电泳显示用液、使用该电泳显示用液的显示介质和显示装置的制作方法

文档序号:2777564阅读:266来源:国知局
专利名称:电泳显示用液、使用该电泳显示用液的显示介质和显示装置的制作方法
技术领域
本发明涉及通过电场等作用能够可逆地改变可见状态的电泳显示用的显示液、使用该电泳显示用液的显示介质和显示装置。
背景技术
近年来,伴随着信息仪器的发展,对显示装置的低耗电化、薄型化、柔性化等的需要有所增加,与这些需要相适应的显示装置的研究、开发盛行起来。
作为这种显示装置之一,已知有由Harold D.Lees等发明的电泳显示装置。该电泳显示装置具有如下构成,即介由适当的隔板将至少一个为透明的2个电极基板相向配置,在该电极基板之间填充显示液,形成显示板,上述显示液是使微粒(颜料粒子)在被着色为与其颜色不同的分散介质中分散而形成的。对该显示板施加电场,在透明电极面可得到显示(例如参照专利文献1)。
填充于该电极基板之间的电泳显示用液由二氧化钛等微粒(颜料粒子)、溶解有用于赋予与该微粒颜色对比的染料的二甲苯、四氯乙烯、石蜡、硅油等低介电常数的分散介质、表面活性剂等分散剂以及电荷给予剂等添加剂所构成。通过对该电泳显示用液施加电场,显示液中的微粒向透明电极侧移动,在显示面上出现微粒的颜色,进而通过施加与该相反方向的电场,微粒向相反侧移动,在显示面上出现被染料着色了的分散介质的颜色。
这种电泳显示装置是可以通过控制电场的方向而得到所需显示的显示装置,由于具有低成本、视野角与通常的印刷品等同样的广、耗电低、有显示的记忆性等优点,因此作为价格便宜的显示装置而受到关注。
但是,在该专利文献1等中所记载的电泳显示装置的显示液,由于一般是在溶解染料等而被着色的疏水性且低介电常数的分散介质中分散二氧化钛等高折射率的无机颜料,因此具有以下缺点分散稳定性的控制难、凝集等导致的对比度下降和重复显示特性下降、显示质量下降。另外,由于使用染料溶液,因此还具有由于染料吸附于颜料表面等而导致对比度下降的缺点。
因此,为了解决这些问题等,到目前为止进行了数量众多的为提高分散系稳定化和显示特性的开发。
作为用于提高分散稳定性的方法,已知有例如在被染料着色了的分散介质中使用了用钛酸酯偶联剂进行过表面处理的电泳粒子的体系中,添加山梨糖醇酐脂肪酸酯表面活性剂的技术(例如参照专利文献2)。
另外还已知将带电状态不同的2种电泳性粒子的一个用季铵盐化合物进行处理,之后再添加表面活性剂的方法(例如参照专利文献3)。
另一方面,作为用于提高对比度的方法,已知有例如使用对颜料表面为非吸附性的染料作为用于分散介质着色的染料(参照非专利文献1)、降低分散介质中的染料浓度(参照非专利文献2)等。
此外,作为防止由于显示面上电泳微粒的偏在所导致的显示不均一的方法,已知有将电泳显示用显示液封入在微胶囊中作为显示粒子而利用的方法(例如参照专利文献4)。
但是,在上述专利文献2所记载的技术中,分散稳定化的效果不充分,在显示的对比度上也未得到充分的效果这一点上还存在问题。
而在上述专利文献3所记载的技术中也没有得到充分的分散稳定性,效果不充分。
在上述非专利文献1和2的方法中,没有完全解决上述染料溶液导致的缺点,还存在实用上的问题。
在上述专利文献4的方法中,由于所内包的显示液利用了有色的染料溶液和颜料粒子的分散液,因此与上述现象同样,在对比度方面也不充分。
因此,作为解决使用用染料着色了的分散介质的体系所具有的问题的方法,已知有不使用染料溶液的电泳显示装置。已知有例如在至少一个为透明的2个相向电极之间介由隔板而形成的小室中,封入在无色分散介质中分散有色调和电泳性互不相同的至少2种电泳微粒的溶液而得到的电泳显示元件(例如参照专利文献5)。
将这种分散有色调和电泳性(带电电荷)互不相同的2种电泳微粒的溶液作为电泳显示用显示液来使用的体系中,粒子间的凝集成为问题,作为用于防止这一问题的方法,已知有利用电荷调整剂的添加、粒子的表面处理等导致的立体相斥效果(例如参照专利文献6)。
另外,已知有使用了在无色分散介质中分散有电泳性相同、但色调和电泳速度互不相同的至少2种电泳微粒的溶液的电泳显示元件(例如参照专利文献7)。
还已知有在分散介质中含有在实施了表面处理的内部具有空隙的粒子和与该粒子色调不同的颜料粒子的电泳显示用显示液(例如参照专利文献8)。
还已知有将在无色分散介质中分散有色调和电泳性互不相同的至少2种电泳性微粒的溶液内包在微胶囊内的技术(例如参照专利文献9)。
但是,在上述专利文献5所记载的技术中,由于不同电泳微粒的带电电荷为正与负的组合,因此在微粒间产生了电引力,引起微粒的凝集,由此具有分散稳定性下降、由于混色而产生对比度下降等问题。
在上述专利文献6所记载的技术中,难以完全防止2种电泳微粒的凝聚,具有不能实现良好对比度的问题。
并且,即便是上述专利文献7中所记载的移动速度慢的微粒,当存在于显示面的电极附近时,由于移动距离短,有时就出现在显示面上,另外,由于一般即使色调相同的粒子间,带电电荷也具有不同的移动速度的分布,因此如果不进行控制以使得在色调不同的粒子间它们不重叠,则难以得到充分的对比度,在这一点上存在问题。
在上述专利文献8中所记载的内部具有空隙的粒子中,由于分散液介质进入到空隙中等,因此特别是白的粒子的折射率下降,难以得到充分的对比度。
在上述专利文献9所记载的情况中,还依然存在有分散液的稳定性不能维持、由于电泳性微粒间的电引力导致的凝集而在微胶囊内发生混色、从而引起显示混色的问题。
专利文献1美国专利第3612758号公报(权利要求书、实施例等)专利文献2特许第2733687号公报(权利要求书、实施例等)专利文献3特开平11-119704号公报(权利要求书、实施例等)非专利文献1Philips LabConference Record of 1980 BiennialDisp.Res.Conf.
非专利文献2XeroxPaloAltoProc.SID,Vol.18 3/4,1977.
专利文献4特许第2551783号公报(权利要求书、实施例等)专利文献5特开昭62-269124号公报(权利要求书、实施例等)专利文献6特表平8-5101190号公报(权利要求书、实施例等)专利文献7特开昭63-50886号公报(权利要求书、实施例等)专利文献8美国公开2002-277903号公报(权利要求书、实施例等)专利文献9WO98/03896号公报(权利要求书、实施例等)发明内容本发明鉴于上述以往问题及现状等,预将其解决,其目的在于提供通过提高电泳显示用液的分散稳定性,能够实现高对比度的显示、在反复显示时也可以以高可靠性进行对比显示、响应性也优异的电泳显示用液,使用该电泳显示用液的显示介质以及显示装置。
本发明人等对上述以往技术的问题进行了深入研究,结果发现通过在含有1种或多种微粒、分散剂、分散液介质的同时还含有特定成分,能够得到作为上述目标的电泳显示用液、使用该电泳显示用液的显示介质以及显示装置,从而完成本发明。
即,本发明为下述(1)~(24)(1)一种电泳显示用液,其特征在于,其含有至少具有以下述通式(I)所示结构单元的烷基聚醚胺、1种或多种微粒、分散剂以及分散液介质,且所述微粒含有被亲油性表面处理过的微粒。
[上述式(I)中,R1为饱和烃基或者不饱和烃基,R2为(OCH2CH2)x-H,R3为(OCH2CH2)y-H,x、y为正数。](2)一种电泳显示用液,其特征在于,其含有至少具有以下述通式(I)所示结构单元的烷基聚醚胺、具有以下述通式(II)所示结构单元的聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物、1种或多种微粒以及分散液介质。
[上述式(I)中,R1为饱和烃基或者不饱和烃基,R2为(OCH2CH2)x-H,R3为(OCH2CH2)y-H,x、y为正数。]OH(C2H4O)p(C3H8O)qH(II)[上述式(II)中,p、q为正数。](3)如上述(2)所述的电泳显示用液,其进一步含有具有以下述通式(III)所示结构单元的乙炔衍生物。
[上述式(III)中,R4和R5为饱和烃基或不饱和烃基,R6为OCH2CH(CH3)-、或者(OCH2CH2)m-OH。R7为OCH2CH(CH3)-、或者(OCH2CH2)n-OH。m、n为0或者正数。上述R6和R7可以相同,也可以不同。]
(4)如上述(2)或(3)所述的电泳显示用液,其中聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物的平均分子量为1000~4000。
(5)如上述(2)~(4)任一项所述的电泳显示用液,其中聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物中的环氧乙烷量为50重量%或以下。
(6)如上述(2)~(5)任一项所述的电泳显示用液,其中聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物的含量相对于显示液总量为0.01~30重量%。
(7)如上述(3)~(6)任一项所述的电泳显示用液,其中乙炔衍生物的HLB为10或以下。
(8)如上述(2)~(7)任一项所述的电泳显示用液,其中微粒被亲油性表面处理过。
(9)如上述(1)~(8)任一项所的电泳显示用液,其中亲油性表面处理是使用偶联剂进行的。
(10)如上述(9)所述的电泳显示用液,其中偶联剂为选自钛酸酯系偶联剂、铝系偶联剂、硅烷系偶联剂之中的至少1种。
(11)如上述(1)~(10)任一项所述的电泳显示用液,其中被亲油性表面处理过的微粒的表面官能基团为烷氧基羰基。
(12)如上述(1)~(11)任一项所述的电泳显示用液,其中烷基聚醚胺的含量相对于微粒为1.0~200重量%。
(13)如上述(1)~(12)任一项所述的电泳显示用液,其中微粒的至少1种为含有着色剂的高分子微粒、有机颜料、无机颜料。
(14)如上述(13)所述的电泳显示用液,其中含有着色剂的高分子微粒的构成成分为交联丙烯酸系树脂。
(15)如上述(1)~(14)任一项所述的电泳显示用液,其中微粒的平均粒径为0.05~20μm。
(16)如上述(2)~(15)任一项所述的电泳显示用液,其中还进一步含有分散剂。
(17)如上述(1)~(16)任一项所述的电泳显示用液,其中分散剂为非离子系或阴离子系表面活性剂。
(18)如上述(1)~(17)任一项所述的电泳显示用液,其中分散剂的含量相对于显示液总量为0.01~50重量%。
(19)一种电泳显示用介质,其特征在于,将上述(1)~(18)任一项所述的电泳显示用液封入在微胶囊或者小室的各自独立的结构体中。
(20)如上述(19)所述的电泳显示用介质,其中在填充电泳显示用液的小室结构中,对与电泳显示用液接触的电极部和小室部进行亲水化处理,该亲水化处理选自臭氧处理、等离子处理、电晕处理、UV Itro处理、溅射处理、聚合物层形成处理、无机层形成处理、有机或无机混合层形成处理。
(21)如上述(19)所述的电泳显示用介质,其中微胶囊的大小为10~200μm。
(22)如上述(19)或(21)所述的电泳显示用介质,其中微胶囊具有柔软性,且在排列微胶囊时难以产生间隙。
