电泳液、图像显示介质和图像显示设备的制作方法

专利名称：电泳液、图像显示介质和图像显示设备的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及电泳液、图像显示介质、和图像显示设备。
背景技术：
随着近来信息技术设备的开发，越来越多量的文字工作如文件准备正通过计算机进行，并且这些设备的使用者越来越多地经由显示文本、图像、视频等的显示终端如阴极射线管(CRT)显示器和液晶显示器阅读文本。这些显示设备通常快速显示数字数据和重写显示的图像，但是，它们难以到处携带。而且，由于这样的显示设备是发光设备，长时间阅读显示的文本或观看显示的图像使眼睛疲劳。此外，这些显示设备在它们关闭时不能保持显示的图像。同时，如果使用者希望将文本和图像作为硬拷贝分发或储存，则将所述文本和图像印在纸上。当使用者观看印在纸上的文本和图像时，他们观看到文本和图像的经多重散射的映像，因此，与经由发光设备显示的那些相比，印在纸上的文本和图像为使用者提供更好的可视性和较少的眼疲劳。此外，印在纸上的文本和图像或印在纸介质上的那些重量轻并易于取用，因此，可以各种姿势阅读。但是，这种纸介质可能会在使用后被丢弃。虽然有部分用过的纸介质被再利用，但再利用消耗劳动力和成本。作为同时具有显示终端和纸介质的优点的图像显示介质，分散有聚合物的液晶、 双稳态胆留型液晶、电致变色元件、和电泳显示元件是熟知的。这些反射型图像显示介质在具有记忆能力和明亮显示方面吸引了注意。特别是，使用电泳显示元件的显示介质在显示品质和运行期间的功耗方面具有优点。例如，日本专利申请特开(PCT申请的翻译)No. 2002-511607公开了各自含有白色粒子W、红色粒子R和用青色着色的悬浮流体62的微囊22。当适当的电压施加到电极35 和45时，这些微囊22在粒子W和R分别移动到微囊底部时显示青色。但是，由于粒子R吸收的光对颜色形成不起作用，微囊22不能有效地显示青色。

发明内容
本发明的实施方式可提供解决了以上讨论的问题中的一个或多个的新的和可用的能够显示染料的颜色的电泳液，具有该电泳液的图像显示介质，和具有该图像显示介质的图像显示设备。根据本发明实施方式的电泳液包括第一电泳粒子、极性与第一电泳粒子的极性相反的第二电泳粒子、非电泳粒子、和透明分散介质，其中第一、第二、和非电泳粒子分散在透明分散介质中。根据本发明实施方式的图像显示介质包括多个显示元件，每个显示元件都具有根据前述实施方式的电泳液、第一透明电极、第二电极、和第三电极。图像显示设备包括根据前述实施方式的图像显示介质。各实施方式的其它目的和优点将在以下的说明书部分中给出，并且部分将从说明中变得明显，或可通过本发明的实施教导。应理解，前述总体说明和以下详细说明都是示例性的和说明性的，并且不对要求保护的本发明构成限定。


图1是示出根据本发明的实施方式的电泳显示介质的实例的截面图；图2是示出其中图1的显示元件显示分散介质的颜色的状态的截面图；图3是示出白色非电泳粒子没有分散在分散介质中的情况下显示分散介质颜色的图1的显示元件的截面图；图4是示出其中第二电极和第三电极连接到各自的漏电极的图1的显示元件的截面图；图5是示出图1的分隔壁的实例的透视图；图6是示出根据本发明的实施方式的电泳显示介质的另一实例的截面图；图7是示出根据本发明的实施方式的图像显示设备的实例的透视图；图8是示出各实施例中展示的显示元件的截面图；和图9是示出图8的第二电极和第三电极的结构的俯视图。
具体实施例方式以下参考

本发明的优选实施方式。根据本发明实施方式的电泳液包括分散在透明分散介质中的白色电泳粒子、极性与白色电泳粒子的极性相反的黑色电泳粒子、和非电泳粒子。利用这样的构造，可制造能够有效地显示染料颜色的电泳液。注意，这里的电泳粒子是指当1 5kV/em的电场施加到布置成彼此面对的两个电极之间时可以在预定响应时间内在分散介质中显现充分的电泳性质的粒子，即静电荷量 (electrostatic charge)等于或大于预定的静电荷量的粒子。具体来说，电泳粒子的ζ电位的绝对值优选在10 200mV的范围，和更优选在10 200mV的范围。注意，这里的非电泳粒子是指当1 5kV/em的电场施加到布置成彼此面对的两个电极之间时可以在预定响应时间内在分散介质中显现很少的电泳性质的粒子，即静电荷量低于预定的静电荷量的粒子。具体来说，电泳粒子的ζ电位的绝对值优选低于10mV，和更优选低于5mV。白色电泳粒子的实例包括但不限于，无机粒子如铅白、锌白、锌钡白、二氧化钛、硫化锌、氧化锑、碳酸钙、高岭土、云母、硫酸钡、光泽白、氧化铝白、滑石、二氧化硅、硅酸钙、和经表面改性的这些无机粒子。这些无机粒子可单独地或两种以上组合地使用。用于使无机粒子表面改性的方法没有特别规定。例如，无机粒子的表面改性可通过以下方式进行用化学品化合物如聚合物涂覆粒子的表面，将粒子在聚合物中混合以进行机械处理，使用偶联剂如钛酸酯或硅烷进行偶联，或接枝聚合。在这种实施方式中，用于白色电泳粒子的优选材料包括无机粒子，如表面改性的二氧化钛。二氧化钛的表面用具有甲氧基的硅烷偶联剂改性，然后得到的产物与具有月桂基的单体聚合从而制备表面改性的二氧化钛。用于黑色电泳粒子的优选材料包括但不限于，无机粒子如炭黑、铁黑、锰铁氧体黑、钴铁氧体黑、铜铬黑、铜铬锰黑、钛黑、和经表面改性的这些无机粒子。