电泳分散液、使用其的图像显示介质和图像显示装置的制作方法

专利名称：电泳分散液、使用其的图像显示介质和图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及电泳分散液、使用该电泳分散液的图像显示介质、以及使用该电
泳分散液的图像显示装置。
背景技术：
通常，CRT(阴极射线管)和液晶显示器已用于显示文字和图像例如静止图像和动态图像的图像显示装置。这些装置能够瞬时显示和重写数字数据，但是它们不总是适于作为便携式装置使用。而且，还存在长时间操作引起的眼疲劳和关闭电源时图像无法显示的许多缺点。同时，当文字和静止图像作为文件等分发或储存时，它们通过打印机记录在纸张介质上。这样的纸张介质广泛地用作所谓的硬拷贝。硬拷贝上的文字和静止图像可以以自由的姿势在较少疲劳的情况下较容易地阅读。而且，重量轻的硬拷贝提供优异的携带性。但是，当对使用后废弃的硬拷贝进行回收时，该回收需要相当大的人力和成本。因此，从资源节约的观点来看仍存在问题。 非常需要具有显示装置和硬拷贝两者优点的类似纸张的可重写显示介质。采用高分子分散型液晶、双稳定性胆甾型液晶、电致变色元件、电泳元件等的显示介质作为能够明亮显示的反射型显示介质已经受到关注。其中，使用电泳元件的显示介质在显示质量和显示操作的电力消耗降低方面是优异的。例如，专利文献1和2等公开了这种显示介质。使用电泳元件的显示介质包括填充在一对透明电极之间的分散液。该分散液包括着色的分散介质，其中分散有颜色不同于该分散介质颜色的多种电泳粒子。在这种情况下，分散介质中该电泳粒子在表面上具有电荷。当与所述电泳粒子的电荷极性(方向)相反的电压施加到透明电极之一时，该电泳粒子被吸引至施加了电压的透明电极。结果，可从该透明电极侧观察到电泳粒子的颜色。当与所述电泳粒子电荷极性(方向)相同的电压施加至透明电极之一时，该电泳粒子朝与施加相同电势的电极相反的透明电极方向移动。结果，在施加了电压的透明电极侧观察到分散介质的颜色。通过利用与电压变化相对应的颜色变化，可以显示图像。 如上所述，类似纸张的显示介质除了可视性和便携性之外还需要具有双稳定性。根据专利文献3，通过使用溶解或分散在非极性溶剂中的粘均分子量为约4000000 1200000的聚异丁烯，通过所谓耗损效应(d印letion effect)实现聚集状态，并增强了双稳定性。 专利文献1 :日本专利No. 2612472 专利文献2 :日本专利申请公开No. 5-173194 专利文献3 :美国专利申请公开No. 2002-0180687 如专利文献3中所公开的，当聚合物溶解在分散介质中以提高双稳定性时，提高了分散介质的粘度。根据休克尔方程(Huckel formula)(下式1)，电泳迁移率与分散介质粘度彼此成反比。即，当升高分散介质的粘度时，电泳迁移率降低。
式1<formula>formula see original document page 5</formula>(其中，ii为电泳迁移率，e。表示真空中的介电常数，、表示分散介质的相对介
电常数，4表示电泳粒子的4电位，且n表示分散介质的粘度。) 当聚合物溶解在分散介质中时，分散介质的粘度升高并且双稳定性增加。另一方
面，电泳迁移率降低，导致电泳显示介质的操作延迟和驱动电压的上升等。即，在休克尔方程成立的情况下，变得非常难以改善双稳定性而不提高分散介质的粘度。 本发明的至少一个实施方式的目的在于提供具有双稳定性从而可实现稳定电泳迁移率和稳定静态的电泳分散液，并提供利用该电泳分散液的图像显示介质和图像显示装置。 为了实现具有稳定的电泳迁移率的电泳分散液，需要电泳粒子被良好地分散。为了在粒子分散体系中实现良好的分散状态，根据DLVO(Derjaguin和Landau， Verwey和0verbeek)理论，需要控制作用于粒子之间的范德华力(吸引力)和静电斥力(排斥力)。具体来说，通常已知非DLVO相互作用在非极性溶剂体系中发挥着强烈的作用。在所述作用中，已知与聚合物斥力(排斥力)相关的组分是特别优异的。也就是说，通过用对分散介质具有亲和性的物质包覆或包裹(结合)电泳粒子的表面，并且在该电泳粒子的表面上形成具有合适密度和聚合度的聚合物，实现了粒子分散体系中非极性溶剂中的电泳粒子的稳定电泳状态。 而且，为了实现稳定的静态，需要电泳粒子聚集。在多种电泳粒子中，在可视区域中具有最小消光系数的电泳粒子种类对图像显示的光学变化几乎没有影响。