电泳粒子、电泳分散液、显示片、显示装置和电子设备的制作方法

电泳粒子、电泳分散液、显示片、显示装置和电子设备的制作方法
【专利摘要】本发明要提供在分散介质中能够发挥优异的分散性、同时能够任意地控制带电特性的电泳粒子，以及含有该电泳粒子的电泳分散液、使用该电泳分散液的显示片、显示装置和电子设备。本发明的电泳粒子70具有：芯粒子(母粒)71，与芯粒子71的表面结合的、具有由多个硅氧键串联连接而成的连接结构的硅氧烷类化合物72，以及带电基73，所述带电基73是与所述芯粒子71的表面结合的有机基团，其含有主骨架，并具有正或负的电荷。芯粒子71的表面上的结合有硅氧烷类化合物72的区域的占有率是0.05％以上20％以下。
【专利说明】电泳粒子、电泳分散液、显示片、显示装置和电子设备

【技术领域】
[0001] 本发明涉及电泳粒子、电泳分散液、显示片、显示装置和电子设备。

【背景技术】
[0002] 通常，当电场作用到在液体中分散有微粒的分散体系时，微粒会借助库仑力在液 体中移动（泳动），这是人们知道的现象。该现象被称作"电泳"，近年来利用该电泳来显示 所希望的信息（图像）的电泳显示装置作为新的显示装置受到人们关注。
[0003] 该电泳显示装置具有下述特征：具有在停止施加电压的状态下的显示记忆性、大 视场角性，以及能够以低电力消耗进行高反衬度的显示等。
[0004] 此外，电泳显示装置，由于是非发光型器件，所以与布朗管之类的发光型显示器件 相比，具有对眼睛有益的特征。
[0005] 这种电泳显示装置，在具有电极的1对基板间封入使带正电或负电的电泳粒子分 散在分散介质中而得的分散系（电泳分散液），通过在1对电极间施加电压，使电泳粒子向 一基板侧泳动，就显示出所希望的图像（例如、参照专利文献1)。
[0006] -直以来，出于确保电泳粒子在分散介质中的分散性的目的，在分散介质中添加 分散剂之类的添加剂。但是，使用添加剂，会降低分散介质的电阻，使分散介质中的漏电流 增大，难以降低耗电。
[0007] 因此，过去、作为电泳粒子，已经知道了专利文献1所公开的那样，用环氧改性偶 联剂对母粒表面实施处理，然后导入氨基改性聚合物的电泳粒子。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1:日本特开平5-173193号公报


【发明内容】

[0011] 发明要解决的课题
[0012] 专利文献1所涉及的电泳粒子，由于在母粒表面的所有区域没有间隙地覆盖偶联 齐U，所以存在即使母粒表面本身具有带电性，该带电性也受到破坏，带电性变得不充分的问 题。即、专利文献1所涉及的电泳粒子存在的问题是，难以既确保在分散介质中必要的分散 性、又发挥所期待的带电特性。
[0013] 此外，专利文献1所涉及的电泳粒子，即使能够发挥母粒本身的带电性，电泳粒子 的带电性也主要依赖于母粒表面本身的带电性，所以难以既发挥所期待的分散性，又控制 带电状态。因此，在母粒种类不同的多种电泳粒子混合存在时，不能够对电泳粒子间的相互 作用等进行微调整，结果、电场施加时电泳粒子的凝聚不能被完全消除。此外，若考虑母粒 的表面和偶联剂之间的反应性，由于母粒的表面多具有羟基，所以快难以控制性好地得到 带正电的粒子。
[0014] 本发明的目的是提供既可以在分散介质中发挥优异的分散性、又能够任意地控制 带电特性的电泳粒子、含有该电泳粒子的电泳分散液、使用该电泳分散液的显示片、显示装 置和电子设备。
[0015] 解决课题的手段
[0016] 上述目的是通过下述本发明实现的。
[0017] 本发明的电泳粒子，其特征在于，具有母粒、与所述母粒的表面结合的硅氧烷类化 合物、以及带电基，
[0018] 所述硅氧烷类化合物具有由多个硅氧键串联连接而成的连接结构，
[0019] 所述带电基是与所述母粒的表面结合的有机基团，其含有主骨架，并具有正或负 的电荷。
[0020] 这种电泳粒子，能够通过硅氧烷类化合物提高在分散介质中的分散性，并且通过 带电基而赋予带电性。而且，能够通过调整带电基的种类、导入量等，控制电泳粒子的带电 性。因此，无论芯粒子的种类如何，都能够发挥所期待的极性、带电量的带电特性。
[0021] 本发明的电泳粒子，优选所述带电基的含量以相对于所述母粒和所述带电基的合 计质量的比率计，为0. 1质量％以上40质量％以下。
[0022] 通过这样，能够更切实地将母粒的带电状态控制（调整）到所期待的范围。
[0023] 本发明的电泳粒子，优选所述母粒的表面上的结合有所述硅氧烷类化合物的区域 的占有率是〇. 1 %以上10%以下。
[0024] 通过这样，能够使兼有主要得益于硅氧烷类化合物的分散性和主要得益于带电基 的带电特性的兼有性进一步得到强化。即、例如即使电泳分散液处在温度变化较大的环境、 或电场强度小的环境中，也能够实现兼有分散性和带电特性。