(23)如上述(19)~(22)任一项所述电泳显示用介质,其中独立的小室的容积为1×10-9cm3~1×10-3cm3。
(24)一种电泳显示装置,其特征在于,其具有一对基板和存在于该基板之间的上述(19)~(23)任一项所述的电泳显示介质,所述一对基板中的至少之一形成有透光性电极。
根据本发明,可以提供显示面的对比度高、在反复显示时也可以以高可靠性进行对比显示、响应性也优异的电泳显示用液、使用该电泳显示用液的显示介质以及显示装置。


图1为用钛偶联剂将氧化钛表面处理后的氧化钛微粒的说明图。
图2为将电泳显示用液封入在由微胶囊形成的结构体中的单粒子型图3为将电泳显示用液封入在由微胶囊形成的结构体中的双粒子型各实施方式的示意图。
图4为将电泳显示用液封入在由小室形成的结构体中的一例实施方式的示意图。
图5为将电泳显示用液封入在由小室形成的结构体中的另一例实施方式的示意图。
图6为将电泳显示用液封入在由小室形成的结构体中的另一例实施方式的示意图。
图7为显示在相向电极间配置了微胶囊时的一例实施方式的截面示意图。
图8为显示在相向电极间配置了小室构造片材时的一例实施方式的截面示意图。
图9为显示在相向电极间配置了小室构造片材时的另一例实施方式的截面示意图。
图10为使用了单粒子型的在由微胶囊构成的结构体中封入了电泳显示用液的显示介质的电泳显示装置的示意图。
图11为使用了双粒子型的在由微胶囊构成的结构体中封入了电泳显示用液的显示介质的电泳显示装置的示意图。
图12为显示一例电泳显示装置使用状态的截面图。
符号说明1被亲油性处理过的氧化钛微粒2黑色溶剂3胶囊壁10透明电极11粘合剂树脂层 12微胶囊13相向基板 14小室形成片材具体实施方式
以下,就每个发明详细说明本发明的实施方式。
本发明的电泳显示用液由形成第1发明~第3发明的各电泳显示用液构成。具体地说,本第1发明的电泳显示用液的特征在于,其含有至少具有以下述通式(I)所示结构单元的烷基聚醚胺、1种或多种微粒、分散剂以及分散液介质,且上述微粒含有被亲油性表面处理过的微粒。
[上述式(I)中,R1为饱和烃基或者不饱和烃基,R2为(OCH2CH2)x-H,R3为(OCH2CH2)y-H,x、y为正数。]而本第2发明的电泳显示用液的特征在于,其含有至少具有以下述通式(I)所示结构单元的烷基聚醚胺、具有以下述通式(II)所示结构单元的聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物、1种或多种微粒以及分散液介质。本第3发明的电泳显示用液的特征在于,其在上述第2发明的电泳显示用液中进一步含有具有以下述通式(III)所示结构单元的乙炔衍生物。
OH(C2H4O)p(C3H8O)qH(II)[上述式(II)中,p、q为正数。] [上述式(III)中,R4和R5为饱和烃基或不饱和烃基,R6为OCH2CH(CH3)-、或者(OCH2CH2)m-OH。R7为OCH2CH(CH3)-、或者(OCH2CH2)n-OH。m、n为0或者正数。上述R6和R7可以相同也可以不同。]本第1发明~第3发明中所使用的烷基聚醚胺主要用作电荷控制剂,只要是以上述通式(I)所示结构式来表示的物质即可,可以列举出例如聚乙二醇月桂胺、聚乙二醇烷基(椰)胺、聚乙二醇硬脂酰胺、聚乙二醇烷基(牛脂)胺、羟乙基月桂胺、聚乙二醇烷基(鹿脂)胺、聚乙二醇烷基(羊脂)胺、聚乙二醇烷基(牛脂)丙烯二胺、聚乙二醇二油胺等,只要是至少溶解于所用分散液介质中的物质即可,不限定于上述物质。
在使用不包含在上述通式(I)中的烷基聚醚胺等时,显示面的对比度低、反复显示的可靠性也低、响应性也差等,故不优选。
另外,所用的烷基聚醚胺可以分别单独(1种)使用,也可以组合2种或更多种使用,根据其种类来适当决定含量,但优选相对于后述第1发明的表面被亲油性处理过的微粒,或者相对于第2及第3发明的微粒,含有1.0~200重量%(以下仅称为“%”),更优选为10~150%。
该烷基聚醚胺的含量,如果相对于第1发明的亲油性表面处理微粒或者第2发明、第3发明的微粒不足1.0%,则烷基聚醚胺的效果没有体现、显示面的对比度低、反复显示的可靠性也低、响应性也变差。另一方面,如果相对于亲油性表面处理微粒或者微粒超过200%,则由于溶剂的导电性上升,因此降低了微粒的移动和对比显示,并且成为由于电解等而导致电泳显示用液自身破坏的要素,故不优选。
作为在本第1发明~第3发明中所使用的微粒,可使用例如有色或无色(白色)的无机颜料粒子、有机颜料粒子、高分子微粒等,这些可分别单独(1种)使用,或者混合2种或更多种来使用。
本第1发明中,从发挥本发明效果的观点看,在所用的上述微粒中必须至少含有被亲油性表面处理过的微粒,如果含有至少1种被亲油性表面处理过的微粒,除了该被亲油性表面处理过的微粒之外,还可以含有未被表面处理的微粒(有色或者无色(白色)的无机颜料粒子、有机颜料粒子、高分子微粒等)。
本第1发明中,在不使用被亲油性表面处理过的微粒时,反复显示和响应性差,溶液的稳定性也降低,不能发挥本发明的效果。
而在本第2发明和第3发明中,即便是未被亲油性表面处理的微粒,如后所述,也可以发挥本发明的效果。
在本第1发明~第3发明中,上述“颜料粒子”是指在与用作分散液介质的溶剂的组合中对溶剂的溶解性低、且在溶剂中能够以分散的粒子状态存在的物质。
作为能够使用的无机颜料粒子,可以列举出例如二氧化钛、硫化锌、碳酸钙、二氧化硅、硅酸钙、铅白、氧化锌、锌钡白、氧化锑、高岭土、云母、硫酸钡、光泽白、矾土白、滑石、镉黄、镉锌钡白黄、黄色氧化铁、钛黄、钛钡黄、镉橙、镉锌钡白橙、钼酸盐橙、氧化铁红、四氧化三铅、银朱、镉红、镉锌钡白红、棕土、褐色氧化铁、锌铁、铬棕、铬绿、氧化铬、铬绿、钴绿、钴铬绿、钛钴绿、普鲁士蓝、钴蓝、群青、赛璐里安蓝、钴铝铬蓝、钴紫、矿物紫、炭黑、铁黑、锰铁酸盐黑、钴铁酸盐黑、铜铬黑、铜铬锰黑、黑色低价氧化钛、铝粉、铜粉、铅粉、锡粉、锌粉等。
作为可以使用的有机颜料粒子,可以列举出例如永固黄、二重氮黄、缩合偶氮黄、氮杂蒽黄、异吲哚满黄、铜甲亚胺黄、喹酞酮黄、苯并咪唑酮黄、镍二肟黄、单偶氮黄色色淀、二硝基苯胺橙、吡唑啉酮橙、紫环酮橙、萘酚红、甲苯胺红、永久胭脂红、亮固猩红、吡唑啉酮红、若丹明6G色淀、永久红、立索尔红、邦色淀红、色淀红、亮胭脂红、枣红10B、萘酚红、喹吖酮绛红、缩合偶氮红、萘酚胭脂红、花猩红、缩合偶氮猩红、苯并咪唑酮胭脂红、蒽醌红、苝红、苝栗、喹吖酮栗、喹吖酮猩红、喹吖酮红、二酮基吡咯并吡咯红、苯并咪唑酮棕、酞菁绿、维多利亚蓝色淀、酞菁蓝、永固天蓝、碱性蓝色粉、标准还原蓝、若丹明B色淀、甲基紫色淀、二噁嗪紫、萘酚紫等。
作为可以使用的高分子微粒,可以使用由通过以往公知的方法制得的有机聚合物所形成的高分子微粒,可以列举出例如利用乳液聚合的方法、晶种乳液聚合法、无乳化剂聚合法、分散聚合法、悬浮聚合法、晶种聚合法、利用晶种聚合+聚合收缩的方法、由W/O/W乳液的悬浮聚合介导的方法、利用喷雾干燥液滴的表面干燥的方法、通过添加电解质固体粒子使聚合物乳液凝集的晶种凝集法等,但并不限定于通过这些方法制得的物质。
作为高分子微粒的材料,可以将选自以往公知的聚合物材料的物质在不溶解于用作电泳显示用的透明分散介质的组合中使用。作为这些例子,可以列举出苯乙烯系、苯乙烯-丙烯酸系、苯乙烯-异戊二烯系、二乙烯基苯系、甲基丙烯酸甲酯系、甲基丙烯酸酯系、甲基丙烯酸乙酯系、丙烯酸乙酯系、丙烯酸正丁酯系、丙烯酸系、丙烯腈系、丙烯酸橡胶-甲基丙烯酸酯系、乙烯系、乙烯-丙烯酸系、尼龙系、硅酮系、尿烷系、蜜胺系、苯并鸟粪胺系、酚系、氟(四氯乙烯)系、偏氯乙烯系、季吡啶鎓盐系、合成橡胶、纤维素、醋酸纤维素、壳聚糖、褐藻酸钙等聚合物材料以及通过对这些聚合物材料进行交联而使耐溶剂性机能有所提高的聚合物材料,特别是成分中含有交联丙烯酸系树脂的材料从耐溶剂性方面考虑是优选的,但并不限定于这些聚合物材料。
这些高分子微粒可以是通过公知的方法被染料和颜料着色之后的微粒,可以列举出例如在合成高分子微粒之前将单体着色后使用上述方法进行制造的方法,在高分子微粒的制造中进行着色的方法,制造高分子微粒后进行着色的方法等。
作为其它方法,还可以在由预先合成而得到的上述聚合物材料中物理分散染料、颜料等之后,进行粉碎直至达到所希望的粒子大小而得到,作为被着色的高分子微粒,并不限定于通过这些手段获得的物质。
在本发明中,所使用的被亲油性表面处理过的微粒是使用亲油性表面处理剂等将上述各种微粒[有色或无色(白色)无机颜料粒子、有机颜料粒子、高分子微粒等]的表面部进行了处理的微粒。
作为亲油性表面处理剂,可列举出例如偶联剂、颜料衍生物、亲油性表面活性剂等,从分散性、流动性方面考虑,特别优选使用偶联剂。
作为能够使用的偶联剂,可以列举出例如硅烷系偶联剂、钛酸酯系偶联剂、铝系偶联剂、锆系偶联剂、锆铝酸盐系偶联剂、铬系偶联剂、还有氟系偶联剂等。
作为这些各种偶联剂,可以列举出例如以下的物质,但并不限定于这些物质。
作为钛酸酯系偶联剂,可列举出例如异丙基三异硬脂酰钛酸酯、异丙基三硬脂酰钛酸酯、异丙基三辛酰钛酸酯、异丙基二甲基丙烯基异硬脂酰钛酸酯、异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯、异丙基异硬脂酰二丙烯钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酯)钛酸酯、异丙基三枯基苯钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酯)钛酸酯、异丙基三(正氨基乙基-氨基乙基)钛酸酯、四异丙基双(二辛基亚磷酸酯)钛酸酯、四辛基双(双十三烷基亚磷酸酯)钛酸酯、四(2,2-二烯丙氧基甲基-1-丁基)双(双十三烷基)亚磷酸酯钛酸酯、二枯基苯氧基醋酸酯钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酯)羟基醋酸酯钛酸盐、二异硬酯酰乙烯钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酯)乙烯钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酯)二异丙基钛酸酯、正钛酸四甲酯、正钛酸四乙酯、正钛酸四丙酯、正钛酸四异丙基四乙酯、正钛酸四丁酯、聚钛酸丁酯、正钛酸四异丁酯、2-乙基己基钛酸酯、硬脂酰钛酸酯、甲苯基钛酸酯单体、甲苯基钛酸酯聚合物、二异丙氧基-双-(2,4-乙酰丙酮化物)钛(IV)、二异丙基-双-三乙醇氨基钛酸酯、辛二醇钛酸酯、乳酸钛酯、乙酰乙酸酯钛酸盐、二异丙氧基双(乙酰丙酮配位基)钛、二正丁氧基双(三乙醇铝配位基)钛、二羟基二乳酸配位基钛、钛-异丙氧基辛二醇酸酯、四正丁氧基钛聚合物、三正丁氧基钛单硬脂酸酯聚合物、钛酸丁酯二聚物、乙酰丙酮化钛、聚钛乙酰丙酮化钛、钛辛二醇酸酯、钛乳酸盐铵盐、乳酸乙酯钛、氨化三乙醇钛、聚羟基钛硬脂酸酯等。
作为铝系偶联剂,可以列举出例如乙酰基烷氧基铝二异丙醇盐等。
