[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP5972193B2 - 表示用粒子、表示用粒子分散液、表示媒体、及び表示装置 - Google Patents

表示用粒子、表示用粒子分散液、表示媒体、及び表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5972193B2
JP5972193B2 JP2013039684A JP2013039684A JP5972193B2 JP 5972193 B2 JP5972193 B2 JP 5972193B2 JP 2013039684 A JP2013039684 A JP 2013039684A JP 2013039684 A JP2013039684 A JP 2013039684A JP 5972193 B2 JP5972193 B2 JP 5972193B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
display
group
particles
particle
specific
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013039684A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014167563A5 (ja
JP2014167563A (ja
Inventor
弘志 萱嶋
弘志 萱嶋
淳 川原
淳 川原
Original Assignee
イー インク コーポレイション
イー インク コーポレイション
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by イー インク コーポレイション, イー インク コーポレイション filed Critical イー インク コーポレイション
Priority to JP2013039684A priority Critical patent/JP5972193B2/ja
Priority to US14/016,809 priority patent/US9030729B2/en
Priority to CN201310468136.0A priority patent/CN104020622B/zh
Publication of JP2014167563A publication Critical patent/JP2014167563A/ja
Publication of JP2014167563A5 publication Critical patent/JP2014167563A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5972193B2 publication Critical patent/JP5972193B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/166Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect
    • G02F1/167Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect by electrophoresis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/54Silicon-containing compounds
    • C08K5/541Silicon-containing compounds containing oxygen
    • C08K5/5415Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one Si—O bond
    • C08K5/5419Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one Si—O bond containing at least one Si—C bond
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F30/00Homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal
    • C08F30/04Homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal
    • C08F30/08Homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing a metal containing silicon
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/0009Materials therefor
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/0009Materials therefor
    • G02F1/0018Electro-optical materials
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/0009Materials therefor
    • G02F1/0063Optical properties, e.g. absorption, reflection or birefringence
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1675Constructional details
    • G02F2001/1678Constructional details characterised by the composition or particle type
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00Materials and properties
    • G02F2202/02Materials and properties organic material
    • G02F2202/022Materials and properties organic material polymeric
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

本発明は、表示用粒子、表示用粒子分散液、表示媒体、及び表示装置に関する。
従来、繰り返し書き換えが可能な表示媒体として、泳動粒子を用いた表示媒体が知られている。この表示媒体は、例えば一対の基板と、一対の基板間に形成された電界に応じて基板間を移動可能に該基板間に封入された粒子と、を含んで構成されている。また、表示媒体には、背景色(例えば白色)を表示するために、電界による泳動速度が低い粒子(例えば白色粒子)を基板間に封入することがある。
例えば、特許文献1には、「ビニルナフタレンとシリコーンマクロマーとの共重合体を含む白色粒子」が提案されている。
また、特許文献2には、「アルキレンビスメラミン誘導体を主成分とする電気泳動粒子」が提案されている。
また、特許文献3には、「ビニルナフタレンとシリコーンマクロマーと極性基を持つ単量体との共重合体を含む白色粒子」が提案されている。
特開2006−96985号公報 特開2010−27008号公報 特開2007−231208号公報
本発明の課題は、高屈性率の表示用粒子を提供することである。
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項1に係る発明は、
シリコーン鎖又はアルキル鎖を持つ反応性化合物と下記一般式(1)で表されるビニル化合物とを少なくとも共重合成分として含む共重合体を含んで構成され、
且つ前記シリコーン鎖又はアルキル鎖を持つ反応性化合物の含有量が、粒子質量に対して、3.0質量%以下である表示用粒子。


(一般式(1)中、Arは、無置換の芳香環、又は炭素数1以上6以下のアルキル基若しくは炭素数6以上12以下のアリール基で置換された芳香環を表し、nは1以上4以下の整数を表す。)
請求項2に係る発明は、
前記シリコーン鎖又はアルキル鎖を持つ反応性化合物及び前記一般式(1)で表されるビニル化合物の共重合体と、重合性単量体と、を共重合して造粒された請求項1に記載の表示用粒子。
請求項3に係る発明は、
請求項1又は2に記載の表示用粒子を含む粒子群と、
前記粒子群を分散するための分散媒と、
を有する表示用粒子分散液。
請求項4に係る発明は、
少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、
前記一対の基板間に封入された、請求項3に記載の表示用粒子分散液と、
を備えた表示媒体。
請求項5に係る発明は、
少なくとも一方が透光性を有する一対の電極と、
前記一対の電極間に設けられた、請求項3に記載の表示用粒子分散液を有する領域と、
を備えた表示媒体。
請求項6に係る発明は、
請求項4又は5に記載の表示媒体と、
前記表示媒体の前記一対の基板間又は前記一対の電極間に電圧を印加する電圧印加手段と、
を備えた表示装置。
請求項1、2に係る発明によれば、シリコーン鎖又はアルキル鎖を持つ反応性化合物の含有量が上記範囲外である場合に比べ、高屈折率の表示用粒子が提供される。
請求項3、4、5、6に係る発明によれば、シリコーン鎖又はアルキル鎖を持つ反応性化合物の含有量が上記範囲外である表示用粒子を適用した場合に比べ、表示用粒子による色度の高い表示が実現される表示用粒子分散液、表示媒体、表示装置が提供される。
本実施形態に係る表示装置の概略構成図である。 本実施形態に係る表示装置の表示媒体の基板間に電圧を印加したときの粒子群の移動態様を模式的に示す説明図である。す説明図である。
以下、本発明の一例である実施形態について詳細に説明する。
なお、以下の説明において、「(メタ)アクリル」との表記は「アクリル、メタクリル」、「(メタ)アクリロ」との表記は「アクリロ、メタクリロ」、「(メタ)アクリレート」との表記は「アクリレート、メタクリレート」の双方の表記を意味している。
<表示用粒子>
本実施形態に係る表示用粒子は、シリコーン鎖又はアルキル鎖を持つ反応性化合物(以下「特定反応性化合物」と称する)と一般式(1)で表されるビニル化合物(以下「特定ビニル化合物」と称する)とを少なくとも共重合成分として含む共重合体(以下「特定共重合体」と称する)を含んで構成されている。
そして、特定反応性化合物の含有量が、粒子質量に対して、3.0質量%以下である。特定反応性化合物の含有量は、表示用粒子の屈折率及び分散性の観点から、望ましくは0.05質量%以上3質量%以下、より望ましくは1質量%以上3質量%以下である。
但し、特定反応性化合物の含有量は、表示用粒子の粒径が小さくなると増加する傾向がある。このため、表示用粒子の体積平均粒径が50nm以上30000nm以下(望ましくは100nm以上2000nm以下、より望ましくは150nm以上1000nm以下)の範囲において、特定反応性化合物の含有量は上記範囲を満たすことがよい。
ここで、特定ビニル化合物は高い屈折率(例えば1.56以上1.70以下)を示す材料である。一方で、特定反応性化合物の屈折率は、特定ビニル化合物よりも屈折率が低い。
このため、この屈折率が低い特定反応性化合物の含有量を上記範囲内に低減することにより、本実施形態に係る表示用粒子は、高屈折率の表示用粒子となる。その結果、本実施形態に係る表示用粒子は、高い白色度の表示が実現される。
なお、特定反応性化合物の含有量とは、表示用粒子中に含まれる特定共重合体中の特定反応性化合物に由来する成分、及び未反応の特定反応性化合物の合計の含有量を意味している。
そして、特定反応性化合物の含有量は、蛍光X線分析によりに求められる。
具体的には、乾燥させた表示用粒子、セルロース、ヘキサクロロパラキシレンを各0.07質量部ずつ混合し、メノウ鉢を用いて十分に混合したのち錠剤を形成し、蛍光X線装置(Rigaku社製)を用いて測定を行った。比較元素としてヘキサクロロパラキシレンに含まれるCl元素を用いることでSi量を同定し、粒子中の特定反応性化合物の含有量を算出した。特定反応性化合物の含有量については、特定反応性化合物の量が既知のサンプルを予め作製し、その測定結果を基に換算した。
なお、特定反応性化合物の混合量についてはNMR等のその他の分析法を用いてもよい。
また、表示用粒子の体積平均粒径は、SEM(Scanning Electron Microscope:走査型電子顕微鏡画像)画像によって測定される値である。具体的には、SEM(走査電子顕微鏡S−4800、日立ハイテクノロジーズ社製)により画像を得た後、測定対象となる着色粒子一つにつき着色粒子の径(最長部分)r1を測定した。これを100個につき測定した後、r1からr100までを球形換算して体積を求め、1番目から100番目までの累積が50%となったときの値を体積平均粒径とする。
一方、本実施形態に係る表示用粒子は、特定反応性化合物(シリコーン鎖又はアルキル鎖を持つ反応性化合物)及び特定ビニル化合物(一般式(1)で表されるビニル化合物)の特定共重合体と、重合性単量体と、を共重合して造粒することがよい。これにより、特定反応性化合物の含有量が上記範囲となり易くなる。その結果、高屈折率の表示用粒子となり易くなる。
この理由は定かではないが、以下に示す理由によるものと考えられる。
特定反応性化合物と特定ビニル化合物を重合して直接造粒すると、造粒した表示用粒子は、特定ビニル化合物を単独で重合して造粒した場合に比べ、屈折率が低くなることがわかってきた。これは、造粒の際に、屈折率が低い特定反応性化合物が粒子内部に取り込まれ易くなり、得られる表示用粒子中の屈折率が低い特定反応性化合物の含有量(つまり、造粒後の共重合体中の特定反応性化合物に由来する成分の含有量)が増加するためと考えられる。
これに対して、予め、特定反応性化合物と特定ビニル化合物を重合した共重合体を用い、この共重合体と重合性単量体とをさらに共重合して造粒すると、得られる表示用粒子中において屈折率が低い特定反応性化合物の含有量が上記範囲内に低減され易くなることがわかってきた。これは、特定反応性化合物が共重合成分として高分子化された共重合体の状態で、さらに重合性単量体と共重合して造粒されるため、造粒の際、特定反応性化合物のシリコーン鎖又はアルキル鎖が粒子外側に配向し、粒子の内部に取り込まれ難くなると考えられるためである。
また、本実施形態に係る表示用粒子と分散媒とが含まれる表示用粒子分散液は、理由は定かではないが、粘度の上昇が低減されることがわかってきた。具体的には、例えば、当該表示用粒子分散液の粘度は、2cP以上10cP以下(望ましくは2cP以上8cP以下、より望ましくは2cP以上5cP以下)の範囲が実現される。
但し、当該表示用粒子分散液の粘度は、温度25℃、表示粒子分散液(分散媒の粘度2cs)の粒子固形分量(分散媒に対する粒子の含有量)25質量%での粘度である。
ここで、表示用粒子分散液の粘度は、デジタル粘度計LVDVII+(BROOKFIELD社製)を用いて、分散液の粘度を測定する。
以下、本実施形態に係る表示用粒子について詳細に説明する。
本実施形態に係る表示用粒子は、特定反応性化合物及び特定ビニル化合物を少なくとも共重合成分として含む共重合体を含んで構成されている。具体的には、例えば、特定反応性化合物及び特定ビニル化合物の特定共重合体と重合性単量体とを共重合した共重合体を含んで構成されている。つまり、表示用粒子は、特定共重合体と重合性単量体との共重合体を含んで構成されていることがよい。
(特定共重合体)
特定共重合体は、特定反応性化合物と特定ビニル化合物とを共重合した共重合体である。
−特定反応性化合物−
特定反応性化合物は、シリコーン鎖又はアルキル鎖を持つ反応性化合物である。
シリコーン鎖を持つ反応性化合物(シリコーン鎖を持つ重合性単量体)としては、片末端に(メタ)アクリレート基を持ったジメチルシリコーン化合物(下記構造式(1)で表されるシリコーン化合物。例えば、JNC社製:サイラプレーン:FM−0711,FM−0721,FM−0725等、信越シリコーン社製:X−22−174DX,X−22−2426,X−22−2475等)、下記構造式(2)〜(6)で表されるシリコーン化合物等が挙げられる。
なお、シリコーン鎖を持つ反応性化合物は、モノマーを用いてもよいし、マクロモノマーを用いてもよい。この「マクロモノマー」とは、重合性官能基を持ったオリゴマー(重合度2以上300以下程度)又はポリマーの総称であり、高分子と単量体(モノマー)との両方の性質を有するものである。また、シリコーン鎖を持つ反応性化合物は単独で用いてもよいし、複数を併用してもよい。