[0025] 本发明的电泳粒子，优选所述母粒的表面上结合有所述带电基的区域的占有率比 所述母粒的表面上的结合有所述硅氧烷类化合物的区域的占有率小。
[0026] 通过这样，能够防止或抑制带电基妨碍得益于硅氧烷类化合物的分散性。
[0027] 本发明的电泳粒子，优选所述硅氧烷类化合物具有直链状分子结构，所述直链状 分子结构由含有所述连接结构的主链和与所述主链结合的侧链构成。
[0028] 通过这样，硅氧烷类化合物的长链分子结构能够保持得比较稳定，能够使芯粒子 彼此之间隔着硅氧烷类化合物而具有充分的离间距离，所以对电泳粒子赋予分散性的硅氧 烷类化合物的这一功能被进一步得到促进。此外，分散介质多使用极性较低的。另一方面、 含有硅氧键的化合物，虽然也根据侧链的结构而异，但极性较低的较多。因此，含有这种硅 氧烷类化合物的电泳粒子，能够相对于分散介质显示出特别良好的分散性。
[0029] 本发明的电泳粒子，优选所述硅氧烷类化合物具有与所述母粒的表面结合的来自 偶联剂的结构，
[0030] 所述连接结构介由所述来自偶联剂的结构与所述母粒的表面连接。
[0031] 通过这样，尽管含有长链的直链状分子结构，在母粒上的结合量的控制也容易，结 果、能够实现含有严格控制在目标量的硅氧烷类化合物的电泳粒子。
[0032] 本发明的电泳粒子，优选所述硅氧烷类化合物具有与所述母粒的表面结合的烃结 构，
[0033] 所述连接结构介由所述烃结构与所述母粒的表面连接。
[0034] 通过这样，因此，硅氧烷类化合物的大部分被硅氧键占据，例如在作为分散介质使 用硅油或其改性物时，电泳粒子的分散性特别高。
[0035] 本发明的电泳粒子中，优选所述硅氧烷类化合物的重均分子量是1000以上 100000 以下。。
[0036] 通过这样，能够使硅氧烷类化合物的分子结构的长度最优化，得到充分地确保在 母粒的表面上能够导入带电基的区域，同时充分地赋予来自长的直链状的结构的分散性的 电泳粒子。
[0037] 本发明的电泳粒子，优选所述带电基的分子量比所述硅氧烷类化合物的分子量 小。
[0038] 通过这样，能够防止或抑制带电基对得益于硅氧烷类化合物的分散性造成阻害。 此外，由于能够减小芯粒子的表面上的结合有硅氧烷系化合物的区域的占有率，所以能够 充分地确保母粒的表面上能够导入带电基的区域。因此，能够使带电性的控制幅度变大。
[0039] 本发明的电泳粒子，优选所述带电基含有与所述主骨架结合的离子对。
[0040] 通过这样适宜地设定离子对的种类，就能够控制带电基的带电极性、带电量之类 的带电特性。
[0041] 本发明的电泳粒子，优选所述离子对含有铵系阳离子、羧酸系阴离子、磷酸系阴离 子、磺酸系阴离子和硼系阴离子中的至少1种。
[0042] 铵系阳离子，由于结构的设计、改变比较容易，所以在要自由地控制带电基的带电 特性时优选。此外，通过使用含有这些结构的阴离子，能够使离子对的稳定性变得更高，得 到稳定性优异的电泳粒子。
[0043] 本发明的电泳粒子，优选所述带电基还具有来自偶联剂的结构，所述带电基介由 所述来自偶联剂的结构与所述母粒的表面连接。
[0044] 本发明的电泳粒子，优选所述带电基还具有来自偶联剂的结构，所述带电基介由 所述来自偶联剂的结构与所述母粒的表面连接。
[0045] 通过这样，能够容易并且切实地通过共价键在母粒的表面导入带电基。
[0046] 本发明的电泳分散液，其特征在于，含有本发明的电泳粒子和、使所述电泳粒子分 散在其中的分散介质。
[0047] 通过这样，能够提供在分散介质中电泳粒子的分散性和带电性优异的电泳分散 液。
[0048] 本发明的电泳分散液中，优选所述分散介质的相对介电常数是1. 5以上3以下。
[0049] 通过这样，能够提供绝缘性高、在用于电泳显示装置时有助于抑制漏电流、降低耗 电量的电泳分散液。
[0050] 本发明的显示片，其特征在于，具有：设置有第1电极的第1基板，与所述第1基 板对向配置的、设置有第2电极的第2基板，以及设置在所述第1基板和所述第2基板之间 的、含有本发明的电泳分散液的显示层。
[0051] 通过这样，能够提供能够进行反衬度高的显示的显示片。
[0052] 本发明的显示装置，其特征在于，具有本发明的显示片。
[0053] 通过这样，能够提供能够进行反衬度高的显示的显示装置。
[0054] 本发明的电子设备，其特征在于，具有本发明的显示装置。
[0055] 通过这样，能够提供可靠性高的电子设备。

【专利附图】

【附图说明】
[0056] 图1是显示本发明的显示装置的第1实施方案的截面图。
[0057] 图2是图1所示的显示装置的平面图（俯视图）。
[0058] 图3是用于说明图1所示的显示装置的驱动方式的截面图。
[0059] 图4是示意性示出图1所示的显示装置中使用的电泳粒子的截面图。
[0060] 图5是用于说明图4所示的电泳粒子的母粒的表面上结合的硅氧烷类化合物的 图。