作为硅烷系偶联剂,可列举出例如3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基-3(2-甲氧基-乙氧基-乙氧基)硅烷、N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-氨基乙基-3-氨基丙基-三甲氧基硅烷、二氨基硅烷、N-氨基乙基-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、三氨基丙基-三甲氧基硅烷、3-氨基-4,5-二氢咪唑丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氰基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、六甲基二硅氨烷、N,O-双(三甲基甲硅烷基)乙酰胺、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三氯硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、戊基三氯硅烷、辛基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γG-氨基丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基三(甲基丙烯酰氧基乙氧基)硅烷、甲基三(缩水甘油氧基)硅烷、长链烷基三乙氧基硅烷、四甲基硅酸盐、四乙基硅酸盐、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷。
另外,还可列举出N-β-(N-乙烯基苄基氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷盐酸盐、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-苯胺基丙基三甲氧基硅烷、十八烷基二甲基[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]氯化铵、γ-氯丙基甲基二氯硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基二甲氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷、二甲基乙氧基硅烷、二甲基乙烯基甲氧基硅烷、二甲基乙烯基乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、三甲基氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、甲基二氯硅烷、二甲基氯硅烷、二甲基乙烯基氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、甲基氯二硅烷、三苯基氯硅烷、甲基二苯基氯硅烷、二苯基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、氯甲基二甲基氯硅烷六甲基二硅氨烷、环状硅氨烷混合物、N,N-双(三甲基甲硅烷基)脲、N-三甲基甲硅烷基乙酰胺、二甲基三甲基甲硅烷基胺、二乙基三甲基甲硅烷基胺、三甲基甲硅烷基咪唑、N-三甲基甲硅烷基苯基脲等。
作为锆系偶联剂,可以列举出丁基化锆、乙酰丙酮化锆、乙酰丙酮丁基化锆、乳酸锆、硬脂酸丁基化锆、四(三乙醇胺)锆酸酯、四异丙基锆酸酯等。
作为锆铝酸酯系偶联剂,可以列举出楠本化成公司生产的产品名A,C,C-1,F,M,M-1,S,APG,CPG,CPM,FPM,MPG,MPM以及四丙基锆铝酸酯等。
作为铬系偶联剂,可以列举出甲基丙烯酸铬和氯化铬的复合物等。
作为氟系偶联剂,可以列举出三氟丙基三甲氧基硅烷、十七三氟癸基三甲氧基硅烷等。
对于上述各偶联剂,除了可以分别单独(1种)使用之外,还可以将多个(2种或更多种)偶联剂混合后使用。并且也可以分阶段地实施使用多个偶联剂的处理。
在上述各种偶联剂中,优选钛酸酯系偶联剂、铝系偶联剂、硅烷系偶联剂,这是因为使用这些偶联剂时显示了更加优异的效果。
由本第1发明的偶联剂等所进行的表面处理,不仅以无机系颜料作为对象,还可将有机系材料、例如有机聚合物系的高分子微粒和有机系颜料粒子等作为对象。在这些母体粒子中还包含可与偶联剂之间进行偶联反应的活性反应部位(例如羟基)的存在还不明确的物质。但是,对于这种母体粒子,如上所述,通过各种偶联剂实施偶联处理时,母体粒子的表面特性也能随着偶联剂的不同而变化。
其原因认为是,即便反应活性基团不存在时,通过偶联剂在母体粒子表面的物理吸附或者浸渍至表面,也能实现表面特性的变化。本发明所谓的通过偶联剂进行的处理也包含上述表面特性的变化。
本发明中,作为被亲油性表面处理过的微粒,具体地可以列举出,ITT-2 TiO2CR-50(日光Chemicals公司生产、表面用钛偶联剂处理过的氧化钛、平均粒径约为0.4μm)、ITT-7 TiO2TTO-S-3(日光Chemicals公司生产、表面用钛偶联剂处理过的微粒氧化钛、平均粒径约为0.05~0.1μm)、KR-380(钛工业公司生产、表面用亲油性表面处理剂处理过的氧化钛、平均粒径约为0.5μm)、KR-270(钛工业公司生产、表面用亲油性表面处理剂处理过的氧化钛、平均粒径约为0.4μm)、将Tipaque CR-50(石原产业公司生产、成为亲水性表面的氧化钛、平均粒径约为0.4μm)用偶联剂(如铝系偶联剂、硅烷系偶联剂)处理过的粒子等。
图1所示为将氧化钛表面用钛偶联剂处理过的氧化钛微粒(ITT-2TiO2CR-50)。
本第1发明中,从提高对分散介质的分散性和流动性的观点考虑,对于上述被亲油性表面处理过的微粒,特别优选表面官能基团为烷氧基羰基的微粒。为了使得该表面官能基团具有烷氧基羰基,例如可通过如下所述来进行,从作为钛偶联剂的三异硬脂酸丙酯钛中除去异丙基,并且钛与粉体表面的羟基进行结合。
作为本第1发明~第3发明的微粒是使用了上述构成的各种微粒,以与所构成的显示介质的关系,可以使用各种粒径的物质,其中从更好地发挥显示特性、显示记忆性和分散稳定性的效果的观点出发,优选使用平均粒径为0.05~20μm的微粒,特别优选为平均粒径为0.1~10μm的微粒。
如果该微粒的平均粒径不足0.05μm,则出现由微粒的布朗运动所导致的扩散影响,且显示特性下降,凝集倾向增强,因此分散体系变得不稳定。另一方面,如果平均粒径超过20μm,则容易产生微粒的沉降,成为使显示记忆性和分散稳定性恶化的要因。
本发明中所用的微粒,从进一步发挥本发明效果的观点看,至少被亲油性表面处理过的微粒相对于微粒总量,优选含有10%或以上,更优选含有20~100%。
微粒的总含量相对于电泳显示液总量,优选为3~50%,更优选为5~35%。
该微粒的含量不足3%,则充分的对比显示变得困难;另一方面如果超过50%,则引起微粒之间的干扰等,移动速度和响应速度降低,因此不优选。
例如,在使用白和黑2种微粒时,可以按照两种粒子的总量为3%~50%的范围,并且能够进行充分的黑白对比显示的方式,改变黑白微粒的比例来使用。
作为本第1发明中的分散剂,可以使用惯用的各种分散剂、表面活性剂、高分子表面活性剂。
作为分散剂的表面活性剂的具体例子,可以列举出以下的非离子系表面活性剂、阴离子系表面活性剂、阳离子系表面活性剂、两性系表面活性剂、高分子型表面活性剂等,但并不限定于这些物质。
作为非离子系表面活性剂,例如有聚氧化乙烯基壬基苯酚醚、聚氧化乙烯基二壬基苯酚醚、聚氧化乙烯基辛基苯酚醚、聚氧化乙烯基苯乙烯化苯酚醚、聚氧化乙烯双酚A、聚氧化乙烯基壬基苯基醚、聚氧化乙烯辛基苯基醚、壬基苯酚乙氧基化物等聚氧化烯基烷基苯酚醚类,聚氧化乙烯基蓖麻油、聚氧化烯嵌段聚合物、聚氧化乙烯基十六烷基醚、聚氧化乙烯基十二烷基醚、聚氧化乙烯基油醚、聚氧化乙烯基十八烷基醚、聚氧化丙烯基醚等聚氧化烯醚类,单醇型的聚氧化烯二醇、二醇型的聚氧化烯二醇、三醇型的聚氧化烯二醇、单醇系嵌段型的聚亚烷基二醇、二醇系嵌段型的聚亚烷基二醇、无规型的聚亚烷基二醇等二醇类,辛基苯酚乙氧基化物、油醇乙氧基化物、月桂基醇乙氧基化物等直链伯醇乙氧基化物和直链仲醇乙氧基化物、多核苯酚乙氧基化物等烷基醇醚类,聚氧化乙烯基松香酯、聚氧化乙烯基月桂酯、聚氧化乙烯基油酯、聚氧化乙烯基十八烷基酯等聚氧化烯烷基酯类,山梨糖醇酐单月桂酸酯、山梨糖醇酐单棕榈酸酯、山梨糖醇酐单硬脂酸酯、山梨糖醇酐二月桂酸酯、山梨糖醇酐二棕榈酸酯、山梨糖醇酐二硬脂酸酯、山梨糖醇酐倍半月桂酸酯、山梨糖醇酐倍半棕榈酸酯、山梨糖醇酐倍半硬脂酸酯、山梨糖醇酐单油酸酯、山梨糖醇酐二油酸酯、山梨糖醇酐倍半油酸酯、山梨糖醇酐三油酸酯等山梨糖醇酐脂肪酸酯类,聚氧化乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯、聚氧化乙烯山梨糖醇酐单棕榈酸酯、聚氧化乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯、聚氧化乙烯山梨糖醇酐二月桂酸酯、聚氧化乙烯山梨糖醇酐二棕榈酸酯、聚氧化乙烯山梨糖醇酐二硬脂酸酯、聚氧化乙烯山梨糖醇酐倍半月桂酸酯、聚氧化乙烯山梨糖醇酐倍半棕榈酸酯、聚氧化乙烯山梨糖醇酐倍半硬脂酸酯等聚氧化乙烯山梨糖醇酐酯类,饱和脂肪酸甲酯、不饱和脂肪酸甲酯、饱和脂肪酸丁酯、不饱和脂肪酸丁酯、饱和脂肪酸十八烷基酯、不饱和脂肪酸十八烷基酯、饱和脂肪酸辛酯、不饱和脂肪酸辛酯、硬脂酸聚乙二醇酯、油酸聚乙二醇酯、松香酸聚乙二醇酯等脂肪酸酯类,硬脂酸、油酸、棕榈酸、月桂酸、肉豆蔻酸等脂肪酸类以及这些脂肪酸的酰胺化合物类,月桂酸单乙醇酰胺、椰子脂肪酸二乙醇酰胺等高级脂肪酸单乙醇酰胺类、高级脂肪酸二乙醇酰胺类,聚氧化乙烯硬脂酸酰胺、椰子二乙醇酰胺(1-2型/1-1型)、烷基烷基醇酰胺等酰胺化合物类以及烷醇酰胺类。
另外,还可以列举出以R-(CH2CH2O)mH(CH2CH2O)nH、R-NH-C3H6-NH2[R=油基、辛基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基等或者从椰子、牛脂、大豆等获得的高级脂肪酸]所表示的烷醇胺类,以R-NH2[R=油基、辛基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基等或者从椰子、牛脂、大豆等获得的高级脂肪酸]所表示的伯胺类,以R1R2-NH[R1和R2为油基、辛基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基等或者从椰子、牛脂、大豆等获得的高级脂肪酸]所表示的仲胺类,以R1R2R3-N[R1,R2和R3为油基、辛基、十二基、十四烷基、十六烷基、十八烷基等或者从椰子、牛脂、大豆等获得的高级脂肪酸]所表示的叔胺类,各种合成系高级醇类以及各种天然系高级醇类等。