这些无机粒子可单独地或两种以上组合地使用。使无机粒子表面改性的方法没有特别规定。例如，无机粒子的表面改性可通过以下方式进行用化学品化合物如聚合物涂覆粒子的表面，将粒子在聚合物中混合以进行机械处理，使用偶联剂如钛酸酯或硅烷进行偶联，或接枝聚合。在这种实施方式中，用于黑色电泳粒子的优选材料包括无机粒子如炭黑的表面改性材料和表面改性的钛黑。炭黑的表面用具有乙烯基的重氮偶联剂改性，然后得到的产物与具有2-乙基己基的单体聚合，从而制备表面改性的炭黑。注意，表面改性的炭黑是带正电的。钛黑的表面用具有甲氧基的硅烷偶联剂改性，然后得到的产物与具有月桂基的单体聚合从而制备表面改性的钛黑。注意，表面改性的钛黑是带负电的。用于白色非电泳粒子的优选材料包括表面改性的无机粒子，如铅白、锌白、锌钡白、二氧化钛、硫化锌、氧化锑、碳酸钙、高岭土、云母、硫酸钡、光泽白、氧化铝白、滑石、二氧化硅、硅酸钙、和聚合物粒子如中空聚合物粒子。这些表面改性的无机粒子可单独地或两种以上组合地使用。用于使无机粒子表面改性的方法没有特别规定。例如，无机粒子的表面改性可通过以下方式进行用化学品化合物如聚合物涂覆粒子的表面，将粒子在聚合物中混合以进行机械处理，使用偶联剂如钛酸酯或硅烷进行偶联，或接枝聚合。制备中空聚合物粒子的方法包括但不限于，乳液聚合、接种乳液聚合、无皂聚合、分散聚合、悬浮聚合和发泡的组合、接种聚合和发泡的组合、接种聚合和聚合收缩的组合、W/0/W乳液的悬浮聚合、液滴的喷雾干燥、和接种凝聚(其中聚合物乳液通过加入固体电解质粒子而凝聚)。所述方法披露于〃 New Development of Particulate Polymer" (Toray Research Center, Inc.)> " Microporous Polymer and Development in its Application" (Toray Research Center, Inc.)、禾口" Latest Technology and Application of Polymer Microparticles" (CMC Publishing Co. ，Ltd.)。用于形成中空聚合物粒子的材料包括但不限于，苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸酯、苯乙烯-异戊二烯、二乙烯基苯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸、丙烯腈、丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯、乙烯、乙烯-丙烯酸、尼龙、硅氧烷、氨基甲酸酯、三聚氰胺、苯并胍胺、苯酚、氟(四氯乙烯)、偏二氯乙烯、乙烯基萘、乙烯基咔唑、季吡啶输盐、合成橡胶、纤维素、乙酸纤维素、壳聚糖、藻酸钙、和通过交联上述聚合物材料制备的材料。在这种实施方式中，用于白色非电泳粒子的优选材料包括聚乙烯基萘、聚乙烯基咔唑和表面改性的二氧化钛。聚乙烯基萘可通过使用硅氧烷大单体作为分散剂在硅油中聚合乙烯基萘而制备。表面改性的二氧化钛可通过用聚乙烯基萘涂覆氧化钛而制备。注意，从电泳粒子和非电泳粒子的分散性和电泳移动性来看，优选的是，前述白色电泳粒子、黑色电泳粒子、和白色非电泳粒子均具有0. 01 100 μ m的平均粒径。在这种实施方式中，优选的透明分散介质含有非极性溶剂和染料。非极性溶剂的实例包括但不限于，芳烃如苯、甲苯、二甲苯、苯基二甲苯基乙烷、二异丙基萘、和环烷烃；脂族烃如己烷、十二烷基苯、环己烷、煤油、和链烷烃；卤化烃如氯仿、 三氯乙烯、四氯乙烯、三氟乙烯、四氟乙烯、二氯甲烷、和溴乙烷；磷酸酯如磷酸三甲酚酯、磷酸三辛酯、磷酸辛基二苯基酯、和磷酸三环己酯；邻苯二甲酸酯如邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二月桂酯、和邻苯二甲酸二环己酯；羧酸酯如油酸丁酯、二苯甲酸二甘醇酯、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、柠檬酸乙酰三乙酯、马来酸辛酯、马来酸二丁酯、和乙酸乙酯；和其它，如异丙基联苯、异戊基联苯、氯化石蜡、二异丙基萘、1，1- 二甲苯基乙烷、1，2- 二甲苯基乙烷、和N，N- 二丁基-2- 丁氧基-5-叔辛基苯胺。上述非极性溶剂可单独地或两种以上组合地使用。在上述非极性溶剂中，作为优选的透明分散介质，链烷烃是特别优选的。可溶染料的实例包括但不限于，Varifast黄、油黄、Varifast红、油粉红、油猩红、 油紫、Varifast蓝、油蓝、油红、Macrolex蓝、Sumiplast绿、油绿、苏丹红色、喹啉黄、苏丹蓝和溶剂蓝。上述染料可单独地或两种以上组合地使用。此外，透明分散介质还可含有用于例如控制表面带电量或改进电泳和非电泳粒子的分散性的添加剂。添加剂的实例包括但不限于，表面活性剂和保护胶体。表面活性剂没有特别规定，并且可使用可溶于分散介质的任何表面活性剂。表面活性剂的实例包括，离子型表面活性剂包括非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、和两性表面活性剂。上述表面活性剂可单独地或两种以上组合地使用。