[0061] 图6针对为了得到图5所示的具有结构Z的硅氧烷类化合物而使用的偶联剂和改 性硅油，显示出了偶联剂中含有的反应性官能团X、和改性硅油中含有的反应性官能团Y的 具体例。
[0062] 图7是用于说明图4所示的电泳粒子的表面上结合的带电基的图。
[0063] 图8是显示本发明的显示装置的第2实施方案的截面图。
[0064] 图9是显示本发明的显示装置的第3实施方案的截面图。
[0065] 图10是用于说明本发明的电泳粒子的制造方法例的图。
[0066] 图11是用于说明本发明的电泳粒子的制造方法例的图。
[0067] 图12是用于说明本发明的电泳粒子的带电基的制造方法例的图。
[0068] 图13是显示本发明的电子设备用于电子纸的情况的实施方案的立体图。
[0069] 图14是显示本发明的电子设备用于显示器的情况的实施方案的图。

【具体实施方式】
[0070] 下面将基于附图所示的优选实施方案来对本发明的电泳粒子、电泳分散液、显示 片、显示装置以及电子设备进行具体说明。
[0071] 《显示装置》
[0072] <第1实施方案>
[0073] 先对本发明的显示装置的第1实施方案进行说明。
[0074] 图1是显示本发明的显示装置的第1实施方案的截面图，图2是图1所示的显示 装置的平面图（俯视图），图3是用于说明图1所示的显示装置的驱动方式的截面图。此 夕卜，在下文中，为了方便说明，将图1、3中的上侧当作"上"、下侧当作"下"进行说明。此外， 如图1所示，将显示装置的平面视图中彼此垂直的2方向设为"X方向"和"Y方向"。
[0075] 图1所示的显示装置（本发明的显示装置）20是利用粒子的泳动来显示所期待的 图像的电泳显示装置。该显示装置20具有显示片（前板）21和电路基板（背板）22。此 夕卜，还可以说显示片21和电路基板22构成显示片。
[0076] 如图1所不，显不片21具有基板（电极基板）11和设置在基板11的下方的显不 层400,基板11具有平板状的基部1和设置在基部1的下面的第1电极3,显示层400中填 充有含有电泳粒子70的分散液100。在这种显示片21中，基板11的上面构成显示面111。
[0077] 另一方面，电路基板22具有基板12和设置在该基板12上的、图中未不出的电路， 基板12具有平板状的基部2和设置在基部2的上面上的多个第2电极4。
[0078] 该电路具有例如：排列成矩阵状的TFT(开关元件），与TFT对应地形成的栅极线 和数据线，能够对栅极线施加所期待的电压的栅极驱动器，能够对数据线施加所期待的电 压的数据驱动器，以及、用于控制栅极驱动器和数据驱动器的驱动的控制部。
[0079] 下面将对各部分的构造依次进行说明。
[0080] (基板）
[0081] 基部1和基部2都由片状（平板状）的部件构成，具有对配置在它们之间的各部 件予以支持和保护的功能。各基部1、2分别可以是具有柔性的，也可以是硬质的，但优选具 有柔性的。通过使用具有柔性的基部1、2,能够得到具有柔性的显示装置20、即对构建例如 电子纸有用的显示装置20。
[0082] 当基部1、2具有柔性时，作为其构成材料，可以列举出透明性高的玻璃或树脂。作 为上述树脂，可以列举出PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯）、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯）等聚 酯、聚乙烯等聚烯烃、改性聚烯烃、环状烯烃（C0P)、聚酰胺、热塑性聚酰亚胺、聚醚、聚醚醚 酮、聚碳酸酯（PC)、聚氨酯系、聚氯乙烯系等各种热塑性弹性体等、或以它们为主成分的共 聚物、掺混物、聚合物合金等，可以使用它们中的1种，或将2种以上混合使用。
[0083] 基部1、2的平均厚度，分别可以根据构成材料、用途等来适宜地设定，没有特殊限 定，但在要具有柔性时，优选20iim以上500iim以下的范围，进而优选25iim以上250iim 以下的范围，更优选50iim以上200iim以下的范围。通过这样，能够在调和显示装置20的 柔软性和强度的同时，实现显示装置20的小型化（特别是薄型化）。
[0084] 在这些基部1、2的显示层400侧的面上，S卩、在基部1的下面和基部2的上面上， 分别设置有呈膜状的第1电极3和第2电极4。本实施方案中，第1电极3为共同电极，第 2电极4是向X方向和Y方向以排列状被分割开的个别电极（与TFT连接的像素电极）。在 显示装置20中，1个第2电极4与第1电极3相重合的区域构成1个像素。
[0085] 作为电极3、4的构成材料，只要是实质上具有导电性就没有特殊限定，可以列举 出例如、金、银、铜、铝或含有它们的合金等金属材料、炭黑、石墨、碳纳米管、富勒烯等碳系 材料、聚乙炔、聚芴、聚噻吩或它们的衍生物等导电性高分子材料、在聚乙烯醇、聚碳酸酯 等基体树脂中分散有NaCl、Cu(CF3S03) 2等离子性物质的离子导电性高分子材料、氧化铟 (10)、氧化铟锡（IT0)、氟掺杂氧化锡（FT0)、氧化锌（ZnO)等导电性氧化物材料之类的各种 导电性材料，可以使用它们中的1种，或2种以上组合使用。