構造式(1)中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。R’は、水素原子又は炭素数1以上4以下のアルキル基を表す。mは自然数(例えば1以上1000以下、望ましくは3以上100以下)を表す。xは1以上3以下の整数を示す。




構造式(2)、(3)、(5)、(6)中、R、R、R、R、R、R、R、R及びR10はそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上4以下のアルキル基、又は炭素数1以上4以下のフルオロアルキル基を表す。Rは、水素原子、又はメチル基を表す。p、q及びrはそれぞれ独立に、1以上1000以下の整数を表す。xは、1以上3以下の整数を表す。
構造式(4)中、R’は、水素原子又は炭素数1以上4以下のアルキル基を表す。mは自然数(例えば1以上1000以下、望ましくは3以上100以下)を表す。xは1以上3以下の整数を示す。
構造式(2)及び(5)で表されるシリコーン化合物は、R及びRがブチル基で、R、R、R、R及びRがメチル基で、Rがメチル基で、p及びqがそれぞれ独立に1以上5以下の整数で、xが1以上3以下の整数である態様が望ましい。
構造式(3)及び(6)で表されるシリコーン化合物は、R、R、R、R、R、R、R、R及びR10がメチル基で、Rが水素原子又はメチル基で、p、q及びrがそれぞれ独立に1以上3以下の整数で、xが1以上3以下の整数である態様が望ましい。
構造式(2)で表されるシリコーン化合物としては、例えば、Gelest社製のMCS−M11等が挙げられる。構造式(3)で表されるシリコーン化合物としては、例えば、Gelest社製のRTT−1011、信越化学工業社製のX22−2404等が挙げられる。構造式(4)で表されるシリコーン化合物としては、例えば、Gelest社製のMCR−V21等が挙げられる。構造式(5)で表されるシリコーン化合物としては、例えば、Gelest社製のMCS−V12等が挙げられる。構造式(6)で表されるシリコーン化合物としては、例えば、Gelest社製のVTT−106等が挙げられる。以下にこれらのシリコーン化合物の構造式を示す。


MCS−M11は、上記の構造式においてm及びnがそれぞれ独立に2以上4以下の整数であり、その分子量が800以上1000以下である。

RTT−1011は、上記の構造式で表わされる化合物である。
X22−2404は、上記の構造式で表わされる化合物である。


MCR−V21は、上記の構造式においてmが72以上85以下の整数であり、その分子量が5500以上6500以下である。


MCS−V12は、上記の構造式においてm及びnが6以上10以下の整数であり、その分子量が1200以上1400以下である。
VTT−106は、上記の構造式で表わされる化合物である。
アルキル鎖を持つ反応性化合物(アルキル鎖を持つ重合性単量体)としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステルが挙げられ、具体的には、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル等が挙げられる。中でも、長鎖アルキル鎖、具体的には例えば、炭素数4以上30以下のアルキル鎖を持つ(メタ)アクリル酸エステルが望ましい。
−特定ビニル化合物−
特定ビニル化合物は、一般式(1)で表されるビニル化合物である。

一般式(1)中、Arは、無置換の芳香環、又は炭素数1以上6以下のアルキル基若しくは炭素数6以上12以下のアリール基で置換された芳香環を表し、nは1以上4以下の整数を表す。
一般式(1)中、Arで表される無置換の芳香環は、単環でも多環でも縮合環でもよい。例えば、ベンゼン(単環芳香族炭化水素);ビフェニル、トリフェニル等の複数のベンゼンが単結合した多環芳香族炭化水素;ナフタレン、フェナレン、フェナントレン、アントラセン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、テトラセン等の縮合環芳香族炭化水素;ベンゼン、前記多環芳香族炭化水素及び前記縮合環芳香族炭化水素から選ばれる2個以上が単結合した化合物;複数のベンゼンが炭素数1以上6以下のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基)を介して単結合した化合物;ベンゼン、前記多環芳香族炭化水素及び前記縮合環芳香族炭化水素から選ばれる2個以上が炭素数1以上6以下のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基)を介して単結合した化合物;等から水素原子がn個とれた基が挙げられる。
中でも、無置換の芳香環としては、粒子の電荷量を低くする観点からは、ベンゼン、ビフェニル、ナフタレンから水素原子がn個とれた基が望ましい。
一般式(1)中、Arで表される置換芳香環において、炭素数1以上6以下のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。一方、炭素数6以上12以下のアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、メシチル基、ベンジル基、キシリル基、ナフチル基等が挙げられる。
一般式(1)中、nは1以上4以下の整数を表し、望ましくは1又は2である。
特定ビニル化合物としては、スチレン:下記の例示化合物(1−1)、ジビニルベンゼン:下記の例示化合物(1−2)、ビニルビフェニル:下記の例示化合物(1−3)、ジビニルビフェニル:下記の例示化合物(1−4)及び(1−5)、ビニルナフタレン:下記の例示化合物(1−6)、及びジビニルナフタレン:下記の例示化合物(1−7)及び(1−8)、から選ばれる少なくとも1種であることが望ましい。これらの特定ビニル化合物を含む前記共重合体は、これら以外の特定ビニル化合物を含む前記共重合体に比べ、粒子を形成しやすい観点、粒子の電荷量が低い観点、及び高い屈折率を示す観点から、望ましい。
なお、ジビニルベンゼン、ビニルビフェニル、ジビニルビフェニル、ビニルナフタレン、ジビニルナフタレンにおいて、1個又は2個のビニル基の位置は特に制限されない。

