JP5602905B2 - エレクトロウェッティング表示装置及びエレクトロウェッティング表示用染料組成物 - Google Patents
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Description
<1> 少なくとも一方の表面の少なくとも一部が導電性である第1の基板と、前記第1の基板の導電性の表面に対向させて配置された第2の基板と、前記第1の基板の導電性の表面を有する面側の少なくとも一部に配設された疎水性絶縁膜と、前記疎水性絶縁膜と前記第2の基板との間に疎水性絶縁膜上を移動可能に設けられ、非極性溶媒、オイル全体に対する含有比率が10質量%以上の染料、及び(CH 2 CH 2 O) n で表されるエチレンオキシ鎖(nは4〜20の整数を表す)を有する化合物であるノニオン系界面活性剤を含有する非導電性のオイルと、前記疎水性絶縁膜と前記第2の基板との間に、前記オイルと接するように設けられた導電性の親水性液体と、を有する表示部を備え、前記親水性液体と前記第1の基板の導電性の表面との間に電圧を印加し、前記オイルと前記親水性液体との界面の形状を変化させることで画像を表示するエレクトロウェッティング表示装置である。
<3> 前記ノニオン系界面活性剤は、分子中にエチレンオキシ鎖又はプロピレンオキシ鎖を有する化合物である前記<1>又は前記<2>に記載のエレクトロウェッティング表示装置である。
<4> 前記染料は、炭素数6〜30の長鎖アルキル基を含む構造を有する前記<1>〜前記<3>のいずれか1つに記載のエレクトロウェッティング表示装置である。
<5> 前記染料は、アゾ染料、アゾメチン染料、メチン染料、フタロシアニン染料、及びアントラキノン染料からなる群より選ばれる前記<1>〜前記<4>のいずれか1つに記載のエレクトロウェッティング表示装置である。
<7> 前記染料の含有比率が20質量%を超える範囲である前記<6>に記載のエレクトロウェッティング表示用染料組成物である。
<8> 前記ノニオン系界面活性剤は、分子中にエチレンオキシ鎖又はプロピレンオキシ鎖を有する化合物である前記<6>又は前記<7>に記載のエレクトロウェッティング表示用染料組成物である。
<9> 前記染料は、炭素数6〜30の長鎖アルキル基を含む構造を有する前記<6>〜前記<8>のいずれか1つに記載のエレクトロウェッティング表示用染料組成物である。
染料比率を高めて応答性が低下しやすい組成に近づいた場合でも、選択的に非イオン性の界面活性剤を用いることで、応答性及び電圧印加状態でのバックフローが特異的に改善されるとの効果が得られるというものである。
また、基材として、薄膜トランジスタ(TFT)が設けられたTFT基板を用いることもできる。この場合、導電膜がTFTに接続された形態(すなわち、導電膜がTFTに接続された画素電極である形態)が好適である。これにより、画素ごとに独立して電圧を印加できるようになり、TFTを備えた公知の液晶表示装置と同様に、画像表示装置全体のアクティブ駆動が可能となる。
前記TFT基板における、TFT、各種配線、積蓄容量等の配置については、公知の配置とすることができ、例えば、特開2009−86668号公報に記載された配置を参照することができる。
ITOを含む膜における酸化スズの量は、抵抗値を小さくする点で、5〜15質量%の範囲が好ましく、8〜12質量%の範囲がより好ましい。
接触角は、JIS R3257「基板ガラス表面のぬれ性試験方法」内の「6.静滴法」に記載された方法が適用される。具体的には、接触角測定器(協和界面科学(株)製の接触角計CA−A)を用い、20メモリの大きさの水滴をつくり、針先から水滴を出して、疎水性絶縁膜に接触させて水滴を形成し、10秒静置後、接触角計の覗き穴から水滴の形状を観察したときの接触角θ(25℃)から求められる。
本実施形態では、5員環状パーフルオロジエンを共重合した共重合体で構成されている。
架橋構造の形成において、多官能性化合物は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
多官能性化合物である含フッ素化合物としては、例えば、特開2006−28280号公報の段落0007〜0032に記載された含フッ素化合物を用いることができる。
