CN104583855A - 电润湿显示器用着色粒子、电润湿显示器用着色粒子的制造方法、电润湿显示器用油墨及电润湿显示器 - Google Patents

电润湿显示器用着色粒子、电润湿显示器用着色粒子的制造方法、电润湿显示器用油墨及电润湿显示器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可提高在电润湿显示器用油墨中的分散性的电润湿显示器用着色粒子。本发明的电润湿显示器用着色粒子(21)的粒子表面由构成原子仅为碳原子和氢原子的化合物形成,或粒子表面由构成原子的合计100质量%中的碳原子、氢原子、氧原子、氮原子和硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子和硫原子的合计的质量之比为5以上的化合物形成。

Description

电润湿显示器用着色粒子、电润湿显示器用着色粒子的制造方法、电润湿显示器用油墨及电润湿显示器
技术领域
本发明涉及一种用于电润湿显示器的着色粒子及着色粒子的制造方法。另外,本发明涉及一种使用有上述着色粒子的电润湿显示器用油墨及电润湿显示器。
背景技术
近年来,利用电湿润效果的电润湿显示器(以下,有时记为EWD)备受瞩目。EWD在对置的2个基板间具备亲水性液体和疏水性液体。上述疏水性液体通常含有着色成分。另外,其中一个基板在表面具有电极层和形成于电极层表面的疏水性中间层(绝缘层)。就EWD而言,若隔着疏水性中间层对亲水性液体和电极层之间施加电压,则亲水性液体被拉近至疏水性中间层,亲水性液体与疏水性液体之间的界面形状发生变化。其结果,疏水性液体(油层)移动而使透明部分等露出,由此,显示图像。
作为上述疏水性液体的一个例子,在下述的专利文献1中公开有一种含有染料和油的组合物。该组合物含有上述染料作为着色成分。作为上述染料的具体例,可以举出:苏丹红(Sudan Red)500、苏丹蓝(Sudan Blue)673、及苏丹黄(Sudan Yellow)172(BASF公司制)。
另外,虽然并不是EWD中所使用的着色粒子,但在下述的专利文献2中公开有一种含有吡咯或吡咯衍生物的聚合物、阴离子性表面活性剂和掺杂剂的导电性粒子。该导电性粒子可如下得到:在对有机溶剂、水、阴离子性表面活性剂和氧化剂进行混合搅拌而得到的O/W型的乳化液中,添加使掺杂剂溶解于吡咯或吡咯衍生物的单体中而成的溶液,并使上述单体氧化聚合。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2005/098524A1
专利文献2:日本专利第4501030号公报
发明内容
发明要解决的问题
若将专利文献1中记载的含有染料和油的组合物用作EWD用油墨,则有时因着色成分导致隐蔽性能低。另外,目前,作为着色成分,有时使用颜料。然而,现有的EWD中所使用的颜料存在在EWD用油墨中的分散性低这样的问题。若使用颜料发生了沉降的EWD用油墨来制作EWD,则颜料的隐蔽性能降低而无法得到鲜明的图像或产生图像不均。
专利文献2中记载的导电性粒子不是EWD用着色粒子。在专利文献2中未记载将专利文献2中记载的导电性粒子用作EWD用着色粒子。虽然并未考虑将该导电性粒子用作EWD用着色粒子,但即使使上述着色粒子分散于用于EWD的疏水性液体中,也存在着色粒子的分散性较低或为了提高分散性而必须大量使用表面活性剂这样的问题。因此,难以将专利文献2中记载的导电性粒子用作EWD用着色粒子。
本发明的主要目的在于,提供一种可提高在电润湿显示器用油墨中的分散性的电润湿显示器用着色粒子及着色粒子的制造方法。
另外,本发明的目的在于,提供一种使用有上述着色粒子的电润湿显示器用油墨及电润湿显示器。
用于解决问题的技术方案
根据本发明的宽泛的方面,可提供一种EWD用着色粒子,所述EWD用着色粒子的粒子表面由构成原子仅为碳原子和氢原子的化合物形成,或者,粒子表面由构成原子的合计100质量%中碳原子、氢原子、氧原子、氮原子、硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子、硫原子的合计质量之比为5以上的化合物形成。
在本发明的EWD用着色粒子的某特定方面中,形成粒子表面的表面形成材料是:含有选自苯乙烯、异戊二烯、异丁烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯及丁二烯中的至少一种聚合成分的聚合物或所述聚合物的氢化物;或者,具有碳原子数12~18的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物。
在本发明的EWD用着色粒子的某特定的面中,形成粒子表面的表面形成材料是含有选自苯乙烯、异戊二烯、异丁烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯及丁二烯中的至少一种聚合成分的聚合物或所述聚合物的氢化物。
在本发明的EWD用着色粒子的某特定方面中,所述EWD用着色粒子含有使聚合性化合物发生聚合而得到的聚合物;或含有碳粒子;或含有染料,所述聚合性化合物通过聚合而形成π共轭类聚合物。
在本发明的EWD用着色粒子的某特定的方面中,所述EWD用着色粒子含有使聚合性化合物发生聚合而得到的聚合物;或含有碳粒子,所述聚合性化合物通过聚合而形成π共轭类聚合物。
在本发明的EWD用着色粒子的某特定的方面中,所述EWD用着色粒子通过使用通过聚合而形成π共轭类聚合物的聚合性化合物并使所述聚合性化合物聚合而得到。
在本发明的EWD用着色粒子的某特定的方面中,所述EWD用着色粒子含有碳粒子。
在本发明的EWD用着色粒子的某特定的方面中,所述EWD用着色粒子具有所述碳粒子、和设置于所述碳粒子表面上且构成粒子表面的表面部。
根据本发明的宽泛的方面,可提供一种EWD用着色粒子的制造方法,其为上述的EWD用着色粒子的制造方法,该方法包括:使用通过聚合而形成π共轭类聚合物的聚合性化合物并使所述聚合性化合物聚合,得到电湿润显示器用着色粒子的工序,所述电湿润显示器用着色粒子的粒子表面由构成原子仅为碳原子和氢原子的化合物形成,或者,粒子表面由构成原子的合计100质量%中碳原子、氢原子、氧原子、氮原子、硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子、硫原子的合计质量之比为5以上的化合物形成;或者,
该方法包括:对碳粒子进行表面处理,在所述碳粒子的表面上设置构成粒子表面的表面部,得到EWO用着色粒子的工序,所述电湿润显示器用着色粒子的粒子表面由构成原子仅为碳原子和氢原子的化合物形成,或者,粒子表面由构成原子的合计100质量%中碳原子、氢原子、氧原子、氮原子、硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子、硫原子的合计质量之比为5以上的化合物形成;或者,
该方法包括:使用具有基材粒子和包含在所述基材粒子内的染料的含染料粒子材料,并对所述含染料粒子材料进行表面处理,得到EWO用着色粒子的工序,所述电湿润显示器用着色粒子的粒子表面由构成原子仅为碳原子和氢原子的化合物形成,或者,粒子表面由构成原子的合计100质量%中的碳原子、氢原子、氧原子、氮原子、硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子、硫原子的合计质量之比为5以上的化合物形成。
根据本发明的宽泛的方面,可提供一种含有上述的EWD用着色粒子和疏水性溶剂的EWD用油墨。
根据本发明的宽泛的方面,可提供一种EWD,其包含:
对置的第一、第二基板;
在所述第一、第二基板之间设置于所述第一基板侧的第一液体;
在所述第一、第二基板之间设置于所述第二基板侧的EWD用油墨,
所述EWD用油墨含有上述的EWD用着色粒子和疏水性溶剂。
发明的效果
本发明的电润湿显示器用着色粒子由于粒子表面由构成原子仅为碳原子和氢原子的化合物形成,或者,
粒子表面由构成原子的合计100质量%中碳原子、氢原子、氧原子、氮原子、硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子、硫原子的合计质量之比为5以上的化合物形成,因此,可提高电湿润显示器用着色粒子在电湿润显示器用油墨中的分散性。
附图说明
图1为示意性地示出本发明的第一实施方式的电润湿显示器用着色粒子的剖面图。
图2为示意性地示出本发明的第二实施方式的电润湿显示器用着色粒子的剖面图。
图3为示意性地示出本发明的第三实施方式的电润湿显示器用着色粒子的剖面图。
图4为示意性地示出使用有本发明的一实施方式的电润湿显示器用着色粒子的电湿润显示器的剖面图。
图5为用于说明图4所示的电润湿显示器的操作概念的示意剖面图。
符号说明
1…电润湿显示器(EWD)
11…第一基板
12…第二基板
13…第一液体
14…电润湿显示器(EWD)用油墨
15…像素壁
16A,16B,16C…电润湿(EW)元件
17…密封材料
21…电润湿显示器(EWD)用聚合物粒子
22…聚合物基材粒子
23…表面部
31…电润湿显示器(EWD)用碳改性粒子
32…碳粒子
33…表面部
41…电润湿显示器(EWD)用含染料粒子
42…含染料粒子
43…表面部
具体实施方式
以下,对本发明的详细情况进行说明。
(EWD用着色粒子)
本发明的电润湿显示器(EWD)用着色粒子的粒子表面由构成原子仅为碳原子和氢原子的第一化合物形成,或者,由构成原子的合计100质量%中碳原子、氢原子、氧原子、氮原子、硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子、硫原子的合计质量之比为5以上的第二化合物形成。即,上述EWD用着色粒子具有由构成原子仅为碳原子和氢原子的第一化合物形成的粒子表面,或者,具有由构成原子的合计100质量%中碳原子、氢原子、氧原子、氮原子和硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子和硫原子的合计质量之比为5以上的第二化合物形成的粒子表面。上述构成原子的合计100质量%为构成上述第一化合物、第二化合物的原子的合计100质量%。上述第二化合物的构成原子的合计100质量%中碳原子、氢原子、氧原子、氮原子和硫原子的合计为95质量%以上。在上述第二化合物中,碳原子的质量相对于氧原子、氮原子和硫原子的合计的质量之比为5以上。