作为阴离子系表面活性剂,可以列举出例如特殊脂肪酸皂、松香皂等羧酸盐类,蓖麻油硫酸酯盐、月桂醇的硫酸酯钠盐、月桂醇的硫酸酯胺盐、天然醇硫酸酯钠盐、高级醇硫酸酯钠盐等醇系硫酸酯盐类以及月桂醇醚的硫酸酯胺盐、月桂醇醚的硫酸酯钠盐、合成高级醇醚的硫酸酯胺盐、合成高级醇醚的硫酸酯钠盐、烷基聚醚硫酸酯胺盐、烷基聚醚硫酸酯钠盐、天然醇EO(环氧乙烷)加成体系硫酸酯胺盐、天然醇EO(环氧乙烷)加成体系硫酸酯钠盐、合成醇EO(环氧乙烷)加成体系硫酸酯胺盐、合成醇EO(环氧乙烷)加成体系硫酸酯钠盐、烷基苯酚EO(环氧乙烷)加成体系硫酸酯胺盐、烷基苯酚EO(环氧乙烷)加成体系硫酸酯钠盐、聚氧化乙烯基壬基苯基醚硫酸酯胺盐、聚氧化乙烯基壬基苯基醚硫酸酯钠盐、聚氧化乙烯基多环苯基醚硫酸酯胺盐、聚氧化乙烯基多环苯基醚硫酸酯钠盐等硫酸酯盐类,各种烷基烯丙基磺酸胺盐、各种烷基烯丙基磺酸钠盐、萘磺酸胺盐、萘磺酸钠盐、各种烷基苯磺酸胺盐、各种烷基苯磺酸钠盐、萘磺酸缩合物等磺酸盐类,聚氧化乙烯基壬基苯基醚磺酸胺盐、聚氧化乙烯基壬基苯基醚磺酸钠盐、聚氧化乙烯基特殊烯丙基醚磺酸胺盐、聚氧化乙烯基特殊烯丙基醚磺酸钠盐、聚氧化乙烯基十三烷基苯基醚磺酸胺盐、聚氧化乙烯基十三烷基苯基醚磺酸钠盐、聚氧化乙烯基烷基醚磺酸胺盐、聚氧化乙烯基烷基醚磺酸钠盐等聚氧化烯系磺酸盐类,二烷基磺基琥珀酸酯胺盐、二烷基磺基琥珀酸酯钠盐、多环苯基聚乙氧基磺基琥珀酸酯胺盐、多环苯基聚乙氧基磺基琥珀酸酯钠盐、聚氧化乙烯基烷基醚磺基琥珀酸单酯胺盐、聚氧化乙烯基烷基醚磺基琥珀酸单酯钠盐等磺基琥珀酸酯盐类,烷基磷酸酯、烷氧基烷基磷酸酯、高级醇磷酸酯、高级醇磷酸盐、烷基苯酚型磷酸酯、芳香族磷酸酯、聚氧化烯烷基醚磷酸酯、聚氧化烯烷基烯丙基醚磷酸酯等磷酸酯类以及磷酸盐类等。
作为阳离子系表面活性剂,可以列举出例如以R-N(CH3)3X[R=十八烷基、十六烷基、月桂基、油基、十二烷基、椰子、大豆、牛脂等/X为卤、胺等]所表示的烷基三甲基胺系季铵盐、四甲基胺系盐、四丁基胺盐等季铵盐类,以(RNH3)(CH3COO)[R=十八烷基、十六烷基、月桂基、油基、十二烷基、椰子、大豆、牛脂等]所表示的醋酸盐类,月桂基二甲基苄基铵盐(卤、胺盐等)、十八烷基二甲基苄基铵盐(卤、胺盐等)、十二烷基二甲基苄基铵盐(卤、胺盐等)等苄基胺系季铵盐类,以R(CH3)N(C2H4O)mH(C2H4O)n·X[R=十八烷基、十六烷基、月桂基、油基、十二烷基、椰子、大豆、牛脂等/X为卤、胺等]所表示的聚氧化烯系季铵盐类等。
作为两性系表面活性剂,可以列举出例如各种甜菜碱型表面活性剂、各种咪唑啉系表面活性剂、β-丙氨酸型表面活性剂、聚辛基聚氨基乙基甘氨酸盐酸盐等。
在本发明中可以使用的高分子型表面活性剂,相对于分子量(数均分子量、以下相同)为数百左右的低分子量物质,为分子量大的聚合物,除了含有一般被称为高分子(聚合物)且分子量约为10000或以上的聚合物之外,还包含分子量为10000或以下且一般被称为低聚物的低聚合物。
作为高分子型表面活性剂,可以列举出以下的阴离子系高分子型表面活性剂、阳离子系高分子型表面活性剂、非离子系高分子型表面活性剂等。
作为阴离子系高分子型表面活性剂,可以列举出例如苯乙烯-马来酸酐共聚物、烯烃马来酸酐共聚物、萘磺酸盐缩合物、萘磺酸盐的甲醛缩合物、聚丙烯酸碳酸钠、聚羧酸型阴离子活性剂、聚丙烯酸酰胺部分水解物、丙烯酰胺丙烯酸碳酸钠共聚物、褐藻酸碳酸钠等。
作为阳离子系高分子型表面活性剂,可以列举出例如聚乙烯亚胺、聚乙烯咪唑啉酮、氨基烷基(甲基)丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物、聚丙烯酸酰胺曼尼希改性物、壳聚糖等。
作为非离子系高分子型表面活性剂,可以列举出例如聚乙烯醇、聚氧化乙烯醚酯的共聚物、聚丙烯酰胺、聚羧酸系化合物、羟基脂肪酸的低聚物、羟基脂肪酸的低聚物改性物、聚羟基脂肪酸、聚羟基脂肪酸改性物、聚-1,2-羟基硬酯酸、N-聚氧化烯聚烯聚胺、淀粉等。
本发明的分散剂中,特别优选使用难以对微粒表面的正负带电产生不良影响、将电泳显示用液内包在微胶囊时也难以产生不良影响的非离子系或者阴离子系表面活性剂,非离子系或者阴离子系高分子表面活性剂。
这些分散剂可以使用1种,也可以组合2种或更多种来使用,其含量由所用微粒、溶剂种类来适当地决定,但是,相对于电泳显示液总量,特别优选为0.01~50.0%,进一步优选为1~30%。
如果该分散剂的含量不足0.01%,则难以确保分散系的充足分散稳定性;另一方面,如果超过50%,则分散液介质的导电性变高、分散系的粘度增高等,对显示特性产生不良影响,故不优选。
作为本发明中可以使用的分散液介质,可以使用例如通常电泳显示中所使用的各种类型的物质。
具体地说,作为芳香族系烃,可以列举出苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、十二烷基苯等烷基苯衍生物,苯基二甲苯基乙烷、1,1-二甲苯基乙烷、1,2-二甲苯基乙烷、1,2-双(3,4-二甲基苯基乙烷)(BDMF)等二烯丙基链烷衍生物,二异丙基萘等烷基萘衍生物,单异丙基联苯、异丙基联苯、异戊基联苯等烷基联苯衍生物,以各种比例氢化了的三联苯衍生物、二苄基甲苯等三烯丙基二甲烷衍生物,苄基萘衍生物、亚苯基氧化物衍生物、二烯丙基亚烷基衍生物、烯丙基茚满衍生物、聚氯化联苯衍生物、环烷系烃等。
另外,还可以列举出己烷、环己烷、煤油、合成异构烷油、石蜡系烃等脂肪族烃类,氯仿、三氯乙烯、四氯乙烯、三氟乙烯、四氟乙烯、二氯甲烷、溴乙烷等卤化烃类,磷酸三甲苯酯、磷酸三辛酯、磷酸辛基二苯酯、磷酸三环己酯等磷酸酯类,邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二月桂酯、邻苯二甲酸二环己酯等邻苯二甲酸酯类,油酸丁酯、二乙二醇二苯甲酸酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、己二酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯、枸橼酸乙酰基三乙酯、马来酸辛酯、马来酸二丁酯、醋酸乙酯等羧酸酯类,氯化石蜡、N,N-二丁基-2-丁氧基-5-叔辛基苯胺等,但并不限定于这些物质。
并且,在本发明中,可以分别单独使用这些分散液介质,或者将它们混合2种或更多种来使用。分散介质特别优选使用介电常数低(5.0或以下)的溶剂,优选按照与微粒的比重相同的方式进行选择。
这些分散液介质的含量根据所用微粒和分散剂种类来适当决定,特别优选相对于电泳显示液总量为25~85%,进一步优选为30~60%。
如果该分散液介质的含量不足25%,则溶液的粘度变高,响应速度下降;另一方面,如果超过85%,则不能显示充分的对比度,故不优选。
本发明中,对上述分散液介质可以溶解各种油溶性染料进行着色来使用。此时,作为可以使用的染料,可以列举出下述物质,但本发明并不限于这些物质。
作为可以使用的染料,其代表物可以列举出例如醇溶黑(SB,SSBB,AB)、苯胺黑(SA,SAP,SAPL,EE,EEL,EX,EXBP,EB)、油黄(105,107,129,3G,GGS)、油橙(201,PS,PR)、永固橙、油红(5B,RR,OG)、油猩红、油粉红312、油紫#730、透明蓝RR、荧光绿G、油棕(GR,416)、苏丹黑X60、油绿(502,BG)、油蓝(613,2N,BOS)、油黑(HBB,860,BS)、油溶黄(1101,1105,3108,4120)、汕溶橙(3209,3210)、汕溶红(1306、1355,2303,3304,3306,3320)、油溶粉红2310N、油溶棕(2402,3405)、油溶蓝(3405,1501,1603,1605,1607,2606,2610)、油溶紫(1701,1702)、油溶黑(1802,1807,3804,3810,3820,3830)等。
这些染料优选选择能与所用微粒进行对比显示的颜色的物质来使用,也可以使用2种或更多种进行颜色调整。
本第1发明的电泳显示用液含有至少具有以上述通式(I)所示结构单元的烷基聚醚胺、上述1种或多种微粒、分散剂以及分散液介质,且上述微粒含有被亲油性表面处理过的微粒,在不损害本发明效果的范围内,可以适量含有用于电泳显示用液的任意成分。
作为能够使用的任意成分,可以列举出紫外线吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂、热稳定剂、抗菌防霉剂等。
本第1发明的电泳显示用液可通过进行如下处理来制备将至少具有以上述通式(I)所示结构单元的烷基聚醚胺、含有被亲油性表面处理过的微粒的上述1种或多种微粒、分散剂以及分散液介质混合搅拌后,使用超声波分散等无介质分散方法、湿式珠磨机等使用了介质的分散方法等进行各种分散处理,从而制成。另外,根据需要,为了控制微粒的粒度,还可以实施应用了离心分离原理的分级处理、用过滤法等进行粒度调整的方法。
这样构成的本第1发明的电泳显示用液中,含有至少具有以上述通式(I)所示结构单元的烷基聚醚胺、1种或多种微粒、分散剂以及分散液介质,且上述微粒含有被亲油性表面处理过的微粒,通过使用这样的物质,能够提供显示面的对比度高、反复显示时也可以以高可靠性进行对比显示、响应性也优异的物质。
本第2发明的电泳显示用液的特征在于,其含有至少具有以上述通式(I)所示结构单元的烷基聚醚胺、具有以上述通式(II)所式结构单元的聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物、1种或多种微粒以及分散液介质。
OH(C2H4O)p(C3H8O)qH (II)[上述式(II)中,p,q为正数]本第2发明中所使用的聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物是微粒的分散性、电泳显示用液的经时稳定性有所提高的物质,只要是以上述通式(II)所示结构式表示的物质即可,从对低介电常数溶剂的溶解性来看,优选平均分子量为1000~4000的聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物,更优选的是聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物中的环氧乙烷量为50重量%或以下,特别优选环氧乙烷量为5~30重量%。
具体地说,作为可以使用的聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物,可以列举出日本油脂公司生产的Pronon 102(平均分子量为1250、环氧乙烷量为20重量%)、Pronon 104(平均分子量为1670、环氧乙烷量为40重量%)、Pronon 201(平均分子量为2220、环氧乙烷量为10重量%)、Pronon 204(平均分子量为3300、环氧乙烷量为40重量%)、Pronon 208(平均分子量为10000、环氧乙烷量为80重量%)等之中的至少1种(1种、2种或更多种),只要是至少溶解于分散介质中的物质即可,并不限定于这些。