重合の開始方法は、重合開始剤(例えばラジカル開始剤)を用いる方法、光又は放射線を照射する方法、酸を加える方法、光酸発生剤を添加した後に光を照射する方法、加熱により脱水縮合させる方法等がある。これらの重合方法、重合の開始方法は、例えば鶴田禎二著、「高分子合成方法」改訂版(日刊工業新聞社刊、1971年)や大津隆行・木下雅悦共著、「高分子合成の実験法」、化学同人、昭和47年、124〜154頁に記載されている。
硬化性組成物中における溶剤の含有量(2種以上である場合には総含有量)は、硬化性組成物の全質量に対して、20〜90質量%が好ましく、30〜80質量%がより好ましく、40〜80質量%が特に好ましい。
熱の作用によりラジカル重合を開始する重合開始剤としては、有機過酸化物、無機過酸化物、有機アゾ化合物、ジアゾ化合物等が挙げられる。有機過酸化物としては、過酸化ベンゾイル、過酸化ハロゲンベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酸化アセチル、過酸化ジブチル、クメンヒドロぺルオキシド、ブチルヒドロペルオキシドが挙げられる。無機過酸化物としては、例えば、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等、有機アゾ化合物として2−アゾ−ビス−イソブチロニトリル、2−アゾ−ビス−プロピオニトリル、2−アゾ−ビス−シクロヘキサンジニトリル等が、ジアゾ化合物としては、例えばジアゾアミノベンゼン、p−ニトロベンゼンジアゾニウムなどが挙げられる。
前記ヒドロキシアルキルフェノン類の例には、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−プロパン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−ヒロドキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、1−ヒドロキシジメチルフェニルケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンが含まれる。
前記アミノアルキルフェノン類の例には、2−ジメチルアミノ−2−(4−メチルベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イルフェニル)ブタン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オンが含まれる。
前記アセトフェノン類の例には、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアセトフェノンが含まれる。
前記ベンゾイン類の例には、ベンゾインベンゼンスルホン酸エステル、ベンゾイントルエンスルホン酸エステル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル及びベンゾインイソプロピルエーテルが含まれる。
前記ベンゾフェノン類の例には、ベンゾフェノン、2,4−ジクロロベンゾフェノン、4,4−ジクロロベンゾフェノン及びp−クロロベンゾフェノンが含まれる。
前記ホスフィンオキシド類の例には、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシドが含まれる。
また、これらの重合開始剤と併用して増感色素を用いることもできる。
その他の成分を含有する場合、その含有量は、硬化性樹脂組成物の全固形分に対して0〜30質量%の範囲であることが好ましく、0〜20質量%の範囲であることがより好ましく、0〜10質量%の範囲であることが特に好ましい。
疎水性絶縁膜は、下記の方法により好適に作製できる。すなわち、
基板11の導電性が付与されている面(本実施形態では基板11の導電膜11aの表面)に、多官能性化合物を含有する硬化性組成物を付与して硬化性層を形成する硬化性層形成工程と、形成された硬化性層中の多官能性化合物を重合させて該硬化性層を硬化させる硬化工程とを有する方法である。このような方法により、架橋構造を有する疎水性絶縁膜が形成される。
塗布法による場合、基板11上に硬化性組成物を塗布し(好ましくは乾燥させて)硬化性層を形成する。塗布法としては、例えば、スピンコート法、スリットコート法、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、エクストルージョンコート法等の公知の方法を用いることができる。