因此，这种电泳粒子无需聚集以实现稳定的静态。当电泳分散液含有n种电泳粒子时，需要聚集至少(n-l)种电泳粒子。电泳粒子可在同种粒子之间聚集，或者通过附着在作为电泳介质组件被包括的壁表面上而聚集。为了获得稳定的电泳粒子聚集状态，进行与形成分散状态的过程相反的过程。通过除去粒子表面上聚合物的过程，吸引力变得过强，使得难以形成电泳粒子的分散状态。因此不能获得稳定的电泳状态。 为了通过考虑双稳定性而获得电泳粒子的聚集状态，有效的是在电泳粒子的表面上有效地形成包含具有带电基团的单体的聚合物以控制电泳粒子的带电性质。而且，在含有多种电泳粒子的电泳分散液中不同种类的电泳粒子之间存在强烈的相互作用的情况下，难以使不同种类的电泳粒子产生各自独立的电泳。因此，难以使电泳粒子偏心地存在于电泳介质中。也就是说，不能获得不同种类粒子的独立的电泳状态和独立的聚集状态。例如，一种电泳粒子干扰另一种电泳粒子的聚集状态。在这种情况下，无法获得稳定的双稳定性。为了避免这种情况，电泳粒子的表面需要用设计成在不同种类的粒子之间和粒子与壁表面之间具有合适的相互作用的物质改性或包覆(结合)。 作为对基于以上描述的最佳电泳分散液的积极研究的结果，本发明者选择了具有
带电基团的单体和作为对非极性溶剂具有亲和性的物质的具有以下式I表示的硅氧烷结构的单体。本发明者发现了一种电泳液，该电泳液包含表面被至少包含上述单体的共聚物
改性或包覆的电泳粒子，以及表面被至少包含作为对非极性溶剂具有亲和性的单体的以下式II表示的单体的聚合物改性或包覆的电泳粒子。
式I<formula>formula see original document page 6</formula> 式IV中，R表示氢原子或甲基。 通过使用上述电泳液，能够获得双稳定性，从而实现稳定的电泳状态和稳定的静 态。当本发明提供的电泳液用于利用电泳现象的图像显示介质时，可容易地与电压相应地 显示图像并且可提供优异的记忆。

发明内容
根据本发明的一方面，电泳分散液包括非极性溶剂和多种电泳粒子。至少一种电
泳粒子在表面上具有包含具有带电基团的第一单体和由如下式I表示的第二单体的共聚
物
<formula>formula see original document page 6</formula> 式I中，R表示氢原子或甲基，R'表示氢原子或碳数为1 4的烷基，n表示自然 数，且x表示1 3的整数。
式II
式II中，R表示氢原子或甲基，且R"表示碳数为4或更高的烷基。具体地说，具 有带电基团的单体优选为式III或IV表示的单体。
<formula>formula see original document page 6</formula>

式III中，R、 &和R2独立地表示氢原子或甲基，且x表示1 3的整数。 式IVCH3
、r i L
L 」x I
CH3
CH3
ft
倒3
Si —FT CH3 R表示氢原子或甲基，R'表示氢原子或碳数为1 4的烷基，n为自然数，且x表
示1 3的整数。至少另一种电泳粒子在表面上具有作为聚合物组分的包含由如下式II
表示的第三单体的聚合物
R表示氢原子或甲基且R"表示碳数为4或更高的烷基。 根据本发明的另一方面，图像显示装置包括具有一对电极的图像显示介质。所述 电极之一能够透射光。该图像显示装置进一步包括在所述电极之间的电泳分散液。该电泳 分散液包括非极性溶剂和多种电泳粒子。至少一种电泳粒子在表面上具有包含具有带电基 团的第一单体和由如下式I表示的第二单体的共聚物
Ft 0
M 鳴
O^fc'Hz]^ Si —'0
GH3 'Si —O' CH3
GH3 Si —FT GH3 R表示氢原子或甲基，R'表示氢原子或碳数为1 4的烷基，n为自然数，且x表
示1 3的整数。至少另一种电泳粒子在表面上具有作为聚合物组分的包含由如下式II
表示的第三单体的聚合物
R p R表示氢原子或甲基且R"表示碳数为4或更高的烷基。该电泳分散液被分隔为通 过一个或多个隔壁所限定的多个微空间。图像显示装置进一步包括设置为控制所述图像显
示介质的显示的控制部件c


图1为本发明的实施方式的图像显示介质的配置实例；和
图2为本发明的实施方式的图像显示装置的实例。
具体实施例方式以下根据需要参考

本发明的实施方式。以下描述对应于本发明的优选实