非离子表面活性剂的实例包括-聚氧化烯烷基苯酚醚如聚氧乙烯壬基苯酚醚、聚氧乙烯二壬基苯酚醚、聚氧乙烯辛基苯酚醚、聚氧乙烯苯乙烯化苯酚、聚氧乙烯双酚A、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、和壬基苯酚乙氧基化物；-聚氧化烯醚如聚氧乙烯蓖麻油、聚氧化烯嵌段聚合物、聚氧乙烯鲸蜡基醚、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、和聚氧丙烯醚；- 二醇，如单醇型聚氧化烯二醇、二醇型聚氧化烯二醇、三醇型聚氧化烯二醇、单醇嵌段型聚亚烷基二醇、二醇嵌段型聚亚烷基二醇、和无规型聚亚烷基二醇；-烷基醇醚，如直链伯醇乙氧基化物，包括辛基苯酚乙氧基化物、油基醇乙氧基化物、和月桂基醇乙氧基化物，直链仲醇乙氧基化物，和聚苯酚乙氧基化物；-聚氧化烯烷基酯如聚氧乙烯松香酯、聚氧乙烯月桂酯、聚氧乙烯油基酯、和聚氧乙烯硬脂酯；-脱水山梨糖醇脂肪酸酯，如脱水山梨糖醇单月桂酸酯、脱水山梨糖醇单棕榈酸酯、脱水山梨糖醇单硬脂酸酯、脱水山梨糖醇二月桂酸酯、脱水山梨糖醇二棕榈酸酯、脱水山梨糖醇二硬脂酸酯、脱水山梨糖醇倍半月桂酸酯、脱水山梨糖醇倍半棕榈酸酯、和脱水山梨糖醇倍半硬脂酸酯；-聚氧乙烯脱水山梨糖醇酯，如聚氧乙烯脱水山梨糖醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇二月桂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇二棕榈酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇二硬脂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇倍半月桂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇倍半棕榈酸酯、和聚氧乙烯脱水山梨糖醇倍半硬脂酸酯；-脂肪酸酯，如饱和脂肪酸甲酯、不饱和脂肪酸甲酯、饱和脂肪酸丁酯、不饱和脂肪酸丁酯、饱和脂肪酸硬脂酯、不饱和脂肪酸硬脂酯、饱和脂肪酸辛酯、不饱和脂肪酸辛酯、硬脂酸聚乙二醇酯、油酸聚乙二醇酯和松香聚乙二醇酯；
-脂肪酸如硬脂酸、油酸、棕榈酸、月桂酸、和肉豆蔻酸，和它们的酰胺；-聚氧乙烯烷基胺，如聚氧乙烯月桂基胺、聚氧乙烯烷基胺、和聚氧乙烯烷基胺醚；-高级脂肪酸单乙醇酰胺，如月桂酸单乙醇酰胺和椰子脂肪酸二乙醇酰胺；高级脂肪酸二乙醇酰胺和酰胺化合物如聚氧乙烯硬脂酸酰胺、椰子二乙醇酰胺(1-2型或1-1 型)、和烷基羟烷基酰胺；-下式表示的烷醇胺H (OCH2CH2) mNR (CH2CH2O) nH其中R表示油基、辛基、十二烷基、十四烷基、十六烷基或十八烷基，m和η各自独立地表示1以上的整数；-下式表示的伯胺RNH2其中R表示油基、辛基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、或十八烷基；-下式表示的仲胺R1R2NH其中礼和1 2各自独立地表示油基、辛基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、或十八烷基；-下式表示的叔胺R1R2R3N其中礼、R2、和R3各自独立地表示油基、辛基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、或十八烷基；-合成的高级醇和天然的高级醇；以及-聚合物和低聚物如丙烯酸化合物、多元羧酸化合物、羟基脂肪酸低聚物和羟基脂肪酸低聚物的衍生物。阴离子表面活性剂的实例包括-羧酸盐，如多元羧酸型聚合物活化剂、多元羧酸型非离子活化剂、特殊脂肪酸皂、 和松香皂；-醇硫酸酯盐，如蓖麻油硫酸酯盐，月桂醇硫酸酯的钠盐、月桂醇硫酸酯的胺盐、天然醇硫酸酯的钠盐、和高级醇硫酸酯的钠盐；-硫酸酯盐，如月桂醇醚硫酸酯的胺盐、月桂醇醚硫酸酯的钠盐、合成的高级醇醚硫酸酯的胺盐、合成的高级醇醚硫酸酯的钠盐、烷基聚醚硫酸酯的胺盐、烷基聚醚硫酸酯的钠盐、天然醇环氧乙烷加合物硫酸酯的胺盐、天然醇环氧乙烷加合物硫酸酯的钠盐、合成醇环氧乙烷加合物硫酸酯的胺盐、合成的醇环氧乙烷加合物硫酸酯的钠盐、烷基苯酚环氧乙烷加合物硫酸酯的胺盐、烷基苯酚环氧乙烷加合物硫酸酯的钠盐、聚氧乙烯壬基苯基醚硫酸酯的胺盐、聚氧乙烯壬基苯基醚硫酸酯的钠盐、聚氧乙烯聚苯基醚硫酸酯的胺盐、和聚氧乙烯聚苯基醚硫酸酯的钠盐；-磺酸盐，如烷基芳基磺酸的胺盐、烷基芳基磺酸的钠盐、萘磺酸的胺盐、萘磺酸的钠盐、烷基苯磺酸的胺盐、烷基苯磺酸的钠盐、萘磺酸缩合物、和萘磺酸甲醛缩合物；-聚氧化烯磺酸盐，如聚氧乙烯壬基苯基醚磺酸的胺盐、聚氧乙烯壬基苯基醚磺酸的钠盐、聚氧乙烯特殊芳基醚磺酸的胺盐、聚氧乙烯特殊芳基醚磺酸的钠盐、聚氧乙烯三癸基苯基醚磺酸的胺盐、聚氧乙烯三癸基苯基醚磺酸的钠盐、聚氧乙烯烷基醚磺酸的胺盐、和聚氧乙烯烷基醚磺酸的钠盐；-磺基琥珀酸酯盐，如二烷基磺基琥珀酸酯的胺盐、二烷基磺基琥珀酸酯的钠盐、 聚苯基聚乙氧基磺基琥珀酸酯的胺盐、聚苯基聚乙氧基磺基琥珀酸酯的钠盐、聚氧乙烯烷基醚磺基琥珀酸单酯的胺盐、和聚氧乙烯烷基醚磺基琥珀酸单酯的钠盐；以及-磷酸酯和磷酸盐，如烷基磷酸酯、烷氧基烷基磷酸酯、高级醇磷酸酯、高级醇磷酸盐、烷基苯酚磷酸酯、芳族磷酸酯、聚氧化烯烷基醚磷酸酯、和聚氧化烯烷基芳基醚磷酸酯。