又は親油性処理した酸化チタン粒子を油溶性染料で黒色に着色した溶液に所定配合で分散した電気泳動表示用液を尿素−ホルムアルデヒド樹脂でマイクロカプセル化したものであり、図示符号1はプラス帯電(酸化チタン)白粒子、2は黒色溶媒、3はカプセル壁である。
図2(b)は、酸化チタン粒子又は親油性処理した酸化チタン粒子とカーボンブラックを内包したアクリル系ポリマー架橋粒子とを所定配合で分散媒に分散した電気泳動表示用液をウレタン−尿素樹脂でマイクロカプセル化したものであり、図示符号4はプラス帯電(酸化チタン)白粒子、5は無帯電黒粒子(カーボンブラックを内包したアクリル系ポリマー架橋粒子)、6は無着色溶媒、7はカプセル壁である。
図3(a)〜(c)は、電気泳動表示用液をセルからなる構造体に封入した各実施形態であり、各セルのパターンをそれぞれ模式的に表したものである。また、(d)〜(f)は対向電極間にマイクロカプセルやセル構造シートを配置した場合の断面図をそれぞれ模式的に表したものであり、(d)〜(f)中、図示符号10は透明電極、11はバインダー樹脂層、12はマイクロカプセル、13は対向基板、14はセル形成シートである(図4中も同様)。
更に、本発明の電気泳動表示用表示粒子に用いられるマイクロカプセルの粒径は、10〜200μm程度であることが好ましい。
このマイクロカプセルの粒径が10μm未満では、コントラストが十分に得られない不都合があり、一方、200μmを越えると、印加電圧を上げなければ十分な応答速度が得られないといった不都合を生じることとなり、好ましくない。
また、マイクロカプセルの粒度は、なるべくある分布に収まっていることが望ましい。不均一であると表示ムラが発生し、表示特性が低下することとなる。
このことにより表示に寄与しない領域の割合が非常に少なくなりコントラストが大きくなると共に、更に対向電極にもマイクロカプセルが面接蝕することになり、表示ムラが生じにくくなり、高品質な表示特性を有する電気泳動表示装置が得られることになる。
また、マイクロカプセルが柔軟性を持っていることで、機械的強度も結果的に上がることになり、マイクロカプセルの表示用電極へのコーティング法により配列させる場合の特性等も向上することとなる。
更に、乾燥工程でマイクロカプセル同士が互いに均一に接触し、最終乾燥工程でマイクロカプセルが面接触することを阻害しないことが好ましい。
プラズマ処理としては、上記セルシートを空気、酸素、窒素、二酸化炭素、アルゴン、ネオンなどを含む容器内におき、グロー放電により生じるプラズマに晒すことにより行われ、セルシート表面部に酸素、窒素などを含むカルボン酸基、カルボニル基、アミノ基などの官能基(親水基)を導入することを目的とし、プラズマ発生の放電形式は、直流放電、低周波放電、ラジオ波放電、マイクロ波放電などがあるが特に限定されない。好ましくは、酸素原子を含む親水性官能基を導入する点から、空気プラズマ処理、酸素プラズマ処理である。
また、UVイトロ処理としては、アルキルシラン化合物、アルコキシシラン化合物、アルキルチタン化合物、アルコキシチタン化合物、アルキルアルミニウム化合物、アルコキシアルミニウム化合物からなる群から選択される少なくとも一つの改質剤化合物、好ましくは、沸点が10〜100℃である改質剤化合物の少なくとも一つを含む燃料ガスの火炎を上記セルシートに吹き付け処理(ケイ酸化炎処理、チタン酸化炎処理、アルミニウム酸化炎処理)することにより、セルシートの内側表面部を親水化処理することができる。なお、吹き付け処理する際の火炎温度は、500〜1500℃、処理時間は0.1〜100秒程度である。
更に、電気泳動表示用液が接する電極部、セル部を、スパッタリング処理、ポリマー層形成処理、無機層形成処理、有機又は無機ハイブリッド層形成処理によっても親水化処理することができる。
この容積が1×10−9cc未満であると、表示コントラストの低下等が生じやすくなり、一方、セルの容積が1×10−3ccを越えると、セルごとに内部で濃集が起きやすくなり、表示ムラ等の不具合を生じることとなる。
本発明の電気泳動表示装置としては、例えば、次のイ)〜へ)のような形態のものが挙げられるが、本発明の電気泳動表示装置は、これらに限定されるものではない。