施方式并且本发明不限于这些实施方式。(第一实施方式) 根据本发明第一实施方式的电泳分散液包括非极性溶剂和多种电泳粒子。至少一 种电泳粒子在表面上具有包含具有带电基团的单体和由式I表示的单体的共聚物。至少另 一种电泳粒子的表面化学地具有包括由式II表示的单体的聚合物。 所述非极性溶剂优选为非极性有机溶剂。作为非极性有机溶剂，可使用石蜡烃， 例如戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷和十二烷；异石蜡烃，例如异己烷、异辛烷、和异十二 烷；烷基环烷烃，例如液体石蜡；芳香族烃，例如苯、甲苯、二甲苯、烷基苯、和溶剂石脑油； 硅油，例如二甲基硅油、苯基甲基硅油、二烷基硅油、烷基苯基硅油、环状聚二烷基硅氧烷、 和环状聚烷基苯基硅氧烷；或这些的混合物。 作为具有带电基团的单体，可使用含有离子极性基团的单体。作为可以带正电的 极性基团，氨基是公知的。作为可以带负电的极性基团，羧基、磺基、磷酸基等是公知的。
例如，具有可带负电的极性基团的单体的具体实例有(甲基)丙烯酸、马来酸、 马来酸酐、衣康酸、衣康酸酐、富马酸、肉桂酸、巴豆酸、乙烯基苯甲酸、2_甲基丙烯酰氧乙基 琥珀酸(2-methacryloxyethyl succinic acid) 、2-甲基丙烯酰氧乙基马来酸、2_甲基丙 烯酰氧乙基六氢邻苯二甲酸酯、乙烯基磺酸、芳基磺酸、苯乙烯磺酸、甲基丙烯酸-2-磺基 乙酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、甲基丙烯酸-3-氯酰胺磷氧基丙酯(3-chloroamide phosphoxy propylmethacrylate)、磷酸2_甲基丙烯酰氧乙酯等。 具有可带正电的极性基团的单体的具体实例有(甲基)丙烯酸N-甲基氨基乙 酯、(甲基)丙烯酸N-乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯 酸N， N-二乙基氨基乙酯、丙烯酸N， N-二丁基氨基乙酯、丙烯酸N， N-二叔丁基氨基乙酯、 甲基丙烯酸N-苯基氨基乙酯、甲基丙烯酸N，N- 二苯基氨基乙酯、二甲基氨基苯乙烯^-甲 基氨基乙基苯乙烯、二甲基氨基乙氧基苯乙烯、二苯基氨基乙基苯乙烯、^苯基氨基乙基苯 乙烯、2-N-哌啶基(甲基)丙烯酸酯、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、2-乙烯基-6-甲基吡 啶等。 以式I表示的有机硅大分子的聚硅氧烷部分对可有利地用作电泳图像显示介质 的分散介质具有优异的亲和性，该分散介质例如为非极性有机溶剂，具体地说为脂肪族烃 和硅油。特别地，在一端具有乙烯基的大分子的聚合物具有梳型结构，其中多个侧链耦合到 主链上。当该梳型结构部分与溶剂具有相容性时，为具有该单体作为组分的聚合物提供了 大的立体效应，这对于分散介质具有有利的分散稳定性。在式I中，R表示氢原子或甲基， R'表示氢原子或碳数为1 4的烷基，且x表示1 3的整数。在式I中，n表示自然数， 通常优选为3 600且更优选为10 200。当这些要素表示为式I表示的有机硅大分子的 平均分子量时，平均分子量为约500 50000。例如，当x = 3时得到的平均分子量为1000、 5000、和10000的有机硅大分子实际上作为可有利地使用的产物出售。
以式II表示的单体的烷基部分R"对有利地用于电泳图像显示介质的分散介质具 有优异的亲和性，该分散介质例如为非极性有机溶剂，具体地说为脂肪族烃和硅油。特别地，由在一端具有乙烯基的大分子形成的聚合物具有梳型结构，其中多个侧链耦合到主链 上。当该梳型结构部分与溶剂具有相容性时，具有该单体作为组分的聚合物具有大的立体 效应，从而具有有利的分散稳定性。而且，基本上不具有带电基团的烷基不具有静电相互作 用。而且，通过以化学方式耦合烷基，可使电泳粒子的来自颜料表面的带电基团通过化学反 应变为惰性。因此，可抑制对不同种类粒子的影响。式II的烷基部分R"的碳数没有限制， 只要其为4或更高。通常，碳数为4 18的单体作为可有利地使用的产品出售。