本发明的EWD用着色粒子具有由上述具有特定的原子构成的化合物形成的粒子表面,因此,粒子表面的疏水性足够高。因此,通过将本发明的EWD用着色粒子用于EWD用油墨,可提高EWD用着色粒子在EWD用油墨中的分散性。特别是EWD用着色粒子在疏水性溶剂中的分散性变高。另外,上述第二化合物中的碳原子的质量相对于氧原子、氮原子和硫原子的合计的质量之比(质量(C)/(质量(O)+质量(N)+质量(S))越大,EWD用着色粒子的表面的疏水性变得越高。
上述EWD用着色粒子优选为EWD用黑色粒子。若上述EWD用着色粒子为上述EWD用黑色粒子,则由着色粒子产生的隐蔽性更进一步变高。
上述EWD用着色粒子优选含有使聚合性化合物发生聚合而得到的聚合物;或含有碳粒子;或含有染料;或含有无机染料,所述聚合性化合物通过聚合而形成π共轭类聚合物。另外,上述EWD用着色粒子优选含有使聚合性化合物发生聚合而得到的聚合物;或含有碳粒子;或含有染料,所述聚合性化合物通过聚合而形成π共轭类聚合物。此时,上述EWD用着色粒子优选含有使聚合性化合物发生聚合而得到的聚合物,或含有碳粒子,所述聚合性化合物通过聚合而形成π共轭类聚合物;优选含有使聚合性化合物发生聚合而得到的聚合物,或含有染料,所述聚合性化合物通过聚合而形成π共轭类聚合物;也优选含有碳粒子或染料。上述EWD用着色粒子可以含有使聚合性化合物发生聚合而得到的聚合物,所述聚合性化合物通过聚合而形成π共轭类聚合物;可以为聚合物粒子;可以含有碳粒子;可以为含有碳粒子的碳改性粒子;可以含有染料;也可以为含有染料的含染料粒子。另外,上述EWD用着色粒子可以为含有无机颜料的无机颜料改性粒子,也可以含有无机颜料。
在上述的EWD用着色粒子含有上述碳粒子的情况下,上述EWD用着色粒子优选具有所述碳粒子、和设置于所述碳粒子表面上且构成粒子表面的表面部。在上述EWD用着色粒子含有上述染料的情况下,优选具有基材粒子和上述基材粒子所含有的上述染料。
其中,上述EWD用着色粒子优选为后述的EWD用聚合物粒子或EWD用碳改性粒子。上述EWD用着色粒子可以为EWD用聚合物粒子,也可以为EWD用碳改性粒子。
聚合物粒子:
上述EWD用聚合物粒子优选通过使用聚合性化合物并使上述聚合性化合物聚合而得到,所述聚合性化合物通过聚合而形成π共轭类聚合物。上述EWD用着色粒子优选具有聚合物基材粒子和配置在该聚合物基材粒子的表面上且构成粒子表面的表面部,且粒子表面由构成原子仅为碳原子和氢原子的化合物形成,或者,粒子表面由构成原子的合计100质量%中碳原子、氢原子、氧原子、氮原子、硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子、硫原子的合计质量之比为5以上的化合物形成。在这些优选的实施方式中,上述EWD用着色粒子为EWD用聚合物粒子,通常为EWD用黑色粒子。
图1示意性地以剖面图示出本发明的第一实施方式的电湿润显示器(EWD)用着色粒子。
图1所示的电润湿显示器(EWD)用着色粒子为EWD用聚合物粒子21。EWD用聚合物粒子21具有聚合物基材粒子22和配置在聚合物基材粒子22表面上且构成粒子表面的表面部23。表面部23优选为表面层。就EWD用聚合物粒子21而言,粒子表面由具有上述原子构成的化合物形成。
碳改性粒子:
上述EWD用着色粒子优选具有碳粒子和配置在该碳粒子表面上且构成粒子表面的表面部,且粒子表面由构成原子仅为碳原子和氢原子的化合物形成,或者,粒子表面由构成原子的合计100质量%中碳原子、氢原子、氧原子、氮原子、硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子、硫原子的合计质量之比为5以上的化合物形成。在该优选的实施方式中,上述EWD用着色粒子为EWD用碳改性粒子,为EWD用黑色粒子。
目前,作为着色成分,有时使用颜料。然而,就现有的EWD中所使用的颜料而言,存在在EWD用油墨中的分散性低这样的问题。若使用颜料发生了沉降的EWD用油墨来制作EWD,则颜料的隐蔽性能降低而无法得到鲜明的图像或产生图像不均。
另外,碳颜料的黑色度高。因此,假设在使用碳颜料作为EWD用着色成分的情况下,有可能能够提高隐蔽性。然而,碳颜料通常具有较高的导电性。因此,碳颜料无法直接用作EWD用着色成分。假设在使用碳颜料作为EWD用着色成分的情况下,碳颜料具有较高的导电性,因此,无法使EWD的显示品质良好。即,目前认为碳颜料并不适合用作EWD用着色成分,从而无法用作EWD用着色成分。
与此相对,就上述EWD用碳改性粒子而言,形成有由具有上述特定的原子构成的化合物形成的粒子表面,因此,即使碳粒子自身具有较高的导电性,也可降低碳改性粒子的导电性。因此,目前可将无法用于EWD的碳粒子以碳改性粒子的形态用于EWD。通过使用上述EWD用碳改性粒子,可以使EWD的显示品质良好。
另外,在碳粒子或碳改性粒子不具有特定的上述粒子表面的情况下,粒子在疏水性溶剂中的分散性变低。
就上述EWD用碳改性粒子而言,形成有特定的上述粒子表面,因此,可充分地提高粒子表面的疏水性。因此,通过将上述EWD用碳改性粒子用于EWD用油墨,可提高EWD用碳改性粒子在EWD用油墨中的分散性。
另外,就上述EWD用碳改性粒子而言,使用了碳粒子,因此,可以大幅提高EWD用油墨的黑色度,可挥发非常高的隐蔽性。
由于容易将粒子表面制成特定的原子构成,因此,上述碳改性粒子优选通过如下操作得到:对上述碳粒子进行表面处理,使得粒子表面由构成原子仅为碳原子和氢原子的化合物形成,或者,粒子表面由构成原子的合计100质量%中碳原子、氢原子、氧原子、氮原子、硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子、硫原子的合计质量之比为5以上的化合物形成,由此将构成粒子表面的表面部配置在上述碳粒子的表面上。即,上述碳改性粒子优选通过如下操作得到:对上述碳粒子进行表面处理,使得得到的碳改性粒子的粒子表面具有特定的原子构成,由此将构成粒子表面的表面部配置在上述碳粒子的表面上。
图2示意性地以剖面图示出本发明的第二实施方式的电湿润显示器(EWD)用着色粒子。
图2所示的电润湿显示器(EWD)用着色粒子为EWD用碳改性粒子31。EWD用碳改性粒子31具有碳粒子32和配置在碳粒子32的表面上且构成粒子表面的表面部33。表面部33优选为表面层。就EWD用碳改性粒子31而言,粒子表面由具有上述的原子构成的化合物形成。
EWD用含染料粒子:
上述EWD用着色粒子优选具有基材粒子和该基材粒子内含有的染料,且粒子表面由构成原子仅为碳原子和氢原子的化合物形成,或者,粒子表面由构成原子的合计100质量%中碳原子、氢原子、氧原子、氮原子、硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子、硫原子的合计质量之比为5以上的化合物形成。在该优选的实施方式中,上述EWD用着色粒子为EWD用含染料粒子,为EWD用黑色粒子。
目前,有时将含有染料和油的组合物用作EWD用油墨。染料一般而言存在耐光性及耐热性低,所谓耐气候性低这样的问题。因此,若将含有染料的上述组合物用作EWD用油墨,则有时染料变差而使EWD的显示图像的色相发生变化等,在使用期间EWD的显示品质变差。特别是在EWD设置于室外的情况下,有时EWD的显示品质的降低成为较大的问题。
另外,已知在粒子中含有染料的含染料粒子,但在EWD用油墨中,若使含染料粒子分散于疏水性液体中,则存在含染料粒子的分散性较低或为了提高分散性而必须大量使用表面活性剂这样的问题。在EWD用油墨中,为了使EWD的显示品质良好,期望含染料粒子的分散性高。
与此相对,就上述EWD用含染料粒子而言,形成有由具有上述特定的原子构成的化合物形成的粒子表面,因此,即使基材粒子内含有染料,也可提高EWD用含染料粒子的耐气候性。因此,EWD的显示图像的色相不易发生变化等,在使用期间能够良好地维持EWD的显示品质。特别是即使EWD设置于室外,也不易产生EWD的显示品质降低。进而,可提高EWD用含染料粒子在EWD用油墨中的分散性。
另外,在基材粒子中含有染料的粒子不具有特定的上述粒子表面的情况下,若使基材粒子中含有染料的粒子分散于疏水性溶剂中,则有时染料溶出于疏水性溶剂。因此,有时疏水性溶剂意外地着色。其结果,存在在使用期间EWD的显示品质变差这样的问题。另一方面,为了抑制染料的溶出而减少基材粒子中所含有的染料的量时,在EWD用油墨中无法充分地得到由含染料粒子产生的隐蔽性。对EWD用含染料粒子而言,充分着色,且可充分地得到隐蔽性为重要的主要条件之一。
与此相对,就上述EWD用含染料性粒子而言,形成有特定的上述粒子表面,因此,即使基材粒子内含有染料,将粒子分散于疏水性溶剂中时,染料也不易溶出于疏水性溶剂。由此,也能够在使用期间良好地维持EWD的显示品质。
另外,在基材粒子中含有染料的粒子不具有特定的上述粒子表面时,染料通常具有极性基团,因此,基材粒子中含有染料的粒子在疏水性溶剂中的分散性变低。
与此相对,就上述EWD用含染料粒子而言,形成有特定的上述粒子表面,因此,可充分地提高粒子表面的疏水性。因此,通过将上述EWD用含染料粒子用于EWD用油墨,可提高EWD用含染料粒子在EWD用油墨中的分散性。
粒子表面容易制成特定的原子构成,因此,上述含染料粒子优选如下而得到:使用具有基材粒子和包含在所述基材粒子内的染料的含染料粒子材料并对上述含染料粒子材料表面进行表面处理,使得粒子表面由构成原子仅为碳原子和氢原子的化合物形成,或者,粒子表面由构成原子的合计100质量%中碳原子、氢原子、氧原子、氮原子、硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子、硫原子的合计质量之比为5以上的化合物形成。即,上述含染料粒子优选通过对上述含染料粒子材料进行表面处理点使得到的含染料粒子的粒子表面具有特定的原子构成而得到。