この表示装置において、上記独立分割されたセルは、その容積が1×10−9cc〜1×10−3ccとすることが好ましい。
図5では、厚さ(D1,D3)1100μmのITOガラス電極を対向電極として用い、厚さ(D2)500μmのスペーサシートを用い電圧を印加した場合の電気泳動表示装置の模式図を表したものであり、d1及びd2はITO薄膜の厚さ(0.15μm)である。
また、本発明における電気泳動表示装置には、前記マイクロカプセルタイプの他に、電気泳動表示用液を収容した多数のセルを有したフィルム状シートを対向電極間に挟み込むことも可能である。
この電気泳動表示用液収容シートの形成方法は、各種UVレーザー加工技術の応用や、フォトエッチング法、各種印刷法により、薄膜シートに微細なセルを加工形成させることにより作製できる。
下記表1に示すそれぞれの実施例、比較例の配合組成を、ガラスビーズを用いてペイントシェイカーで60分間分散し、電気泳動表示用液を調製した。
用いた微粒子(A−1〜A−2)、着色剤B(染料)、分散液媒体(C−1〜C−9)、分散剤D、アルキルポリエーテルアミン(E−1〜E−2)は下記のものを用いた。
A−1:ITT−2 TiO2 CR−50(日光ケミカルズ社製)、表面をチタンカップリング剤で処理した酸化チタン、平均粒径約0.4μm
A−2:ラブコロール220(MD)ブラック(大日精化工業社製、アクリルコポリマー着色ビーズ)、平均粒径約10μm
着色剤B(染料): Oil Blue N(和光純薬社製)
分散液媒体C:
C−1:オクタン
C−2:デカン
C−3:ウンデカン
C−4:ドデカン
C−5:テトラデカン
C−6:オクタデカン
C−7:イソドデカン
C−8:キシレン
C−9:日石ハイゾール SAS296(ジアリルアルカン、新日本石油社製)
分散剤D:ソルビタントリオレエート
アルキルポリエーテルアミンE:
E−1:ナイミーンL−201(ヒドロキシエチルラウリルアミン、日本油脂社製)
E−2:ナイミーンS−202(ポリエチレングリコールステアリルアミン、日本油脂社製)
これらの電気泳動表示媒体の物性評価の結果を下記表2に示す。
片面に電極を設けた基板として、片面に透明導電膜(ITO膜)を0.15μm形成したガラス基板(厚さ1.1mm)を用い、このガラス基板を一対、100μmのスペーサーを介して対向配置させ、セルを形成した。
この空間内に、上記表1にて調製した電気泳動表示用液を封入することにより電気泳動表示媒体を作製した。
上記方法にて作製した実施例及び比較例の各電気泳動表示媒体について、媒体の電極を介して+100V又は−100Vの電圧を印加して電気泳動させ、形成された白色または着色表示面の反射率をMSC−5N(スガ試験機社製、以下同様)を用いて測定した。
また、同時に、目視による白色表示および着色表示の評価、粒子の凝集、付着状態の評価、コントラスト比の評価は下記方法により行った。
電圧を印加して表示させた白表示面の白さ及び着色表示面の色の濃さについて、目視にて下記評価基準により官能評価を行った。
目視による白色表示面の評価基準:
○:白い
△:やや色味がかっている
×:色味が強い
目視による着色表示面の評価基準:
○:きれい、色が強い
△:やや白みがかっている
×:白っぽい
粒子の凝集と電極面への付着は、+100V又は−100Vの電圧を交互に1秒間隔で100回印加して、表示を切り替えた後、表示部分の色調の変化及び状態を目視で観察し下記評価基準で評価した。
更に、電圧の切り替えに応じた表示変化の応答性に関しても下記評価基準で評価を行った。
粒子の凝集・付着状態の評価基準:
◎:全く凝集・付着なし
○:ほとんど凝集・付着なし
△:やや凝集・付着がみられる
×:凝集・付着している
応答性の評価基準:
○:速やかに変化
△:やや反応が遅れる
×:反応は遅め
コントラスト比は、+100V又は−100Vの電圧を印加して一方の視認表示部を白色表示として最外側表示面に焦点を合わせて45度照射−垂直受光により白色反射を測定した後、最初とは逆の極性の−100V又は+100Vの電圧を印加して視認表示部を着色表示にして、同様に着色面の反射率を測定し、その比(白色表示面の反射率/着色表示面の反射率)から算出した。