阳离子表面活性剂的实例包括-下式表示的烷基三甲基胺季铵盐RN(CH3)3^T其中R表示油基、辛基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、或十八烷基，和X—表示卤素离子或乙酸根离子；-季铵盐，如四甲基胺盐和四丁基胺盐；-苄基胺季铵盐，如月桂基二甲基苄基铵盐(氢卤酸盐等)、硬脂基二甲基苄基铵盐(氢卤酸盐等)、和十二烷基二甲基苄基铵盐(氢卤酸盐等)；以及-下式表示的聚氧化烯季铵盐H(OCH2CH2)mNR(CH3) (CH2CH2O)nT其中R表示油基、辛基、十二烷基、十四烷基、十六烷基或十八烷基，X-表示卤素离子，且m和η独立地表示1以上的整数。两性表面活性剂的实例包括甜菜碱表面活性剂、咪唑啉表面活性剂、β -丙氨酸表面活性剂、和多辛基多氨基乙基甘氨酸盐酸盐。作为保护胶体，可使用可溶于电泳液的分散介质的任何已知的保护胶体。图1示出根据本发明的实施方式的图像显示介质的实例。图像显示介质100包括多个显示元件10。各个显示元件10包括具有第一透明电极11的透明基板12，具有之间有预定距离的第二电极13和第三电极14的基板15，电泳液16，和分隔壁17。在显示元件10 中，透明基板12和基板15布置成经由电泳液16和分隔壁17彼此面对。电泳液16由带负电的白色电泳粒子16a、带正电的黑色电泳粒子16b、白色非电泳粒子16c、和透明分散介质 16d组成。在电泳液16中，带负电的白色电泳粒子16a、带正电的黑色电泳粒子16b、和白色非电泳粒子16c分散在透明分散介质16d中。在显示元件10中，当施加电压使得第一电极11带负电、且第二和第三电极13和 14带正电时，白色电泳粒子16a积聚在第二和第三电极13和14上，而黑色电泳粒子16b积聚在第一电极11上。结果，显示元件10显示黑色(参见图1)。相反，当施加电压使得第一电极11带正电、且第二和第三电极13和14带负电时， 白色电泳粒子16a积聚在第一电极11上，而黑色电泳粒子16b积聚在第二和第三电极13 和14上。结果，显示元件10显示白色。此外，当没有电压施加到第一电极，并且施加电压到第二和第三电极13和14分别使得第二电极13带正电(或带负电)且第三电极14带负电(或带正电)时，白色电泳粒子16a积聚在第二电极13 (或第三电极14)上，而黑色电泳粒子16b积聚在第三电极14 (或第二电极1 上。结果，显示元件10显示分散介质16d的颜色(参见图2)。如果白色非电泳粒子16c没有分散在分散介质16d中，由积聚在第三电极14(或第二电极13)上的黑色电泳粒子16b吸收的入射光对显示颜色没有作用。结果，分散介质 16d的颜色没有有效地显示(参见图3)。在该实施方式的显示元件10中，由于白色非电泳粒子16c分散在透明分散介质 16d中，入射光通过白色非电泳粒子16c反射，因此不易被黑色电泳粒子16b吸收。因此，显示元件10有效地显示分散介质16d的颜色。在显示元件10中，优选的的是，电泳液16在400 700nm的整个波长范围内具有 1或更大的吸光度A。如果电泳液16的吸光度A低于1，入射到积聚在第二电极13或第三电极14上的黑色电泳粒子16b上的光可能不能被反射，因此颜色没有有效地显示。注意， 吸光度A由以下等式表示，其中^和I表示入射光和透射光的强度。以下等式计算在光程为第一电极11与第二和第三电极13和14之间的距离的情况下的吸光度A。A = Log10 (10/1)此外，白色电泳粒子16a (或黑色电泳粒子16b)的ζ电位绝对值与白色非电泳粒子16c的ζ电位绝对值之比优选为2 100，和更优选为5 50。如果该比例低于2，白色电泳粒子16a(或黑色电泳粒子16b)可能不能有效地电泳化。因此，不能有效地显示染料颜色。类似地，如果该比例超过100，白色电泳粒子16a之间的(或黑色电泳粒子16b之间的)静电排斥可能太大，以至于白色电泳粒子16a(或黑色电泳粒子16b)不能积聚在驱动电极上。因此，不能有效地显示染料颜色。作为第一电极11，可使用任何透明导电薄膜。透明导电薄膜的实例包括ITO、Sn02、 和aiO/Al。注意，第一电极11可通过溅射、真空蒸镀、化学气相沉积(CVD)等形成。透明基板12的实例包括但不限于，玻璃基板，以及透明膜基板，例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚砜(PES)、和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的透明膜基板。作为第二电极13和第三电极14，可使用任何透明导电薄膜。透明导电薄膜的实例包括ITO、SnO2, SiO/Al、和Ag。第二电极13和第三电极14优选连接到相应的薄膜晶体管的各自的漏电极(参见图4)。透明基板15的实例包括但不限于，玻璃基板、硅氧烷基板，以及透明膜基板，例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚砜(PES)、和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的透明膜基板。图5示出分隔壁17。该实施方式中采用的分隔壁17具有蜂窝结构，但是，分隔壁 17的结构不特别限制于蜂窝结构。