图3示意性地以剖面图示出本发明的第三实施方式的电湿润显示器(EWD)用着色粒子。
图3所示的电润湿显示器(EWD)用着色粒子为EWD用含染料粒子41。EWD用含染料粒子41具有含染料粒子42和配置在含染料粒子42的表面上且构成粒子表面的表面部43。表面部43优选为表面层。就EWD用含染料粒子41而言,粒子表面由具有上述的原子构成的化合物形成。
EWD用无机颜料改性粒子:
上述EWD用着色粒子具有无机颜料(粒子)和配置在该无机颜料的表面上且构成粒子表面的表面部,且粒子表面由构成原子仅为碳原子和氢原子的化合物形成,或者,粒子表面由构成原子的合计100质量%中碳原子、氢原子、氧原子、氮原子、硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子、硫原子的合计质量之比为5以上的化合物形成。在该方式中,上述EWD用着色粒子是无机颜料改性粒子,优选为EWD用黑色粒子。上述无机颜料优选为黑色无机颜料。
另外,虽然含有无机颜料的EWD用着色粒子的具体实施方式并未图示,但无机颜料改性粒子例如可通过将图2中的碳粒子32变为无机颜料而得到。
EWD用着色粒子的其它详细情况:
就上述EWD用着色粒子而言,粒子表面优选由上述第一化合物形成,也优选由上述第二化合物形成。
另外,就本发明的EWD用着色粒子而言,即使EWD用油墨中表面活性剂的添加量为少量,进一步,即使在EWD用油墨中不添加表面活性剂,也可以提高EWD用着色粒子的分散性。在EWD用油墨中不使用表面活性剂或减少表面活性剂的添加量的情况下,EWD用油墨的EWD驱动响应性更进一步变得良好。
另外,本发明的EWD用着色粒子的粒子表面也可以不是整个区域均由上述具有特定的原子构成的化合物形成的粒子表面。上述EWD用着色粒子的粒子表面的总表面积中,由具有上述原子构成的化合物形成的粒子表面的表面积优选为50%以上,更优选为80%以上,进一步优选为90%以上,特别优选为95%以上,最优选为99%以上。由具有上述原子构成的化合物形成的粒子表面部分越大,EWD用着色粒子的表面的疏水性越变高,EWD用着色粒子的分散性越进一步变高。进而,由具有上述原子构成的化合物形成的粒子表面部分越大,上述EWD用含染料粒子的耐气候性越更进一步变高。进而,由具有上述原子构成的化合物形成的粒子表面部分越大,上述EWD用碳改性粒子的导电性越更进一步变低。
粒子表面容易制成特定的原子构成,因此,上述EWD用着色粒子优选具有核和对上述核的表面进行包覆的壳。上述EWD用着色粒子优选为核壳粒子。
上述EWD用碳改性粒子、上述EWD用含染料粒子及上述EWD用无机颜料改性粒子优选分别具有核和对上述核的表面进行包覆的壳。上述EWD用碳改性粒子、上述EWD用含染料粒子及上述EWD用无机颜料改性粒子分别优选为核壳粒子。上述核优选为上述碳粒子。上述核优选为上述基材粒子。优选上述核内含有上述染料。优选上述核为无机颜料。优选上述壳为上述表面部。
上述EWD用着色粒子的平均粒径优选为20nm以上,更优选为40nm以上,进一步优选为50nm以上,优选为300nm以下,更优选为250nm以下。若上述平均粒径为上述下限以上及上述上限以下,则由着色粒子产生的隐蔽性更进一步变高,着色粒子在油墨中的分散稳定性更进一步变高,且着色粒子在油墨中的流动性更进一步变高。上述EWD用着色粒子的平均粒径也可以为100nm以上。
上述平均粒径是指在使用动态光散射粒度分布计测定的体积基准的粒度分布中累积值50%时的粒径。
上述EWD用着色粒子的比重优选为3以下,更优选为2以下。若上述比重为上述上限以下,则着色粒子在油墨中的分散稳定性更进一步变高。
从更进一步提高使用有EWD用着色粒子的EWD的显示品质的观点考虑,上述EWD用着色粒子优选为球状。球状的EWD用着色粒子的平均长宽比为1.5以下。上述EWD用着色粒子的平均长宽比优选为1.5以下。上述长宽比为长径与短径之比(长径/短径)。若上述平均长宽比为上述上限以下,则着色粒子引起的光的散射容易变为各向同性,可得到更进一步良好的显示图像。
以下,对得到上述EWD用着色粒子时所使用的各成分进行说明。
[聚合性化合物、聚合物基材粒子等基材粒子、碳粒子、及无机颜料]
上述EWD用着色粒子优选通过使用聚合性化合物并使上述聚合性化合物聚合而得到,所述聚合性化合物通过聚合而形成π共轭类聚合物。通过该聚合反应,可得到上述聚合物基材粒子。上述聚合性化合物可单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
上述聚合性化合物优选为单体或分子量为1,000以下的低聚物。上述低聚物的分子量优选为500以下。作为上述聚合性化合物的具体例,可以举出呋喃、吡咯、噻吩、乙炔及它们的衍生物。上述衍生物具有呋喃骨架、吡咯骨架、噻吩骨架或乙炔骨架。上述聚合性化合物也可以为二~四聚物。也可以使用这些以外的聚合性化合物。
作为上述π共轭类聚合物的具体例,可以举出聚呋喃、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔及它们的衍生物。上述衍生物具有聚呋喃骨架、聚吡咯骨架、聚噻吩骨架或聚乙炔骨架。也可以为这些以外的π共轭类聚合物。上述π共轭类聚合物也可以为如下的聚合物:使用上述聚合性化合物作为起始物质并通过氧化聚合而得到。
从更进一步提高聚合性和操作性的观点考虑,上述聚合性化合物优选为吡咯、吡咯的衍生物、噻吩或噻吩的衍生物,更优选为吡咯、噻吩或聚-3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)。
上述聚合物基材粒子的形态在存在有机粒子、除金属粒子以外的无机粒子、金属粒子、或它们的复合粒子等时也可以为下述形态:使聚合性化合物聚合并在聚合物基材粒子的内部含有有机粒子、除金属粒子以外的无机粒子、金属粒子、或它们的复合粒子。使聚合性化合物聚合时使用的粒子优选为有机粒子。
作为构成上述有机粒子的树脂,例如可以举出:聚烯烃树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂、脲树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、饱和聚酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚砜、聚苯醚、聚缩醛、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、二乙烯基苯聚合物、以及二乙烯基苯类共聚物等。作为上述二乙烯基苯类共聚物,可以举出:二乙烯基苯-苯乙烯共聚物及二乙烯基苯-(甲基)丙烯酸酯共聚物等。构成上述有机粒子的树脂可单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
上述碳粒子通常为黑色,是黑色粒子。作为构成上述碳粒子的碳材料,可以举出:炭黑、碳纳米管、富勒烯、石墨烯及石墨等。上述碳材料优选为炭黑。作为上述炭黑,可以举出:科琴黑、乙炔黑、槽法炭黑、热裂法炭黑及炉法碳黑等。
含有染料的上述基材粒子只要可含有染料就没有特别限定。作为上述基材粒子,可以举出:有机粒子、除金属以外的无机粒子及有机无机复合粒子等。上述基材粒子优选为有机粒子,优选为树脂粒子。上述树脂粒子由树脂形成。
作为用于形成上述有机粒子及上述树脂粒子的树脂,例如可以举出:乙烯、丙烯、丁二烯、丁烯、甲基戊烯等烯烃类及其衍生物;苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对氯苯乙烯、二乙烯基苯、氯甲基苯乙烯等苯乙烯衍生物;氟乙烯;氯乙烯;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯酯类;甲基乙烯基醚等乙烯基醚;丙烯腈等不饱和腈类;(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2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸三氟乙酯、(甲基)丙烯酸五氟丙酯、(甲基)丙烯酸环己酯等(甲基)丙烯酸酯衍生物;邻苯二甲酸等二羧酸类;二胺类;邻苯二甲酸二烯丙酯;苯并胍胺;异氰脲酸三烯丙酯等聚合性单体的聚合物、以聚乙二醇、聚丙二醇等聚醚、聚乙烯醇、聚缩醛、烯丙基树脂、呋喃树脂、有机硅树脂、聚氨酯、氟树脂、乙烯树脂、聚碳酸酯、聚酰胺、(不)饱和聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚砜、聚苯醚、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、糖、淀粉、纤维素、多肽等为主要成分的缩合物及聚合物等。上述的聚合性单体可单独使用一种,也可以组合两种以上使用。用于形成上述有机粒子及上述树脂粒子的树脂可单独使用一种,也可以组合两种以上使用。上述有机粒子及上述树脂粒子的硬度能够容易地控制为优选的范围,因此,用于形成上述有机粒子及上述树脂粒子的树脂优选为使一种或两种以上具有烯属不饱和基团的聚合性单体聚合而成的聚合物。
含有染料的上述基材粒子优选通过使用聚合性化合物并使上述聚合性化合物聚合而得到,所述聚合性化合物通过聚合而形成π共轭类聚合物。此时,上述聚合性化合物可单独使用一种,也可以组合两种以上使用。
作为构成上述无机颜料的无机材料,可以举出:钛黑、黑色氧化铁及碳化硅等。
[表面形成材料]
上述EWD用着色粒子优选通过使用上述聚合性化合物和表面形成材料并使上述聚合性化合物聚合而得到。上述表面形成材料可以为有机分散剂。上述EWD用着色粒子优选通过使用上述聚合性化合物和有机分散剂并使上述聚合性化合物聚合而得到。上述EWD用碳改性粒子优选使用上述碳粒子和上述表面形成材料而得到。上述EWD用含染料粒子优选使用含有上述染料的基材粒子(含染料粒子材料)和表面形成材料而得到。通过使用上述有机分散剂等上述表面形成材料,容易将粒子表面制成特定的原子构成。上述表面形成材料可单独使用一种,也可以组合两种以上使用。