上記の例示化合物(1−1)乃至(1−8)で表される特定ビニル化合物は、重合成分として同程度の特性を有し、これらのいずれかを重合成分として含む共重合体の特性は、いずれも同程度である。中でも、例示化合物(1−1)、(1−2)、(1−3)及び(1−6)で表される特定ビニル化合物が入手し易い。
−特定共重合体の特性−
特定共重合体の重量平均分子量は、例えば、5,000以上2,000,000以下がよく、望ましくは10,000以上500,000以下、より望ましくは30,000以上100,000以下である。
特定共重合体の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定した値である。
特定共重合体において、特定反応性化合物の特定ビニル化合物との共重合比(特定反応性化合物/特定ビニル化合物)は、例えば、質量比で0.5/99.5以上99.5/0.5以下がよく、望ましくは1/99以上99/1以下、より望ましくは3/97以上97/3以下である。
なお、特定共重合体は、他の重合体単量体として後述する重合性単量体を共重合したものでもよい。但し、その場合、他の重合体単量体の共重合比(他の重合体単量体/(特定反応性化合物+特定ビニル化合物))は、例えば、質量比で0.01/99.99以上99.99/0.01以下がよい。
(重合性単量体)
重合性単量体としては、例えば、特定ビニル化合物(一般式(1)で表されるビニル化合物)が挙げられる。
重合性単量体としては、その他、帯電性基を持たない重合性単量体、帯電性基を持つ重合性単量体も挙げられる。重合性単量体として、帯電性基を持つ重合性単量体を使用すると、表示用粒子の帯電制御が実現され易くなる。
なお、これら重合性単量体は、1種単独でも、2種以上併用してもよい。
帯電性基を持たない重合性単量体としては、非イオン性重合成分(ノニオン性重合成分)が挙げられ、例えば、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリルアミド、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、イソブチレン、N−ジアルキル置換(メタ)アクリルアミド、ビニルカルバゾール、塩化ビニル、塩化ビニリデン、イソプレン、ブタジエン、ビニルピロリドン、等が挙げられる。
一方、帯電性基を持つ重合性単量体としては、例えば、極性基(分極性の官能基)として、塩基又は酸基を持つ重合性単量体が挙げられる。
ここで、帯電性基としての塩基(以下、カチオン性基)は、例えば、アミノ基、4級アンモニウム基が挙げられる(これら基の塩も含む)。これらカチオン性基は、例えば、粒子に正帯電極性を付与する傾向がある。
帯電性基としての酸基(以下、アニオン性基)は、例えば、フェノール基、カルボキシル基、カルボン酸塩基、スルホン酸基、スルホン酸塩基、リン酸基、リン酸塩基及びテトラフェニルボロン基が挙げられる(これら基の塩も含む)。これらアニオン性基は、例えば、粒子に負帯電極性を付与する傾向がある。
帯電性基としては、その他、フッ素基、フェニル基、ヒドロキシル基等も挙げられる。
カチオン性基を持つ重合性単量体(以下、カチオン性単量体)としては、例えば、以下のものが挙げられる。具体的には、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ヒドロキシエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−オ クチル−N−エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジヘキシルアミノエチル(メタ)アクリレート等の脂肪族アミノ基を持つ(メタ)アクリレート類;、ジメチルアミノスチレン、ジエチルアミノスチレン、ジメチルアミノメチルスチレン、ジオクチルアミノスチレン等の含窒素基を持つ芳香族置換エチレン系単量体類;、ビニル−N−エチル −N−フェニルアミノエチルエーテル、ビニル−N−ブチル−N−フェニルアミノエチルエーテル、トリエタノールアミンジビニルエーテル、ビニルジフェニルアミノエチルエーテル、N−ビニルヒドロキシエチルベンズアミド、m−アミノフェニルビニルエーテル等の含窒素ビニルエーテル単量体類;、ビニルアミン、N−ビニルピロール等のピロール類;、N−ビニル−2−ピロリン、N−ビニル−3−ピロリン等のピロリン類;、N−ビニルピロリジン、ビニルピロリジンアミノエーテル、N−ビニル−2−ピロリドン等のピロリジン類;、N−ビニル−2−メチルイミダゾール等のイミダゾール類;、N−ビニルイミダゾリン等のイミダゾリン類;、N−ビニルインドール等のインドール類;、N−ビニルインドリン等のインドリン類;、N−ビニルカルバゾール、3,6−ジブロム−N−ビニルカルバゾール等のカルバゾール類;、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、2−メチル−5−ビニルピリジン等のピリジン類;、(メタ)アクリルピペリジン、N−ビニルピペリドン、N−ビニルピペラジン等のピペリジン類;、2−ビニルキノリン、4−ビニルキノリン等のキノリン類;、N−ビニルピラゾール、N−ビニルピラゾリン等のピラゾール類;、2−ビニルオキサゾール等のオキサゾール類;、4−ビニルオキサジン、モルホリノエチル(メタ)アクリレート等のオキサジン類;等が挙げられる。
なお、カチオン性単量体は、重合前又は重合後に4級アンモニウム塩化して塩構造を形成してもよい。4級アンモニウム塩化は、例えば、カチオン性基をアルキルハライド類やトシル酸エステル類と反応させることで実現される。
アニオン性基を持つ重合性単量体(以下、アニオン性単量体)としては、例えば、カルボキシル基を持つ重合性単量体、スルホン酸基を持つ重合性単量体、リン酸基を持つ重合性単量体等が挙げられる。
カルボキシル基を持つ重合性単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、シトラコン酸、それらの無水物、そのモノアルキルエステルやカルボキシエチルビニルエーテル、カルボキシプロピルビニルエーテルの如きカルボキシル基を持つビニルエーテル類、及びその塩等が挙げられる。
スルホン酸基を持つ重合性単量体としては、例えば、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−スルホプロピル(メタ)アクリックアシッドエステル、ビス−(3−スルホプロピル)−イタコニックアシッドエステル等及びその塩が挙げられる。また、スルホン酸基を持つ重合成分としては、その他2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリル酸の硫酸モノエステル及びその塩も挙げられる。
リン酸基を持つ重合性単量体としては、例えば、ビニルホスホン酸、ビニルホスフェート、アシッドホスホキシエチル(メタ)アクリレート、アシッドホスホキシプロピル(メタ)アクリレート、ビス(メタクリロキシエチル)ホスフェート、ジフェニル−2−メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジフェニル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート、ジブチル−2−メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジブチル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート、ジオクチル−2−(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェート等が挙げられる。
なお、アニオン性単量体は、重合前若しくは重合後にアンモニウム塩化して塩構造を形成させてもよい。アンモニウム塩化は、例えば、アニオン性基を3級アミン類若しくは4級アンモニウムハイドロオキサイド類と反応させることで実現される。
フッ素基を持つ重合性単量体としては、例えばフッ素基を持つ(メタ)アクリレートモノマーが挙げられ、具体的には、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、パーフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロデシルエチル(メタ)アクリレート、トリフルオロメチルトリフルオロエチル(メタ)アクリレート、ヘキサフルオロブチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
フェニル基を持つ重合性単量体としては、例えば、スチレン、フェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、フェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。
ヒドロキシル基を持つ重合性単量体としては、例えば、ヒドリキシアルキル(メタ)アクリレート(例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等)、アリルアルコール、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられ、その他、グリシジル基を持つモノマーを共重合させたのち開環させたものや、t−ブトキシキなどを持つモノマーを重合したのち加水分解させることでOH基を導入したものも挙げられる。
(表示用粒子の製造方法)
本実施形態に係る表示用粒子は、例えば、次のように製造する。
まず、特定反応性化合物と特定ビニル化合物とを共重合して特定共重合体を生成する。具体的には、例えば、有機溶媒に、特定共重合体の各原料成分(特定反応性化合物及び特定ビニル化合物等)と、必要に応じて、重合開始剤等のその他添加剤と、を添加・混合して、原料溶液を調整する。その後、例えば、原料溶液を加熱することにより、重合反応を進行させる。これにより特定重合体が生成する。但し、この重合反応は、特定重合体が析出して、粒状物が形成される前に停止する。
次に、特定共重合体と重合性単量体とを共重合して造粒する。具体的には、例えば、特定重合体が生成した原料溶液に、さらに重合性単量体と、必要に応じて、重合開始剤等のその他添加剤と、を添加・混合する。その後、例えば、さらに、原料溶液を加熱することにより、重合反応を進行させる。これにより、特定重合体と重合性単量体との共重合が進行して、高分子化する。この共重合物は、高分子化に伴い、原料溶液中で析出する。そして、析出した共重合物が粒子成長し、原料溶液中で表示用粒子となる粒状物を形成する。
以上の工程により、本実施形態に係る表示用粒子を製造する。
ここで、使用する有機溶媒は、例えば、各原料成分及び特定重合体は溶解するが、特定重合体及び重合性単量体の共重合体は溶解しないといった性質を有する溶媒が採用される。具体的には、有機溶媒としては、例えば、パラフィン、ヘキサン等の炭化水素系の溶媒単独、又は、これらの溶媒とシリコーンオイルとトルエン等の芳香族炭化水素系溶媒との混合溶媒が挙げられる。
<表示用粒子分散液>
次に、表示用粒子を利用した表示用粒子分散液について説明する。
表示用粒子を利用した表示用粒子分散液(本実施形態に係る表示用粒子分散液)は、表示用粒子を含む粒子群と、粒子群を分散するための分散媒と、を有する。
表示用粒子分散液は、粒子群として、他の表示用粒子を含んでいてもよい。また、表示用粒子分散液には、必要に応じて、酸、アルカリ、塩、分散剤、分散安定剤、酸化防止や紫外線吸収などを目的とした安定剤、抗菌剤、防腐剤などを添加してもよい。
分散媒としては、表示媒体用に利用される各種分散媒が適用されるが、低誘電溶媒(例えば誘電率5.0以下、望ましくは3.0以下)が選択されることがよい。分散媒は、低誘電溶媒以外の溶媒を併用してもよいが、50体積%以上の低誘電溶媒を含むことがよい。なお、低誘電率の誘電率は、誘電率計(日本ルフト製)により求められる。
低誘電溶媒としては、例えば、パラフィン系炭化水素溶媒、シリコーンオイル、フッ素系液体など石油由来高沸点溶媒が挙げられるが、粒子を構成する共重合体の種類に応じて選択されることがよい。
具体的には、例えば、特定反応性化合物としてシリコーン鎖を持つ反応性化合物を適用する場合、分散媒としてはシリコーンオイルを選択することがよい。また、特定反応性化合物としてアルキル鎖を持つ反応性化合物を適用する場合、分散媒としてはパラフィン系炭化水素溶媒を選択することがよい。無論、これに限られるわけではない。
シリコーンオイルとして具体的には、シロキサン結合に炭化水素基が結合したシリコーンオイル(例えば、ジメチルシリコーンオイル、ジエチルシリコーンオイル、メチルエチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、ジフェニルシリコーンオイル等)が挙げられる。これらの中も、ジメチルシリコーンが特に望ましい。
パラフィン系炭化水素溶媒としては、炭素数20以上(沸点80℃以上)のノルマルパラフィン系炭化水素、イソパラフィン系炭化水素が挙げられるが、安全性、揮発性等の理由から、イソパラフィンを用いることが望ましい。具体的には、シェルゾル71(シェル石油製)、アイソパーO、アイソパーH、アイソパーK、アイソパーL、アイソパーG、アイソパーM(アイソパーはエクソン社の商品名)やアイピーソルベント(出光石油化学製)等が挙げられる。
帯電制御剤としては、イオン性若しくは非イオン性の界面活性剤、親油性部と親水性部からなるブロック若しくはグラフト共重合体類、環状、星状若しくは樹状高分子(デンドリマー)等の高分子鎖骨格を持った化合物、サリチル酸の金属錯体、カテコールの金属錯体、含金属ビスアゾ染料、テトラフェニルボレート誘導体、重合性シリコーンマクロマー(JNC社製サイラプレーン)とアニオンモノマー又はカチオンポリマーとの共重合体等が挙げられる。