这些聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物的含量相对于显示液总量,优选为0.01~30%,更优选为0.01~10%。
如果该聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物的含量不足0.01%,则微粒的分散性下降,电泳显示用液的经时稳定性变差;另一方面,如果超过30%,则对对比度等显示性能产生不良影响,故不优选。
本第2发明的电泳显示用液与上述第1发明的电泳显示用液相比,由于使用了上述特性的聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物,因此可以使用1种或多种微粒未被亲油性表面处理的物质,而且即使不使用分散剂,也可以发挥本发明的效果。
除了上述特性的聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物之外,本第2发明的电泳显示用液中所使用的具有以上述通式(I)所示结构单元的烷基聚醚胺、1种或多种微粒、分散液介质、分散剂、表面活性剂或高分子型表面活性剂、着色剂(染料)等各成分和各含量与上述第1发明的电泳显示用液中所用各成分相同,因此省略其说明。本第2发明中,作为优选方式,可以使用被亲油性表面处理过的微粒,另外还可以含有分散剂。
本第2发明的电泳显示用液含有至少具有以上述通式(I)所示结构单元的烷基聚醚胺、具有以上述通式(II)所式结构单元的聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物、1种或多种微粒以及分散液介质,在不损害本发明效果的范围内,可以适量含有用于电泳显示用液中的任意成分。
作为能够使用的任意成分,可以列举出紫外线吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂、热稳定剂、抗菌防霉剂等。
本第2发明的电泳显示用液可通过进行如下处理来制备将至少具有以上述通式(I)所示结构单元的烷基聚醚胺、具有以上述通式(II)所式结构单元的聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物、1种或多种微粒以及分散液介质混合搅拌后,使用超声波分散等无介质分散方法、湿式珠磨机等使用了介质的分散方法等进行各种分散处理,从而制成。另外,根据需要,为了控制微粒的粒度,还可以实施应用了离心分离原理的分级处理、用过滤法进行粒度调整的方法。
这样构成的本第2发明的电泳显示用液中含有至少具有以上述通式(I)所示结构单元的烷基聚醚胺、具有以上述通式(II)所式结构单元的聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物、1种或多种微粒以及分散液介质,通过使用这样的物质,能够提供显示面的对比度高、反复显示时也可以以高可靠性进行对比显示、响应性也优异的物质。
本第3发明的电泳显示用液的特征在于,其含有至少具有以上述通式(I)所示结构单元的烷基聚醚胺、具有以上述通式(II)所示结构单元的聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物、具有以下述通式(III)所示结构单元的乙炔衍生物、1种或多种微粒以及分散液介质。
[上述式(III)中,R4和R5为饱和烃基或不饱和烃基,R6为OCH2CH(CH3)-、或者(OCH2CH2)m-OH。R7为OCH2CH(CH3)-、或者(OCH2CH2)n-OH。m、n为0或者正数。上述R6和R7可以相同也可以不同。]本第3发明中使用的乙炔衍生物是电泳显示用液的耐用性和可靠性有所提高的物质,只要是以上述通式(III)所示结构式表示的物质即可,可以列举出例如乙炔二醇衍生物[R4和R5为异丁基、R6和R7为-OH基(m,n为0)]、乙炔二醇衍生物的环氧乙烷加成物[R4和R5为异丁基、R6(OCH2CH2)m-OH和R7为(OCH2CH2)n-OH,m,n为正数]、乙炔二醇衍生物的环氧丙烷加成物[R4和R5为异丁基、R6和R7为(OCH2CHCH3-)、以及这些衍生物与有机溶剂(乙二醇、二丙二醇单甲醚)的混合物,这些可单独(1种)使用,或者混合2种或更多种来使用。
具体地说(包括后述实施例中使用的情况),可以列举出市售的Surfynol 104[乙炔二醇衍生物、R4和R5为异丁基、R6和R7为-OH基(m,n为0)、HLB为4]、Surfynol 104E[Surfynol 104(50重量%)和乙二醇(50重量%)的混合物,HLB为4]、Surfynol 104DPM[Surfynol104(50重量%)与二丙二醇单甲醚(50重量%)的混合物,HLB为4]、Surfynol 420[Surfynol 104的环氧乙烷(20%)加成物、HLB为4]、SurfynolDF-110D[乙炔二醇、HLB为4]、Olfin B[乙炔醇、HLB为10或以下](以上为日信化学工业公司生产)等。
优选以上述通式(III)所示的乙炔衍生物的HLB为10或以下,更优选为2~5。通过使用该HLB为10或以下的乙炔衍生物,可以进一步提高微粒对电泳显示液的亲和性,反复显示特性变得更好。
当使用上述通式(III)中不包括的乙炔衍生物时,对电泳显示液的亲和性不够,且没有发现充分的反复显示特性提高的效果,故不优选。
这些乙炔衍生物的含量相对于显示液总量,优选为0.01~10.0%,更优选为0.05~5.0%。
如果该乙炔衍生物的含量不足0.01%,则没有发现充分的反复显示特性提高的效果;另一方面,如果超过10.0%,则导致电泳显示液的粘度上升等,有时对电泳特性产生不良影响。
本第3发明的电泳显示用液与上述第2发明的电泳显示用液相比,进一步含有了上述特性的乙炔衍生物。
除了上述特性的乙炔衍生物之外,本第3发明的电泳显示用液中所使用的具有以上述通式(I)所示结构单元的烷基聚醚胺、具有以上述通式(II)所示结构单元的聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物、1种或多种微粒、分散液介质、分散剂、表面活性剂或高分子型表面活性剂、着色剂(染料)等各成分和各含量与上述第1发明和第2发明的电泳显示用液中所用各成分相同,因此省略其说明。本第3发明中,作为优选方式,可以使用被亲油性表面处理过的微粒,另外还可以含有分散剂。
本第3发明的电泳显示用液含有至少具有以上述通式(I)所示结构单元的烷基聚醚胺、具有以上述通式(II)所式结构单元的聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物、具有以上述通式(III)所示结构单元的乙炔衍生物、1种或多种微粒以及分散液介质,在不损害本发明效果的范围内,可以适量含有用于电泳显示用液中的任意成分。
作为能够使用的任意成分,可以列举出紫外线吸收剂、抗氧化剂、光稳定剂、热稳定剂、抗菌防霉剂等。
本第3发明的电泳显示用液可通过进行如下处理来制备将至少具有以上述通式(I)所示结构单元的烷基聚醚胺、具有以上述通式(II)所式结构单元的聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物、具有以上述通式(III)所示结构单元的乙炔衍生物、1种或多种微粒以及分散液介质混合搅拌后,使用超声波分散等无介质分散方法、湿式珠磨机等使用了介质的分散方法等进行各种分散处理,从而制成。另外,根据需要,为了控制微粒的粒度,还可以实施应用了离心分离原理的分级处理、用过滤法进行粒度调整的方法。
这样构成的本第3发明的电泳显示用液中含有至少具有以上述通式(I)所示结构单元的烷基聚醚胺、具有以上述通式(II)所式结构单元的聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物、具有以上述通式(III)所示结构单元的乙炔衍生物、1种或多种微粒以及分散液介质,通过使用这样的物质,能够提供显示面的对比度高、反复显示时也可以高可靠性进行对比显示、响应性也优异的物质。
另外,本发明电泳显示用介质的特征在于,将上述第1发明~第3发明任一项的电泳显示用液封入在微胶囊或者小室的各自独立的结构体中。
图2和图3为将电泳显示用液封入在由微胶囊所构成的结构体中的单粒子型和双粒子型的各实施方式。
图2为将在用油溶性染料着色为黑色的溶液中,按照规定配比分散有氧化钛粒子或者被亲油性处理过的氧化钛粒子的电泳显示用液用尿素—甲醛树脂进行了微胶囊化的物质。图示符号1为带正电(氧化钛)白粒子,2为黑色溶剂,3为胶囊壁。
图3为将在分散介质中以规定配比分散有氧化钛粒子或者被亲油性处理过的氧化钛粒子及内包有炭黑的丙烯酸系共聚物交联粒子的电泳显示用液用尿烷—尿素树脂进行了微胶囊化的物质,图示符号4为带正电(氧化钛)白粒子,5为不带电黑粒子(内包有炭黑的丙烯酸系聚合物交联粒子),6为未着色溶剂,7为胶囊壁。
图4~图6为将电泳显示用液封入在由小室构成的结构体中的各实施方式,分别示意了各小室的图案。另外,图7~图9分别示意了在相向电极间配置有微胶囊或小室结构片材时的截面图,图7~图9中,图示符号10为透明电极,11为粘合剂树脂层,12为微胶囊,13为相向基板,14为小室形成片材(图10、图11中也相同)。
本发明的电泳显示用介质中所使用的微胶囊可以通过通常使用的原位聚合法、界面聚合法、凝集法等制备而成,此时作为微胶囊的囊壁材料,可以列举出聚氨酯、聚尿素、聚尿素—聚氨酯、尿素—甲醛树脂、蜜胺—甲醛树脂、聚酰胺、聚酯、聚磺胺、聚碳酸酯、聚亚磺酸盐、环氧树脂、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、醋酸乙酯、明胶等。
本发明的电泳显示用显示粒子中所使用的微胶囊的粒径优选为10~200μm左右。
如果该微胶囊的粒径不足10μm,则有时不能充分得到对比度;另一方面,如果超过200μm,则会产生不增加施加电压就得不到充分响应速度的不便,故不优选。
微胶囊的粒度优选尽可能集中为某种分布。如果不均匀,则产生显示不均,显示特性降低。
本发明的电泳显示用显示介质中所使用的微胶囊,为了至少在向显示装置附带的相向电极间插入时在微胶囊之间不产生空隙,优选胶囊具有高密度排列的柔软性。
由此,对显示没有作用的区域的比例变得非常少,对比度增大,同时微胶囊对相向电极也进行面接触,难以产生显示不均,能够得到具有高品质显示特性的电泳显示装置。
另外,由于微胶囊具有柔软性,结果机械强度也增加,微胶囊通过涂布法排列于显示用电极时的特性等也提高。
向基板电极涂布本发明的电泳显示用介质中所使用的微胶囊时所使用的涂布液,可以使用水分散型树脂系粘合剂、溶剂溶解型树脂系粘合剂等,但为了在向基板涂布时均匀地排列微胶囊,优选微胶囊对涂布液的分散性良好。
还优选在干燥步骤中微胶囊之间互相均匀地接触,在最终干燥步骤中不阻碍微胶囊进行面接触。