本发明电泳粒子的微粒子核用作在表面上具有上述聚合物或共聚物的核，并且可 为由任意材料形成的颗粒，例如聚合物颗粒、金属颗粒、金属氧化物颗粒、无机颗粒、碳颗 粒、和颜料颗粒。通常，可使用自身具有颜色的微粒子核、或者通过着色剂如颜料着色的微 粒子。当使用碳颗粒、金属氧化物、陶瓷等作为微粒子核时，可容易地通过使用偶联剂改变 其表面性质。而且，由于所述碳颗粒、金属氧化物、陶瓷等具有大的光吸收效应和光散射效 应，将这种微粒子核用于显示装置以改善图像的对比度是有效的。作为本发明中使用的金 属氧化物的具体实例，提及氧化钛、氧化锌、氧化铝等。另外，虽然优选可通过偶联剂处理的 微粒子核，但是可使用任意的微粒子核。作为这种微粒子核的实例，可提及金属硫化物等。
作为用作微粒子核的白色粒子的实例，可使用例如二氧化硅、氧化铝、和氧化钛的 金属氧化物的固体粒子。作为用作微粒子核的黑色粒子的实例，可使用炭黑、苯胺黑、炉黑、 灯黑等。 作为用作微粒子核的青色着色粒子，可使用例如酞菁蓝、亚甲基蓝、维多利亚蓝、
甲基紫、苯胺蓝、群青蓝等。作为用作微粒子核的品红色着色粒子，可使用例如若丹明6G色
淀、二甲基喹吖酮、指示红、玫瑰红、若丹明B、茜素色淀等。作为用作微粒子核的黄色着色粒
子，可使用例如铬黄、联苯胺黄、汉撒黄、萘酚黄、钼橙、喹啉黄、酒石黄等。 微粒子例如白色粒子、黑色粒子、或着色粒子可至少分散或混合在粘合剂树脂中
待用，该粘合剂树脂不溶于用作电泳分散介质的溶剂。作为粘合剂树脂，可使用不溶于所述
分散介质的已知热塑性树脂和热固性树脂。特别地，优选使用基于非粘着材料的材料。这
种树脂的实例有苯乙烯，例如聚酯树脂、聚苯乙烯、聚对氯苯乙烯、和聚乙烯基甲苯、和它们
的取代物的均聚物等。相对于100质量份的粘合剂树脂，微粒子如白色粒子、黑色粒子、或
着色粒子可以以0. 1 300质量份或优选为1 100质量份使用。(第二实施方式) 在根据本发明第二实施方式的电泳分散液中，具有带电基团的单体包括由式III 表示的单体。由式III表示的单体为碱性的，因为其包含氨基。也就是说，该单体具有作为 阳离子的离子性质。因此，包括该单体作为组分的聚合物可显示正带电性。基于与不同种 类的粒子或与壁表面的相互作用，可选择该单体。在式III中，R、 &和R2独立地表示氢原 子或甲基，且x表示1 3的整数。
(第三实施方式) 在根据本发明第三实施方式的电泳分散液中，具有带电基团的单体包括由式IV
表示的单体。由式iv表示的单体是强碱性的，该单体为伯胺，其中末端氨基的氢原子没有
被烷基取代。也就是说，该单体具有作为阳离子的高离子强度。因此，包括该单体作为组分 的聚合物可显示强带正电性。基于与不同种类的粒子或与壁表面的相互作用，可选择该单 体。在式IV中，R表示氢原子或甲基。[ooeo](第四实施方式) 根据本发明第四实施方式的电泳分散液可包括分散剂。该分散剂防止电泳粒子聚 集在分散介质中并维持电泳粒子的稳定分散。这种分散剂对分散介质和电泳粒子都具有亲 和性。作为所述分散剂，可广泛使用所谓的阳离子系表面活性剂、阴离子系表面活性剂、非
离子系表面活性剂和两性表面活性剂。这种分散剂的功能如下亲水基团部分附着到电泳 粒子表面的极性基团部分，并且电泳粒子由于疏水基团的立体效应而彼此相互排斥。而且， 阳离子系表面活性剂和阴离子系表面活性剂已知起到电荷控制剂的作用，由此用于控制电 荷。 相对于电泳粒子分散液，分散剂含量的比例为0. 1 40质量％或优选为10 20 质量％。 在本发明中，当电泳粒子包括碱性基团例如氨基时，优选使用具有酸基团的分散 剂。此时，取决于电泳粒子表面上的碱性基团与附着到电泳粒子上的分散剂的酸基团之间 的离子产生，可进一步改善带电特性。作为这种分散剂的具体实例，提及表面活性剂例如长 链羧酸和十二烷基苯磺酸。 作为具有酸基团的分散剂，优选使用聚合物化合物。具有酸基团的聚合物化合物 可通过聚合物链的立体效应改善分散的电泳粒子的分散稳定性。具有酸基团的聚合物化合 物优选通过共聚如下单体形成具有对非极性溶剂的高亲和性的单体、具有酸基团的单体、 和如果需要具有极性基团的单体等。 可聚合的单体描述如下。首先，具有对非极性溶剂的高亲和性的单体的实例有 (甲基)丙烯酸_2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸 癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、月桂酸乙烯酯、月桂基甲基丙烯酰胺、 十八烷基甲基丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基) 丙烯酸丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲 基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯、苯乙 烯、乙烯基甲苯、乙酸乙烯酯等。 