注意，在图像显示介质100用于全色显示设备的情况下， 优选的是，三种不同类型的显示元件10含有可以显示黄色(Y)、品红色(M)和青色(C)(或红色、绿色、和蓝色)的各自的显示电泳液。优选的是，含有显示相同颜色的电泳液的显示元件不相邻布置。小室(或孔)之间的分隔壁17的厚度优选为0. 5 20 μ m，小室的深度优选为 30 200 μ m,且小室之间的间距优选为30 200 μ m。小室之间的分隔壁17可通过光刻法形成。分隔壁17还可通过以下方式形成，将树脂涂布到具有以六方密堆结构布置的凹部的基板上，然后形成涂布有树脂的基板。接下来，描述制备图像显示介质100的方法。首先，在其上形成有第一电极11的透明基板12上(或在其上形成有第二和第三电极13和14的基板15上)形成分隔壁17 后，将电泳液16注入分隔壁之间的小室中。接下来，用不溶性树脂的密封膜将小室密封以防止分隔壁17之间的小室中含有的电泳液16干燥。通过用涂覆器如狭缝涂覆器涂布不溶性树脂而在含有电泳液16的小室上形成密封膜。在该过程中，可将表面活性剂加入不溶性树脂从而降低不溶性树脂和电泳液16之间的表面张力。接着，将其上形成有第二和第三电极13和14的基板15粘附到所述密封膜从而制造图像显示介质100。用于分隔壁17的树脂的实例包括但不限于，聚氨酯、聚脲、聚脲-聚氨酯、 脲-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、聚酰胺、聚酯、聚磺酰胺、聚碳酸酯、聚亚磺酸酯 (polysulfinate)、环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙酸乙烯酯、明胶、以及由聚甲基丙烯酸甲酯、酚醛清漆树脂、或聚苯乙烯制得的光刻胶。用于密封膜的树脂的实例包括但不限于，聚氨酯、聚脲、聚脲-聚氨酯、脲-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、聚酰胺、聚酯、聚磺酰胺、聚碳酸酯、聚亚磺酸酯、环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙酸乙烯酯、和明胶。注意，在显示元件10中，第二电极13和第三电极14可彼此面对地形成在各分隔壁17上。图6示出根据本发明的实施方式的电泳显示介质的另一实例。注意，在图6中，与图1中相同的组件以相同的附图标记提供，因此省略它们的说明。图像显示介质200包括多个显示元件20。各个显示元件20包括具有第一透明电极11的透明基板12、具有之间以预定距离布置的第二电极13和第三电极14的基板15、含有电泳液16的微囊21、和粘合剂支持层22。在显示元件20中，透明基板12和基板15布置成经由含有电泳液16的微囊21 以及粘合剂支持层22彼此面对。图像显示介质200通过以下方式形成将微囊21和形成粘合剂支持层22的粘合剂的混合物涂布到其上形成有第一电极11的透明基板12上(或其上形成有第二和第三电极13和14的基板15上)，和将基板15 (或透明基板12)粘结到透明基板12 (基板15)上。 涂覆方法包括但不限于，刮涂、线棒涂覆、浸涂、和旋涂。用于微囊的材料的实例包括但不限于，聚氨酯、聚脲、聚脲-聚氨酯、脲-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、聚酰胺、聚酯、聚磺酰胺、聚碳酸酯、聚亚磺酸酯、环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙酸乙烯酯、和明胶。注意，微囊可例如通过原位法、界面聚合、 或凝聚制备。微囊的外径均优选为30 200 μ m。作为粘合剂支持层22，可使用粘附到第一、第二、和第三电极11、12、和13的任何材料。但是，透明的并具有优异的电绝缘性质的材料是优选的，并且无溶剂型的可固化材料是特别优选的。这样的材料的实例包括可光固化的环氧树脂、氨基甲酸酯树脂、和丙烯酸类树脂。图7示出根据本发明的实施方式的图像显示设备的实例。图像显示设备30包括图像显示介质100、将图像信息输送到图像显示介质100的信息输入单元31、壳32、驱动电路(未示出)、操作电路(未示出)、内部存储器(未示出)、和将电力输入到图像显示介质 100以及信息输入单元31的电源单元(未示出)。图像显示设备30使图像显示介质100 的特定显示元件10产生颜色以显示图像。电源单元可具有内部电力如电池，或从外部电源接收电力的电力接收设备如接受器(电源插座(outlet))。注意，图像显示设备可包括图像显示介质200代替图像显示介质100。实施例本发明的实施方式将参考以下实施例进一步详细说明；但是，本发明不限于以下实施例。注意，以下实施例中的“份”表示“质量份”。〈白色电泳粒子的制备〉在具有搅拌器的反应器中，制备由93份乙醇和7份水组成的混合溶剂，并通过加入冰醋酸将该混合溶剂的PH调节到4. 5。接下来，将16份甲基丙烯酸3_(三甲氧基甲硅烷基)丙基酯溶于该混合物后，将100份氧化钛在搅拌10分钟下加入。在搅拌下进一步加入180份乙醇后，通过离心分离收取固体成分，然后将其静置一天。之后，所得固体成分在 70°C真空干燥4小时从而获得经表面处理的氧化钛。在具有搅拌器、温度计和回流冷凝器的另一反应器中，准备70份甲苯，然后将50 份甲基丙烯酸月桂酯溶于该甲苯。