本发明的电泳显示用显示介质中,如图4~图6所示,在将电泳显示用液封入在由独立分割的小室所形成的构成体中,在填充电泳显示用液的小室的构造中,从控制与电泳粒子的亲和性方面看,优选对与电泳显示用液接触的电极部和小室部进行亲水化处理,该亲水性处理选自臭氧处理、等离子处理、电晕处理、UV Itro处理、溅射处理、聚合物层形成处理、无机层形成处理、有机或无机混合层形成处理。
作为臭氧处理,通过使小室片材与臭氧分子接触,以导入羟过氧基、羟基、羰基等官能基团(亲水基团)为目的,使小室片材表面暴露于臭氧,由此进行亲水化处理。作为暴露方法,可以列举出在臭氧存在的氛围中保持规定时间的方法、在臭氧气流中暴露规定时间的方法等,但没有特别限定。
作为等离子处理,将上述小室片材放置在含有空气、氧、氮、二氧化碳、氩、氖等的容器内,通过暴露于由辉光放电所产生的等离子来进行,以在小室片材表面部上导入含有氧、氮等的羧酸基、羰基、氨基等官能基团(亲水基团)为目的,等离子产生的放电形式有直流放电、低频放电、无线电波放电、微波放电等,但没有特别限定。从导入含有氧原子的亲水性官能基团的方面看,优选为空气等离子处理、氧等离子处理。
作为电晕处理,可以通过在产生电晕放电的电场内使上述小室片材通过等,将小室片材的内侧表面部进行亲水化处理。
作为UV Itro处理,是通过将含有选自烷基硅烷化合物、烷氧基硅烷化合物、烷基钛化合物、烷氧基钛化合物、烷基铝化合物、烷氧基铝化合物之中的至少一个改性剂化合物、优选含有沸点为10~100℃的改性剂化合物的至少一个的燃料气火焰向上述小室片材吹附处理(硅氧化焰处理、钛氧化焰处理、铝氧化焰处理),将小室片材的内侧表面部进行亲水化处理。吹附处理时的火焰温度为500~1500℃、处理时间为0.1~100秒左右。
另外,还可以通过溅射处理、聚合物层形成处理、无机层形成处理、有机或无机混合层形成处理,对与电泳显示用液接触的电极部和小室部进行亲水化处理。
在本发明的电泳显示用显示介质中,如图4~图6所示,在将电泳显示用液封入在由独立分割的小室所构成的结构体中的物质中,独立分割的小室的容积优选为1×10-9cm3~1×10-3cm3。
如果该容积不足1×10-9cm3,则容易产生显示对比度的下降等;另一方面,如果小室的容积超过1×10-3cm3,则在各小室内部易引起凝集,产生显示不均等不良。
将这样构成的本发明的电泳显示用显示液内包于微胶囊或者小室内而形成的电泳显示用显示介质,实现了显示面的对比度高、反复显示时也可以以高可靠性进行对比显示、响应性也优异的特性。
本发明电泳显示装置的特征在于,其具有一对基板和存在于该基板之间的上述构成的电泳显示介质,上述一对基板中的至少之一为透光性电极。
作为本发明的电泳显示装置,可列举出例如下述1)~6)的方案,但本发明的电泳显示装置不限定于这些。
1)一种电泳显示装置,其将在基板单面设有电极的一对显示用基材介由隔板使电极面相向配置而形成空间,在该空间中填充本发明的电泳显示用液,并且使至少一个显示用基材为在透明基板的单面设有透明电极的基材。
2)一种电泳显示装置,其在基板单面设有电极的显示用基材上,介由隔板使绝缘薄膜相向而形成空间,在该空间中填充本发明的电泳显示用显示液,并且使显示用基材和绝缘薄膜的至少一个为透明。
3)一种电泳显示装置,其将在基板单面设有电极的一对显示用基材介由隔板使电极面相向配置而形成空间,在该空间中填充本发明的电泳显示用显示粒子,并且使至少一个显示用基材为在透明基板单面设有透明电极的基材。
4)一种电泳显示装置,其在基板单面设有电极的显示用基材上,介由隔板使绝缘薄膜相向而形成空间,在该空间中填充本发明的电泳显示用显示粒子,并且使显示用基材和绝缘薄膜的至少一个为透明。
5)一种电泳显示装置,其在透明或者不透明的基板单面上设有透明或不透明电极的显示用基材上,将本发明的电泳显示用介质与粘合剂一起涂布。
6)一种电泳显示装置,其将在基板单面设有电极的一对显示用基材介由隔板使电极面相向配置而形成空间,进而在该空间被格子状等壁独立分隔为小室的空间中,填充本发明电泳显示用液,并且使至少一个显示用基材为在透明基板单面设有透明电极的基材。
在该显示装置中,优选上述被独立分割的小室的容积为1×10-9cm3~1×10-3cm3。
图10为电泳显示装置,其使用了将图2的单粒子型电泳显示用液封入在由微胶囊所形成的结构体中而得到的显示介质。图11为电泳显示装置,其使用了将图3的双粒子型电泳显示用液封入在由微胶囊所形成的结构体中而得到的显示介质。
图12为将厚度(D1,D3)为1100μm的ITO玻璃电极用作相向电极、使用厚度(D2)为500μm的隔板片材并施加电压时电泳显示装置的示意图,d1和d2为ITO薄膜的厚度(0.15μm)。
本发明的电泳显示装置中,除了上述微胶囊型之外,还可以将收容电泳显示用液的具有多个小室的薄膜状片材夹在相向电极间。
该收容电泳显示用液片材的形成方法,可以通过各种UV激光加工技术的应用、光刻法、各种印刷法,在薄膜片材上加工形成微细小室,由此制作而成。
这样构成的本发明电泳显示装置,实现了对比度高、反复显示时也可以以高可靠性进行对比显示,响应性也优异的特性。
实施例接着,通过实施例和比较例详细说明本发明,但本发明并不限定于以下所述。
(实施例1~19和比较例1~6、电泳显示用液的制备、本第1发明)将下述表1所示的各个实施例和比较例的混合组成,使用玻璃珠用涂料摇摆器分散60分钟,制备电泳显示用液。
所用微粒(A-1~A-8,B-1~B-2)、染料、分散液介质(C-1~C-3)、分散剂(D-1~D-4)、烷基聚醚胺等(E-1~E-6)使用下述物质。
微粒AA-1ITT-2 TiO2CR-50(日光Chemicals公司生产),表面用钛偶联剂处理过的氧化钛,平均粒径约为0.4μmA-2ITT-7 TiO2TTO-S-3(日光Chemicals公司生产),表面用钛偶联剂处理过的微粒氧化钛,平均粒径约为0.05~0.1μmA-3KR-380(钛工业公司生产),表面用亲油性表面处理剂处理过的氧化钛,平均粒径约为0.5μmA-4KR-270(钛工业公司生产),表面用亲油性表面处理剂处理过的氧化钛,平均粒径约为0.4μmA-5Technopolymer MBX-20 White(积水化成品工业公司生产),PMMA着色微粒,平均粒径约为20μm
A-6Tipaque CR-50(石原产业公司生产),成为亲水性表面的氧化钛,平均粒径约为0.4μmA-7Tipaque CR-50(石原产业公司生产),用Plenact AL-M(Ajinomoto公司生产、铝系偶联剂)处理过的粒子(平均粒径约为0.4μm)A-8Tipaque CR-50(石原产业公司生产),用KBE-503(信越二氧化硅公司生产、硅烷系偶联剂)处理过的粒子(平均粒径约为0.4μm)微粒BB-1Rubcouleur 220(MD)Black(大日精化工业公司生产、丙烯酸共聚物着色珠)、平均粒径约为10μmB-2ITT-2BLACK BL-100(日光Chemicals公司生产)、表面用钛偶联剂处理过的四氧化三铁、平均粒径约为0.25μm着色剂(染料)油蓝N(染料、和光纯药公司生产)分散液介质CC-1二甲苯C-2标准石蜡H(新日本石油化学公司生产)C-3日石Isosol 400(新日本石油化学公司生产)分散剂DD-1山梨糖醇酐单油酸酯D-2山梨糖醇酐三油酸酯D-3NIKKOL DDP-2(日光Chemicals公司生产、阴离子系表面活性剂)D-4油酸烷基聚醚胺EE-1Nymeen L-201(日本油脂公司生产)、羟乙基月桂胺E-2Nymeen L-202(日本油脂公司生产)、聚乙二醇月桂胺E-3Nymeen S-202(日本油脂公司生产)、聚乙二醇十八烷基胺E-4Nymeen T2-202(日本油脂公司生产)、聚乙二醇烷基(牛脂)胺E-5DT-203(日本油脂公司生产)、聚氧化乙烯烷基(牛脂)丙烯二胺E-6三辛基胺表1(混合单位重量%、总量为100)

使用了上述表1中所得到的各电泳显示用液的电泳显示介质如下制作,通过下述各评价方法,评价了白色显示面的反射率、目测评价白色显示面、着色显示面的反射率、目测评价着色显示面、微粒的凝集和附着、响应性、对比度。
这些电泳显示介质的物性评价结果如下述表2所示。
(使用了电泳显示用液的电泳显示介质的制作)作为在单面设有电极的基板,使用单面形成有0.15μm透明导电膜(ITO膜)的玻璃基板(厚度为1.1mm),将该玻璃基板介由一对约为500μm的隔板相向配置,形成小室。
在该空间内,将上述表1中制备的电泳显示用液封入,由此制作电泳显示介质。
(电泳显示介质的物性评价)对于由上述方法制作的实施例和比较例的各电泳显示介质,介由介质的电极施加+200V或者-200V的电压使之电泳,使用MSC-5N(Suga试验机公司生产,以下相同),测定所形成的白色或者着色显示面的反射率。
同时,目测评价白色显示和着色显示,粒子的凝集和附着状态的评价,对比度比的评价通过下述方法进行。
(目测评价白色显示和着色显示)对于施加电压而显示的白色显示面的白度和着色显示面的颜色浓度进行目测观察,按下述评价标准进行感官评价。
目测评价白色显示面的标准○白△带稍许颜色×颜色很重目测评价着色显示面的标准○亮、色彩强△有稍许发白
×发白(粒子的凝集和附着状态以及响应性的评价)粒子的凝集和对电极面的附着如下评价以1秒钟的间隔交替施加100次+200V或者-200V的电压,切换显示后,目视观察显示部分的色调变化和状态,以下述评价标准进行评价。
另外,对于与电压切换相应的显示变化的响应性也按照下述评价标准进行评价。
粒子的凝集和附着状态的评价标准○几乎没有凝集和附着△有稍许凝集和附着×发生凝集和附着响应性的评价标准○迅速变化△反应有些迟缓×反应迟缓(对比度比的评价)对比度比如下求出施加+200V或者-200V的电压,将一个可视显示部作为白色显示,在最外侧显示面对准焦点,经过45照射-垂直受光测定白色反射后,施加与最初相反极性的-200V或者+200V的电压,将可视显示部作为着色显示,同样地测定着色面的反射率,从它们的比(白色显示面的反射率/着色显示面的反射率)求出。
表2

由上述表2结果可知,本发明范围的实施例1~19的电泳显示用介质,与本发明范围外的比较例1~6的电泳显示用介质相比,白色显示面和着色显示面的反射率优异,目测的白色显示和着色显示的色调也优异,并且没有微粒的凝集和附着,响应性及对比度优异。
接着,通过下述方法制作微胶囊型(MC)和片材型(S)的电泳显示用装置,用上述各评价方法评价了白色显示面的反射率、目测评价白色显示面、着色显示面的反射率、目测评价着色显示面、微粒的凝集和附着、响应性、对比度。
这些电泳显示装置的物性评价结果示于下述表3。
微胶囊型实施例1(1)电泳显示用液的制备按照上述实施例2记载的混合比制备100g的分散液。
(2)微胶囊化将200g的5重量%的明胶水溶液和200g的5重量%的阿拉伯树胶溶液边搅拌边混合,升温至50℃,使用氢氧化钠水溶液将溶液的pH调节至9.0。在该水溶液中边缓慢搅拌边加入上述(1)的电泳显示用分散液,制备乳化系。