从有效地提高EWD用着色粒子的分散性的观点考虑,上述EWD用着色粒子的粒子表面优选由上述表面形成材料形成。上述EWD用着色粒子的粒子表面的化合物优选为源自上述表面形成材料的化合物。从有效地提高EWD用着色粒子的分散性的观点考虑,上述EWD用着色粒子优选具有源自上述聚合性化合物的核(π共轭类聚合物)和对上述核的表面进行包覆的、源自上述表面形成材料的壳。
在上述EWD用碳改性粒子中,上述表面部优选由上述表面形成材料形成。在上述EWD用碳改性粒子中,构成上述表面部的化合物优选为源自上述表面形成材料的化合物。从有效地提高EWD用碳改性粒子的分散性的观点考虑,上述EWD用碳改性粒子优选具有上述碳粒子和对上述碳粒子的表面进行包覆的、源自上述表面形成材料的壳。优选上述壳为上述表面部。
从有效地提高EWD用含染料粒子的耐气候性、耐染料溶出性及分散性的观点考虑,上述EWD用含染料粒子的粒子表面优选由上述表面形成材料形成,上述表面部优选由上述表面形成材料形成。上述EWD用含染料粒子的粒子表面的化合物优选为源自上述表面形成材料的化合物,构成上述表面部的化合物优选由上述表面形成材料形成。从有效地提高EWD用含染料粒子的耐气候性、耐染料溶出性及分散性的观点考虑,上述EWD用含染料粒子优选具有上述基材粒子和对上述基材粒子的表面进行包覆的、源自上述表面形成材料的壳。另外,上述EWD用含染料粒子优选具有源自上述含有染料的粒子的核和对上述核的表面进行包覆的、源自上述表面形成材料的壳。优选上述壳为上述表面部。另外,在上述EWD用无机颜料粒子中,构成上述表面部的化合物优选为源自上述表面形成材料的化合物。
作为上述表面形成材料及上述有机分散剂的具体例,可以举出:聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯等长链状烃、具有碳原子数12~18的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物、二烯化合物的聚合物及其氢化物、异丁烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、异戊二烯-乙烯基吡啶共聚物、异戊二烯-丙烯酸共聚物、丁二烯-丙烯腈共聚物、具有碳原子数12~18的烷基的烷基乙烯基醚的聚合物、α-烯烃和烷基乙烯基醚形成的共聚物、以及α-烯烃和二烯化合物形成的共聚物等。作为上述二烯化合物,可以举出:异戊二烯及丁二烯等。作为上述α-烯烃,可以举出:1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯等。也可以使用这些以外的表面形成材料。
从更进一步提高EWD用着色粒子的分散性的观点考虑,就上述表面形成材料而言,优选构成原子仅为碳原子和氢原子,或者,构成原子的合计100质量%中碳原子、氢原子、氧原子、氮原子、硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子、硫原子的合计质量之比为5以上。在上述表面形成材料含有碳原子、氢原子、氧原子、氮原子和硫原子的情况下,上述表面形成材料中的碳原子的质量相对于氧原子、氮原子和硫原子的合计的质量之比优选为5以上。
从更进一步提高EWD用着色粒子的分散性的观点考虑,上述表面形成材料优选为含有选自苯乙烯、异戊二烯、异丁烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯及丁二烯中的至少一种的聚合成分的聚合物或者该聚合物的氢化物,或具有碳原子数12~18的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物。上述表面形成材料优选为含有选自苯乙烯、异戊二烯、异丁烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯及丁二烯中的至少一种的聚合成分的聚合物,也优选为上述聚合物的氢化物,另外,也优选为具有碳原子数12~18的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物。上述含有选自苯乙烯、异戊二烯、异丁烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯及丁二烯中的至少一种的聚合成分的聚合物的构成原子优选仅为碳原子和氢原子。上述聚合物的氢化物的构成原子优选仅为碳原子和氢原子。上述具有碳原子数12~18的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物的构成原子的合计100质量%中碳原子、氢原子、氧原子、氮原子和硫原子的合计优选为95质量%以上。上述具有碳原子数12~18的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物中碳原子的质量与氧原子、氮原子和硫原子的合计的质量之比优选为5以上。上述表面形成材料也可以为含有选自异戊二烯、异丁烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯及丁二烯中的至少一种的聚合成分的聚合物或者该聚合物的氢化物。上述含有选自苯乙烯、异戊二烯、异丁烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯及丁二烯中的至少一种的聚合成分的聚合物或者该聚合物的氢化物也可以为含有选自苯乙烯、异戊二烯、异丁烯、及丁二烯中的至少一种的聚合成分的聚合物或者该聚合物的氢化物。
从有效地提高EWD用着色粒子的分散性的观点考虑,上述表面形成材料优选为有机高分子的表面形成材料。该有机高分子的表面形成材料的重均分子量优选为10,000以上,优选为1,000,000以下。作为形成EWD用着色粒子的粒子表面的上述有机高分子的表面形成材料的重均分子量优选为上述下限以上及上述上限以下。
上述重均分子量表示利用凝胶渗透色谱(GPC)测得的以聚苯乙烯计的重均分子量。作为用于GPC测定的柱,可以举出:昭和电工公司制造“ShodexLF-804”等。
从容易利用上述表面形成材料形成上述EWD用着色粒子的粒子表面的观点考虑,优选上述表面形成材料可溶于后述的疏水性溶剂。
在使上述聚合性化合物聚合时,上述表面形成材料的使用量没有特别限定。若对上述表面形成材料的使用量进行例示,则相对于上述聚合性化合物100质量份,上述表面形成材料的使用量优选为0.05质量份以上,更优选为0.1质量份以上,进一步优选为0.5质量份以上,优选为500质量份以下,更优选为100质量份以下。上述表面形成材料的使用量可以为10质量份以下,也可以为5质量份以下。
在上述碳粒子及上述无机颜料的表面上形成上述表面部时以及在对上述碳粒子及上述无机颜料进行表面处理时,上述表面形成材料的使用量没有特别限定。若对上述表面形成材料的使用量进行例示,则相对于上述碳粒子100质量份或上述无机颜料100质量份,上述表面形成材料的使用量优选为0.05质量份以上,更优选为0.1质量份以上,进一步优选为0.5质量份以上,优选为500质量份以下,更优选为100质量份以下。
在上述基材粒子的表面上形成上述表面部时以及在对上述基材粒子进行表面处理时,上述表面形成材料的使用量没有特别限定。若对上述表面形成材料的使用量进行例示,则相对于上述基材粒子100质量份,上述表面形成材料的使用量优选为0.05质量份以上,更优选为0.1质量份以上,进一步优选为0.5质量份以上,优选为500质量份以下,更优选为100质量份以下。
[染料]
作为上述染料,可使用EWD用含染料粒子所要求的具有适宜的色相的染料。
作为上述染料,可优选举出溶解于有机溶剂的染料,可以举出:偶氮类、蒽醌类、三烯丙基甲烷类、酞菁类、喹啉类、苯乙烯基类、靛苯胺类、次甲基类等染料。
作为上述染料的具体例,可以举出作为一般的染料的溶剂黑(SolventBlack)3、溶剂黑5、溶剂黑7、溶剂黄(Solvent Yellow)16、溶剂黄29、溶剂黄33、分散黄(Disperse Yellow)201、溶剂橙(Solvent Orange)77、溶剂红(SolventRed)19、溶剂红122、溶剂红130、溶剂红233、溶剂红(Solvent Red)27、溶剂红168、溶剂红207、分散紫(Disperse Violet)26、溶剂蓝(Solvent Bule)63、溶剂蓝67、溶剂蓝70、溶剂蓝95、溶剂蓝136、溶剂蓝(Solvent Blue)5、溶剂蓝35、溶剂蓝45等。
作为日本化药公司制造的染料,可以举出:Kayaset Black K-R、KayasetBlack A-N、Kayalon Polyester Black S-200、Kayalon Polyester EX-SF300、Kayalon Polyester G-SF、Kayalon Polyester BR-SF、Kayalon Polyester2B-SF200、Kayalon Polyester TA-SF200、Kayalon Polyester AUL-S、KayasetYellow K-CL、Kayalon Polyester Yellow 4G-E、Kayalon Polyester Light Yellow5G-S、Kayaset Red K-BL、Kayacelon Red E-BF、SMS-5、SMS-12、KayalonPolyester Red TL-SF、Kayalon Polyester Red BR-S、Kayalon Polyester RedBL-E、Kayalon Polyester Red HL-SF、Kayalon Polyester Red 3BL-S200、KayalonPolyester Red AUL-S、Kayalon Polyester Light Red B-S200、Kayalon PolyesterRubine BL-S200、Kayaset Blue N、Kayaset Blue K-FL、Kayaset Blue MSB-13、Kayalon Polyester Blue BR-SF、Kayalon Polyester Blue T-S、Kayalon PolyesterLight Blue BGL-S200、Kayalon Polyester Turq Blue GL-S200、Kayalon PolyesterBlue Green FCT-S等。