転写法による場合、あらかじめ硬化性組成物を用いて形成された硬化性層を有する転写材料を準備しておき、該転写材料の硬化性層を基板11上に転写することにより、基板11上に硬化性層を形成する。転写法の詳細については、例えば、特開2008−202006号公報の段落0094〜0121や特開2008−139378号公報の段落0076〜0090を参照することができる。
前記露光に用いられる活性エネルギー線としては、例えば、紫外線(g線、h線、i線等)、電子線、X線が好ましく用いられる。露光は、プロキシミティ方式、ミラープロジェクション方式、ステッパー方式等の公知の露光装置を用いて行なってもよい。露光時の露光量は、例えば、10mJ/cm2〜2000mJ/cm2とすることができ、50mJ/cm2〜1000mJ/cm2が好ましい。
露光の際には、所定のフォトマスクを介して露光し、次いでアルカリ溶液などの現像液を用いて現像することにより、所望とするパターンにパターニングされた疎水性絶縁膜を得ることも可能である。
また、前記加熱は、例えば、ホットプレートや炉を用いた公知の方法により行なうことができる。加熱温度は適宜設定できるが、例えば100℃〜280℃とすることができ、150℃〜250℃が好ましい。加熱時間も適宜設定できるが、例えば、2分〜120分とすることができ、5分〜60分が好ましい。
オイルは、染料を含むことで着色されており、該染料の含有比率が10質量%以上である(好ましくは20質量%を超える)ことで、コントラスト比が高く識別性や鮮明さを有する画像が得られる。このような濃度で染料を含む組成では、電圧印加したときのオイルの応答性が低下しやすく、画像表示性が損なわれやすいが、本発明では、ノニオン系界面活性剤を含有することで、オイルの応答性を向上し、電圧印加時のバックフローを抑制して、画像表示性に優れたエレクトロウェッティング表示装置が得られる。
比誘電率は、オイルをセルギャップ10μmのITO透明電極付きガラスセルに注入し、得られたセルの電気容量を、エヌエフ株式会社製の型式2353LCRメーター(測定周波数:1kHz)を用いて20℃、40%RHにて測定される値である。
オイル16は、非極性溶媒の少なくとも一種を用いて構成されている。非極性溶媒とは、比誘電率の値が小さい溶媒(いわゆる無極性溶媒)をいう。非極性溶媒としては、例えば、n−ヘキサン、n−デカン、ドデカン、テトラデカン、ヘキサデカン等の脂肪族炭化水素系溶媒(好ましくは、炭素数6〜30の脂肪族炭化水素系溶媒)、前記脂肪族炭化水素系溶媒がフッ素で置換された溶媒(例えばフルオロカーボンオイル等)、シリコーン系溶媒(例えばシリコーンオイル等)などが挙げられる。中でも、脂肪族炭化水素系溶媒が好ましい。
また、オイルには、非極性溶媒以外の他の溶媒が含まれてもよい。この場合、非極性溶媒のオイル中に占める比率は、オイル中の溶媒全量に対して70質量%以上が好ましく、より好ましくは90質量%以上である。
オイル16は、有色画像を表示する観点から、色材として染料の少なくとも1種を含有する。染料としては、非極性溶媒に対して溶解性を有するものが好適に選択される。
染料のオイル中に含有される比率としては、オイル全量に対して、10質量%以上とする。染料の含有量は、表示画像の濃度及び鮮明性等を高める観点から、オイル全量に対して20質量%を超える範囲であることが好ましく、より好ましくは40質量%以上であり、さらに好ましくは50質量%以上である。オイル中に含有される染料量が多くなると、電圧印加時のオイルの応答性が低下すると共に電圧印加状態でのバックフロー現象も悪化するため、画像表示性が低下する傾向にある。そのため、染料の含有比率が10質量%以上(好ましくは20質量%を超える範囲)であるオイル組成において、特に本発明の効果がより奏される。また、染料の含有量は、応答速度を高める観点から、オイル全量に対して80質量%以下であることが好ましく、より好ましくは75質量%以下であり、さらに好ましくは70質量%以下である。
好ましい染料としては、アゾ染料、アゾメチン染料、メチン染料、フタロシアニン染料、ピロメテン染料、アントラキノン染料が挙げられる。
好ましいアゾ染料として、下記一般式(1)で表されるものが挙げられる。
R3は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基を表す。中でも、R3は、水素原子又は炭素数1〜20のアルキル基が好ましい。