接下来，将40份所述经表面处理的氧化钛和25份溶有 0. 3份偶氮二异丁腈的甲苯加入该混合物，并在氮气氛下在70°C搅拌7小时。之后，收取的固体成分用甲苯通过反复进行离心分离来洗涤，最后在70°C真空干燥4小时从而获得期望的白色电泳粒子。所得白色电泳粒子显现出在均含有表面活性剂Solsperse 17000 (Avecia Ltd. 制)的溶齐[J Isopar-G、Isopar-H、禾口 Isopar-L(Exxon Mobil Corporation 制)中的优异的分散性，并且当2kV/em的电场施加到彼此面对的两个电极之间时显现出带负电的电泳粒子的性质。〈黑色电泳粒子的制备〉在具有搅拌器、温度计和回流冷凝器的反应器中，准备100份水、4份炭黑 (Degussa Ltd.制)、0. 1份盐酸(37质量％ )、和0. 1份4-乙烯基苯胺，然后搅拌混合物。 接下来，将0. 05份亚硝酸钠溶于0. 35份水制备的水溶液以约1小时滴加。将所得混合物在搅拌下加热到65°C 3小时，然后在搅拌下冷却到室温1天。之后，通过离心分离收取固体成分，然后将该固体成分分散在水中。通过离心分离进一步收取固体成分，静置一天和在 70°C真空干燥4小时从而获得经表面处理的炭黑。在具有搅拌器、温度计和回流冷凝器的反应器中，准备100份水、50份经表面处理的炭黑、100份甲苯、100份甲基丙烯酸2-乙基己酯、和0. 65份偶氮二异丁腈，然后搅拌混合物。接下来，将混合物在氮气氛下在70°C搅拌7小时，然后冷却到室温。之后，在搅拌下进一步加入500份四氢呋喃然后加入3000份甲醇以使固体成分沉淀。通过抽滤收取固体成分。之后，将收取的固体成分用四氢呋喃通过反复进行离心分离洗涤，最后在70°C真空干燥4小时从而获得均具有120nm的平均粒径的期望的黑色电泳粒子。黑色电泳粒子显现出在均含有表面活性剂Solsperse 17000 (Avecia Ltd.制)的溶齐[J I sopar-G、I sopar-H、禾口 Isopar-L (Exxon Mobil Corporation 制)中的优异的分散性，并且当2kV/em的电场施加到彼此面对的两个电极之间时显现出带正电的电泳粒子的性质。<白色非电泳粒子(1)的制备>在具有搅拌器、温度计和回流冷凝器的反应器中，准备IOmL粘度为IcP的硅油，并加入3. Og 2-乙烯基萘和3. Og聚二甲基硅氧烷，然后搅拌混合物。接下来，加入相对于 2-乙烯基萘的2mol%过氧化月桂酰，然后将混合物在氮气氛下在70°C搅拌M小时从而获得由聚乙烯基萘形成的均具有470nm平均粒径的期望的白色非电泳粒子(1)。白色非电泳粒子(1)显现出在溶剂Isopar-G, Isopar-H、禾口 Isopar-L(Exxon Mobil Corporation制)中优异的分散性，但是，当5kV/cm的电场施加到彼此面对的两个电极之间时，没有显现出电泳粒子的性质。将由聚乙烯基萘形成的白色非电泳粒子(1)分散在溶剂Isopar-G、Isopar-H、和 Isopar-L中，并且在100 μ m的光程下测量含有白色非电泳粒子(1)的液体的吸光度。当含有白色非电泳粒子(1)的液体的浓度为4.5质量％时，含有白色非电泳粒子(1)的液体的所得吸光度在400 700nm的整个波长范围内为1或更大。实践中，带正电的粒子Isopar 用染料着色。因此，当测量实际电泳液的吸光度时，由于染料的作用，含有带正电的粒子的实际电泳液的吸光度可大于含有白色非电泳粒子(1)的液体的吸光度。因此，实际电泳液的吸光度为1或更大，条件是乙烯基萘与各溶剂Isopar-G、Isopar-H、和Isopar-L的重量比为4.5质量％或更大。<白色非电泳粒子(2)的制备>在具有搅拌器、温度计和回流冷凝器的反应器中，准备40份甲苯和60份氧化钛， 然后将0.6份甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯溶于混合物中。接下来，将均具有 2mm的直径的氧化锆珠在分散下加入混合物，并将该混合物在搅拌下于55°C加热7小时。将 150份甲基丙烯酸月桂酯溶于混合物中后，加入0. 5份偶氮双二甲基戊腈，将所得混合物进一步在氮气氛下在55°C搅拌7小时。之后，收取的固体成分用四氢呋喃通过反复进行离心分离洗涤，最后在70°C真空干燥4小时从而获得均具有400nm平均粒径的期望的白色非电泳粒子O)。白色非电泳粒子(2)显现出在溶剂Isopar-G、Isopar-H、禾口 Isopar-L(Exxon Mobil Corporation制)中优异的分散性，但是，当2kV/cm的电场施加到彼此面对的两个电极之间时，没有显现出电泳粒子的性质。将由经表面处理的氧化钛形成的白色非电泳粒子( 分散在溶剂Isopar-G、 Isopar-H、和Isopar-L中，并且在100 μ m的光程下测量含有白色非电泳粒子(2)的液体的吸光度。当含有白色非电泳粒子O)的液体的浓度为1.0质量％时，含有白色非电泳粒子O)的液体的所得吸光度在400 700nm的整个波长范围内为1或更大。实践中，带正电的粒子Isopar用染料着色。因此，当测量实际电泳液的吸光度时，由于染料的作用，含有带正电的粒子的实际电泳液的吸光度可大于含有白色非电泳粒子O)的液体的吸光度。 