作为Orient化学工业公司制造的染料,可以举出:Valifast Black 3806、Valifast Black 3810、Valifast Black 3820、Oil Black BS、Oil Black BY、Oil BlackB-85、Oil Black 860、Water Yellow 6C、Valifast Yellow 1101、Valifast Yellow1105、Valifast Yellow 3110、Valifast Yellow 3120、Valifast Yellow 4120、ValifastYellow 4126、Oplas Yellow 130、Oplas Yellow 140、Oil Yellow GG-S、Oil Yellow105、Oil Yellow 107、Oil Yellow 129、Oil Yellow 818、Water Red 27、Valifast Red1306、Valifast Red 1355、Valifast Red 2303、Valifast Red 3311、Valifast Red 3320、Valifast Orange 3210、Valifast Brown 2402、Oil Red 5B、Oil Pink 312、Oil BrownBB、Valifast Blue 1601、Valifast Blue 1603、Valifast Blue 1605、Valifast Blue2606、Valifast Blue 3806、Valifast Blue 3820、Oil Blue#15、Oil Blue#613、Oil Blue 613、Oil Blue N14、Oil Blue BOS等。
作为住友化学工业公司制造的染料,可以举出:Sumikaron Black S-BL、Sumikaron Black S-BF extra conc.、Sumikaron Black S-RPD、Sumikaron BlackS-XE 300%、Sumikaron Yellow SE-4G、Sumikaron Yellow SE-5G、SumikaronYellow SE-3GL conc.、Sumikaron Yellow SE-RPD、Sumikaron Brilliant FlavineS-10G、Sumikaron Red E-FBL、Sumikaron Red E-RPD(E)、Sumikaron RedS-RPD(S)、Sumikaron Brilliant Red S-BF、Sumikaron Brilliant Red S-BLF、Sumikaron Brilliant Red SE-BL、Sumikaron Brilliant Red SE-BGL、SumikaronBrilliant Red SE-2BF、Sumikaron Brilliant Red SE-3BL(N)、Sumikaron RedE-FBL、Sumikaron Red E-RPD(E)、Sumikaron Red S-RPD(S)、SumikaronBrilliant Red S-BF、Sumikaron Brilliant Red S-BLF、Sumikaron Brilliant RedSE-BL、Sumikaron Brilliant Red SE-BGL、Sumikaron Brilliant Red SE-2BF、Sumikaron Brilliant Red SE-3BL(N)、Sumikaron Brilliant Blue S-BL、SumikaronTurquoise Blue S-GL、Sumikaron Turquoise Blue S-GL Fgrain等。
作为BASF公司制造的染料,可以举出:Basacryl Black X-BGW、NaozaponBlack X-51、Naozapon Black X-55、Neozapon Yellow 081、Lurafix Yellow138等、Zapon Blue 807、Neozapon Blue 807、Lurafix Blue 590、Lurafix Blue 660等。
作为田冈化学工业公司制造的染料,Oleosol Fast Black AR、RL、OleosolFast Pink FB、Rhodamine A、Rhodamine B、Rhodamine B gran.、Oleosol FastYellow 2G、Oleosol Fast Blue ELN等。
作为保土谷化学工业公司制造的染料,可以举出:Spilon Black BNH、MH special等。
作为ciba公司制造的染料,可以举出:Orasol Black RLI、Orasol Black RL、Orasol Black CN、Oracet Yellow 8GF、Oracet Yellow GHS、Orasol Red G、OracetPink RP、Orasol Blue GL、Orasol Blue GN、Orasol Blue 2R等。
作为三井东压化学工业公司制造的染料,可以举出:PS Yellow GG、MSYellow HD-180、PS Red G、MS Magenta VP等。
作为拜耳公司制造的染料,可以举出:Ceres Blue GN01等。
作为住化color公司制造的染料,可以举出:TS Yellow 118cake、ESCYellow 155、Sumiplast Yellow HLR、Sumiplast Yellow GC、TS Turq Blue 618、TS Turq Blue 606、ESC Blue 655、ESC Blue 660、Sumiplast Blue S、SumiplastBlue OA等。
另外,可以使用日本特开2009-138189号公报中所例示的吡唑双偶氮类染料或日本特表2012-503056号公报中所记载的蒽醌类、萘醌类染料。
上述染料可根据核粒子的组成等适宜选择,可单独使用一种,也可以组合两种以上使用。
使上述基材粒子含有染料的方法没有特别限定。作为使上述基材粒子含有染料的方法,可以举出:将上述基材粒子浸渍在含有染料的溶液中的方法;在利用上述聚合性单体等制作基材粒子时,将染料添加到反应液中的方法;使构成基材粒子的树脂和上述染料溶解于水溶性有机溶剂后,添加水使其乳化的方法;使构成基材粒子的树脂和上述染料溶解于疏水性有机溶剂,在水中形成乳液后,除去有机溶剂的方法(液中干燥法)等。
上述基材粒子中所含有的染料的使用量没有特别限定。若对上述基材粒子和上述染料的使用量进行例示,则相对于上述基材粒子100质量份,上述染料的使用量优选为5质量份以上,更优选为10质量份以上,优选为200质量份以下,更优选为100质量份以下。
在使上述聚合性化合物聚合时,上述聚合性化合物和上述染料的使用量没有特别限定。若对上述聚合性化合物和上述染料的使用量进行例示,则相对于上述聚合性化合物100质量份,上述染料的使用量优选为3质量份以上,更优选为5质量份以上,优选为200质量份以下,更优选为100质量份以下。
[溶剂]
上述EWD用着色粒子可通过在疏水性溶剂中并在表面形成材料或有机分散剂的存在下使上述聚合性化合物聚合而得到,也可通过在亲水性溶剂中使上述聚合性化合物聚合后,在疏水性溶剂中进行表面处理而得到。上述EWD用着色粒子优选通过在疏水性溶剂中使上述聚合性化合物聚合而得到。
上述EWD用碳改性粒子优选通过在疏水性溶剂中在上述碳粒子的表面上配置上述表面部而得到。上述EWD用碳改性粒子优选通过在疏水性溶剂中对上述碳粒子进行表面处理而得到。
上述EWD用含染料粒子优选通过在疏水性溶剂中对上述基材粒子进行表面处理而得到,优选通过在疏水性溶剂中对含有染料的基材粒子进行表面处理而得到。
上述EWD用无机颜料改性粒子优选通过在疏水性溶剂中在上述无机颜料粒子的表面上配置上述表面部而得到。上述EWD用无机颜料改性粒子优选通过在疏水性溶剂中对上述无机颜料粒子进行表面处理而得到。
作为上述亲水性溶剂,可以举出:水及醇类。水以外的亲水性溶剂与水相溶。水包含在上述亲水性溶剂中。上述亲水性溶剂可单独使用一种,也可以组合两种以上使用。
上述疏水性溶剂与水不相溶。与水是否相溶可通过在将水100mL和溶剂100mL在常温(23℃)下混合时,疏水性溶剂和水是否分离来判断。上述疏水性溶剂可单独使用一种,也可以组合两种以上使用。
由于与水不相溶,因此上述疏水性溶剂的SP值优选为9以下。通过使用疏水性高的疏水性溶剂,可得到分散性更进一步优异的EWD用着色粒子,进一步,着色粒子在油墨中的分散性更进一步变高。
上述SP值(溶解度参数)可使用Fedors法(R.F.Fedors,Polym.Eng.Sci.,14,147(1974))算出。
作为上述疏水性溶剂的具体例,可以举出:辛烷(SP值7.5)、壬烷(SP值7.5)、癸烷(SP值7.6)、十一烷(SP值7.6)、十二烷(SP值7.7)、甲苯(SP值8.8)及二甲苯(SP值8.8)等。也可以使用这些以外的疏水性溶剂。
在使上述聚合性化合物聚合时,上述聚合性化合物和上述溶剂的使用量没有特别限定。若对上述聚合性化合物和上述溶剂的使用量进行例示,则在上述聚合性化合物和上述溶剂的合计100质量%中,上述聚合性化合物的使用量优选为0.05质量%以上,更优选为0.5质量%以上,优选为10质量%以下,更优选为5质量%以下。
在上述碳粒子及上述无机颜料的表面上形成上述表面部时及在对上述碳粒子及上述无机颜料进行表面处理时,上述碳粒子及上述无机颜料和上述疏水性溶剂的使用量没有特别限定。若对上述碳粒子或上述无机颜料和上述疏水性溶剂的使用量进行例示,则在上述碳粒子或上述无机颜料和上述疏水性溶剂的合计100质量%中,上述碳粒子或上述无机颜料的使用量优选为0.05质量%以上,更优选为0.5质量%以上,优选为10质量%以下,更优选为5质量%以下。