R4及びR5は、各々独立に、水素原子、アルキル基、芳香族基を表す。中でも、R4及びR5は、その少なくとも一方がアルキル基を表す場合が好ましく、炭素数6〜30(好ましくは炭素数6〜20)のアルキル基を表す場合がより好ましい。更には、R4及びR5の両方が炭素数6〜30(好ましくは炭素数6〜20)のアルキル基を表す場合が好ましい。
R7は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、シアノ基、カルボニル基、芳香族基を表す。中でも、R7は、水素原子又は炭素数6〜20のアルキル基が好ましい。
分子中に光学活性点を有することは、分子の化学構造を解析し、化学構造において、同一の炭素原子が有する4つの置換基が全て異なる基であるかを調べることからわかる。立体異性体の混合物であることは、対象となる光学活性点を有する色素化合物の溶液を調製して、該溶液の旋光度を測定したときに旋光度を示さない(すなわち旋光度が0°)ことから、容易に判断することができる。
好ましいアゾメチン染料として、下記一般式(3)で表されるものが挙げられる。
好ましいメチン染料として、下記一般式(4)で表されるものが挙げられる。
フタロシアニン染料としては、炭素数6以上のアルキル基を有するものが好ましい。
具体例としては、例えば、Applied Physics Express、第4巻、第21604頁、2011年、Molecular Crystal Liquid Crystal,第183巻、第411頁、1990年、Molecular Crystal Liquid Crystal,第260巻、第255頁、1995年に記載されているものや、特開2006−133508号公報に記載の一般式(C1)で表される色素などが適宜用いられる。
好ましいアントラキノン染料として、下記一般式(5)で表されるものが挙げられる。
アントラキノン系色素の合成は、細田豊著「新染料化学」(昭和48年12月21日技報堂発行)、A.V.Ivashchenko著、Dichroic Dyes for Liquid Crystal Displays、CRC Press、1994年に記載されている方法により行なうことができる。
オイル16は、ノニオン系界面活性剤の少なくとも一種を用いて構成されている。上記のように、本発明におけるオイルは10質量%以上の比率で染料を含む組成を有しているが、特に(CH 2 CH 2 O) n で表されるエチレンオキシ鎖(nは4〜20の整数を表す)を有する化合物であるノニオン系界面活性剤をさらに含有していることで、染料の高濃度化を実現しながら、オイルの応答性を良好にすることができる。また、電圧印加した状態で保持されたときのバックフロー現象も解消され、画像表示特性に優れる。
前記Aに含まれるアリール基は、無置換でも置換基を有してもよく、炭素数6〜30のアリール基が好ましい。アリール基としては、例えば、フェニル、ナフタレン基等が挙げられる。
前記Bに含まれるエステル基は、アルキルエステル(RCOO−;Rは炭素数5〜30のアルキル基)が好ましい。Rで表されるアルキル基は、好ましくは炭素数8〜20のアルキル基である。
前記Bに含まれるアルキレンエーテル基は、エチレンオキシ(CH2CH2O)、プロピレンオキシ(CH2CH2CH2O)が好適に挙げられる。本発明におけるノニオン系界面活性剤は、アルキレンエーテル基として、染料濃度を高めたときのオイルの応答性(表示特性)及びバックフローの防止の観点からは、(CH2CH2O)nで表されるエチレンオキシ鎖(n=4〜20)を有し、nは5〜10の範囲がより好ましい。
(1)グリセリン脂肪酸エステル
RCOOCH2CH(OH)CH2OHで表され、Rは、炭素数5〜30の脂肪族基(好ましくはアルキル基)が好ましく、より好ましくは炭素数8〜20の脂肪族基(好ましくはアルキル基)である。
グリセリン脂肪酸エステルの具体例としては、C6H13COOCH2CH(OH)CH2OH、C8H17COOCH2CH(OH)CH2OH、C10H21COOCH2CH(OH)CH2OH、C11H23COOCH2CH(OH)CH2OH、C12H25COOCH2CH(OH)CH2OH、C13H27COOCH2CH(OH)CH2OHなどが挙げられる。
また、グリセリン脂肪酸エステルは、上市されている市販品を用いてもよく、例えば、商品名として、ホモテックス(花王社製)、エキセル(花王社製)、サンソフト(太陽化学社製)、リケマール(理研ビタミン社製)などを挙げることができる。