イオン性及び非イオン性の界面活性剤としては、より具体的には以下が挙げられる。ノニオン活性剤としては、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、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド等が挙げられる。アニオン界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェニルスルホン酸塩、アルキルナフタリンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸等が挙げられる。カチオン界面活性剤としては、第一級ないし第三級のアミン塩、第四級アンモニウム塩等が挙げられる。
これら帯電制御剤は、粒子固形分に対して0.01質量%以上、20質量%以下で用いることが望ましく、特に0.05質量%以上10質量%以下で用いることが望ましい。
本実施形態に係る電気泳動粒子分散液中の電気泳動粒子の濃度は、表示特性や応答特性あるいはその用途によって種々選択されるが0.1質量%以上30質量%以下の範囲で選択されることが望ましい。色の異なった粒子を混合する場合にはその粒子総量がこの範囲であると望ましい。
本実施形態に係る表示用粒子分散液は、電気泳動方式の表示媒体、電気泳動方式の調光媒体(調光素子)、液体現像方式電子写真システムの液体トナーなどに利用される。なお、電気泳動方式の表示媒体、電気泳動方式の調光媒体(調光素子)としては、公知である電極(基板)面の対向方向に粒子群を移動させる方式、それとは異なり電極(基板)面に沿った方向に移動させる方式(いわゆるインプレーン型素子)、又はこれらを組み合わせたハイブリッド素子がある。
なお、本実施形態に係る電気泳動粒子分散液において、電界に応じて移動する電気泳動粒子として色や帯電極性の異なる複数種の粒子を混合して使用すれば、カラー表示が実現される。
ここで、本実施形態に係る表示用粒子(及びその分散液)は、電界に応じて移動する電気泳動粒子(及びその分散液)とし適用してもよいし、又は、帯電量が低く、電解に応じて移動する応答時間が電気泳動粒子よりも低く、実質的に、電界に応じて移動しない非電気泳動粒子(及びその分散液)として適用してもよい。
<表示媒体、表示装置>
本実施形態に係る表示媒体、及び表示装置の一例について説明する。以下の一例は、本実施形態に係る表示用粒子を表示用白色粒子として適用した例であり、本実施形態に係る表示用粒子を表示用白色粒子として説明する。
図1は、本実施形態に係る表示装置の概略構成図である。図2は、本実施形態に係る表示装置の表示媒体の基板間に電圧を印加したときの粒子群の移動態様を模式的に示す説明図である。
本実施形態に係る表示装置10は、その表示媒体12の粒子群34として、電界に応じて泳動する白色以外の泳動粒子群を適用し、反射粒子群36として本実施形態に係る表示用白色粒子を含む白色粒子群を適用した形態である。
また、粒子群34として、粒子群34Aと、当該粒子群34Aとは異なる色を呈し、且つ帯電極性が異なる粒子群34Bと、を適用した形態である。
本実施形態に係る表示装置10は、図1に示すように、表示媒体12と、表示媒体12に電圧を印加する電圧印加部16と、制御部18と、を含んで構成されている。
表示媒体12は、画像表示面とされる表示基板20、表示基板20に間隙をもって対向する背面基板22、これらの基板間を特定間隔に保持すると共に、表示基板20と背面基板22との基板間を複数のセルに区画する間隙部材24、各セル内に封入された粒子群34とは異なる光学的反射特性を有する反射粒子群36を含んで構成されている。
上記セルとは、表示基板20と、背面基板22と、間隙部材24と、によって囲まれた領域を示している。セル中には、分散媒50が封入されている。粒子群34は、複数の粒子から構成されており、この分散媒50中に分散され、セル内に形成された電界強度に応じて表示基板20と背面基板22との基板間を反射粒子群36の間隙を通じて移動(泳動)する。
なお、この表示媒体12に画像を表示したときの各画素に対応するように間隙部材24を設け、各画素に対応するようにセルを形成することで、表示媒体12を、画素毎の表示を行うように構成してもよい。
また、本実施形態では、説明を簡易化するために、1つのセルに注目した図を用いて本実施形態を説明する。以下、各構成について詳細に説明する。
まず、一対の基板について説明する。
表示基板20は、支持基板38上に、表面電極40及び表面層42を順に積層した構成となっている。背面基板22は、支持基板44上に、背面電極46及び表面層48を積層した構成となっている。
表示基板20、又は表示基板20と背面基板22との双方は、透光性を有している。ここで、本実施形態における透光性とは、可視光の透過率が60%以上であることを示している。
支持基板38及び支持基板44の材料としては、ガラスや、プラスチック、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂等が挙げられる。
表面電極40及び背面電極46の材料としては、インジウム、スズ、カドミウム、アンチモン等の酸化物、ITO等の複合酸化物、金、銀、銅、ニッケル等の金属、ポリピロールやポリチオフェン等の有機材料等が挙げられる。表面電極40及び背面電極46は、これらの単層膜、混合膜又は複合膜のいずれであってもよい。表面電極40及び背面電極46の厚さは、例えば、100Å以上2000Å以下であることがよい。背面電極46及び表面電極40は、例えば、マトリックス状、又はストライプ状に形成されていてもよい。
また、表面電極40を支持基板38に埋め込んでもよい。また、背面電極46を支持基板44に埋め込んでもよい。この場合、支持基板38及び支持基板44の材料を粒子群34の各粒子の組成等に応じて選択する。
なお、背面電極46及び表面電極40各々を表示基板20及び背面基板22と分離させ、表示媒体12の外部に配置してもよい。
なお、上記では、表示基板20と背面基板22の双方に電極(表面電極40及び背面電極46)を備える場合を説明したが、何れか一方にだけ設けるようにして、アクティブマトリクス駆動させるようにしてもよい。
また、アクティブマトリックス駆動を実施するために、支持基板38及び支持基板44は、画素毎にTFT(薄膜トランジスタ)を備えていてもよい。TFTは表示基板ではなく背面基板22に備えることがよい。
次に、表面層について説明する。
表面層42及び表面層48は、表面電極40及び背面電極46各々上に形成されている。表面層42及び表面層48を構成する材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスチレン、ポリイミド、エポキシ、ポリイソシアネート、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリブタジエン、ポリメチルメタクリレート、共重合ナイロン、紫外線硬化アクリル樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
表面層42及び表面層48は、上記樹脂と電荷輸送物質を含んで構成されていてもよく、電荷輸送性を有する自己支持性の樹脂を含んで構成されてもよい。
次に、間隙部材について説明する。
表示基板20と背面基板22との基板間の隙を保持するための間隙部材24は、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電子線硬化樹脂、光硬化樹脂、ゴム、金属等で構成される。
間隙部材24は表示基板20及び背面基板22の何れか一方と一体化されてもよい。この場合には、支持基板38又は支持基板44をエッチングするエッチング処理、レーザー加工処理、予め作製した型を使用してプレス加工処理又は印刷処理等を行うことによって作製する。
この場合、間隙部材24は、表示基板20側、背面基板22側のいずれか、又は双方に作製する。
間隙部材24は有色でも無色でもよいが、無色透明であることがよく、その場合には、例えば、ポリスチレンやポリエステルやアクリルなどの透明樹脂等で構成される。
また、粒子状の間隙部材24もまた透明であることが望ましく、ポリスチレン、ポリエステル又はアクリル等の透明樹脂粒子の他、ガラス粒子も使用される。
なお、「透明」とは、可視光に対して、透過率60%以上有することを示している。
次に、粒子群について説明する。
表示媒体12に封入される粒子群34は、分散媒50として高分子樹脂に分散されていることも望ましい。この高分子樹脂としては、高分子ゲル、高分子ポリマー等であることも望ましい。
この高分子樹脂としては、アガロース、アガロペクチン、アミロース、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールエステル、イソリケナン、インスリン、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カードラン、カゼイン、カラギーナン、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルデンプン、カロース、寒天、キチン、キトサン、絹フィブロイン、クアーガム、クインスシード、クラウンゴール多糖、グリコーゲン、グルコマンナン、ケラタン硫酸、ケラチン蛋白質、コラーゲン、酢酸セルロース、ジェランガム、シゾフィラン、ゼラチン、ゾウゲヤシマンナン、ツニシン、デキストラン、デルマタン硫酸、デンプン、トラガカントゴム、ニゲラン、ヒアルロン酸、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、プスツラン、フノラン、分解キシログルカン、ペクチン、ポルフィラン、メチルセルロース、メチルデンプン、ラミナラン、リケナン、レンチナン、ローカストビーンガム等の天然高分子由来の高分子ゲルが挙げられる他、合成高分子の場合にはほとんどすべての高分子ゲルが挙げられる。
更に、アルコール、ケトン、エーテル、エステル、及びアミドの官能基を繰り返し単位中に含む高分子等が挙げられ、例えば、ポリビニルアルコール、ポリ(メタ)アクリルアミドやその誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキシドやこれら高分子を含む共重合体が挙げられる。
これら中でも、製造安定性、電気泳動特性等の観点から、ゼラチン、ポリビニルアルコール、ポリ(メタ)アクリルアミド等が望ましく用いられる。
これら高分子樹脂は、前記絶縁性液体と共に分散媒50として用いることが望ましい。
各セル内に封入されている粒子群34は、複数の粒子から構成されており、この分散媒50中に分散され、セル内に形成された電界強度に応じて表示基板20と背面基板22との基板間を移動する。
粒子群34の粒子としては、ガラスビーズ、アルミナ、酸化チタン等の絶縁性の金属酸化物粒子等、熱可塑性若しくは熱硬化性樹脂粒子、これらの樹脂粒子の表面に着色剤を固定したもの、熱可塑性若しくは熱硬化性樹脂中に絶縁性の着色剤を含有する粒子、及びプラズモン発色機能を有する金属コロイド粒子等が挙げられる。
粒子群34の粒子の製造に使用される熱可塑性樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類の単独重合体あるいは共重合体が例示される。
また、粒子群34の粒子の製造に使用される熱硬化性樹脂としては、ジビニルベンゼンを主成分とする架橋共重合体や架橋ポリメチルメタクリレート等の架橋樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等が挙げられる。
着色剤としては、有機若しくは無機の顔料や、油溶性染料等を使用することができ、マグネタイト、フェライト等の磁性紛、カーボンブラック、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、フタロシアニン銅系シアン色材、アゾ系イエロー色材、アゾ系マゼンタ色材、キナクリドン系マゼンタ色材、レッド色材、グリーン色材、ブルー色材等の公知の着色剤が挙げられる。具体的には、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3、等を代表的なものとして例示される。これらは、複数の色材と組み合わせて用いてもよい。
粒子群34の粒子の樹脂には、必要に応じて、帯電制御剤を混合してもよい。帯電制御剤としては、電子写真用トナー材料に使用される公知のものが使用でき、例えば、セチルピリジルクロライド、BONTRON P−51、BONTRON P−53、BONTRON E−84、BONTRON E−81(以上、オリエント化学工業社製)等の第4級アンモニウム塩、サリチル酸系金属錯体、フェノール系縮合物、テトラフェニル系化合物、酸化金属粒子、各種カップリング剤により表面処理された酸化金属粒子が挙げられる。
粒子群34の粒子の内部や表面には、必要に応じて、磁性材料を混合してもよい。磁性材料は必要に応じてカラーコートした無機磁性材料や有機磁性材料を使用する。また、透明な磁性材料、特に、透明有機磁性材料は着色顔料の発色を阻害せず、比重も無機磁性材料に比べて小さく、より望ましい。
着色した磁性粉として、例えば、特開2003−131420公報記載の小径着色磁性粉を用いてもよい。核となる磁性粒子と該磁性粒子表面上に積層された着色層とを備えたものが用いられる。そして、着色層としては、顔料等により磁性粉を不透過に着色する等選定して差し支えないが、例えば光干渉薄膜を用いるのが望ましい。この光干渉薄膜とは、SiOやTiO等の無彩色材料を光の波長と同等な厚みを有する薄膜にしたものであり、薄膜内の光干渉により光を波長選択的に反射するものである。
粒子群34の粒子の表面には、必要に応じて、外添剤を付着させてもよい。外添剤の色は、粒子群34の粒子の色に影響を与えないように、透明であることが望ましい。
外添剤としては、酸化ケイ素(シリカ)、酸化チタン、アルミナ等の金属酸化物等の無機粒子が用いられる。粒子群34の粒子の帯電性、流動性、及び環境依存性等を調整するために、これらをカップリング剤やシリコーンオイルで表面処理してもよい。