在上述基材粒子的表面上形成上述表面部时及在对上述基材粒子进行表面处理时,上述基材粒子和上述疏水性溶剂的使用量没有特别限定。若对上述基材粒子或上述疏水性溶剂的使用量进行例示,则在上述基材粒子和上述疏水性溶剂的合计100质量%中,上述基材粒子的使用量优选为0.05质量%以上,更优选为0.5质量%以上,优选为10质量%以下,更优选为5质量%以下。
[氧化聚合引发剂]
在使上述聚合性化合物聚合时,通常优选使用氧化聚合引发剂。作为上述氧化聚合引发剂,可以举出:有机过氧化物及有机金属化合物等。上述氧化聚合引发剂可单独使用一种,也可以组合两种以上使用。
若对氧化聚合引发剂的使用量进行例示,则相对于上述聚合性化合物1摩尔,上述氧化聚合引发剂的使用量优选为0.01摩尔以上,更优选为0.1摩尔以上,进一步优选为1摩尔以上,优选为10摩尔以下,更优选为5摩尔以下,进一步优选为3摩尔以下。
上述有机过氧化物可单独使用一种,也可以组合两种以上使用。作为上述有机过氧化物,可以举出:二酰基过氧化物化合物、过氧化酯化合物、氢过氧化化合物、过氧化碳酸酯化合物、过氧化缩酮化合物、二烷基过氧化物化合物、及酮过氧化物化合物等。上述有机过氧化物优选可溶于上述疏水性溶剂。
作为上述二酰基过氧化物化合物,可以举出:过氧化苯甲酰、二异丁酰基过氧化物、二(3,5,5-三甲基己酰基)过氧化物、二月桂酰过氧化物、二异壬酰基过氧化物、及过氧化丁二酸(Disuccinic acid peroxide)等。作为上述过氧化酯化合物,可以举出:枯基过氧化新癸酸酯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化新癸酸酯、叔己基过氧化新癸酸酯、叔丁基过氧化新癸酸酯、叔丁基过氧化新庚酸酯、叔己基过氧化新戊酸酯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化-2-乙基己酸酯、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酰基过氧化)己烷、叔己基过氧化-2-乙基己酸酯、叔丁基过氧化新戊酸酯、叔戊基过氧化-2-乙基己酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯、叔丁基过氧化异丁酸之、叔丁基过氧化月桂酸酯、叔丁基过氧化间苯二甲酸酯、叔丁基过氧化乙酸酯、叔丁基过氧化辛酸酯、及叔丁基过氧化苯甲酸酯等。作为上述氢过氧化化合物,可以举出:氢过氧化枯烯、及萜烷过氧化氢(p-menthane hydroperoxide)等。作为上述过氧化碳酸酯化合物,可以举出:二(2-乙基己基)过氧化二碳酸酯、二(仲丁基)过氧化二碳酸酯、二正丙基过氧化二碳酸酯、二异丙基过氧化二碳酸酯、二(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯及叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯等。作为上述过氧化缩酮化合物,可以举出:1,1-二叔丁基过氧化氯代己烷等。作为上述二烷基过氧化物化合物,可以举出:二叔丁基过氧化物等。另外,作为上述过氧化物的其它的例子,可以举出:甲基乙基酮过氧化物、过硫酸钾、及1,1-双(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷等。
从更进一步提高上述有机过氧化物的添加效果,更进一步容易地得到上述EWD用着色粒子的观点考虑,优选上述有机过氧化物可溶于上述疏水性溶剂。
在使上述聚合性化合物聚合时,上述有机过氧化物的使用量没有特别限定。若对上述有机过氧化物的使用量进行例示,则相对于上述聚合性化合物1摩尔,上述有机过氧化物的使用量优选为0.01摩尔以上,更优选为0.1摩尔以上,进一步优选为1摩尔以上,优选为10摩尔以下,更优选为5摩尔以下,进一步优选为3摩尔以下。
上述有机金属化合物可单独使用一种,也可以组合两种以上使用。作为构成上述有机金属化合物的金属,可以举出:元素周期表中的6族~12族且第4周期~第6周期的金属。其中,从工业上廉价、安全性高的方面考虑,优选铁、铜、钌。作为上述有机金属化合物,例如可以举出:利用可溶解金属盐的溶剂得到的溶剂合物、二茂铁、酞菁或联吡啶等配合基配位而成的有机金属络合物、以及具有烷基链等的对抗离子键合而成的有机金属盐等。
上述有机金属化合物也可溶解于可溶解该有机金属化合物的溶剂中来使用。
在使上述聚合性化合物聚合时,上述有机金属化合物的使用量没有特别限定。若对上述有机金属化合物的使用量进行例示,则相对于上述聚合性化合物1摩尔,上述有机金属化合物的使用量优选为0.01摩尔以上,更优选为0.1摩尔以上,进一步优选为1摩尔以上,优选为10摩尔以下,更优选为5摩尔以下,进一步优选为3摩尔以下。在组合使用上述有机过氧化物和上述有机金属化合物的情况下,相对于上述聚合性化合物1摩尔,上述有机金属化合物的使用量优选为0.01摩尔以上,更优选为0.1摩尔以上,进一步优选为0.5摩尔以上,优选为10摩尔以下,更优选为3摩尔以下,进一步优选为1摩尔以下,相对于上述聚合性化合物1摩尔,上述有机金属化合物的使用量优选为1摩尔以下,更优选为0.1摩尔以下,进一步优选为0.01摩尔以下。
在上述亲水性溶剂中使上述聚合性化合物聚合时,优选使用可溶于上述亲水性溶剂的氧化聚合引发剂。作为这样的氧化聚合引发剂,例如可以举出:过二硫酸碱金属及过二硫酸铵等过二硫酸盐、过碳酸盐、过碳酸碱金属、硫酸铁、硫酸铜、氯化铁、盐化铜、硫酸铁及硫酸铜等过渡金属盐等。
[其它的成分]
上述疏水性溶剂中,在使上述聚合性化合物聚合时,也可以使用π共轭类聚合物的掺杂剂、酸/碱调节剂及表面活性剂等。对上述基材粒子进行表面处理时,也可以使用酸/碱调节剂及表面活性剂。
作为上述表面活性剂的具体例,可以举出:二(2-乙基己基)磺基琥珀酸钠、及烷基苯磺酸盐等。
上述亲水性溶剂中,在使上述聚合性化合物聚合时,可适宜使用用于提高聚合时的稳定性的添加剂等。作为这样的添加剂,可以举出:聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮及聚乙烯醇等分散稳定剂、十二烷基硫酸钠、溴化十六烷基三甲基铵及聚氧乙烯月桂基醚等表面活性剂等。另外,在使上述聚合性化合物聚合时,也可以使用π共轭类聚合物的掺杂剂、酸/碱调节剂等。进而,也可在无机微粒、有机微粒或有机无机复合微粒的存在下使上述聚合性化合物进行聚合。
[EWD用着色粒子的制造方法]
作为上述EWD用着色粒子的制造方法的一个例子,在上述EWD用聚合物粒子的制造方法中,通过使用上述聚合性化合物并使上述聚合性化合物聚合,得到具有由上述具有特定的原子构成的化合物形成的粒子表面的EWD用着色粒子(第一制造方法)。
作为上述EWD用着色粒子的制造方法的一个例子,上述EWD用碳改性粒子的制造方法具备以下工序(第二制造方法):通过对上述碳粒子进行表面处理,得到EWD用着色粒子(EWD用碳改性粒子),其在上述碳改性粒子的表面上配置构成粒子表面的表面部,且粒子表面由构成原子仅为碳原子和氢原子的化合物形成,或者,粒子表面由构成原子的合计100质量%中碳原子、氢原子、氧原子、氮原子、硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子、硫原子的合计质量之比为5以上的化合物形成。
作为上述EWD用着色粒子的制造方法的一个例子,上述EWD用含染料粒子的制造方法也可以具备以下工序(第三制造方法):使用具有上述基材粒子和包含在所述基材粒子内的染料的含染料粒子材料,并对所述含染料粒子材料进行表面处理,得到EWD用含染料粒子,其粒子表面由构成原子仅为碳原子和氢原子的化合物形成,或者,粒子表面由构成原子的合计100质量%中的碳原子、氢原子、氧原子、氮原子、硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子、硫原子的合计质量之比为5以上的化合物形成。上述EWD用染料含有粒子的制造方法也可以具备以下工序:使基材粒子内含有染料而得到具有基材粒子和包含在所述基材粒子内的染料的EWD用着色粒子(含染料粒子材料)。
作为上述EWD用着色粒子的制造方法的一个例子,作为上述EWD用无机颜料改性粒子的制造方法,可以举出:在上述第一制造方法中将“碳粒子”变为“无机颜料”的制造方法(第四制造方法)。
上述EWD用着色粒子的制造方法优选为上述第一制造方法、上述第二制造方法、上述第三制造方法或上述第四制造方法,更优选为上述第一制造方法、上述第二制造方法或上述第三制造方法。从有效地得到分散性更进一步优异的EWD用着色粒子的观点考虑,优选通过使用上述聚合性化合物和上述表面形成材并使上述聚合性化合物聚合而得到EWD用着色粒子,更优选通过使用上述聚合性化合物和上述有机分散剂并使上述聚合性化合物聚合而得到EWD用着色粒子。从有效地得到分散性更进一步优异的EWD用着色粒子的观点考虑,优选通过在上述疏水性溶剂中使上述聚合性化合物聚合而得到EWD用着色粒子。另外,也优选使用在上述亲水性溶剂中使上述聚合性化合物聚合而得到的聚合物基材粒子、上述疏水性溶剂和上述表面形成材料得到EWD用着色粒子。
从有效地得到分散性更进一步优异的EWD用碳改性粒子的观点考虑,优选使用上述碳粒子和上述疏水性溶剂得到EWD用碳改性粒子,更优选使用上述碳粒子、疏水性溶剂和上述表面形成材料得到EWD用碳改性粒子。
使上述聚合性化合物聚合时的反应温度优选为0℃以上,优选为40℃以下,更优选为30℃以下,进一步优选为25℃以下。使上述聚合性化合物聚合时的聚合时间优选为10分钟以上,更优选为1小时以上,进一步优选为12小时以上,优选为168小时以下,更优选为48小时以下,进一步优选为24小时以下。
在形成EWD用着色粒子时,也可以使用上述表面形成材料。也可以在得到核(粒子(聚合物基材粒子等基材粒子、碳粒子、无机颜料等))后,以一阶段或多阶段利用上述表面形成材料等对核的表面进行包覆。作为包覆方法,可以举出:使表面形成材料吸附于核的表面的涂布法、使表面形成材料化学键合于核的表面的接枝反应法及自核的表面使形成表面形成材料的单体发生聚合的接枝聚合法等。