因此，实际电泳液的吸光度为1或更大，条件是经表面处理的氧化钛与各溶剂Isopar-G、 Isopar-H、和Isopar-L的重量比为1. O质量％或更大。〈实施例1>制备含有0. 3 0. 8质量％染料油蓝N(Ardrich Co.制)、10 20质量％白色电泳粒子、0. 5 2. O质量％黑色电泳粒子、15 20质量％白色非电泳粒子(1)、0. 2 0. 5 质量％ Solsperse 17000 (Avecia Ltd.制)、和余量的 Isopar-G 的第一电泳液。制造图8所示的显示元件作为第一显示元件。具体来说，第一显示元件以如下工序制造将含有均具有50 100 μ m平均粒径的玻璃珠的UV粘合剂涂布在基板15 (玻璃板)的第二电极13(ΙΤ0膜)和第三电极14(ΙΤ0膜)周围后，将其上形成有透明电极11的透明基板12 (玻璃板)粘结到基板15上，然后将粘结的基板通过UV辐照粘附。注意，当UV 粘合剂涂布在第二和第三电极13和14周围时，提供两个开孔。接下来，在经由开孔之一注入电泳液16之后，用UV粘合剂填充两个开孔，然后进行UV辐照。由此制得第一显示元件。 注意，将均具有宽度15 μ m的梳状结构的第二电极13和第三电极14组装，使得第二电极13 和第三电极14的端部以10 μ m的间隔交替布置(参见图9)。第二电极13和第三电极14 的组装体为边长Icm的正方形，其示意性地示于图8。当+15V的电压施加到第二和第三电极13和14时，第一显示元件显示黑色。类似地，当-15V的电压施加到第二和第三电极13和14时，第一显示元件显示白色。此外，当 +IOV和-IOV的电压分别施加到第二和第三电极13和14时，第一显示元件显示蓝色。〈实施例2>制备含有0. 5 1.4质量％染料油蓝N(Ardrich Co.制)、15 30质量％白色电泳粒子、0. 5 2. 0质量％黑色电泳粒子、1 4质量％白色非电泳粒子O)、0. 2 0. 5质 fi% Solsperse 17000 (Avecia Ltd.制)、和余量的 Isopar-G 的第二电泳液。第二显示元件以与实施例1相同的工序制造，除了使用第二电泳液代替第一电泳液。当+15V的电压施加到第二和第三电极13和14时，第二显示元件显示黑色。类似地， 当-15V的电压施加到第二和第三电极13和14时，第二显示元件显示白色。此外，当+IOV 和-IOV的电压分别施加到第二和第三电极13和14时，第二显示元件显示蓝色。〈实施例3>制备含有4 10质量％染料油绿502 (Ardrich Co.制)、15 25质量％白色电泳粒子、0. 5 2. 0质量％黑色电泳粒子、5. 0 15质量％白色非电泳粒子(1)、0. 2 0. 5 质量％ Solsperse 17000 (Avecia Ltd.制)、和余量的Isopar-G的第三电泳液。第三显示元件以与实施例1相同的工序制造，除了使用第三电泳液代替第一电泳液。当+15V的电压施加到第二和第三电极13和14时，第三显示元件显示黑色。类似地， 当-15V的电压施加到第二和第三电极13和14时，第三显示元件显示白色。此外，当+IOV 和-IOV的电压分别施加到第二和第三电极13和14时，第二显示元件显示绿色。〈实施例4>制备含有0.2 0.6质量％染料油红5B (Ardrich Co.制)、0. 2 0. 6质量％染料苏丹红7B (Ardrich Co.制)、15 25质量％白色电泳粒子、0. 5 2. 0质量％黑色电泳粒子、10 20质量％白色非电泳粒子(1)、0. 2 0. 5质量％ Solspersel7000 (Avecia Ltd. 制)、和余量的Isopar-G的第四电泳液。第四显示元件以与实施例1相同的工序制造，除了使用第四电泳液代替第一电泳液。当+15V的电压施加到第二和第三电极13和14时，第四显示元件显示黑色。类似地， 当-15V的电压施加到第二和第三电极13和14时，第四显示元件显示白色。此外，当+IOV 和-IOV的电压分别施加到第二和第三电极13和14时，第四显示元件显示红色。〈实施例5>制备含有0. 1 0. 4质量％染料油黄3G (Ardrich Co.制)、0· 1 0. 2质量％染料喹啉黄(Ardrich Co.制)、15 25质量％白色电泳粒子、0. 5 2. 0质量％黑色电泳粒子、5.0 15 质量％白色非电泳粒子(1)、0. 2 0. 5 质量％ Solspersel7000 (Avecia Ltd.制)、和余量的Isopar-G的第五电泳液。第五显示元件以与实施例1相同的工序制造，除了使用第五电泳液代替第一电泳液。当+15V的电压施加到第二和第三电极13和14时，第五显示元件显示黑色。类似地， 当-15V的电压施加到第二和第三电极13和14时，第五显示元件显示白色。此外，当+IOV 和-IOV的电压分别施加到第二和第三电极13和14时，第五显示元件显示黄色。〈实施例6>制备含有0.2 0.6质量％染料苏丹红7B (Ardrich Co.制)、15 25质量％白色电泳粒子、0. 5 2. 0质量％黑色电泳粒子、15 25质量％白色非电泳粒子(1)、0. 2 0. 5 质量％ Solsperse 17000 (Avecia Ltd.制)、和余量的 Isopar-G 的第六电泳液。第六显示元件以与实施例1相同的工序制造，除了使用第六电泳液代替第一电泳液。