カップリング剤には、アミノシラン系カップリング剤、アミノチタン系カップリング剤、ニトリル系カップリング剤等の正帯電性のものと、窒素原子を含まない(窒素以外の原子で構成される)シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、エポキシシランカップリング剤、アクリルシランカップリング剤等の負帯電性のものがある。また、シリコーンオイルには、アミノ変性シリコーンオイル等の正帯電性のものと、ジメチルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、α−メチルスルホン変性シリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等の負帯電性のものが挙げられる。これらは外添剤の所望の抵抗に応じて選択される。
上記外添剤の中では、よく知られている疎水性シリカや疎水性酸化チタンが望ましく、特に特開平10−3177記載のTiO(OH)と、シランカップリング剤等のシラン化合物との反応で得られるチタン化合物が好適である。シラン化合物としては、クロロシラン、アルコキシシラン、シラザン、特殊シリル化剤のいずれのタイプでもよい。このチタン化合物は、湿式工程の中で作製されるTiO(OH)にシラン化合物あるいはシリコーンオイルを反応、乾燥させて作製される。数百度という焼成工程を通らないため、Ti同士の強い結合が形成されず、凝集が全くなく、粒子群34の粒子は一次粒子の状態である。さらに、TiO(OH)にシラン化合物あるいはシリコーンオイルを直接反応させるため、シラン化合物やシリコーンオイルの処理量を多くすることが実現され、シラン化合物の処理量等を調整することにより帯電特性が制御され、且つ付与される帯電能も従来の酸化チタンのそれより改善がなされる。
外添剤の体積平均粒径は、一般的には5nm以上100nm以下であり、10nm以上50nm以下であることがよりよいが、これに限定されない。
外添剤と粒子群34の粒子の配合比は粒子群34の粒子の粒径と外添剤の粒径の兼ね合いから調整される。外添剤の添加量が多すぎると粒子群34の粒子表面から該外添剤の一部が遊離し、これが他方の粒子群34の粒子の表面に付着して、所望の帯電特性が得られなくなる。一般的には、外添剤の量は、粒子群34の粒子100質量部に対して、0.01質量部以上3質量部以下、また0.05質量部以上1質量部以下であることがよりよい。
外添剤は、複数種類の粒子群34の粒子の何れか1種にだけ添加してもよいし、複数種又は全種類の粒子群34の粒子へ添加してもよい。粒子群34の全粒子の表面に外添剤を添加する場合は、粒子群34の粒子表面に外添剤を衝撃力で打込んだり、粒子群34の粒子表面を加熱して外添剤を粒子群34の粒子表面に強固に固着したりすることが望ましい。これにより、外添剤が粒子群34の粒子から遊離し、異極性の外添剤が強固に凝集して、電界で解離させることが困難な外添剤の集合体を形成することが防止され、ひいては画質劣化が防止される。
粒子群34の粒子は、基板間に形成された電界に応じて表示基板20と背面基板22との基板間を移動するために、予め平均帯電量や静電量等の電界に応じた移動に寄与する特性が予め調整されているものとして説明する。
粒子群34粒子の平均帯電量の調整は、具体的には、前記した樹脂に配合する帯電制御剤の種類と量、粒子群34の粒子表面に結合するポリマー鎖の種類と量、粒子群34の粒子表面に添加したり埋め込んだりする外添剤の種類と量、粒子群34の粒子表面に付与する界面活性剤やポリマー鎖やカップリング剤の種類と量、粒子群34の粒子の比表面積(体積平均粒径や粒子群34の粒子の形状係数)等を調整することによって可能である。
粒子群34の粒子を作製する方法としては、従来公知のどの方法を用いてもよい。例えば、特開平7−325434公報記載のように、樹脂、顔料及び帯電制御剤を特定の混合比になるように計量し、樹脂を加熱溶融させた後に顔料を添加して混合、分散させ、冷却した後、ジェットミル、ハンマーミル、ターボミル等の粉砕機を用いて粒子群34の粒子を調製し、得られた粒子群34の粒子をその後分散媒に分散する方法が使用される。また、懸濁重合、乳化重合、分散重合等の重合法やコアセルベーション、メルトディスパージョン、エマルジョン凝集法で帯電制御剤を内部に含有させた粒子群34の粒子を調製し、その後分散媒に分散して粒子群34の粒子分散媒を作製してもよい。さらにまた、樹脂が可塑化可能で、分散媒が沸騰せず、かつ、樹脂、帯電制御剤及び/又は着色剤の分解点より低温で、前記の樹脂、着色剤、帯電制御剤及び分散媒の原材料を分散及び混錬する適当な装置を用いる方法がある。具体的には、流星型ミキサー、ニーダー等で顔料と樹脂、帯電制御剤を分散媒中で加熱溶融し、樹脂の溶媒溶解度の温度依存性を利用して、溶融混合物を撹拌しながら冷却し、凝固/析出させて粒子群34の粒子が作製される。
さらにまた、分散及び混練のための粒状メデイアを装備した適当な容器、例えばアトライター、加熱したボールミル等の加熱された振動ミル中に上記の原材料を投入し、この容器を望ましい温度範囲、例えば80℃以上160℃以下で分散及び混練する方法が使用される。粒状メデイアとしては、ステンレス鋼、炭素鋼等の鋼、アルミナ、ジルコニア、シリカ等が望ましく用いられる。この方法によって粒子群34の粒子を作製するには、あらかじめ流動状態にした原材料をさらに粒状メデイアによって容器内に分散させた後、分散媒を冷却して分散媒から着色剤を含む樹脂を沈殿させる。粒状メデイアは冷却中及び冷却後にも引き続き運動状態を保ちながら、剪断及び/又は、衝撃を発生させ粒径を小さくする。
セル中の全質量に対する粒子群34の含有量(質量%)としては、所望の色相が得られる濃度であれば特に限定されるものではなく、セルの厚さ(すなわち、表示基板20と背面基板との基板間の距離)により含有量を調整することが、表示媒体12としては有効である。即ち、所望の色相を得るために、セルが厚くなるほど含有量は少なくなり、セルが薄くなるほど含有量を多くでき得る。一般的には、0.01質量%以上50質量%以下である。
次に、反射粒子群について説明する。
反射粒子群36は、粒子群34とは異なる光学的反射特性を有する反射粒子から構成され、粒子群34とは異なる色を表示する反射部材として機能するものである。そして、表示基板20と背面基板22との基板間の移動を阻害することなく、移動させる空隙部材としての機能も有している。すなわち、反射粒子群36の間隙を通って、背面基板22側から表示基板20側、又は表示基板20側から背面基板22側へ粒子群34の各粒子は移動される。
そして、反射粒子群36として、上記本実施形態に係る表示用白色粒子の白色粒子群が適用される。
次に、表示媒体のその他構成について説明する。
表示媒体12における上記セルの大きさとしては、表示媒体12の解像度と密接な関係にあり、セルが小さいほど高解像度な画像を表示する表示媒体12を作製することができ、通常、表示媒体12の表示基板20の板面方向の長さが10μm以上1mm以下程度である。
上記表示基板20及び背面基板22を、間隙部材24を介して互いに固定するには、ボルトとナットの組み合わせ、クランプ、クリップ、基板固定用の枠等の固定手段を使用する。また、接着剤、熱溶融、超音波接合等の固定手段も使用してもよい。
このように構成される表示媒体12は、例えば、画像の保存及び書換えがなされる掲示板、回覧版、電子黒板、広告、看板、点滅標識、電子ペーパー、電子新聞、電子書籍、及び複写機・プリンタと共用するドキュメントシート等に使用する。
次に、表示装置について説明する。
上記に示したように、本実施形態に係る表示装置10は、表示媒体12と、表示媒体12に電圧を印加する電圧印加部16と、制御部18とを含んで構成されている(図1参照)。
電圧印加部16は、表面電極40及び背面電極46に電気的に接続されている。なお、本実施形態では、表面電極40及び背面電極46の双方が、電圧印加部16に電気的に接続されている場合を説明するが、表面電極40及び背面電極46の一方が、接地されており、他方が電圧印加部16に接続された構成であってもよい。
電圧印加部16は、制御部18に信号授受されるように接続されている。
制御部18は、装置全体の動作を司るCPU(中央処理装置)と、各種データを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)と、装置全体を制御する制御プログラム等の各種プログラムが予め記憶されたROM(Read Only Memory)と、を含むマイクロコンピュータとして構成されていてもよい。
電圧印加部16は、表面電極40及び背面電極46に電圧を印加するための電圧印加装置であり、制御部18の制御に応じた電圧を表面電極40及び背面電極46間に印加する
次に、表示装置10の作用を説明する。この作用は制御部18の動作に従って説明する。
ここで、表示媒体12に封入されている粒子群34のうち、粒子群34Bが負極性に帯電されており、粒子群34Bが正極性に帯電されている場合を説明する。また、分散媒50は透明であり、反射粒子群36が白色であるものとして説明する。すなわち、本実施形態では、表示媒体12は、粒子群34A及び粒子群34Bの移動によって、それぞれの呈する色を表示し、その背景色として白色を表示する場合を説明する。
まず、電圧を、特定時間、表面電極40が負極となり背面電極46が正極となるように印加することを示す初期動作信号を、電圧印加部16へ出力する。基板間に負極で且つ濃度変動が終了する閾値電圧以上の電圧が印加されると、負極に帯電している粒子群34Aを構成する粒子が背面基板22側へと移動して、背面基板22に到る(図2(A)参照)。一方で、正極に帯電している粒子群34Bを構成する粒子が表示基板20側へと移動して、表示基板20に至る(図2(A)参照)。
このとき、表示基板20側から視認される表示媒体12の色は、反射粒子群36の色としての白色を背景色とし、粒子群34Bの呈する色が視認される。なお、粒子群34Aは、反射粒子群36に隠蔽され、視認され難くなる。
このT1時間は、初期動作における電圧印加における電圧印加時間を示す情報として、予め制御部18内の図示を省略するROM等のメモリ等に記憶しておけばよい。そして、処理実行のときに、この特定時間を示す情報を読み取るようにすればよい。
次に、表面電極40と背面電極46との電極間に、基板間に印加した電圧とは極性を反転させて、表面電極40を正極とし背面電極46を負極として電圧を印加すると、負極に帯電している粒子群34Aは表示基板20側へと移動し、表示基板20側に至る(図2(B)参照)。一方で、正極に帯電している粒子群34Bを構成する粒子が背面基板22側へと移動して、背面基板22に至る(図2(B)参照)。
このとき、表示基板20側から視認される表示媒体12の色は、反射粒子群36の色としての白色を背景色とし、粒子群34Aの呈する色が視認される。なお、粒子群34Bは、反射粒子群36に隠蔽され、視認され難くなる。
このように、本実施形態に係る表示装置10では、粒子群34(粒子群34A、粒子群34B)が表示基板20又は背面基板22に到達して、付着することで表示が行われる。
なお、本実施形態に係る表示媒体12及び表示装置10では、表示基板20に表面電極40、背面基板22に背面電極46を設けて当該電極間(即ち基板間)に電圧を印加して、当該基板間を粒子群34を移動(泳動)させて表示させる形態を説明したが、これに限られず、電極間を移動する形態、例えば、表示基板20に表面電極40を設ける一方で、間隙部材に電極を設けて、当該電極間に電圧を印加して、表示基板20と間隙部材との間に粒子群34を移動させて表示させる形態であってもよい。
また、本実施形態に係る表示媒体12及び表示装置10では、表示基板20に表面電極40、背面基板22に背面電極46を設けて、表示媒体12を構成した形態を説明したが、各電極を表示媒体12の外部に配した形態であってもよい。
また、本実施形態に係る表示媒体12及び表示装置10では、粒子群34として2種種類(2色)の粒子群(34A、34B)を適用した形態を説明したが、1種類(1色)の粒子群を適用した形態であってもよいし、3種類(3色)以上の粒子群を適用した形態であってもよい。
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
以下において「部」は特に断りのない限り質量基準である。
[実施例1〜20]
−特定共重合体1の生成−
撹拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、ポリジメチルシロキサン鎖を有する特定反応性化合物(品名FM−0721、Mn=5,000,JNC社製):71部、特定ビニル化合物(スチレン、和光純薬工業社製):29部、トルエン(関東化学社製):100部を仕込み、フラスコ内に窒素ガスを導入しながら30分撹拌して窒素置換を行った後、フラスコ内の内容物を75℃まで昇温した。次いでラウロイルパーオキサイド(LPO;アルドリッチ社製):1.13質量部をフラスコ内に添加した。フラスコ内の内容物を75℃に維持しながら2時間毎にLPO:1.13部を2回添加した。最初のLPO添加から6時間後室温まで冷却し、特定共重合体反応液1を得た。得られた特定共重合体反応液1を10倍量のエタノールに再沈、乾燥を行い、特定共重合体1を得た。重量平均分子量は49,000であった。
−特定共重合体2の生成−
撹拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、ポリジメチルシロキサン鎖を有する特定反応性化合物(品名FM−0721、Mn=5,000,JNC社製):85部、特定ビニル化合物(ビニルナフタレン(VNp)、新日鉄住金化学社製):15部、トルエン(関東化学社製):100部を仕込み、フラスコ内に窒素ガスを導入しながら30分撹拌して窒素置換を行った後、フラスコ内の内容物を75℃まで昇温した。次いでラウロイルパーオキサイド(LPO;アルドリッチ社製):0.45部をフラスコ内に添加した。フラスコ内の内容物を75℃に維持しながら2時間毎にLPO:0.45部を2回添加した。最初のLPO添加から6時間後室温まで冷却し、特定共重合体反応液2を得た。得られた特定共重合体反応液2を10倍量のイソプロピルアルコールにて再沈、乾燥を行い、特定共重合体2を得た。重量平均分子量は58,000であった。