而且，通过将聚硅氧烷接枝到聚(甲基)丙烯酸丙酯的侧链丙基而形成的有机硅 分散剂具有对硅油的高亲和性并且可提供稳定的分散液。 具有酸基团的单体的实例为除乙烯基之外还具有至少一个阴离子基团的单体，该 阴离子基团例如为-C00H基团、-S03H基团、-S02H基团、_CH2N02基团、_CHRN02基团、-ArOH 基团、和-ArSH基团(R表示烷基且Ar表示芳基)。具体地说，有(甲基)丙烯酸、马来酸、 马来酸酐、衣康酸、衣康酸酐、富马酸、肉桂酸、巴豆酸、乙烯基苯甲酸、2_甲基丙烯酰氧乙 基琥珀酸、2_甲基丙烯酰氧乙基马来酸、2-甲基丙烯酰氧乙基六氢邻苯二甲酸、乙烯基磺 酸、芳基磺酸、苯乙烯磺酸、甲基丙烯酸_2-磺基乙酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、甲 基丙烯酸3-氯酰胺磷氧基丙酯、磷酸2-甲基丙烯酰氧乙酯(2-methacryloxyethyl acid phosphate)等。 具有极性基团的单体的实例为(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2， 3_ 二羟基丙酯、(甲基)丙烯酸_4-羟基丁酯、甲基丙烯酸2-羟基-3-丙基酯、(甲基)丙 烯酸2-氯乙酯、(甲基)丙烯酸2，3-二溴丙酯、(甲基)丙烯腈、异丁基-2-氰丙烯酸酯、丙 烯酸2-氰基乙酯、2-氰基丙烯酸乙酯、甲基丙烯基丙酮、乙烯基吡咯烷酮、N-丙烯酰吗啉、甲基丙烯酸四氢糠基酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、对硝基苯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N， N- 二甲基甲基丙烯酰胺、N， N- 二丁基甲基丙烯酰胺等。 在本发明中用作分散剂的聚合物化合物的平均分子量为1000 100000或优选为
2000 50000。(第五实施方式) 参考图l描述根据本发明第五实施方式的图像显示介质。在图1中，附图标记4 和5表示白色或着色的电泳粒子。例如，提供着色电泳粒子4和白色电泳粒子5，其颜色和 电荷极性彼此不同(在该实施方式中，黑色电泳粒子作为着色电泳粒子处理)。也就是说， 当两种电泳粒子之一(即白色电泳粒子)在表面上包含具有式I表示的单体和具有带电基 团的单体的共聚物时，另一种电泳粒子(即着色电泳粒子)包含具有式II表示的单体的聚 合物作为聚合物组分。 将着色电泳粒子4、白色电泳粒子5和分散介质7 —起封装到微囊体3中。微囊体 3起到隔壁的作用。封装到各微囊体3中的包括分散介质7、着色电泳粒子4和白色电泳粒 子5的分散液对应于本发明实施方式的电泳分散液。分散介质7为非极性溶剂，其优选为 透明的从而提高图像的对比度，而图像的对比度基于着色电泳粒子4和白色电泳粒子5的 颜色差异。在分散介质7中，可根据需要加入分散剂等以控制分散的电泳粒子的分散。可 通过平版印刷术等在电极上直接形成隔壁，来代替使用微囊体3。 电泳粒子分散液中包含的白色电泳粒子5的实例为具有作为核的白色粒子和在 所述核表面上的聚合物或共聚物的电泳粒子。着色电泳粒子4的实例为具有作为核的黑色 粒子和着色粒子以及在所述核表面上的聚合物或共聚物的电泳粒子。 在图1中，附图标记1和2表示电极，其中至少一个具有透光性质。作为电极1和 2，可使用上述材料。当电源与电极1和2的一部分接触时，可以在电极1和2之间产生电 场。结果，根据该产生的电场，着色电泳粒子4和白色电泳粒子5可以可靠地并独立地向各 自预定的方向移动。由于提供了将电压施加到电极l和2之间的电压施加单元，因此容易 地显示图像。当薄膜晶体管(TFT)等用作电极1和2之一以控制每个微囊体3或每个特定 区域的施加电压时，各微囊体3或特定区域可用作像素。 该实施方式的图像显示介质通过如下方法制备将包含如上所述电泳粒子分散液 的微囊体和用作粘合支撑层6的透明无色的粘合剂混合以得到混合物；将该混合物涂布在 电极基板上；以及将相对的电极基板粘合到该电极基板。该混合物可以通过例如使用刮刀、 线棒、浸渍和旋涂的公知膜涂布方法涂布。但是，在电极基板上涂布混合物的方法没有特别 限制。可容易地通过这些步骤制造图像显示介质。