これらの電気泳動表示装置の物性評価の結果を下記表3に示す。
(1)電気泳動表示用液の調製
前記実施例2記載の配合比で100gの電気泳動表示用液を調製した。
(2)マイクロカプセル化
5重量%のゼラチン水溶液200gと5重量%のアラビアゴム水溶液200gを撹拌しながら混合し、50℃に昇温し、水酸化ナトリウム水溶液で溶液のpHを9.0に調整した。この水溶液に上記(1)の電気泳動表示用分散液をゆっくり撹拌しながら添加し、乳化系を調製した。
次いで、所定の撹拌条件下で酢酸水溶液を用いてpHを4.0まで低下させ、ゼラチン/アラビアゴムコアセルベートを形成させた後、約30分かけて約5℃まで冷却した。
次に、ホルマリン35%水溶液を10g加え、50℃まで昇温し、約2時間硬化反応を実施しマイクロカプセルのスラリーを調製した。
得られたマイクロカプセルの平均粒径は80μmであった。
(3)デバイス評価
上記(2)で得られたマイクロカプセルスラリー1部に対して、水性ウレタン系バインダー溶液1.5部の割合で混合し、PET基材のITO透明電極上にアプリケーター塗工機を用いてコーティングし、50℃ドライの条件下で十分に乾燥させた。
この表示用セルを対向電極基板上に接着させ、対向電極間ギャップが60μmになるよう真空圧着して表示デバイスを作製し評価を実施した。
(1)電気泳動表示用液の調整
前記実施例2記載の配合比で100gの電気泳動表示用液を調製した。
(2)シートタイプインク収容スペーサデバイス評価
図3(f)に示すような、サイズバターンでPET基材のITO透明電極上にフォトエッチング法によりパターン形成されたセルギャップ80μmのセルシートに電気泳動表示液を充填し、対向電極を配置し、UV硬化接着剤(UV3400、東亜合成化学社製、以下同様)によりシールした表示デバイスを作製し、評価を実施した。
(1)電気泳動表示用液の調整
前記実施例3記載の配合比で100gの電気泳動表示用液を調製した。
(2)シートタイプインク収容スペーサデバイス評価
図3(f)に示すような、サイズバターンでレーザー加工法によりパターンニングされた厚さ50μmのポリイミド製セルシートに電気泳動表示液を充填し、対向電極を配置し、UV硬化接着剤によりシールした表示デバイスを作製し、評価を実施した。
前記シートタイプ実施例1において、セルパターン形成されたITO透明電極と対向電極をオゾン処理〔三菱オゾナイザOS―IN、三菱電機社製、オゾン濃度20g/m3で60分間〕した後、電気泳動表示液を充填し、表示デバイスを作製した。
前記シートタイプ実施例2において、ITO透明電極、セルシート、対向電極をUVイトロ処理した後、電気泳動表示液を充填し、表示デバイスを作製した。UVイトロ処理は、燃料ガスとして、沸点27℃のテトラメチルシランを0.0001モル%、沸点122℃のテトラメトキシシランを0.00001モル%を含む燃料ガスを用いてガラス基板にケイ酸化炎処理を0.5秒間実施した。
(1)電気泳動表示用液の調整
前記比較例4記載の配合比で100gの電気泳動表示用液を調製した。
(2)シートタイプインク収容スペーサデバイス評価
シートタイプ実施例2に示す構成にて、表示デバイスを作製し、評価を実施した。
また、シートタイプの実施例1及び3において、更にオゾン処理を行った実施例3、並びに、実施例2及び4において、更にUVイトロ処理を行った実施例4では、長時間の連続した繰り返し表示においても、微粒子の凝集、付着が発生せず、より高い表示信頼性が発揮できることが判った。
これに対して、シートタイプの比較例1の電気泳動表示用装置は、分散液媒体として、脂肪族飽和炭化水素に包含されない、キシレン等を使用したものであるので、50℃ドライ1ヶ月(1M)保存後のデバイスの状態は初期状態と比較して劣ることが判明した。
Claims (3)
- 請求項1に記載の電気泳動表示用液がマイクロカプセル又はセルのそれぞれが独立した構造体に封入されていることを特徴とする電気泳動表示用媒体。
- 少なくとも一方に、光透過性である電極が形成された一対の基板と、該基板間に請求項2に記載の電気泳動表示媒体を有することを特徴とする電気泳動表示装置。
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