接着,在规定的搅拌条件下使用醋酸水溶液将pH降至4.0,形成明胶/阿拉伯树胶凝集层后,在约30分钟内冷却至约5℃。
然后加入10g甲醛35%水溶液,升温至50℃,实施约2小时的固化反应,制备微胶囊的浆料。
所得微胶囊的平均粒径为80μm。
(3)装置评价以相对于1份上述(2)中所得到的微胶囊浆料,水性尿烷系粘合剂溶液为1.5份的比例进行混合,使用敷料涂布机在PET基材的ITO透明电极上进行涂布,在50℃的干燥条件下充分干燥。
将该显示用小室连接于相向电极基板上,按照使相向电极间间隔变为60μm的方式进行真空压合,制作显示装置,实施评价。
微胶囊型实施例2(1)电泳显示用液的制备按照上述实施例9记载的混合比制备100g的分散液。
(2)微胶囊化在上述分散液(1)中溶解10g的六亚甲基二异氰酸酯(HDI)后,立即在规定的搅拌条件下加入300g 5重量%的明胶水溶液,制备乳化系,将温度维持在35℃,继续搅拌2小时后,将体系的温度冷却至5℃。
接着,用氢氧化钠将pH调节至9.0后,添加10g戊二醛25%水溶液,将体系温度升至50℃,用约2小时完成胶囊化反应。
所得微胶囊的平均粒径为90μm。
(3)装置评价以相对于1份上述(2)中所得到的微胶囊浆料,含有规定量的介电常数调整材料的水性硅系粘合剂溶液为2份的比例进行混合,使用敷料涂布机在PET基材的ITO透明电极上进行涂布,在50℃的干燥条件下充分干燥。
将该显示用小室连接于相向电极基板上,按照使相向电极间间隔变为60μm的方式进行真空压合,制作显示装置,实施评价。
微胶囊型实施例3(1)电泳显示用液的制备按照上述实施例10记载的混合比制备100g的分散液。
(2)微胶囊化在上述分散液(1)中溶解10g HDI的缩二脲体后,立即在规定的搅拌条件下加入300g 5重量%的PVA水溶液,制备乳化系,将温度维持在60℃,继续搅拌3小时后,用氢氧化钠将pH调节至9.0后,添加10g戊二醛25%水溶液,将体系温度升至50℃,用约2小时完成胶囊化反应。
所得微胶囊的平均粒径为75μm。
(3)装置评价以相对于1份上述(2)中所得到的微胶囊浆料,含有规定量的介电常数调整材料的PVA系粘合剂溶液为2份的比例进行混合,使用敷料涂布机在PET基材的ITO透明电极上进行涂布,在50℃的干燥条件下充分干燥。
将该显示用小室连接于相向电极基板上,按照使相向电极间间隔变为60μm的方式进行真空压合,制作显示装置,实施评价。
片材型实施例1(1)电泳显示用液的制备按照上述实施例2记载的混合比制备100g的分散液。
(2)片材型收容墨水的隔板装置评价在如图9所示的用尺寸图案形成图案的片材上填充电泳墨水,在与PET基材的ITO透明电极相向的电极上配置该片材,制作显示装置,实施评价。
表3

由上述表3结果可知,在微胶囊型(MC)和片材型(S)的电泳显示用装置中,白色显示面和着色显示面的反射率优异,目测的白色显示和着色显示的色调也优异,并且没有微粒的凝集和附着,响应性及对比度优异。
(实施例20~25和比较例7~11、电泳显示用液的制备、本第2发明)将下述表4所示的各个实施例和比较例的混合组成,使用玻璃珠用涂料摇摆机分散60分钟,制备电泳显示用液。
所用微粒(A-1、B-1)、着色剂(染料)、分散液介质(C-1、C-4)、聚氧化乙烯氧化丙烯(POEOP)嵌段聚合物F、分散剂(D-2)、烷基聚醚胺等(E)使用下述物质。
微粒A-1ITT-2 TiO2CR-50(日光Chemicals公司生产)、表面用钛偶联剂处理过的氧化钛、平均粒径约为0.4μmB-1Rubcouleur 220(MD)Black(大日精化工业公司生产、丙烯酸共聚物着色珠)、平均粒径约为10μm着色剂(染料)油蓝N(和光纯药公司生产)分散液介质CC-1二甲苯C-4日石Hisol SAS296(新日本石油化学公司生产、二烯丙基链烷)聚氧化乙烯氧化丙烯(POEOP)嵌段聚合物FF-1Pronon 102(平均分子量为1250、环氧乙烷量为20重量%、日本油脂公司生产)F-2Pronon 104(平均分子量为1670、环氧乙烷量为40重量%、日本油脂公司生产)F-3Pronon 201(平均分子量为2220、环氧乙烷量为10重量%、日本油脂公司生产)
F-4Pronon 204(平均分子量为3300、环氧乙烷量为40重量%、日本油脂公司生产)F-5Pronon 208(平均分子量为10000、环氧乙烷量为80重量%、日本油脂公司生产)分散剂DD-2山梨糖醇酐三油酸酯烷基聚醚胺等EE-1Nymeen L-201(日本油脂公司生产)、羟乙基月桂胺E-3Nymeen S-202(日本油脂公司生产)、聚乙二醇十八烷基胺E-5DT-203(日本油脂公司生产)、聚氧化乙烯烷基(牛脂)丙烯二胺E-6三辛基胺表4(混合单位重量%、总量为100)

通过与上述实施例1等相同的方法制作使用了上述表4中所得各电泳显示用液的电泳显示介质,通过上述各评价方法,评价了白色显示面的反射率、目测评价白色显示面、着色显示面的反射率、目测评价着色显示面、微粒的凝集和附着、响应性、对比度,同时,通过下述评价方法评价了50℃、1M(1个月)保存后的微粒的凝集和附着,响应性、对比度。
这些电泳显示介质的物性评价结果如下述表5所示。
将用上述方法制得的实施例20~25及比较例7~11的各电泳显示介质在50℃保存1M(1个月)后,用上述各评价方法评价微粒的凝集和附着,响应性、对比度。
表5

由上述表5的结果明确可知,本发明范围的实施例20~25的电泳显示用介质,与本发明范围外的比较例7~11的电泳显示用介质相比,白色显示面和着色显示面的反射率优异,目测的白色显示和着色显示的色调也优异,并且没有微粒的凝集和附着,响应性及对比度优异,同时,即便在50℃保存1M(1个月)后,也没有微粒的凝集和附着,响应性和对比度也优异。
接着,通过下述方法制作微胶囊型(MC)和片材型(S)的电泳显示用装置,用上述各评价方法评价了白色显示面的反射率、目测评价白色显示面、着色显示面的反射率、目测评价着色显示面、微粒的凝集和附着、响应性、对比度,以及评价了50℃、1M(1个月)保存后的微粒的凝集和附着,响应性、对比度的评价方法。
这些电泳显示装置的物性评价结果示于下述表6。
微胶囊型实施例4(1)电泳显示用液的制备按照上述实施例20记载的混合比制备100g的分散液。
(2)微胶囊化将200g 5重量%的明胶水溶液和200g 5重量%的阿拉伯树胶水溶液边搅拌边混合,升温至50℃,使用氢氧化钠水溶液将溶液的pH调节至9.0。在该水溶液中边缓慢搅拌边加入上述(1)的电泳显示用分散液,制备乳化系。
接着,在规定的搅拌条件下使用醋酸水溶液将pH降至4.0,形成明胶/阿拉伯树胶凝集层后,在约30分钟内冷却至约5℃。
然后加入10g甲醛35%水溶液,升温至50℃,实施约2小时的固化反应,制备微胶囊的浆料。
所得微胶囊的平均粒径为80μm。
(3)装置评价以相对于1份上述(2)中所得到的微胶囊浆料,水性尿烷系粘合剂溶液为1.5份的比例进行混合,使用敷料涂布机在PET基材的ITO透明电极上进行涂布,在50℃的干燥条件下充分干燥。
将该显示用小室连接于相向电极基板上,按照使相向电极间间隔变为60μm的方式进行真空压合,制作显示装置,实施评价。
微胶囊型实施例5(1)电泳显示用液的制备按照上述实施例21记载的混合比制备100g的分散液。
(2)微胶囊化在上述分散液(1)中溶解10g六亚甲基二异氰酸酯(HDI)后,立即在规定的搅拌条件下加入300g 5重量%的明胶水溶液,制备乳化系,将温度维持在35℃,继续搅拌2小时后,将体系的温度冷却至5℃。
接着,使用氢氧化钠将pH调节至9.0后,添加10g戊二醛25%水溶液,将体系温度升至50℃,用约2小时完成胶囊化反应。
所得微胶囊的平均粒径为90μm。
(3)装置评价以相对于1份上述(2)中所得到的微胶囊浆料,含有规定量的介电常数调整材料的水性硅系粘合剂溶液为2份的比例进行混合,使用敷料涂布机在PET基材的ITO透明电极上进行涂布,在50℃的干燥条件下充分干燥。
将该显示用小室连接于相向电极基板上,按照使相向电极间间隔变为60μm的方式进行真空压合,制作显示装置,实施评价。
微胶囊型实施例6(1)电泳显示用液的制备按照上述实施例22记载的混合比制备100g的分散液。
(2)微胶囊化在上述分散液(1)中溶解10g HDI的缩二脲体后,立即在规定的搅拌条件下加入300g 5重量%的PVA水溶液,制备乳化系,将温度维持在60℃,继续搅拌3小时后,用氢氧化钠将pH调节至9.0后,添加10g戊二醛25%水溶液,将体系温度升至50℃,用约2小时完成胶囊化反应。
所得微胶囊的平均粒径为75μm。
(3)装置评价以相对于1份上述(2)中所得到的微胶囊浆料,含有规定量的介电常数调整材料的PVA系粘合剂溶液为2份的比例进行混合,使用敷料涂布机在PET基材的ITO透明电极上进行涂布,在50℃的干燥条件下充分干燥。
将该显示用小室连接于相向电极基板上,按照使相向电极间间隔变为60μm的方式进行真空压合,制作显示装置,实施评价。
片材型实施例2(1)电泳显示用液的制备按照上述实施例23记载的混合比制备100g的分散液。
(2)片材型收容墨水的隔板装置评价在如图9所示的用尺寸图案形成图案的片材上填充电泳墨水,在与PET基材的ITO透明电极相向的电极上配置该片材,制作显示装置,实施评价。
表6

由上述表6的结果明确可知,微胶囊型(MC)和片材型(S)的电泳显示用装置中,白色显示面和着色显示面的反射率优异,目测的白色显示和着色显示的色调也优异,并且没有微粒的凝集和附着,响应性及对比度优异,同时,即便在50℃保存1M(1个月)后,也没有微粒的凝集和附着,响应性和对比度也优异。
(实施例26~30和比较例12~16、电泳显示用液的制备、本大发明)将下述表7中所示的各个实施例和比较例的混合组成,使用玻璃珠用涂料摇摆机分散60分钟,制备电泳显示用液。
所用微粒(A-1、B-1)、着色剂(染料)、分散液介质(C-1、C-4)、乙炔衍生物(G-1~G-2)、聚氧乙烯氧丙烯(POEOP)嵌段聚合物F、分散剂D、烷基聚醚胺E使用下述物质。
微粒AA-1ITT-2 TiO2CR-50(日光Chemicals公司生产),表面用钛偶联剂处理过的氧化钛,平均粒径约为0.4μmB-1Rubcouleur 220(MD)Black(大日精化工业公司生产、丙烯酸共聚物着色珠),平均粒径约为10μm着色剂(染料)油蓝N(和光纯药公司生产)分散液介质CC-1二甲苯C-4日石Hisol SAS296(新日本石油化学公司生产、二烯丙基链烷)乙炔衍生物GG-1Surfynol 104DPM(HLB为4、日信化学工业公司生产)G-2Surfynol DF110D(HLB为3、日信化学工业公司生产)聚氧化乙烯氧化丙烯(POEOP)嵌段聚合物FPronon 102(平均分子量为1250、环氧乙烷量为20重量%、日本油脂公司生产)分散剂D山梨糖醇酐三油酸酯烷基聚醚胺ENymeen L-201(日本油脂公司生产)、羟乙基月桂胺表7(混合单位重量%、总量为100)