RO(CH2CH2O)nHで表され、Rは、炭素数5〜30の脂肪族基(好ましくはアルキル基)が好ましく、より好ましくは炭素数8〜20の脂肪族基(好ましくはアルキル基)である。nは、3〜50が好ましく、より好ましくは5〜10である。
脂肪アルコールエトキシレートの具体例としては、C8H17O(CH2CH2O)2H、C8H17O(CH2CH2O)3H、C10H21O(CH2CH2O)3H、C10H21O(CH2CH2O)4H、C11H23O(CH2CH2O)3H、C12H25O(CH2CH2O)4H、C15H31O(CH2CH2O)2H、C16H33O(CH2CH2O)4H、C20H41O(CH2CH2O)4Hなどが挙げられる。
また、グリセリン脂肪酸エステルは、上市されている市販品を用いてもよく、例えば、商品名として、パイオニン(竹本油脂社製)、ブラウノン(青木油脂工業社製)、エマルゲン(花王社製)、アデカトール(旭電化工業製)、ノイゲン(第一工業社製)などを挙げることができる。
RC6H4O(CH2CH2O)nHで表され、Rは、炭素数5〜30の脂肪族基(好ましくはアルキル基)が好ましく、より好ましくは炭素数8〜20の脂肪族基(好ましくはアルキル基)である。nは、3〜50が好ましく、より好ましくは5〜10である。
ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルの具体例としては、C6H13C6H4O(CH2CH2O)3H、C9H19C6H4O(CH2CH2O)2Hなどが挙げられる。
RC6H11O6で表され、Rは、炭素数5〜30のアルキル基が好ましく、より好ましくは炭素数8〜20のアルキル基である。以下に、アルキルグリコシドの具体例を示す。
・F(CF2)nSO2NR(CH2)mH
・F(CF2)nCO2(CH2)mH
・F(CF2)nOCO(CH2)mH
前記各式において、nは、3〜50を表し、より好ましくは5〜10を表す。mは、3〜50を表し、より好ましくは5〜10を表す。Rは、水素原子又はアルキル基(好ましくは炭素数6〜20)を表す。
ソルビタンエステルとして、RCOOCH2C5H9O4で表される化合物を挙げることができる。式中、Rは、炭素数5〜30のアルキル基が好ましく、より好ましくは炭素数8〜20のアルキル基である。以下、ソルビタンエステルの具体例を示す。但し、本発明においては、これらに制限されるものではない。
前記オイルは、必要に応じて、他の成分として紫外線吸収剤、酸化防止剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。添加剤を含有する場合、その含有量は特に制限されるものではないが、通常はオイルの全質量に対して20質量%以下程度で用いられる。
複数の染料を組み合わせて用いる場合、その組み合わせとしては、吸収波長が400〜500nmの範囲のイエロー染料、吸収波長が500〜600nmの範囲のマゼンタ染料、吸収波長が600〜700nmの範囲のシアン染料を混合して用いることが好ましい。
ここで、「黒色」とは、450nm、500nm、550nm、600nmにおける各々の透過率のうち、最大値となる透過率と最小値となる透過率との差が20%以下である性質を示し、前記差は、好ましくは15%以下であり、特に好ましくは10%以下である。
前記電解質としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、テトラブチルアンモニウムクロリド等の塩が挙げられる。親水性液体中における電解質の濃度は、0.1〜10mol/Lが好ましく、0.1〜5mol/Lがより好ましい。
前記水性溶媒としては、水及びアルコールが好適であり、さらに水以外の水性溶媒を含んでいてもよい。アルコールとしては、エタノール、エチレングリコール、グリセリン等が挙げられる。
前記水性溶媒には、本発明のノニオン系界面活性剤を含まない方が応答性の観点から好ましい。
エレクトロウェッティング表示装置100のスイッチ26をオフし、電圧の印加をオフ状態とすると、再び図1の状態に戻る。
エレクトロウェッティング表示装置100では、図1及び図2に示す動作が繰り返し行なわれる。