当+15V的电压施加到第二和第三电极13和14时，第六显示元件显示黑色。类似地， 当-15V的电压施加到第二和第三电极13和14时，第六显示元件显示白色。此外，当+IOV 和-IOV的电压分别施加到第二和第三电极13和14时，第六显示元件显示品红色。〈实施例7>制备含有0. 3 0. 8质量％染料油蓝N(Ardrich Co.制)、2. 0 10质量％染料油绿502(Ardrich Co.制)、15 25质量％白色电泳粒子、0. 5 2. 0质量％黑色电泳粒子、10 20质量％白色非电泳粒子(1)、0. 2 0. 5质量％ Solsperse 17000 (Avecia Ltd. 制)、和余量的Isopar-G的第七电泳液。第七显示元件以与实施例1相同的工序制造，除了使用第七电泳液代替第一电泳液。当+15V的电压施加到第二和第三电极13和14时，第七显示元件显示黑色。类似地， 当-15V的电压施加到第二和第三电极13和14时，第七显示元件显示白色。此外，当+IOV 和-IOV的电压分别施加到第二和第三电极13和14时，第七显示元件显示青色。〈实施例8>制造图像显示介质100(参见图1)作为第一图像显示介质。具体来说，在基板 15 (PET膜)上形成均具有60 μ m的宽度和60 μ m的长度的第二电极13 (ΙΤ0膜)和第三电极 14(ΙΤ0膜)后，将保护膜形成在第二和第三电极13和14上。然后，使用光刻胶SU-8(Nipp0n Kayaku Kayaku Co.，Ltd制)通过光刻法形成小室的分隔壁17。形成分隔壁17，使得各壁的厚度为5 15 μ m，深度为40 100 μ m，并且各小室的底面具有尺寸为160 X IOOym的长方形。接下来，通过喷墨喷嘴将实施例5、6、和7中制备的电泳液16分别注入相应的一个小室中，并将密封膜形成在注入的电泳液16上。具体来说，使用狭缝涂覆器将加热到约 40°C的加入了聚氧乙烯表面活性剂的明胶树脂涂布在所述电泳液上，然后干燥以形成密封膜。接下来，将粘合剂涂布到该密封膜，并将其上形成有第一电极11(ΙΤ0膜)的透明基板 12 (PET膜)粘结到该密封膜。结果，制造能够显示多种颜色的第一图像显示介质。〈实施例9>能够显示多种颜色的第二图像显示介质以与实施例8中相同的工序制造，除了使用实施例1、2、和3中制备的电泳液16代替实施例5、6、和7中制备的电泳液16。如上所述，本发明的实施方式可提供能够有效地显示染料颜色的电泳液、含有该电泳液的图像显示介质、和具有该图像显示介质的图像显示设备。本文中引用的所有实例和条件性的语言意图为帮助读者理解发明原理和发明人对现有技术贡献的理念提供指导的目的，并且应解释为不对具体引用的实例和条件作出限制，并且说明书中的实例的组织形式也与显示本发明的优劣无关。虽然已详细说明了本发明的实施方式，应理解，可对其作出各种改变、代替、和替换而不脱离本发明的主旨和范围。
本专利申请基于2009年1月13日提交的日本优先权专利申请No. 2009-005084, 其全部内容在此通过引用纳入。
权利要求
1.电泳液，其包含 第一电泳粒子；极性与第一电泳粒子的极性相反的第二电泳粒子； 非电泳粒子；和透明分散介质，其中所述第一、第二、和非电泳粒子分散在所述透明分散介质中。
2.根据权利要求1所述的电泳液，其中所述第一电泳粒子是白色的，所述第二电泳粒子是黑色的，并且所述非电泳粒子是白色的。
3.根据权利要求1所述的电泳液，其中所述透明分散介质包括染料和非极性溶剂。
4.图像显示介质，其包含多个显示元件，每个显示元件都具有根据权利要求1所述的电泳液、第一透明电极、第二电极、和第三电极。
5.根据权利要求4所述的图像显示介质，其中在具有根据权利要求1所述的电泳液的显示元件中，第一电极布置成面对第二电极和第三电极。
6.根据权利要求5所述的图像显示介质，其中在光程确定为第一电极与第二和第三电极之间的距离的情况下，根据权利要求1所述的电泳液的吸光度在400 700nm的整个波长范围内为1或更大。
7.根据权利要求4所述的图像显示介质，其中所述多个显示元件中的第一个含有具有用黄色着色的分散介质的所述电泳液； 所述多个显示元件中的第二个含有具有用青色着色的分散介质的所述电泳液；和所述多个显示元件中的第三个含有具有用品红色着色的分散介质的所述电泳液。
8.根据权利要求4所述的图像显示介质，其中所述多个显示元件中的第一个含有具有用红色着色的分散介质的所述电泳液； 所述多个显示元件中的第二个含有具有用绿色着色的分散介质的所述电泳液；和所述多个显示元件中的第三个含有具有用蓝色着色的分散介质的所述电泳液。
9.图像显示设备，其包含根据权利要求4所述的图像显示介质。
全文摘要
本发明中的电泳液(16)包括第一电泳粒子(16a)、极性与第一电泳粒子的极性相反的第二电泳粒子(16b)、非电泳粒子(16c)、和透明分散介质(16d)。在该电泳液中，所述第一、第二、和非电泳粒子分散在透明分散介质中。
文档编号G02F1/167GK102272672SQ20098015410
公开日2011年12月7日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年1月13日
发明者北村孝司, 升泽正弘, 吉松美拓 申请人:国立大学法人千叶大学, 株式会社理光