−特定共重合体3の生成−
撹拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、ポリジメチルシロキサン鎖を有する特定反応性化合物(品名FM−0721、Mn=5,000,JNC社製):95部、特定ビニル化合物(ビニルビフェニル(VBP)、新日鉄住金化学社製):5部、トルエン(関東化学社製):100部を仕込み、フラスコ内に窒素ガスを導入しながら30分撹拌して窒素置換を行った後、フラスコ内の内容物を75℃まで昇温した。次いでラウロイルパーオキサイド(LPO;アルドリッチ社製):0.19部をフラスコ内に添加した。フラスコ内の内容物を75℃に維持しながら2時間毎にLPO:0.19部を2回添加した。最初のLPO添加から6時間後室温まで冷却し、特定共重合体反応液3を得た。得られた特定共重合体反応液3を10倍量のイソプロピルアルコールに再沈、乾燥を行い、特定共重合体3を得た。重量平均分子量は71,000であった。
−特定共重合体4の生成−
撹拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、ポリジメチルシロキサン鎖を有する特定反応性化合物(品名MCS−M11、Gelest社製):85部、特定ビニル化合物(スチレン、和光純薬工業社製):15部、トルエン(関東化学社製):100部を仕込み、フラスコ内に窒素ガスを導入しながら30分撹拌して窒素置換を行った後、フラスコ内の内容物を75℃まで昇温した。次いでラウロイルパーオキサイド(LPO;アルドリッチ社製):1.13部をフラスコ内に添加した。フラスコ内の内容物を75℃に維持しながら2時間毎にLPO:1.13部を2回添加した。最初のLPO添加から6時間後室温まで冷却し、特定共重合体反応液4を得た。得られた特定共重合体反応液4を10倍量のイソプロピルアルコールに再沈、乾燥を行い、特定共重合体4を得た。重量平均分子量は55,000であった。
−特定共重合体5の生成−
撹拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、ポリジメチルシロキサン鎖を有する特定反応性化合物(品名RTT−1011、Gelest社製):80部、特定ビニル化合物(スチレン、和光純薬工業社製):20部、トルエン(関東化学社製):100部を仕込み、フラスコ内に窒素ガスを導入しながら30分撹拌して窒素置換を行った後、フラスコ内の内容物を75℃まで昇温した。次いでラウロイルパーオキサイド(LPO;アルドリッチ社製):1.13部をフラスコ内に添加した。フラスコ内の内容物を75℃に維持しながら2時間毎にLPO:1.13部を2回添加した。最初のLPO添加から6時間後室温まで冷却し、特定共重合体反応液5を得た。得られた特定共重合体反応液5を10倍量のイソプロピルアルコールに再沈、乾燥を行い、特定共重合体5を得た。重量平均分子量は52,000であった。
−特定共重合体6の生成−
撹拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、ポリジメチルシロキサン鎖を有する特定反応性化合物(品名MCR−V21、Gelest社製):80部、特定ビニル化合物(スチレン、和光純薬工業社製):20部、トルエン(関東化学社製):100部を仕込み、フラスコ内に窒素ガスを導入しながら30分撹拌して窒素置換を行った後、フラスコ内の内容物を75℃まで昇温した。次いでラウロイルパーオキサイド(LPO;アルドリッチ社製):1.13部をフラスコ内に添加した。フラスコ内の内容物を75℃に維持しながら2時間毎にLPO:1.13部を2回添加した。最初のLPO添加から6時間後室温まで冷却し、特定共重合体反応液6を得た。得られた特定共重合体反応液6を10倍量のイソプロピルアルコールに再沈、乾燥を行い、特定共重合体6を得た。重量平均分子量は53,000であった。
−特定共重合体7の生成−
撹拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、ポリジメチルシロキサン鎖を有する特定反応性化合物(品名MCS−V12、Gelest社製):85部、特定ビニル化合物(スチレン、和光純薬工業社製):15部、トルエン(関東化学社製):100部を仕込み、フラスコ内に窒素ガスを導入しながら30分撹拌して窒素置換を行った後、フラスコ内の内容物を75℃まで昇温した。次いでラウロイルパーオキサイド(LPO;アルドリッチ社製):1.13部をフラスコ内に添加した。フラスコ内の内容物を75℃に維持しながら2時間毎にLPO:1.13部を2回添加した。最初のLPO添加から6時間後室温まで冷却し、特定共重合体反応液7を得た。得られた特定共重合体反応液7を10倍量のイソプロピルアルコールに再沈、乾燥を行い、特定共重合体7を得た。重量平均分子量は58,000であった。
−特定共重合体8の生成−
撹拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、ポリジメチルシロキサン鎖を有する特定反応性化合物(品名VTT−106、Gelest社製):80部、特定ビニル化合物(スチレン、和光純薬工業社製):20部、トルエン(関東化学社製):100部を仕込み、フラスコ内に窒素ガスを導入しながら30分撹拌して窒素置換を行った後、フラスコ内の内容物を75℃まで昇温した。次いでラウロイルパーオキサイド(LPO;アルドリッチ社製):1.13部をフラスコ内に添加した。フラスコ内の内容物を75℃に維持しながら2時間毎にLPO:1.13部を2回添加した。最初のLPO添加から6時間後室温まで冷却し、特定共重合体反応液8を得た。得られた特定共重合体反応液8を10倍量のイソプロピルアルコールに再沈、乾燥を行い、特定共重合体8を得た。重量平均分子量は57,000であった。
−特定共重合体9の生成−
撹拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、ポリジメチルシロキサン鎖を有する特定反応性化合物(品名FM−0721、Mn=5,000,JNC社製):71部、特定ビニル化合物(スチレン、和光純薬工業社製):28部、他の重合性単量体(MMA):1部、トルエン(関東化学社製):100部を仕込み、フラスコ内に窒素ガスを導入しながら30分撹拌して窒素置換を行った後、フラスコ内の内容物を75℃まで昇温した。次いでラウロイルパーオキサイド(LPO;アルドリッチ社製):1.13部をフラスコ内に添加した。フラスコ内の内容物を75℃に維持しながら2時間毎にLPO:1.13部を2回添加した。最初のLPO添加から6時間後室温まで冷却し、特定共重合体反応液9を得た。得られた特定共重合体反応液9を10倍量のイソプロピルアルコールに再沈、乾燥を行い、特定共重合体9を得た。重量平均分子量は50,000であった。
−特定共重合体10の生成−
撹拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、ポリジメチルシロキサン鎖を有する特定反応性化合物(品名FM−0721、Mn=5,000,JNC社製):71部、特定ビニル化合物(スチレン、和光純薬工業社製):28部、他の重合性単量体(DEAEMA):1部、トルエン(関東化学社製):100部を仕込み、フラスコ内に窒素ガスを導入しながら30分撹拌して窒素置換を行った後、フラスコ内の内容物を75℃まで昇温した。次いでラウロイルパーオキサイド(LPO;アルドリッチ社製):1.13部をフラスコ内に添加した。フラスコ内の内容物を75℃に維持しながら2時間毎にLPO:1.13部を2回添加した。最初のLPO添加から6時間後室温まで冷却し、特定共重合体反応液10を得た。得られた特定共重合体反応液10を10倍量のイソプロピルアルコールに再沈、乾燥を行い、特定共重合体10を得た。重量平均分子量は52,000であった。
−特定共重合体11の生成−
撹拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、アルキル鎖を有する特定反応性化合物(品名:ステアリルメタクリレート(SMA)、東京化成社製):81部、特定ビニル化合物(スチレン、和光純薬工業社製):19部、トルエン(関東化学社製):100部を仕込み、フラスコ内に窒素ガスを導入しながら30分撹拌して窒素置換を行った後、フラスコ内の内容物を75℃まで昇温した。次いでラウロイルパーオキサイド(LPO;アルドリッチ社製):0.85質量部をフラスコ内に添加した。フラスコ内の内容物を75℃に維持しながら2時間毎にLPO:0.85部を2回添加した。最初のLPO添加から6時間後室温まで冷却し、特定共重合体反応液11を得た。得られた特定共重合体反応液11を10倍量のエタノールに再沈、乾燥を行い、特定共重合体11を得た。重量平均分子量は21,000であった。
−粒状物の生成−
次に、表1に記載の組成に従って、溶媒に特定共重合体と重合性単量体とを添加した溶液を作製した。そして、この溶液を65℃で24時間加熱して、粒状物を生成した。
なお、表中のKF−96L−1csはジメチルシリコーンオイル(信越化学工業社製KF−96L−1cs:粘度1cs)であり、溶媒Aは以下の溶媒を混合した組成である。
〜溶媒Aの組成〜
・アイソパーM(IsoparM:登録商標、エクソンモービル社製):71.4質量部
・ヘキサン(関東化学社製):14.3質量部
・トルエン(関東化学社製):14.3質量部
−白色粒子分散液の調製−
粒状物が生成した原料溶液に対して、ジメチルシリコーンオイル(信越化学工業社製KF−96L−2cs:粘度2cs)により溶媒置換を行って、粒状物からなる白色粒子が分散された白色粒子分散液を調整した。ただし、実施例20は分散媒としてIsoparMを使用した。
[比較例1〜10]
表2に記載の組成に従った原料成分(特定反応性化合物、特定ビニル化合物、他の重合性単量体)と、重合開始剤としてラウロイルパーオキサイド(アルドリッチ社製):0.03質量部と、溶媒として表2に示す溶媒と、を混合した溶液を調製した。そして、この溶液を65℃で24時間加熱して、粒状物を生成した。
なお、表2中のKF−96L−1cs、溶媒Aについては上記と同様である。
次に、粒状物が生成した溶液に対して、ジメチルシリコーンオイル(信越化学工業社製KF−96L−2cs 粘度2cs)で溶媒置換を行って、粒状物からなる白色粒子が分散された白色粒子分散液を調製した。ただし、比較例11は分散媒としてIsoparMを使用した。
[評価]
得られた各白色粒子分散液について、以下の評価を行った。結果を表3に示す。
(特性)
得られた各白色粒子分散液の白色粒子における特定反応性化合物(シリコーン鎖又はアルキル鎖を持つ反応性化合物)の含有量、及び体積平均粒径D50vを既述の方法により測定した。また、白色粒子(これを構成する高分子化合物)の重量平均分子量Mwについて既述の方法により測定した。
(Y値)
分散媒に対する粒子固形分濃度を25質量%に調整した白色粒子分散液を、インジウムスズ酸化物(ITO)電極が形成された一対のガラス基板(ガラス基板の厚さ1.1mm)間(一対のガラス基板間に50μmのスペーサ(間隙部材)を介在させたセル内)に封入した素子サンプルを作製した。
そして、作製した素子サンプルのY値を測定した。表示用粒子分散液のY値は、色彩計X−Rite404(X−Rite社製)を使用して測定した。
(粘度)
分散媒に対する粒子固形分濃度を25質量%に調整した白色粒子分散液の粘度を既述の方法により測定した。
(電荷量)
粒子固形分量が10質量%となるように、得られた各白色粒子分散液を調整した後、インジウムスズ酸化物(ITO)電極が形成された一対のガラス基板間(一対のガラス基板間に50μmのスペーサ(間隙部材)を介在させたセル内)に封入して、表示面積が2cm×2cmの素子サンプルを作製した。そして、素子サンプルについて、6515SYSTEMELECTROMETER(KEITHLEY社製)を用いて、電荷量を測定し、表示面積当たりの電荷量(nC/cm)を算出した。
上記結果から、本実施例は、比較例に比べ、白色度が高く、白色粒子の屈折率が高いことがわかる。
また、本実施例は、比較例に比べ、白色粒子分散液の粘度も低くなっていることがわかる。
表1及び表2中の略語は詳細は以下の通りである。
−特定反応性化合物−
・FM0721: サイラプレーンFM−0721(JNC社製、重量平均分子量Mw=5000:構造式(1)[R=メチル基、R1’=ブチル基、m=68、x=3]:シリコーン鎖を持つ特定反応性化合物)
・MCS−M11:MCS−M11(Gelest社製:[化5]で示したシリコーン鎖を持つ特定反応性化合物)
・RTT−1011:RTT−1011(Gelest社製:[化6]で示したシリコーン鎖を持つ特定反応性化合物)
・MCR−V21:MCR−V21(Gelest社製:[化8]で示したシリコーン鎖を持つ特定反応性化合物)
・MCS−V12:MCS−V12(Gelest社製:[化9]で示したシリコーン鎖を持つ特定反応性化合物)
・VTT−106:VTT−106(Gelest社製:[化10]で示したシリコーン鎖を持つ特定反応性化合物)
・SMA:ステアリルメタクリレート(東京化成社製:アルキル鎖を持つ特定反応性化合物)
−特定ビニル化合物−
・St:スチレン(和光純薬社製)
・VNp:2−ビニルナフタレン(新日鉄住金化学社製)
・VBP:4−ビニルビフェニル(新日鉄住金化学社製)
・DVB:ジビニルベンゼン(和光純薬工業社製)
−重合性単量体−
・MAA:メタクリル酸
・DEAEMA:ジエチルアミノエチルメタクリレート
10 表示装置
12 表示媒体
16 電圧印加部
18 制御部
20 表示基板
22 背面基板
24 間隙部材
34(34A、34B) 粒子群
36 反射粒子群
38 支持基板
40 表面電極
42 表面層
44 支持基板
46 背面電極
48 表面層
50 分散媒