(第六实施方式) 参考图2描述根据本发明第六实施方式的图像显示装置。如图2所示，本发明的图 像显示装置IO包括由本发明的图像显示介质形成的图像显示部分ll，和控制部分12，其中 该控制部分12包括控制图像显示部分11的驱动电路、运算电路、内部存储器、电源等。图 像显示介质(图像显示部分ll)的电极形成点矩阵。当打开该点矩阵的特定点时整体显示 图像。在图2中，附图标记13表示信息输入单元，通过其输入控制部分所需的信息。
实施例1(白色电泳粒子A的制造)
在配有搅拌器的反应容器中，将93质量份的乙醇和7质量份的水混合以获得混合 的溶剂，然后通过使用冰醋酸将pH值控制为4. 5。然后溶解16质量份的甲基丙烯酸3-(三 甲氧基甲硅烷基)丙酯，并将100质量份的氧化钛加入该混合溶剂中并搅拌IO分钟。随后， 将180质量份的乙醇加入该混合溶剂并搅拌。将通过离心分离该混合溶剂而得到的固体物 质放置一昼夜，然后在7(TC下真空干燥4小时以获得表面处理的氧化钛。在另一配有搅拌 器、温度计和回流冷凝器的反应容器中，准备70质量份的甲苯并在其中溶解50质量份的甲 基丙烯酸月桂酯。这里，将其中溶解有40质量份表面处理的氧化钛和0. 3质量份的偶氮二 异丁腈的25质量份甲苯加入该反应容器，并在7(TC下、氮气气氛中搅拌7小时。完成该反 应后，重复进行离心分离和甲苯清洗从而通过分离和精制得到固体物质。最后，在70°C下真 空干燥4小时，从而得到白色电泳粒子A。
(黑色电泳粒子A的制造) 在配有搅拌器、温度计和回流冷凝器的反应容器中，将1质量份的分散剂、1. 5质 量份的炭黑和200质量份的硅油混合并通过均化器用超声波照射1小时同时用冰冷却，从 而分散炭黑。向该混合物中加入6质量份的甲基丙烯酸甲酯、3质量份的甲基丙烯酰氧基丙 基改性的有机硅树脂(由Chisso公司制造，SILAPLANE FM-0725 ;式I中，x = 3且分子量 为约10000) 、0. l质量份的N，N-二甲基氨基两基丙烯酰胺、和0. 05质量份的偶氮双二甲基 戊腈并在6(TC下反应6小时。反应之后，仅收集并干燥固体物质；从而制造了期望的黑色 电泳粒子A。(电泳分散液A的制备) 在20质量份的异构烷烃体系烃溶剂(由Exxon Chemical Company制造IsoparG) 中，加入15质量份的上述白色电泳粒子A、0.7质量份的黑色电泳粒子A、和0. 18质量份的 溶于油的表面活性剂(由Lubrizol Corporation制造Solsperse 17000)并通过超声波 分散，从而制备电泳分散液A。(含有电泳分散液的微囊体浆料A的制造) 通过使用复合凝聚法中最常用和积极研究的凝胶_阿拉伯胶体系进行在微囊体 中包合电泳分散液。在配有搅拌器和温度计的反应容器中，准备130质量份浓度为2. 5质 量％的凝胶水溶液并在40°C下加热。然后，将45质量份的电泳分散液A投入该反应容器中 并搅拌IO分钟使其乳化。然后，将32. 5质量份预先已在4(TC下加热的10质量％的阿拉伯 胶水溶液投入到该反应容器中并搅拌10分钟。随后，将10质量％的醋酸酯溶液滴入该反 应容器中，将该混合物的PH值控制为4并进一步搅拌该混合物10分钟。然后，使混合物以 1°C /分钟的速率冷却至5°C，并在5t:下搅拌20分钟。随后，将1. 7质量份25质量％的戊 二醛溶液投入该反应容器中并进一步搅拌30分钟。此后，将10质量％的氢氧化钠水溶液 滴入该反应容器中，将该混合物的PH值控制为9，并进一步搅拌该混合物30分钟。随后，使 该混合物以1°C /分钟的速率冷却至4(TC并在4(TC下搅拌120分钟。然后，将该混合物冷 却至室温并搅拌过夜，从而制备了包含电泳分散液的微囊体。然后用离子交换水充分地清 洗该微囊体。由此，通过使用筛来分级，得到其囊体直径主要为约40ym的微囊体浆料A。 该浆料用于制备电泳分散介质。