[0086] 此外，电极3、4的平均厚度，分别可以根据构成材料、用途等来适宜地设定，没有 特殊限定，分别优选在〇. 01ym以上10i!m以下的范围，进而优选0. 02i!m以上5i!m以下 的范围。
[0087] 这里，使各基部1、2和各电极3、4中的配置在显示面111侧的基部和电极都是具 有透光性的，即、实质上透明（无色透明、有色透明或半透明）。本实施方案中，由于基板11 的上面构成显示面111，所以至少要使基部1和第1电极3是实质上透明的。通过这样，能 够通过目视从显示面111侧容易地看到显示装置20所显示的图像。
[0088] (封闭部）
[0089] 在基板11和基板12之间，沿着它们的边缘部设置有封闭部（密封部）5。通过该 封闭部5,显示层400被气密性地封闭。结果、能够防止水分侵入到装置20内，更切实地防 止显示装置20的显示性能劣化。
[0090] 作为封闭部5的构成材料，没有特殊限定，可以列举出例如、丙烯酸类树脂、聚氨 酯类树脂、烯烃类树脂之类的热塑性树脂、环氧类树脂、三聚氰胺类树脂、酚醛类树脂、硅氧 烷类树脂之类的热固性树脂等各种树脂材料等，可以使用它们中的1种，或2种以上组合使 用。
[0091] 此外，对封闭部5的高度，没有特殊限定，但优选在5ym以上100ym以下的范围。
[0092] (壁部）
[0093] 如图1所示，显示层400具有以将其外缘围起来的方式设置的壁部（隔壁）91、基 板11、由基板12和壁部91划分出的空间（分散液封入空间）101、以及填充在空间101内 的分散液100。
[0094] 根据需要，也可以对壁部91的表面进行碳化氟等离子体处理等各种疏处理。
[0095] 作为壁部91的构成材料，没有特殊限定，可以列举出例如、环氧树脂、丙烯酸类树 月旨、酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、聚酯（不饱和聚酯）、聚酰亚胺、硅氧烷树脂、聚氨 酯树脂等各种热塑性树脂或热固性树脂，可以使用它们中的1种、或将2种以上混合使用。
[0096] 对于壁部91的高度，没有特别限定，优选在5iim以上100iim以下的范围。通过 使壁部91的高度在上述范围内，能够使电泳粒子70根据电场而相应地进行短时间移动，同 时能够防止在非显示状态看到电泳粒子70。
[0097] 此外，至于壁部91的平均宽度，要考虑壁部91所要求的机械强度等来适宜设定， 但优选在1Um以上10ym以下的范围。并且，壁部91的纵横比（平均高度/平均宽度） 优选在1?50的范围。
[0098] 再者，本实施方案中的壁部91的横截面形状是，宽度从基板12向基板11侧逐渐 减小的倒锥状，但并不局限于这种形状，也可以是例如矩形（长方形）。
[0099] 此外，壁部91的横截面形状，既可以是整体上不恒定，也可以是仅局部有所不同 的形状。在这种情况，由于在该位置处，空间101的气密性降低，所以即使在空间101中混 入了气泡，也能够将该气泡排到外面。
[0100](分散液）
[0101] 分散液100 (电泳分散液）含有分散介质7和分散在分散介质7中的电泳粒子70。
[0102] 电泳粒子70带正电或负电，呈与分散介质7所呈现的颜色不同的颜色。
[0103] 电泳粒子70所呈现的颜色，只要是与分散介质7所呈现的颜色不同，就没有特殊 限定，例如在分散介质7所呈现的颜色为浅色或白色时，电泳粒子70优选是深色或黑色的， 反之，在分散介质7所呈现的颜色为深色或黑色时，电泳粒子70优选是浅色或白色的。通 过这样，电泳粒子70和分散介质7之间的明度差别变大，所以在例如电泳粒子70聚集到个 别位置时，在该区域和其相邻的区域（分散介质7所占的区域）之间的明度差别也变大，所 以能够通过控制电泳粒子70的聚集区域，来进行反衬度高的显示。此外，关于电泳粒子70， 将在后面进行具体说明。
[0104] 作为分散介质7,优选使用沸点较高、为100°C以上，且具有较高绝缘性的。作为这 种分散介质7,可以列举出例如、各种水（例如、蒸馏水、纯水等）、丁醇、甘油等醇类、丁基溶 纤剂等溶纤剂类、乙酸丁酯等酯类、二丁基甲酮等酮类、戊烷等脂肪烃类（液体石蜡）、环己 烷等脂环烃类、二甲苯等芳香烃类、二氯甲烷等卤代烃类、吡啶等芳香族杂环类、乙腈等腈 类、N，N-二甲基甲酰胺等酰胺类、羧酸盐、硅油或其它的各种油类等，它们可以单独使用，或 以混合物的形式使用。
[0105] 其中，作为分散介质7,优选以脂肪族烃类（液体石蜡）或硅油作为主成分。以液 体石蜡或硅油作为主成分的分散介质7,抑制电泳粒子70凝聚的效果高，所以能够抑制显 示装置20的显示性能历时性劣化。此外，液体石蜡或硅油，由于不具有不饱和键，所以具有 耐气候性优异、进而安全性高这样的优点。