在使用上述聚合性化合物、上述疏水性溶剂和上述有机过氧化物的情况下,优选在对上述疏水性溶剂和上述聚合性化合物进行混合后添加上述有机过氧化物。上述有机过氧化物优选每次少量以多阶段进行添加,优选稀释于上述疏水性溶剂中进行添加。
(电润湿用油墨)
本发明的EWD用油墨含有上述的EWD用着色粒子和疏水性溶剂。上述疏水性溶剂可单独使用一种,也可以组合两种以上使用。
作为可在上述EWD用油墨中使用的上述疏水性溶剂,可以举出:与下述溶剂相同的溶剂:可在使上述聚合性化合物聚合时使用的上述的疏水性溶剂、以及可在对上述基材粒子进行表面处理时使用的上述的疏水性溶剂。优选使用上述疏水性溶剂得到上述EWD用着色粒子后,从上述疏水性溶剂中取出上述EWD用着色粒子,使上述EWD用着色粒子分散于上述疏水性溶剂,得到上述EWD用油墨。
为了更进一步提高上述EWD用着色粒子的分散性,上述EWD用油墨也可以含有表面活性剂。但是,从使EWD用油墨的EWD驱动响应性更进一步良好的观点考虑,上述表面活性剂的含量越少越好。因此,上述EWD用油墨优选不含表面活性剂,或者含有表面活性剂且油墨100质量%中的表面活性剂的含量为5质量%以下。
作为可在上述EWD用油墨中使用的上述表面活性剂,可以举出:与下述表面活性剂相同的表面活性剂:可在使上述聚合性化合物聚合时使用的上述的表面活性剂、以及可在对上述基材粒子进行表面处理时使用的上述的表面活性剂。
上述油墨100质量%中,上述EWD用着色粒子的含量优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,优选为50质量%以下,更优选为30质量%以下。若上述EWD用着色粒子的含量为上述下限以上及上述上限以下,则利用着色粒子得到的隐蔽性更进一步变高,且着色粒子在油墨中的流动更进一步变高,因此,EWD的显示品质更进一步变高。
上述油墨100质量%中,上述疏水性溶剂的含量优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上,优选为95质量%以下,更优选为90质量%以下。若上述疏水性溶剂的含量为上述下限以上及上述上限以下,则由着色粒子产生的隐蔽性更进一步变高,且着色粒子在油墨中的流动更进一步变高,因此,EWD的显示品质更进一步变高。
上述EWD用油墨中也可以根据需要添加抗氧化剂、紫外线防止剂、有机分散剂及表面活性剂等。
(电润湿显示器)
本发明的EWD具备对置的第一基板和第二基板、在上述第一基板与第二基板间配置于上述第一基板侧的第一液体和上述第一基板与第二基板间配置于上述第二基板侧的EWD用油墨(第二液体)。在本发明的EWD中,上述EWD用油墨含有上述的EWD用着色粒子和疏水性溶剂。
图4图示意性地以剖面图表示使用有本发明的一个实施方式的EWD用着色粒子的EWD。图5为用于说明EWD的操作概念的示意剖面图。另外,在图5中,对于不需要说明的部分的构成进行简化图示。
图4所示的EWD1具有第一基板11和第二基板12。第一基板11、第二基板12隔着第一液体13对置配置。第一液体13配置于由沿第一基板11、第二基板12的外周设置的密封材料17划分的区域(槽(cell))内。
在第一基板11、第二基板12间,在第一基板11侧配置有第一液体13。在第一基板11、第二基板12间,在第二基板12侧配置有EWD用油墨14。
第一液体13为亲水性液体。第一液体13的亲水性比EWD用油墨14高。第一液体13为高表面能液体。高表面能液体是指相对于EWD用油墨14具有表面能相对较高的状态的液体。EWD用油墨14的疏水性比第一液体13高。EWD用油墨14为低表面能液体。低表面能液体为相对于第一液体13具有表面能相对较低的状态的液体。
第一液体13的SP值及上述亲水性液体的SP值分别优选为14以上。EWD用油墨14中所含的疏水性溶剂的SP值优选为9以下。
第一的基板11具有基材11A和公共电极11B。第二基板12具有基材12A、TFT12B、配线部12C、平坦化膜12D、像素电极12E、公共电极12F和绝缘膜12G。
作为基材11A、基材12A,例如可使用玻璃、树脂成型体及膜等通常用作显示材料的面板基板的基材。
公共电极11B优选为透明电极。作为构成公共电极11B的材料,例如可使用ITO(锡掺杂氧化铟)。
在第二基板12中,构成槽侧的内表面的绝缘膜12G的表面例如可通过氟树脂的涂布及热处理等公知的方法进行防水化处理。
在绝缘膜12G上形成有像素壁15。像素壁15格子状地形成,在第二基板12上划分有多个像素G。1个像素G与1个电湿润(EW)元件16A、16B、16C对应。
像素电极12E及公共电极12F形成于平坦化膜12D上,经由连接孔12Da连接于TFT12B及配线部12C。另外,像素电极12E及公共电极12F一对一对地配置在各像素G内。在像素壁15所划分的区域内收纳有EWD用油墨14。像素壁15具有与第一液体13融合性良好的表面。
作为构成像素电极12E及公共电极12F的电极材料,可使用ITO或Al等。在使用ITO作为电极材料的情况下,EWD1成为在第二基板12的背面侧备有光源(未图示)的透射型的显示器。另外,在使用Al作为电极材料的情况下,EWD1成为在电极表面反射外部光的反射型的显示器。
在这样的EWD1中,如图5所示,若对像素电极12E施加规定的电压EV(例如30V),则形成以像素电极12E和第一液体13作为电极、以绝缘膜12G作为电介质的电容器。该结果,通过绝缘膜12G的极化,第一液体13的高表面能基团通过静电作用而被吸引。该结果,像素电极12E上的EWD用油墨14被推在公共电极12F上,形状发生变化。
如上所述通过施加电压,可选择性地使像素G内的EWD用油墨14移动到公共电极12F上。
需要说明的是,图4所示的EWD仅为一个例子,EWD的结构等可适宜变形。
以下,通过举出实施例及比较例对本发明具体地进行说明。本发明并不限定于以下的实施例。
(实施例1)
准备安装有四口可拆式盖、搅拌叶片、三通阀、冷凝管及温度探针的1000mL的可拆式烧瓶。在该可拆式烧瓶中放入含有吡咯4质量份(和光纯药工业公司制造)、甲苯400质量份(和光纯药工业公司制造)、聚苯乙烯-聚异戊二烯共聚物(作为表面形成材料的有机分散剂、Kuraray公司制造“KurapreneLIR-310”、重均分子量32,000)4质量份、FeCl30.04质量份(和光纯药工业公司制造)和乙醇8质量份(和光纯药工业公司制造)的溶液一边搅拌一边最后加入叔丁基过氧化新戊酸酯30质量份(化药Akzo公司制“Kaya Ester P-70”),在氮气氛下、在25℃下进行12小时聚合。然后,进行离心分离及清洗,得到EWD用聚合物粒子(EWD用着色粒子、黑色粒子、平均粒径100nm、球状)。
将得到的EWD用聚合物粒子2质量份添加于作为疏水性溶剂的甲苯18质量份中并搅拌,得到EWD用油墨。
(实施例2~4)
将作为表面形成材料的有机分散剂的种类如下述表1所示进行变更,除此以外,与实施例1同样地得到EWD用聚合物粒子(EWD用着色粒子、黑色粒子、平均粒径150nm、球状)及EWD用油墨。
另外,实施例2中使用的聚异戊二烯(Kuraray公司制“Kuraprene LIR-50”)的重均分子量为54,000,实施例3中使用的聚甲基丙烯酸十二烷基酯(本公司合成品)的重均分子量为50,000,实施例4中使用的聚异戊二烯-聚2乙烯基吡啶共聚物(Polymer Source公司制“P257-Ip2VP”)的重均分子量为12,500。
(比较例1)
将作为表面形成材料的有机分散剂的种类如下述表1所示进行变更,除此以外,与实施例1同样地得到EWD用聚合物粒子及EWD用油墨。
另外,比较例1中使用的聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为15,000。
(实施例1~4及比较例1的评价)
(1)粒子表面的化合物的原子构成
得到的EWD用聚合物粒子的粒子表面的原子结构通过下述的方法算出。
[碳原子、氢原子、氮原子、氧原子、硫原子的元素分析]
将得到的EWD用聚合物粒子在真空烘箱中干燥24小时。然后,利用J·Science·Lab公司制造的MICRO CORDER JM10进行各原子的定量。
[比重测定]
将得到的EWD用聚合物粒子在真空烘箱中干燥24小时。然后,利用真比重测定装置(岛津制作所公司制造“AccuPyc1330”)进行测定。
[粒径测定]
使用微量移液管将EWD用油墨滴加至带STEM用支承膜的微栅(UltraHigh Resolution Carbon支承膜(ウルトラハイレゾリューションカーボン支持膜)、应研商事公司制造)上并使其干燥。使用日立High-Technologies公司制造的扫描型电子显微镜S-4800并利用STME功能测定由π共轭类聚合物形成的核的粒径和得到的EWD用聚合物粒子的粒径。
[参考用π共轭类聚合物的合成和分析]
除不使用作为表面形成材料的有机分散剂以外,通过与实施例及比较例的EWD用聚合物粒子的制造方法同样的方法进行聚合,得到π共轭类聚合物。得到的π共轭类高分子的元素分析、比重测定及粒径测定按照上述的方法进行。
[粒子表面的化合物的原子构成的计算]
EWD用聚合物粒子表面的化合物的元素X(原子X)的含量(X)由下述式算出。在下述式中,MX:是EWD用聚合物粒子中的元素X的含量,mX:是参考用π共轭类聚合物中的元素X的含量,GX:是EWD用聚合物粒子的比重,gX:是参考用π共轭类聚合物的比重,RX:是EWD用聚合物粒子的粒径,rX:是EWD聚合物粒子中的由π共轭类聚合物形成的核的粒径。另外,X为碳、氢、氧、氮或硫。
[数学式1]
另外,碳原子的质量(含量(C))相对于氧原子的质量(含量(O))、氮原子的质量(含量(N))和硫原子的质量(含量(S))的合计的质量之比由下述式算出。
比值=含量(C)/(含量(O)+含量(N)+含量(S))
通过下述基准对粒子表面的化合物的原子构成进行判定。
[粒子表面的化合物的原子构成的判定基准]