(图像显示介质A的制造和操作) 使用日本专利申请公开No. 2004-279999中公开的共电沉积法(co-electrod印osition method)制备图像显示介质。将上述微囊体浆料A静置一夜。将 1质量份已沉淀增稠的微囊体浆料A和3质量份已控制为合适浓度的电沉积液体(氨基甲 酸酯分散体由Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co. ， Ltd.制造的SF150)混合并搅拌从而得到 混合物。将该混合物填充到具有ITO透明电极的基板和相对的金属电极之间，并且将10V 的电压施加在电极间10秒。然后，用离子交换水清洗具有ITO透明电极的基板并在烘箱中 8(TC下干燥30分钟，从而在ITO透明电极上形成微囊体阵列。该囊体阵列通过浸涂涂布有 控制在合适浓度下的氨基甲酸酯分散体(由DMS制造NeoRez9617)并在烘箱中8(TC下干 燥30分钟。然后，将具有微囊体阵列的基板附着到具有ITO透明电极的玻璃并在IO(TC、 0. 4m/分钟和lMPa的条件下经历层压过程，从而制造图像显示介质A。
操作如上所述制造的图像显示装置A。将+15V的电压施加到上部IT0电极时，白 色电泳粒子A快速电沉积到上部电极侧，同时黑色电泳粒子A则快速电沉积到下部电极侧。 当从上部基板表面观看时，观察到白色。接下来，将-15V的电压施加到上部IT0电极时，黑 色电泳粒子A快速电沉积到上部电极侧，同时白色电泳粒子A则快速电沉积到下部电极侧。 当从上部基板表面观看时，观察到黑色。而且，白色显示的光反射率(反射光的量占白色入 射光量的比例)为45%。当在不施加电压的情况下维持该白色显示状态一天时，光反射率 几乎不改变。
实施例2(黑色电泳粒子B的制造) 在配有搅拌器、温度计和回流冷凝器的反应容器中，将1质量份的分散剂、1. 5质 量份的炭黑和200质量份的硅油混合并在冰块冷却的同时通过均化器用超声波照射1小 时，从而分散炭黑。向该混合物中加入6质量份的甲基丙烯酸甲酯、3质量份的甲基丙烯酰 氧基丙基改性的有机硅树脂(由Chisso公司制造，SILAPLANE FM-0725 ;式I中x = 3且分 子量为约10000) 、0. 1质量份的烯丙胺、和0. 05质量份的偶氮双二甲基戊腈并在6(TC下反 应6小时。该反应之后，仅收集并干燥固体物质；从而了期望的黑色电泳粒子B。
(图像显示介质B的制造和操作) 除了使用黑色电泳粒子B代替实施例1中的黑色电泳粒子A之外，以与实施例1类 似的方式制造图像显示介质。将+5V的电压施加到上部IT0电极时，白色电泳粒子A快速 电沉积到上部电极侧，同时黑色电泳粒子B则快速电沉积到下部电极侧。当从上部基板表 面观看时，观察到白色。接下来，将-5V的电压施加到上部电极时，黑色电泳粒子B快速电 沉积到上部电极侧，同时白色电泳粒子A则快速电沉积到下部电极侧。当从上部基板表面 观看时，观察到黑色。而且，白色显示时的光反射率(反射光的量占白色入射光量的比例) 为45%。当在不施加电压的情况下维持该白色显示状态一天时，光反射率几乎不改变。
对比例1(黑色电泳粒子C的制造) 在配有搅拌器、温度计和回流冷凝器的反应容器中，准备450质量份的离子交换 水，并向其中加入25质量份的炭黑和0. 7质量份的37%的盐酸。向该混合物中加入0. 6质 量份的4-乙烯基苯胺并在65t:下加热搅拌，然后将3. 2质量份10%的亚硝酸钠水溶液滴 加到该混合物中。而且，该混合物在加热下搅拌3小时从而完成反应。通过反复的离心分 离用离子交换水清洗该混合物的固体物质。最后，在4(TC下真空干燥该固体物质，从而得到经表面处理的炭黑。在另一配有搅拌器、温度计、和回流冷凝器的反应容器中，准备50质量 份的甲苯和50质量份的甲基丙烯酸_2-乙基己酯。向该反应容器中加入25质量份的表面 处理的炭黑和0. 33质量份的偶氮二异丁腈并在7(TC下氮气气氛中搅拌6小时。该反应之 后，冷却该混合物，加入500质量份的四氢呋喃并搅拌。然后将该混合物投入3000质量份 的甲醇以沉淀固体物质。用四氢呋喃清洗经由过滤得到的固体物质。最后，将该固体物质 在7(TC下真空干燥4小时，从而得到黑色电泳粒子C。
(图像显示介质C的制造和操作) 除了使用黑色电泳粒子C代替实施例1中的黑色电泳粒子A之外，以与实施例l类 似的方式制造图像显示介质C。将+5V的电压施加到上部ITO电极时，白色电泳粒子A快速 电沉积到上部电极侧，同时黑色电泳粒子C则快速电沉积到下部电极侧。当从上部基板侧 观看时，观察到白色。接下来，将-5V的电压施加到上部ITO电极时，黑色电泳粒子C快速 电沉积到上部电极侧，同时白色电泳粒子A则快速电沉积到下部电极侧。当从上部基板表 面观看时，观察到黑色。而且，白色显示的光反射率(反射光的量占白色入射光量的比例) 为45%。当在不施加电压的情况下维持该白色显示状态一天时，光反射率在约IO秒内降低 到15%。 对比例2(白色电泳粒子D的制造) 将25质量份的氧化钛和已加热溶解的75质量份苯乙烯树脂混合并通过使用辊磨 均匀地分散。然后，将该混合物冷却、固化并粉碎从而得到白色电泳粒子D。