例えば、図1及び図2では、基板11において、導電膜11bが基材11aの表面全体に亘って設けられているが、導電膜11bが基材11aの表面の一部にのみ設けられた形態であってもよい。また、基板12では、導電膜12bが基材12aの表面全体に亘って設けられているが、導電膜12bが基材12aの表面の一部にのみ設けられた形態であってもよい。
紫外線カット層としては公知のものを用いることができ、例えば、紫外線吸収剤を含有する紫外線カット層(例えば紫外線カットフィルム)を用いることができる。前記紫外線カット層は、波長380nmの光を90%以上吸収することが好ましい。
前記紫外線カット層は、第1の基板及び第2の基板の少なくとも一方の外側に接着剤を用いて貼り付ける方法等、公知の方法により設けることができる。
また、例えば、導電膜11bとして、反射板としての機能を兼ね備えた膜(例えばAl膜、Al合金膜などの金属膜)を用いたり、基材11aとして、反射板としての機能を兼ね備えた基板(例えばAl基板、Al合金基板などの金属基板)を用いたりすることで、反射型の画像表示装置の画素とすることもできる。
また、隔壁形成工程の後であってセル形成工程の前に、セルギャップ調整用のスペーサを形成するスペーサ形成工程が設けられていてもよい。
−染料インクの調製−
以下に示す界面活性剤を用い、下記表1に示すように各界面活性剤を1質量%の割合で添加したアルゴンガスをノルマルデカン中にバブリングし、溶存酸素が10ppm以下であるノルマルデカン溶液を調製した。得られたノルマルデカン溶液に対して50℃で加熱処理を施した後、室温にて12時間放置した。放置後のノルマルデカン溶液に下記染料E−11を下記表1〜表2に示す量(40質量%、10質量%)にて添加した。このようにして、複数種の染料インクを調製した。
調製したオイルは、いずれも赤色であった。
・化合物K−1: n−C16H33O(CH2CH2O)8H
・化合物K−2: n−C12H25O(CH2CH2O)4H
・化合物K−3: n−C7F15CO2C22H45
・化合物K−4: Tween20(Polyoxyethylene Sorbitan Monolaurate)
・化合物K−5: n−C9F19SO2N(n−Pr)CH2CH2(CH2CH2O)8H
[n−Pr:ノルマルプロピレン]
・化合物K−6: 4−n−C9H19C6H4O(CH2CH2O)8H
・化合物K−7: 4−n−C16H33O(CH2CH2CH2O)8(CH2CH2O)4H
・比較化合物H−1: 4−n−C9H19C6H4SO4Na(アニオン系界面活性剤)
・比較化合物H−2: n−C16H33N(CH3)3Br(カチオン系界面活性剤)
透明電極として厚み100nmのインジウムスズオキサイド(ITO)膜が付いたガラス基板(10mm×10mm)のITO膜の表面に、フッ素系ポリマー(商品名:サイトップ、旭硝子社製、型番CTL−809M)を厚み600nmとなるように塗布し、フッ素ポリマー層を形成して疎水性絶縁膜とした。続いて、このフッ素ポリマー層上に、1cm×1cmサイズのシリコーンゴム(厚み50μmのシール材;扶桑ゴム社製のシリウス(商品名))の中心部から8mm×8mm×50μmサイズの四面体を切り抜いて作製した額縁状のシリコーンゴム壁を置いて表示部を形成した。このシリコーンゴム壁で取り囲まれた中に、上記のようにして調製したノルマルデカン溶液(染料インク)を厚み4μmとなるように注入した。注入された染料インクの上に、エチレングリコール(電解質水溶液)を厚み46μmとなるように注入した。その上部から、さらにITO膜付ガラス基板をITO膜が染料インクや電解質水溶液と向き合うようにして置き、固定化することで、図1に示す構造を有するエレクトロウェッティングテストセルを作製した。
2枚のITO膜付ガラス基板の各ITO膜(透明電極)に、信号発生器にて100V直流電圧を印加(フッ素ポリマー層(疎水性絶縁膜)が形成されている側のITO電極にマイナス電圧を印加)し、表示セル(図2中の表示セル30)を観察したところ、染料インクがフッ素ポリマー層の表面を一方向に移動し、フッ素ポリマー層上を覆う面積が縮小していることを確認した。このときの染料インクの応答性、及び電圧を印加したままの状態で保持したときのバックフロー現象の程度を評価した。
a)応答時間[msec]=電圧未印加状態から電圧印加を開始し、印加時点から最も縮んだ状態に達するまでに要した時間
b)面積収縮率[%]=(最も縮んだ時の染料インクの面積)/(電圧印加前の染料インクの面積)×100 ・・・(1)