通过下述方法制作使用了上述表7中所得各电泳显示用液的电泳显示介质,通过上述各评价方法评价了白色显示面的反射率、目测评价白色显示面和着色显示面的反射率、目测评价着色显示面、微粒的凝集和附着、响应性、对比度,同时,通过下述评价方法评价了反复显示次数(1000次、5000次、10000次)后的显示特性(凝集和附着、对比度),以及通过上述评价方法评价50℃、1M(1个月)保存后的微粒的凝集和附着、响应性、对比度。
这些电泳显示介质的物性评价结果如下述表8所示。
(使用了电泳显示用液的电泳显示介质的制作)作为在单面设有电极的基板,使用单面形成有0.15μm透明导电膜(ITO膜)的玻璃基板(厚度为1.1mm),将该玻璃基板介由一对约为100μm的隔板相向配置,形成小室。为了看到基板电极的亲水化处理效果,一部分的实验中使用对玻璃基板进行了臭氧处理和UV Itro处理的基板来形成小室。臭氧处理是对上述所得到的玻璃基板以臭氧浓度为20g/m3进行60分钟的臭氧处理(三菱Ozonizer OS-IN、三菱电机公司生产)。而UV Itro处理是使用含有0.0001摩尔%、沸点为27℃的四甲基硅烷和0.00001摩尔%、沸点为122℃的四甲氧基硅烷的燃料气体,对玻璃基板实施0.5秒的硅氧化焰处理。
在该空间内封入上述表7所制备的电泳显示用液,由此制作电泳显示介质。
反复显示特性的评价是对凝集和对比度进行的,是以下述评价标准对实施1000次、5000次、10000次时的显示状态进行评价。
评价标准○与初期状态相比无变化△发现一部分在电极上的凝集和附着,对比度稍有下降×凝集和附着严重,对比度显著下降表8

由上述表8的结果明确可知,本发明范围的实施例26~30的电泳显示用介质,与本发明范围外的比较例12~16的电泳显示用介质相比,白色显示面和着色显示面的反射率优异,目测的白色显示和着色显示的色调也优异,并且没有微粒的凝集和附着,响应性及对比度优异,同时,对于1000次、5000次、10000次的反复显示特性,也没有凝集和附着,对比度也优异,并且,即便在50℃保存1M(1个月)后,也没有微粒的凝集和附着,响应性和对比度也优异。
接着,通过下述方法制作微胶囊型(MC)和片材型(S)的电泳显示用装置,用上述各评价方法评价了白色显示面的反射率、目测评价白色显示面、着色显示面的反射率、目测评价着色显示面、微粒的凝集和附着、响应性、对比度、反复显示次数(1000次、5000次、10000次)后的显示特性(凝集和附着,对比度),以及评价了50℃、1M(1个月)保存后的微粒的凝集和附着,响应性、对比度的评价方法。
这些电泳显示装置的物性评价结果示于下述表9。
微胶囊型实施例7(1)电泳显示用液的制备按照上述实施例27记载的混合比制备100g的电泳显示用液。
(2)微胶囊化将200g 5重量%的明胶水溶液和200g 5重量%的阿拉伯树胶水溶液边搅拌边混合,升温至50℃,使用氢氧化钠水溶液将溶液的pH调节至9.0。在该水溶液中边缓慢搅拌边加入上述(1)的电泳显示用分散液,制备乳化系。
接着,在规定的搅拌条件下使用醋酸水溶液将pH降至4.0,形成明胶/阿拉伯树胶凝集层后,在约30分钟内冷却至约5℃。
然后加入10g甲醛35%水溶液,升温至50℃,实施约2小时的固化反应,制备微胶囊的浆料。
所得微胶囊的平均粒径为80μm。
(3)装置评价以相对于1份上述(2)中所得到的微胶囊浆料,水性尿烷系粘合剂溶液为1.5份的比例进行混合,使用敷料涂布机在PET基材的ITO透明电极上进行涂布,在50℃的干燥条件下充分干燥。
将该显示用小室连接于相向电极基板上,按照使相向电极间间隔变为60μm的方式进行真空压合,制作显示装置,实施评价。
片材型实施例13(1)电泳显示用液的制备按照上述实施例2记载的混合比制备100g的电泳显示用液。
(2)片材型收容墨水的隔板装置评价在如图9所示的、用尺寸图案通过光刻法在PET基材的ITO透明电极上形成图案且小室间隔为80μm的小室片材上,填充电泳显示液,配置相向电极,通过UV固化粘合剂(UV3400、东亚合成化学公司生产、以下相同)制作片材化了的显示装置,制作显示装置,实施评价。
片材型实施例14(1)电泳显示用液的制备按照上述实施例28记载的混合比制备100g的电泳显示用液。
(2)片材型收容墨水的隔板装置评价在如图9所示的、用尺寸图案通过激光加工法形成图案且厚度为50μm的聚酰亚胺制小室片材上,填充电泳显示液,配置相向电极,通过UV硬化粘合剂制作片材化了的显示装置,制作显示装置,实施评价。
片材型实施例15在上述片材型实施例13中,将形成了小室图案的ITO透明电极和相向电极进行臭氧处理[三菱Ozonizer OS-IN、三菱电机公司生产、以臭氧浓度为20g/m3处理60分钟]后,填充电泳显示液,制作显示装置。
片材型实施例16在上述片材型实施例14中,将ITO透明电极、小室片材、相向电极进行UV Itro处理后,填充电泳显示液,制作显示装置。
表9

由上述表9的结果明确可知,微胶囊型(MC)和小室型(S)的电泳显示用装置中,白色显示面和着色显示面的反射率优异,目测的白色显示和着色显示的色调也优异,并且没有微粒的凝集和附着,响应性及对比度优异,同时,对于1000次、5000次、10000次的反复显示特性,也没有凝集和附着,对比度也优异,并且,即便在50℃保存1M(1个月)后,也没有微粒的凝集和附着,响应性和对比度也优异。
综上所述,这样构成的本发明的电泳显示用液、使用了该电泳显示用液的显示介质以及显示装置,由于电泳显示用液的分散稳定性优异,因此实现了高对比度的显示,在反复显示时也可以以高可靠性进行对比显示,响应性也优异,因此可适用于作为信息终端机、电子价签、电子书籍等携带型显示装置。
权利要求
1.一种电泳显示用液,其特征在于,其含有至少具有以下述通式(I)所示结构单元的烷基聚醚胺、1种或多种微粒、分散剂以及分散液介质,且所述微粒含有被亲油性表面处理过的微粒, 上述式(I)中,R1为饱和烃基或者不饱和烃基,R2为(OCH2CH2)x-H,R3为(OCH2CH2)y-H,x、y为正数。
2.一种电泳显示用液,其特征在于,其含有至少具有以下述通式(I)所示结构单元的烷基聚醚胺、具有以下述通式(II)所示结构单元的聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物、1种或多种微粒以及分散液介质, 上述式(I)中,R1为饱和烃基或者不饱和烃基,R2为(OCH2CH2)x-H,R3为(OCH2CH2)y-H,x、y为正数,OH(C2H4O)p(C3H8O)qH (II)上述式(II)中,p、q为正数。
3.如权利要求2所述的电泳显示用液,其进一步含有具有以下述通式(III)所示结构单元的乙炔衍生物, 上述式(III)中,R4和R5为饱和烃基或不饱和烃基,R6为OCH2CH(CH3)-、或者(OCH2CH2)m-OH,R7为OCH2CH(CH3)-、或者(OCH2CH2)n-OH,m、n为0或者正数,所述R6和R7可以相同也可以不同。
4.如权利要求2或3所述的电泳显示用液,其中聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物的平均分子量为1000~4000。
5.如权利要求2~4任一项所述的电泳显示用液,其中聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物中的环氧乙烷量为50重量%或以下。
6.如权利要求2~5任一项所述的电泳显示用液,其中聚氧化乙烯氧化丙烯嵌段聚合物的含量相对于显示液总量为0.01~30重量%。
7.如权利要求3~6任一项所述的电泳显示用液,其中乙炔衍生物的HLB为10或以下。
8.如权利要求2~7任一项所述的电泳显示用液,其中微粒被亲油性表面处理过。
9.如权利要求1~8任一项所述的电泳显示用液,其中亲油性表面处理是使用偶联剂进行的。
10.如权利要求9所述的电泳显示用液,其中偶联剂为选自钛酸酯系偶联剂、铝系偶联剂、硅烷系偶联剂之中的至少1种。
11.如权利要求1~10任一项所述的电泳显示用液,其中被亲油性表面处理过的微粒的表面官能基团为烷氧基羰基。
12.如权利要求1~11任一项所述的电泳显示用液,其中烷基聚醚胺的含量相对于微粒为1.0~200重量%。
13.如权利要求1~12任一项所述的电泳显示用液,其中微粒的至少1种为含有着色剂的高分子微粒、有机颜料、无机颜料。
14.如权利要求13所述的电泳显示用液,其中含有着色剂的高分子微粒的构成成分为交联丙烯酸系树脂。
15.如权利要求1~14任一项所述的电泳显示用液,其中微粒的平均粒径为0.05~20μm。
16.如权利要求2~15任一项所述的电泳显示用液,其中还进一步含有分散剂。
17.如权利要求1~16任一项所述的电泳显示用液,其中分散剂为非离子系或者阴离子系表面活性剂。
18.如权利要求1~17任一项所述的电泳显示用液,其中分散剂的含量相对于显示液总量为0.01~50重量%。
19.一种电泳显示用介质,其特征在于,将权利要求1~18任一项所述的电泳显示用液封入在微胶囊或者小室的各自独立的结构体中。
20.如权利要求19所述的电泳显示用介质,其中在填充电泳显示用液的小室结构中,对与电泳显示液接触的电极部和小室部进行亲水化处理,该亲水化处理选自臭氧处理、等离子处理、电晕处理、UV Itro处理、溅射处理、聚合物层形成处理、无机层形成处理、有机或无机混合层形成处理。
21.如权利要求19所述的电泳显示用介质,其中微胶囊的大小为10~200μm。
22.如权利要求19或21所述的电泳显示用介质,其中微胶囊具有柔软性,且在排列微胶囊时难以产生间隙。
23.如权利要求19~22任一项所述的电泳显示用介质,其中独立的小室的容积为1×10-9cm3~1×10-3cm3。
24.一种电泳显示装置,其特征在于,其具有一对基板和存在于该基板之间的权利要求19~23任一项所述的电泳显示介质,所述一对基板中的至少之一形成有透光性电极。
全文摘要
作为使用了通过电场等作用可以可逆地改变可视状态的电泳显示用液的电泳显示用介质,可以列举出将电泳显示用液封入在微胶囊或者小室的分别独立的结构体中而得到的物质,其中电泳显示用液含有至少具有以特定结构式所示结构单元的烷基聚醚胺、1种或多种微粒、分散剂以及分散液介质,且所述微粒含有被亲油性表面处理过的微粒。另外,电泳显示装置可以列举出具有一对基板和存在于该基板之间的所述电泳显示介质的装置,所述一对基板中的至少之一形成有透光性电极。使用了该电泳显示用液的电泳显示介质和电泳显示装置的显示面的对比度高,在反复显示时也可以以高可靠性进行对比显示,响应性也优异。
文档编号G02F1/01GK1846165SQ20048002528
公开日2006年10月11日 申请日期2004年8月31日 优先权日2003年9月3日
发明者荻原康明, 佐藤厚志, 长田隆博, 小山隆雄 申请人:三菱铅笔株式会社
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