[0106] 此外，作为分散介质7,优选使用相对介电常数为1.5以上3以下的，进而优选使用 介电常数为1. 7以上2. 8以下的。这种分散介质7,后述含有硅氧烷类化合物72的电泳粒 子70在其中的分散性优异，并且电绝缘性也好。因此，有助于实现耗电量小、能够进行反衬 度高的显示的显示装置20。再者，该介电常数的值是以50Hz测定出的值，并且是针对含水 量为50ppm以下、温度25°C的分散介质7测定出的值。
[0107] 上文中对显示装置20的构造进行了说明，但这种显示装置20,以例如以下方式进 行驱动。再者，在以下说明中，说明的是对图1所示的多个第2电极4中的仅1个施加电压 的情况。此外，在以下的说明中，假设电泳粒子70带正电。
[0108] 当在第1电极3和第2电极4之间施加使第2电极4呈负电位的电压时，通过该 电压施加而产生的电场就作用到显示层400中的电泳粒子70上。于是，电泳粒子70向第 2电极4侧泳动、聚集。通过这样，就如图3(a)所示，在显示面111主要显示出分散介质7 所呈现的颜色。
[0109] 另一方面，当施加使第2电极4呈正电位的电压时，通过该电压施加而产生的电场 就作用到显示层400中的电泳粒子70上。于是，电泳粒子70向第1电极3侧泳动、聚集。 通过这样，就如图3 (b)所示，在显示面111主要显示出电泳粒子70所呈现的颜色。
[0110] 以上的电泳粒子70的驱动是各像素独立进行的（第2电极4 一个一个独立地）， 从而能够使显示面111显示出所期待的图像。
[0111] 在显示装置20中，如上述那样使电泳粒子70与电场的方向相应地进行泳动，借助 由此产生的色度、明度的差别而进行图像显示。此时，为了能够进行良好的图像显示，需要 使大量电泳粒子70在分散介质7中稳定地存在，不会彼此凝聚，同时在电场产生时能够迅 速泳动。即、要求电泳粒子70兼有在分散介质7中的分散性（下文中仅记作"分散性"）和 带电特性。
[0112] ((电泳粒子））
[0113] 下面将对分散液100中含有的电泳粒子70予以具体说明。
[0114] 图4是示意性示出图1所示的显示装置中使用的电泳粒子的截面图。
[0115] 此外，图5是用于说明在图4所示的电泳粒子的母粒的表面上结合的硅氧烷类化 合物的图，图6针对为了得到图5所示的具有结构Z的硅氧烷类化合物而使用的偶联剂和 改性硅油，显示出了偶联剂中含有的反应性官能团X、和改性硅油中含有的反应性官能团Y 的具体例。此外，图7是用于说明在图4所示的电泳粒子的表面上结合的带电基的图。
[0116] 如图4所示，电泳粒子70具有芯粒子71 (母粒）、和与芯粒子71的表面结合的硅 氧烷类化合物72和带电基73。
[0117] 这种电泳粒子70,能够通过硅氧烷类化合物72而阻碍其与其它电泳粒子70显著 靠近，所以能够赋予在分散介质7中的适度分散性。此外、由于硅氧烷类化合物72对非极性 或低极性的分散介质7的亲和性高，所以能够提高电泳粒子70在分散介质7中的分散性。 此外，由于硅氧烷类化合物72的提高电泳粒子70在分散介质7中的分散性的提高效果高， 所以能够使芯粒子71的表面被硅氧烷类化合物72覆盖的面积较小。因此，能够充分确保 芯粒子71的表面能够结合带电基73结合的区域。
[0118] 另一方面，通过带电基73赋予芯粒子71带电性。此外，通过调整带电基73的种 类、量等，能够控制电泳粒子70的带电量、极性等带电状态。特别是，同前面所讲，由于能够 充分地确保芯粒子71的表面上的能够结合带电基73的区域，所以能够使其控制的范围变 大。因此，可以无论芯粒子71的种类，都能够使电泳粒子70的极性、带电量等带电特性为 所希望的范围。
[0119] 基于这样的原因，电泳粒子70能够在分散介质7中发挥优异的分散性和带电性。 因此，能够借助硅氧烷类化合物72产生的一定的斥力，抑制电泳粒子70彼此之间凝聚，由 此使电泳粒子70的泳动阻力降低，同时能够通过带电基73对电泳粒子70产生一定的库仑 力，结果即使在更弱的电场下也能够实现充分的电泳。结果能够以较少的耗电得到应答性 商的图像显不。
[0120] 此外，如前面所讲，由于通过硅氧烷类化合物72而电泳粒子70的分散性提高，所 以即使在分散介质7中完全不添加分散剂也可以。因此，能够防止在添加大量分散剂的情 况下产生的、第1电极3和第2电极4之间的绝缘性降低。通过这样，能够抑制电压施加时 漏电流发生，实现显示装置20的耗电量降低。
[0121] 此外，在分散介质7中，也可以根据需要添加分散剂，在这种情况，可以减少向分 散介质7中添加的分散剂的添加量，所以能够抑制在第1电极3和第2电极4之间的绝缘 性降低。作为该分散剂，可以列举出例如、聚酰胺胺和其盐、碱性官能团改性聚氨酯、碱性官 能团改性聚酯、碱性官能团改性聚（甲基）丙烯酸酯、聚氧乙烯烷基胺、烷醇胺、聚丙烯酰胺 等，可以使用它们中的1种，或使用2种以上的混合物。