Claims (6)

  1. シリコーン鎖又はアルキル鎖を持つ反応性化合物及び下記一般式(1)で表されるビニル化合物を少なくとも共重合成分として含む第一の共重合体と、重合性単量体と、を少なくとも共重合成分として含む、第二の共重合体を含んで構成され、
    且つ前記シリコーン鎖又はアルキル鎖を持つ反応性化合物の含有量が、粒子質量に対して、3.0質量%以下である表示用粒子。

    (一般式(1)中、Arは、無置換の芳香環、又は炭素数1以上6以下のアルキル基若しくは炭素数6以上12以下のアリール基で置換された芳香環を表し、nは1以上4以下の整数を表す。)
  2. 前記重合性単量体が、下記一般式(1)で表されるビニル化合物である、請求項1に記載の表示用粒子。

    (一般式(1)中、Arは、無置換の芳香環、又は炭素数1以上6以下のアルキル基若しくは炭素数6以上12以下のアリール基で置換された芳香環を表し、nは1以上4以下の整数を表す。)
  3. 請求項1又は2に記載の表示用粒子を含む粒子群と、
    前記粒子群を分散するための分散媒と、
    を有する表示用粒子分散液。
  4. 少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、
    前記一対の基板間に封入された、請求項3に記載の表示用粒子分散液と、
    を備えた表示媒体。
  5. 少なくとも一方が透光性を有する一対の電極と、
    前記一対の電極間に設けられた、請求項3に記載の表示用粒子分散液を有する領域と、
    を備えた表示媒体。
  6. 請求項4又は5に記載の表示媒体と、
    前記表示媒体の前記一対の基板間又は前記一対の電極間に電圧を印加する電圧印加手段と、
    を備えた表示装置。
JP2013039684A 2013-02-28 2013-02-28 表示用粒子、表示用粒子分散液、表示媒体、及び表示装置 Active JP5972193B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013039684A JP5972193B2 (ja) 2013-02-28 2013-02-28 表示用粒子、表示用粒子分散液、表示媒体、及び表示装置
US14/016,809 US9030729B2 (en) 2013-02-28 2013-09-03 Particles for display, particle dispersion for display, display medium, and display device
CN201310468136.0A CN104020622B (zh) 2013-02-28 2013-10-09 显示用粒子、显示用粒子分散液、显示媒介以及显示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013039684A JP5972193B2 (ja) 2013-02-28 2013-02-28 表示用粒子、表示用粒子分散液、表示媒体、及び表示装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2014167563A JP2014167563A (ja) 2014-09-11
JP2014167563A5 JP2014167563A5 (ja) 2015-04-30
JP5972193B2 true JP5972193B2 (ja) 2016-08-17