(图像显示介质D的制造和操作) 除了使用白色电泳粒子D代替实施例1中的白色电泳粒子A之外，以与实施例1类 似的方式制造图像显示介质D。将+20V的电压施加到上部ITO电极时，白色电泳粒子D快 速电沉积到上部电极侧，同时黑色电泳粒子A则快速电沉积到下部电极侧。当从上部基板 表面观看时，观察到白色。接下来，将-20V的电压施加到上部电极时，黑色电泳粒子A快速 电沉积到上部电极侧，同时白色电泳粒子D则快速电沉积到下部电极侧。当从上部基板表 面观看时，观察到黑色。而且，白色显示的光反射率(反射光的量占白色入射光量的比例) 为40%。当在不施加电压的情况下维持该白色显示状态时，光反射率在约100秒内降低到 15%。 本发明的图像显示装置可用作例如可易于携带和记录显示的纸张介质的替代物，
以及通过与记录装置和传递器结合来作为显示装置如CRT和平板显示器的替代物。 根据本发明的至少一个实施方式，能够提供具有双稳定性的电泳分散液，从而能
够实现稳定的电泳迁移率和稳定的静态，并且能够提供使用这种电泳分散液的图像显示介
质和图像显示装置。 本专利申请基于2008年7月3日提交的日本优先权专利申请No. 2008-174865，其 全部内容通过引用纳入本申请。
权利要求
电泳分散液，包含非极性溶剂；和多种电泳粒子，其中至少一种所述电泳粒子在表面上具有共聚物，所述共聚物包含具有带电基团的第一单体和由如下式I表示的第二单体，式I其中R表示氢原子或甲基，R’表示氢原子或碳数为1～4的烷基，n为自然数，且x表示1～3的整数；和至少另一种所述电泳粒子在表面上具有包含作为聚合物组分的由如下式II表示的第三单体的聚合物，式II其中R表示氢原子或甲基且R”表示碳数为4或更多的烷基。F2009101512665C0000011.tif,F2009101512665C0000012.tif
2.权利要求1的电泳分散液，其中所述第一单体包括由如下式III表示的单体/\式IIIR5其中R、 &和R2独立地表示氢原子或甲基且x表示1 3的整数。
3.权利要求1的电泳分散液，其中所述第一单体包括由如下式IV表示的单体式IVH 线一,2其中R表示氢原子或甲基。
4. 权利要求l的电泳分散液，还包含分散剂。
5. 图像显示介质，其包含一对电极，所述电极之一能够透射光；禾口填充在所述电极之间的权利要求1的电泳分散液，所述电泳分散液被分隔为通过一个个隔壁所限定的多个微空间。
6. 图像显示装置，其包含权利要求5的图像显示介质和设置为控制所述图像显示介质的显示的控制部件。
7. 图像显示装置，其包含图像显示介质，其包括一对电极，所述电极之一能够透射光；和填充在所述电极之间的电泳分散液，所述电泳分散液包括非极性溶剂和多种电泳粒子，其中至少一种电泳粒子在表面上具有包含具有带电基团的第一单体和由如下式I表示的第二单体的共聚物，CH3■Si —R'CJH3式I其中R表示氢原子或甲基，R'表示氢原子或碳数为1 4的烷基，n为自然数，且x表示1 3的整数；禾口至少另一种所述电泳粒子在表面上具有包含作为聚合物组分的由如下式II表示的第三单体的聚合物，< 式II其中R表示氢原子或甲基且R"表示碳数为4或更多的烷基，所述电泳分散液被分隔为通过一个或多个隔壁所限定的多个微空间；禾口控制部件，其设置为控制所述图像显示介质的显示。
全文摘要
本发明涉及电泳分散液、使用其的图像显示介质和使用其的图像显示装置。电泳分散液包括非极性溶剂和多种电泳粒子。至少一种电泳粒子在表面上具有包含具有带电基团的第一单体和由如下式I表示的第二单体的共聚物，其中R表示氢原子或甲基，R′表示氢原子或碳数为1～4的烷基，n为自然数，且x表示1～3的整数。至少另一种所述电泳粒子在表面上具有包含作为聚合物组分的由如下式II表示的第三单体的聚合物，其中R表示氢原子或甲基且R″表示碳数为4或更多的烷基。式I式II
文档编号G02F1/167GK101699341SQ20091015126
公开日2010年4月28日 申请日期2009年7月1日 优先权日2008年7月3日
发明者内城祯久, 柳泽匡浩 申请人:株式会社理光