[0122] 分散剂的添加量优选是分散介质7的0. 3质量％以下，进而优选是0. 1质量％以 下。通过将分散剂的添加量控制在上述范围内，即使添加了分散剂，也能够将第1电极3和 第2电极4之间的绝缘性的降低控制在最小限度。
[0123] 在下文中对构成电泳粒子70的各部分依次予以具体说明。
[0124] 首先，对芯粒子71予以说明。
[0125] 作为芯粒子71，没有特殊限定，可以使用例如、氧化钛、氧化锌、氧化铁、氧化铬、氧 化锆等氧化物类粒子、和氮化硅、氮化钛等氮化物类粒子、硫化锌等硫化物类粒子、硼化钛 等硼化物类粒子、铬酸锶、铝酸钴、亚铬酸铜、群青等无机染料粒子、偶氮类、喹吖啶酮类、蒽 醌类、二嗪类、茈类等有机染料粒子等。此外，还可以使用在由丙烯酸类树脂、聚氨酯类树 月旨、尿素类树脂、环氧类树脂、聚苯乙烯、或聚酯等构成的树脂粒子的表面上涂布染料的复 合粒子等。
[0126] 此外，作为芯粒子71，在后面那样使用偶联剂的情况，考虑到与偶联剂的反应性， 优选表面存在轻基，基于这一点，优选使用无机材料。
[0127] 此外，芯粒子71的平均粒径，没有特别限定，优选为50nm以上700nm以下、进而优 选100nm以上500nm以下。通过将芯粒子71的平均粒径设定在上述范围内，能够同时实现 电泳粒子70所带来的充分的色度显示和电泳粒子70的快速电泳。结果、能够同时实现高 反衬度的显不和商应答速度。
[0128] 此外，通过将芯粒子71的平均粒径设定在上述范围内，能够抑制电泳粒子70的沉 降、泳动速度的参差变动，抑制显示不均衡和显示不良的发生。
[0129] 再者，芯粒子71的平均粒径是通过动态光散射式粒度分布测定装置（例如、产品 名：LB-500、（株）堀场制作所制）测定出的体积平均粒径。
[0130] 此外，本实施方案中，对分散液100中含有1种芯粒子71的情况进行了说明，但也 可以含有多种芯粒子71。这种情况，通过以例如白色和黑色、或者浅色和深色之类的明度、 色度相差很大的组合的形式来选择多种芯粒子71，能够进行反衬度更优异的显示。此外，在 使用不同的多种芯粒子71的情况，在多种芯粒子71之间，它们各自的硅氧烷类化合物72 和带电基73的种类、导入量等可以相同，也可以不同。
[0131] 接下来，对硅氧烷类化合物72予以说明。
[0132] 硅氧烷类化合物72,只要是具有多个硅氧键串联连接而成的连接结构（以下也称 作"硅氧烷主链"）的化合物即可，可以是任一种化合物，但优选由含有上述连接结构的主链 和与该主链结合的侧链构成的、具有直链状分子结构的化合物。如果是这种化合物，硅氧烷 类化合物72的长链分子结构能够保持得比较稳定，能够使芯粒子71彼此之间隔着硅氧烷 类化合物72而具有充分的离间距离，所以对电泳粒子70赋予分散性的硅氧烷类化合物72 的功能被进一步得到促进。
[0133] 此外，分散介质7多使用极性较低的（非极性或低极性）。另一方面、含有娃氧键 的化合物，虽然也根据侧链的结构而异，但极性较低的较多。因此，含有这种硅氧烷类化合 物72的电泳粒子70,能够相对于分散介质7显示出特别良好的分散性。
[0134] 此外，硅氧烷类化合物72优选含有来自具有硅氧烷主链的硅油或其改性物的结 构（下文中有时也简单地称作"来自硅油的结构"。由于将硅油或其改性物作为分散介质7 使用的情况也很多，所以通过使硅氧烷类化合物72含有来自它们的结构，能够使电泳粒子 70的分散性变得特别高。
[0135] 这种来自硅油的结构，既可以如图5(a)所示，与芯粒子71的表面直接连接，也可 以如图5(b)所示，介由来自偶联剂的结构与芯粒子71的表面连接。
[0136] 更具体地说，图5(a)所示例的硅氧烷类化合物72是通过使来自硅油的官能团与 芯粒子71的表面的羟基进行反应而得到的。该例的硅氧烷类化合物72仅由来自硅油的结 构构成，在由硅氧键构成的主链（硅氧烷主链）的末端上结合的烃结构与芯粒子71连接。 因此，硅氧烷类化合物72的大部分被硅氧键占据，例如在作为分散介质7使用硅油或其改 性物时，电泳粒子70的分散性变得特别高。
[0137] 另一方面，图5(b)所示例的硅氧烷类化合物72,是通过使改性硅油与偶联剂进行 反应，并使得到的反应物中的来自偶联剂的水解性基和芯粒子71的表面的羟基进行脱水 缩合反应而得到的。该例的硅氧烷类化合物72由来自硅油的结构和来自偶联剂的结构构 成，来自硅油的结构722介由来自偶联剂的结构721与芯粒子71连接。这种结构的硅氧烷 类化合物72,尽管含有长链的直链状分子结构，在芯粒子71上的结合量的控制也容易，结 果、能够实现含有严格控制在目标量的硅氧烷类化合物72的电泳粒子70,基于这一点也有 效。换而言之，要使含有长的直链状分子结构的硅氧烷类化合物72以目标量准确地导入到 芯粒子71上这会有很多困难，而通过使来自偶联剂的结构721介入来自硅油的结构722和 芯粒子71之间，能够经过预先充分地确保硅油和偶联剂之间的反应机会的步骤。因此，能 够高效发挥偶联剂相对于芯粒子71的高反应性，结果能够准确控制硅氧烷类化合物72的 导入量。