Family

ID=51387879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013039684A Active JP5972193B2 (ja) 2013-02-28 2013-02-28 表示用粒子、表示用粒子分散液、表示媒体、及び表示装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9030729B2 (ja)
JP (1) JP5972193B2 (ja)
CN (1) CN104020622B (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6560882B2 (ja) * 2015-03-27 2019-08-14 イー インク コーポレイション 電気泳動分散液、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器
US9726790B2 (en) * 2015-04-14 2017-08-08 Face International Corporation Systems and methods for implementing selective electromagnetic energy filtering objects and coatings using selectably transmissive energy scattering layers
JP2017146457A (ja) 2016-02-17 2017-08-24 セイコーエプソン株式会社 電気泳動分散液、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器
CN106328016B (zh) 2016-09-29 2017-12-15 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及其制造方法、显示装置
CN112731722A (zh) * 2020-12-29 2021-04-30 江苏集萃智能液晶科技有限公司 一种智能调光用悬浮液及智能调光器件

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003015168A (ja) * 2001-04-27 2003-01-15 Canon Inc 電気泳動粒子、電気泳動粒子の製造方法、および電気泳動表示素子
TWI293715B (en) * 2002-10-10 2008-02-21 Sipix Imaging Inc A method for inducing or enhancing the threshold of an electrophoretic display, an electrophoretic fluid and an electrophoretic display
US7277218B2 (en) * 2003-11-04 2007-10-02 Sipix Imaging, Inc. Electrophoretic compositions
JP5013498B2 (ja) * 2004-08-31 2012-08-29 株式会社リコー 微粒子、微粒子の製造方法、微粒子分散液およびそれを用いた画像表示媒体、装置
EP1786844B1 (en) 2004-08-31 2010-10-06 Ricoh Company, Ltd. Fine particles and method of producing thereof, fine particle dispersion liquid, and image display medium and image display apparatus
JP5472558B2 (ja) 2006-03-03 2014-04-16 株式会社リコー 微粒子、微粒子の製造方法、微粒子分散液およびそれを用いた画像表示媒体、装置
US7652656B2 (en) * 2006-05-19 2010-01-26 Xerox Corporation Electrophoretic display and method of displaying images
KR101469538B1 (ko) * 2006-07-05 2014-12-05 시바 홀딩 인크 착색 유기 전기영동 입자
JP4549363B2 (ja) * 2007-05-18 2010-09-22 株式会社リコー 電気泳動粒子及びこれを利用した画像表示装置
JP5499438B2 (ja) * 2008-02-13 2014-05-21 富士ゼロックス株式会社 表示用粒子及びその製造方法、表示用粒子分散液、表示媒体、並びに、表示装置
JP5353092B2 (ja) * 2008-07-03 2013-11-27 株式会社リコー 電気泳動分散液、並びにこれを用いた画像表示媒体、及び画像表示装置
JP2010270088A (ja) 2009-05-25 2010-12-02 Ricoh Co Ltd 電気泳動粒子分散液、画像表示媒体及び画像表示装置
JP2011145490A (ja) * 2010-01-14 2011-07-28 Fuji Xerox Co Ltd 非電気泳動粒子、電気泳動粒子分散液、および電気泳動表示媒体
JP5673269B2 (ja) * 2011-03-22 2015-02-18 ソニー株式会社 電気泳動素子、表示装置および電子機器
US8587859B2 (en) * 2011-06-23 2013-11-19 Fuji Xerox Co., Ltd. White particle for display, particle dispersion for display , display medium, and display device
JP5299543B2 (ja) * 2011-06-23 2013-09-25 富士ゼロックス株式会社 表示用白色粒子、表示用粒子分散液、表示媒体、及び表示装置
JP5468056B2 (ja) * 2011-12-15 2014-04-09 富士フイルム株式会社 電気泳動組成物、マイクロカプセル、及び、電気泳動表示素子
JP2013174805A (ja) * 2012-02-27 2013-09-05 Fuji Xerox Co Ltd 表示用粒子、表示用粒子分散液、表示媒体、及び表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104020622B (zh) 2018-07-24
US9030729B2 (en) 2015-05-12
US20140240815A1 (en) 2014-08-28
CN104020622A (zh) 2014-09-03
JP2014167563A (ja) 2014-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8587859B2 (en) White particle for display, particle dispersion for display , display medium, and display device
JP5434804B2 (ja) 表示媒体の駆動装置、駆動プログラム、及び表示装置
JP5234076B2 (ja) 表示媒体、及び表示装置
JP2013174819A (ja) 電気泳動粒子、電気泳動粒子分散液、表示媒体、及び表示装置
JP5972193B2 (ja) 表示用粒子、表示用粒子分散液、表示媒体、及び表示装置
JP4737310B2 (ja) 表示用白色粒子、表示媒体、及び表示装置
JP5234077B2 (ja) 表示媒体、及び表示装置
US8717282B2 (en) White particles for display, particle dispersion for display, display medium and display device
JP5682660B2 (ja) 表示用白色粒子、表示用粒子分散液、表示媒体、及び表示装置
JP2013174805A (ja) 表示用粒子、表示用粒子分散液、表示媒体、及び表示装置
JP5959321B2 (ja) 表示用白色粒子、表示用粒子分散液、表示媒体、及び表示装置
JP5972813B2 (ja) 画像表示粒子用高分子分散剤、画像表示粒子、画像表示粒子分散液、表示媒体、及び表示装置
JP5387437B2 (ja) 表示用粒子分散液、表示媒体、及び表示装置
JP6114574B2 (ja) 電気泳動粒子、電気泳動粒子分散液、表示媒体、及び表示装置
JP5332792B2 (ja) 表示媒体、および表示装置
JP6098324B2 (ja) 着色粒子及びその製造方法、着色粒子分散液、表示媒体、並びに、表示装置
JP6201445B2 (ja) 電気泳動表示装置用の隠蔽粒子、電気泳動表示装置用の表示用粒子分散液、電気泳動表示媒体、及び電気泳動表示装置
JP2011059509A (ja) 泳動粒子分散液、表示媒体、および表示装置
JP2014209143A (ja) 表示用粒子及びその製造方法、表示用粒子分散液、表示媒体、並びに表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150311

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150311

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150325

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160128

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160202

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20160404

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20160407

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160531

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160621

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160712

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5972193

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250