c)バックフロー比率[%]=(電圧印加状態で5秒経過した後の染料インクの面積)/(最も縮んだ時の染料インクの面積)×100 ・・・(2)
また、OD(画像濃度)は、TOPCOM社製の分光放射計SR−3を用いて、染料の極大吸収波長におけるOD値を測定し、評価した。
また、この応答性の向上効果、及び電圧印加後のバックフローの改善効果は、染料濃度が高い組成ほど顕著な効果として現れた。
エチレングリコールとノルマルデカン溶液(染料インク)との界面張力の評価は、界面張力測定計(協和界面科学社製、Drop−master500、リバース針使用)によるペンダントドロップ法を用いた。評価結果を下記表3〜表4に示す。
実施例1において、染料E−11に代えて、下記のメチン染料F−1を30質量%溶解させたインクを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、染料インクを調製し、テストセルを作製すると共に、評価を行なった。評価結果を下記表5に示す。
実施例1において、染料E−11に代えて、下記のアントラキノン染料G−1を20質量%溶解させたインクを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、染料インクを調製し、テストセルを作製すると共に、評価を行なった。評価結果を下記表6に示す。
11a,12a・・・基材
11b,12b・・・ITO膜
12・・・第2の基板
14・・・親水性液体
16・・・オイル
17A、17B・・・親水性液体とオイルとの界面
20・・・疎水性絶縁膜
22a、22b・・・シリコーンゴム壁
30・・・表示セル
100・・・エレクトロウェッティング表示装置
Claims (9)
- 少なくとも一方の表面の少なくとも一部が導電性である第1の基板と、
前記第1の基板の導電性の表面に対向させて配置された第2の基板と、
前記第1の基板の導電性の表面を有する面側の少なくとも一部に配設された疎水性絶縁膜と、
前記疎水性絶縁膜と前記第2の基板との間に疎水性絶縁膜上を移動可能に設けられ、非極性溶媒、オイル全体に対する含有比率が10質量%以上の染料、及び(CH 2 CH 2 O) n で表されるエチレンオキシ鎖(nは4〜20の整数を表す)を有する化合物であるノニオン系界面活性剤を含有する非導電性のオイルと、
前記疎水性絶縁膜と前記第2の基板との間に、前記オイルと接するように設けられた導電性の親水性液体と、
を有する表示部を備え、
前記親水性液体と前記第1の基板の導電性の表面との間に電圧を印加し、前記オイルと前記親水性液体との界面の形状を変化させることで画像を表示するエレクトロウェッティング表示装置。 - 前記染料の含有比率が20質量%を超える範囲である請求項1に記載のエレクトロウェッティング表示装置。
- 前記ノニオン系界面活性剤は、分子中にエチレンオキシ鎖又はプロピレンオキシ鎖を有する化合物である請求項1又は請求項2に記載のエレクトロウェッティング表示装置。
- 前記染料は、炭素数6〜30の長鎖アルキル基を含む構造を有する請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のエレクトロウェッティング表示装置。
- 前記染料は、アゾ染料、アゾメチン染料、メチン染料、フタロシアニン染料、及びアントラキノン染料からなる群より選ばれる請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のエレクトロウェッティング表示装置。
- 非極性溶媒と、組成物全体に対する含有比率が10質量%以上の染料と、(CH 2 CH 2 O) n で表されるエチレンオキシ鎖(nは4〜20の整数を表す)を有する化合物であるノニオン系界面活性剤と、を含むエレクトロウェッティング表示用染料組成物。
- 前記染料の含有比率が20質量%を超える範囲である請求項6に記載のエレクトロウェッティング表示用染料組成物。
- 前記ノニオン系界面活性剤は、分子中にエチレンオキシ鎖又はプロピレンオキシ鎖を有する化合物である請求項6又は請求項7に記載のエレクトロウェッティング表示用染料組成物。
- 前記染料は、炭素数6〜30の長鎖アルキル基を含む構造を有する請求項6〜請求項8のいずれか1項に記載のエレクトロウェッティング表示用染料組成物。
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