[0138] 此外，上述硅氧烷类化合物72,可以通过将含有上述连接结构的化合物导入芯粒 子71的表面而得到，但该导入前状态的化合物优选在连接结构的一末端具有能够与芯粒 子71的表面结合的官能团。只要是这种化合物，就能够使连接结构的仅一末端与芯粒子71 的表面结合，作为该结合的结果而得到的硅氧烷类化合物72,直链状分子结构的仅一端固 定在芯粒子71的表面上。因此，能够更切实地制造图4所示结构的电泳粒子70。
[0139] 硅氧烷类化合物72的重均分子量优选在1000以上100000以下的范围，进而优选 在3000以上60000以下的范围。通过将硅氧烷类化合物72的重均分子量设定在上述范围 内，能够使硅氧烷类化合物72的分子结构的长度最优化，得到充分地确保芯粒子71的表面 上的能够导入带电基73的区域，同时充分地赋予来自长的直链状的结构的分散性的电泳 粒子70。
[0140] 再者，硅氧烷类化合物72的重均分子量是使用凝胶渗透色谱（GPC)测定出的、以 聚苯乙烯换算出的重均分子量。
[0141] 此外，图5(a)和图5(b)中的n，分别基于与上述重均分子量同样的理由而优选在 12以上1400以下的范围，进而优选在130以上800以下的范围。
[0142] 此外，图5(b)中的结构Z是偶联剂中含有的反应性官能团X和改性硅油中含有的 反应性官能团Y进行反应而得的结构。
[0143] 作为反应性官能团X、Y，可以列举出例如图6所示的。此外，图5、6中的R是烷基 之类的脂肪族烃基。
[0144] 再者，硅氧烷类化合物72的末端和侧链，优选由极性低的取代基构成。通过这样， 能够进一步提高电泳粒子70的分散性。作为具体的取代基，可以列举出例如烷基等。
[0145] 此外，芯粒子71的表面上的结合有硅氧烷类化合物72的区域的占有率（被覆率） 优选是〇. 1 %以上10%以下，进而优选〇. 2%以上5%以下。通过将该区域的占有率设定在 上述范围内，能够使兼有主要得益于硅氧烷类化合物72的分散性和主要得益于带电基73 的带电特性的兼有性进一步得到强化。即、例如即使分散液100处在温度变化较大的环境、 或电场强度小的环境中，也能够实现兼有分散性和带电特性。此外、通过设定占有率在上述 范围内，能够抑制电泳粒子70彼此之间的分散性和带电特性的参差变动。因此，电场施加 时的电泳粒子70的举动容易变得齐整，能够抑制所谓的显示变动发生。
[0146] 此外，在该区域的占有率低于上述下限值时，分散性降低，根据分散液100所处的 环境不同，有时电泳粒子70会发生凝聚。另一方面，在该区域的占有率高于上述上限值时， 根据电泳粒子70的制造方法的种类不同，有时会难以将带电基73导入芯粒子71的表面， 此外，即使能够将带电基73导入芯粒子71的表面，根据芯粒子71、带电基73的种类不同， 得益于带电基73的带电特性的影响有可能会变小，或带电基73所产生的带电特性的调整 幅度有可能变小。
[0147] 再者，芯粒子71表面上的结合有硅氧烷类化合物72的区域的占有率（被覆率） [% ]，是在将在芯粒子71的表面上结合的硅氧烷类化合物72的每1个分子所占据的面积 记作"单位面积"，将芯粒子71的表面上结合的硅氧烷类化合物72的分子的数量记作"分 子个数"时，代入下述式而求出的。
[0148] 占有率（被覆率）=(单位面积X分子个数V(芯粒子的表面积）X100
[0149] 这里的"单位面积"，能够根据硅氧烷类化合物72的分子结构而计算求出。
[0150] 此外，"分子个数"，能够根据每1个芯粒子上结合的硅氧烷类化合物72的质量 [g]、硅氧烷类化合物72的分子量[g/mol]和每1摩尔的分子个数6.02X1023 [个/mol]而 计算求出。
[0151] 此外，至于后述的芯粒子71的表面上的结合有带电基73的区域的占有率（被覆 率）[% ]，也可以与前述同样地求出。
[0152] 此外，在将芯粒子71的存在量设为100质量份时，硅氧烷类化合物72的存在量优 选是〇. 1质量份以上5质量份以下，进而优选为0. 5质量份以上4质量份以下。通过这样， 能够更切实地使芯粒子71的表面上结合有硅氧烷系化合物72的区域的占有率落入前述范 围内，所以能够切实发挥前述那样的效果。具体地，能够在更高度兼顾分散性和带电特性的 同时，更切实地抑制显示变动发生。
[0153] 接下来，对带电基73予以说明。
[0154] 带电基73,如图7所示，是具有主骨架74和与该主骨架结合的离子对75的有机基 团。
[0155] 该带电基73,通过适宜设定离子对75的种类，能够控制其带电极性、带电量之类 的带电特性。
[0156] S卩，例如在离子对75整体具有正的电荷时，如果导入含有该离子对75的带电基 73,则电泳粒子70就带正电。另一方面，例如在离子对75整体具有负的电荷时，通过导入 含有该离子对75的带电基73,电泳粒子70就带负电。
[0157] 其中，主骨架74是夹在芯粒子71的表面和离子对75之间的分子结构。作为这种 主骨架，可以列举出例如碳-碳键、碳-氧键、硅氧键、其它键等，可以是这些之中的1种、或 2种以上混合存在。作为其它键，也可以含有例如双键或三键之类的不饱和键等。
[0158] 此外，对主骨架74的总碳原子数，没有特殊限定，但优选2以上30以下的范围，进 而优选3以上20以下的范围。通过这样，能够使离子对75位于距离芯粒子71适度的位置， 结果、各带电基73的特性能够发挥地更为显著。此外，如果总碳原子数过少，则不能够充分 地确保芯粒子71和离子对75之间的离间距离，离子对75的带电特性有可能会意外地受到 芯粒子71的影响。另一方面，如果总碳原子数过多，则将带电基73导入芯粒子71的表面 就有可能会变得困难。
[0159] 此外，在主骨架74的侧链，根据需要还可以结合有任意的取代基，优选是烷基之 类的烃基。通过这样，主骨架74相对于分散介质7为相容，变得容易伸展，所以能够充分地 确保离子对75和芯粒子71的离间距离。
[0160] 离子对75是阳离子和阴离子靠近而成的会合体，通过适宜设定阳离子和阴离子 的组合，能够使整体带正电或带负电。此外，还能够适宜调整其带电量。因此，通过具有含 有离子对75的带电基73,电泳粒子70变得能够自由地控制自身的带电特性。
[0161] 其中，作为阳离子，可以列举出例如、有机氮（铵）系阳离子、有机磷（鱗）系阳离 子、有机硫（锍）系阳离子等，特别优选使用有机氮系阳离子。有机氮系阳离子，由于结构 的设计、改变比较容易，因而在要自由地控制带电基73的带电特性时优选。
[0162] 此外，作为有机氮系阳离子，优选使用含有下式（C-1)?（C-4)所表示的结构的有 机氮系阳离子。通过使用含有这些结构的阳离子，能够特别精细地控制带电基73的带电特 性。
[0163]

【权利要求】
1. 一种电泳粒子，其特征在于，具有母粒、与所述母粒的表面结合的硅氧烷类化合物、 以及带电基， 所述硅氧烷类化合物具有由多个硅氧键串联连接而成的连接结构， 所述带电基是与所述母粒的表面结合的有机基团，其含有主骨架，并具有正或负的电 荷。
2. 如权利要求1所述的电泳粒子，所述带电基的含量以相对于所述母粒和所述带电基 的合计质量的比率计，为〇. 1质量％以上40质量％以下。
3. 如权利要求1或2所述的电泳粒子，所述母粒的表面上的结合有所述硅氧烷类化合 物的区域的占有率是0. 1 %以上10%以下。
4. 如权利要求1?3的任一项所述的电泳粒子，所述母粒的表面上的结合有所述带电 基的区域的占有率比所述母粒的表面上的结合有所述硅氧烷类化合物的区域的占有率小。
5. 如权利要求1?4的任一项所述的电泳粒子，所述硅氧烷类化合物具有直链状分子 结构，所述直链状分子结构由含有所述连接结构的主链和与所述主链结合的侧链构成。
6. 如权利要求1?5的任一项所述的电泳粒子，所述硅氧烷类化合物具有与所述母粒 的表面结合的来自偶联剂的结构， 所述连接结构介由所述来自偶联剂的结构与所述母粒的表面连接。
7. 如权利要求1?6的任一项所述的电泳粒子，所述硅氧烷类化合物具有与所述母粒 的表面结合的烃结构， 所述连接结构介由所述经结构与所述母粒的表面连接。
8. 如权利要求1?7的任一项所述的电泳粒子，所述硅氧烷类化合物的重均分子量是 1000以上100000以下。
9. 如权利要求1?8的任一项所述的电泳粒子，所述带电基的分子量比所述硅氧烷类 化合物的分子量小。
10. 如权利要求1?9的任一项所述的电泳粒子，所述带电基含有与所述主骨架结合的 离子对。
11. 如权利要求10所述的电泳粒子，所述离子对含有铵系阳离子、羧酸系阴离子、磷酸 系阴离子、磺酸系阴离子和硼系阴离子中的至少1种。
12. 如权利要求1?11的任一项所述的电泳粒子，所述带电基还具有来自偶联剂的结 构，所述带电基介由所述来自偶联剂的结构与所述母粒的表面连接。
13. -种电泳分散液，其特征在于，具有： 权利要求1?12的任一项所述的电泳粒子、以及 使所述电泳粒子分散在其中的分散介质。
14. 如权利要求13所述的电泳分散液，所述分散介质的相对介电常数是1. 5以上3以 下。
15. -种显示片，其特征在于，具有： 设置有第1电极的第1基板， 与所述第1基板对向配置的、设置有第2电极的第2基板，以及 设置在所述第1基板和所述第2基板之间的、含有权利要求13或14所述的电泳分散 液的显示层。
16. -种显示装置，其特征在于，具有权利要求15所述的显示片。
17. -种电子设备，其特征在于，具有权利要求16所述的显示装置。
【文档编号】G02F1/167GK104238228SQ201410285949
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2013年6月24日
【发明者】忍 横川, 政彦 中泽 申请人:精工爱普生株式会社