A:粒子表面由构成原子仅为碳原子和氢原子的第一化合物形成
B:粒子表面由构成原子的合计100质量%中的碳原子、氢原子、氧原子、氮原子、硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子、硫原子的合计质量之比为5以上的第二化合物形成。
C:不相当于A及B两者的判定基准
(2)分散性1
将刚制作后的EWD用油墨放入内径1cm的管状容器使其高度为10cm,放置24小时。观察放置后的EWD用油墨,通过以下的基准判定分散性1。
[分散性1的判定基准]
○:未产生透明的上清液
×:EWD用着色粒子(EWD用聚合物粒子)沉降而产生透明的上清液
(3)分散性2
将刚制作后的EWD用油墨5g和水5g放入20mL样品瓶,搅拌后进行放置。观察放置后的EWD用油墨,通过以下的基准判定分散性2。
[分散性2的判定基准]
○○:即使放置72小时,在疏水性溶剂和水的界面,EWD用着色粒子(EWD用聚合物粒子)也未凝聚
○:即使放置24小时,在疏水性溶剂和水的界面,虽然EWD用着色粒子(EWD用聚合物粒子)也未凝聚,但放置72小时时,则在疏水性溶剂和水的界面,EWD用聚合物粒子凝聚
×:放置24小时时,在疏水性溶剂和水的界面,EWD用着色粒子(EWD用聚合物粒子)凝聚
将结果示于下述的表1。另外,实施例1~4中得到的EWD用聚合物粒子为在粒子表面的整个区域具有源自有机分散剂的壳的核壳粒子。另外,实施例1~4中得到的EWD用聚合物粒子的比重均为2以下。另外,实施例1~4中得到的EWD用聚合物粒子的平均长宽比均为1.5以下。
另外,在第一基板与第二基板间配置第一液体(亲水性液体、高表面能液体)和实施例1~4中得到的各EWD用油墨,得到图4所示的EWD。确认了使用有实施例1~4中得到的各EWD用油墨的EWD可得到充分的隐蔽性,在驱动时可得到良好的显示图像。
(实施例5)
准备碳粒子(电化学工业公司制造“DENKABLACK”、平均粒径35nm)。
将炭黑5质量份加入到将聚苯乙烯-聚异戊二烯共聚物(表面形成材料)5质量份溶解于甲苯200质量份中而成的溶液中,使用超声波均质器进行处理。在处理的过程中,慢慢地加入十一烷200质量份,进一步进行处理。处理后,通过减压除去去除甲苯,进行超声波处理后,将溶液静置1天,回收上清液,进一步进行离心分离、使用十一烷进行了清洗,由此源自上述表面形成材料的表面部(壳)形成从而得到EWD用碳改性粒子(平均粒径210nm)。
使得到的EWD用碳改性粒子2质量份分散于十一烷18质量份中,得到EWD用油墨。
需要说明的是,实施例5中使用的聚苯乙烯-聚异戊二烯共聚物(日本Zeon公司制造)的重均分子量为160,000。
(实施例6,7)
将表面形成材料的种类如下述表2所示进行变更,除此以外,与实施例5同样地得到EWD用碳改性粒子(EWD用着色粒子、黑色粒子、平均粒径150nm)及EWD用油墨。
需要说明的是,实施例6中使用的聚甲基丙烯酸十二烷基酯(本公司合成品)的重均分子量为50,000,实施例7中使用的聚异戊二烯-聚4乙烯基吡啶共聚物(Polymer Source公司制“P3060-Ip4VP”)的重均分子量为39,200。
(比较例2)
未对实施例5中准备的碳粒子进行改性而直接用作EWD用碳粒子。将该EWD用碳粒子2质量份添加于作为疏水性溶剂的十一烷18质量份中并搅拌,得到EWD用油墨。
(比较例3)
将表面形成材料的种类如下述表2所示进行变更,除此以外,与实施例5同样地得到EWD用碳改性粒子及EWD用油墨。
另外,比较例3中使用的聚甲基丙烯酸甲酯(Sigma-Aldrich公司制造)的分子量为15,000。
(实施例5~7及比较例2,3的评价)
(1)粒子表面的化合物的原子构成
得到的EWD用碳(改性)粒子的粒子表面的原子结构通过下述的方法测定。
[碳原子、氢原子、氮原子、氧原子、硫原子的元素分析]
将得到的EWD用碳改性粒子在真空烘箱中干燥24小时。然后,利用J·Science·Lab公司制的MICRO CORDER JM10进行各原子的定量。
另外,碳原子的质量(含量(C))相对于氧原子的质量(含量(O))、氮原子的质量(含量(N))和硫原子的质量(含量(S))的合计的质量之比由下述式算出。
比值=含量(C)/(含量(O)+含量(N)+含量(S))
通过下述基准对粒子表面的化合物的原子构成进行判定。
[粒子表面的化合物的原子构成的判定基准]
A:粒子表面由构成原子仅为碳原子和氢原子的第一化合物形成
B:粒子表面由构成原子的合计100质量%中的碳原子、氢原子、氧原子、氮原子、硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子、硫原子的合计质量之比为5以上的第二化合物形成。
C:不相当于A及B两者的判定基准
(2)分散性1
与实施例1~4及比较例1同样地评价分散性1。
(3)分散性2
与实施例1~4及比较例1同样地评价分散性2。
将结果示于下述的表2。另外,实施例5~7中得到的EWD用碳改性粒子为在粒子表面的整个区域具有源自有机分散剂的壳的核壳粒子。另外,实施例5~7中得到的EWD用碳改性粒子的比重均为2以下。另外,实施例5~7中得到的EWD用碳改性粒子的平均长宽比均为1.5以下。另外,在下述的表2中,“-”表示未进行评价。
另外,就实施例5~7的碳改性粒子而言,由于在碳粒子的表面上由特定的树脂形成表面部,因此,与碳粒子单质相比,导电性变低。
另外,在第一基板与第二基板之间配置第一液体(亲水性液体、高表面能液体)和实施例5~7及比较例2中得到的各EWD用油墨,得到图4所示的EWD。确认了:就使用了实施例5~7中得到的各EWD用油墨的EWD而言,可得到充分的隐蔽性,在驱动时可得到良好的显示图像。与此相对,就比较例2中得到的EWD用油墨而言,碳粒子的导电性高,因此,无法在驱动时得到良好的显示图像。
另外,就实施例5~7的碳改性粒子而言,在碳粒子的表面上表面部由特定的树脂形成,因此,与碳粒子单质相比,在疏水性溶剂中的分散性变高。与此相对,就比较例2,3而言,表面部未由特定的树脂形成,因此,在疏水性溶剂中的分散性变低。因此,无法在EWD驱动时得到良好的显示图像。
(实施例8)
准备安装有四口可拆式盖、搅拌叶片、三通阀、冷凝管及温度探针的1000mL的可拆式烧瓶。在该可拆式烧瓶中放入吡咯4质量份(和光纯药工业公司制造)、作为分散稳定剂的聚乙烯基吡咯烷酮(和光纯药工业公司制造“K30”)5质量份和蒸馏水400质量份,在室温下搅拌,得到混合液。
接着,将使作为聚合引发剂的过硫酸铵(和光纯药工业公司制造)7.0质量份溶解于蒸馏水100质量份中而成的溶解液滴加到上述混合液中。滴加结束后,进一步搅拌8小时进行聚合,得到分散液。
对得到的分散液进行1次离心分离及使用了蒸馏水的超声波分散、1次离心分离及使用了乙醇的超声波分散,进行未反应单体、引发剂等的除去及清洗,得到使聚吡咯粒子分散于乙醇而成的分散液。另外,将上述聚吡咯粒子的浓度调整为2质量%,得到乙醇分散液。
然后,在含有2质量%的上述聚吡咯粒子的上述乙醇分散液200g中一边搅拌一边加入将作为表面形成材料的聚苯乙烯-聚异戊二烯共聚物4质量份溶解在甲苯200质量份中而成的溶液,再加入十一烷100质量份。然后,通过减压除去去除乙醇,进行离心分离、使用了十一烷的清洗,由此在聚吡咯粒子的表面形成源自上述表面形成材料的表面部(壳)而得到EWD用聚合物粒子(EWD用着色粒子、黑色粒子、平均粒径100nm、球状)。
将得到的EWD用聚合物粒子2质量份添加于作为疏水性溶剂的十一烷18质量份中并进行分散处理,得到EWD用油墨。
(实施例9)
将聚合性化合物变更为3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)5质量份(东京化成工业公司制),以及将聚合引发剂的使用量变更为13.5质量份,除此以外,与实施例8同样地在PEDOT粒子的表面形成源自上述表面形成材料的表面部(壳)而得到EWD用聚合物粒子(EWD用着色粒子、黑色粒子、平均粒径60nm、球状)。
将得到的EWD用聚合物粒子2质量份添加于作为疏水性溶剂的十一烷18质量份中并进行分散处理,得到EWD用油墨。
(实施例10)
准备安装有四口可拆式盖、搅拌叶片、三通阀、冷凝管及温度探针的1000mL的可拆式烧瓶。在该可拆式烧瓶中放入苯乙烯(和光纯药工业公司制造)50质量份、二乙烯基苯(东京化成工业公司制造)5质量份、对苯乙烯磺酸钠(和光纯药工业公司制)0.3质量份、过硫酸钾(和光纯药工业公司制)0.2质量份和蒸馏水500质量份,在氮气氛下在70℃下进行12小时聚合,得到有机粒子水分散液。对得到的有机粒子水分散液重复进行2次离心分离及使用了蒸馏水的超声波分散,进行未反应单体、引发剂等的除去及清洗,得到使聚苯乙烯粒子分散而成的分散液。
接着,在安装有四口可拆式盖、搅拌叶片、三通阀、冷凝管及温度探针的1000mL的可拆式烧瓶中放入含有1重量%上述聚苯乙烯粒子的分散液100质量份、吡咯(和光纯药工业公司制造)4质量份、作为分散稳定剂的聚乙烯基吡咯烷酮(和光纯药工业公司制造“K30”)5质量份和蒸馏水300质量份,在室温下搅拌,得到混合液。
将使作为聚合引发剂的过硫酸铵(和光纯药工业公司制造)7.0质量份溶解于蒸馏水100质量份中而成的溶液滴加到上述混合液中。滴加结束后,进一步搅拌8小时进行聚合。
聚合后,进行与实施例8同样的操作,在利用聚吡咯对聚苯乙烯有机粒子进行包覆而成的聚合物基材粒子的表面上,形成源自上述表面形成材料的表面部(壳)而得到EWD用聚合物粒子(EWD用着色粒子、黑色粒子、平均粒径250nm、球状)。
将得到的EWD用聚合物粒子2质量份添加于作为疏水性溶剂的十一烷18质量份中并进行分散处理,得到EWD用油墨。
(实施例11)
将聚合性化合物变更为噻吩4质量份(东京化成工业公司制造),以及将表面形成材料的种类如下述表3所示进行变更,除此以外,与实施例10同样地得到EWD用聚合物粒子(EWD用着色粒子、黑色粒子、平均粒径240nm)及EWD用油墨。
另外,实施例11中使用的聚异戊二烯-聚2乙烯基吡啶共聚物(PolymerSource公司制造“P257-Ip2VP”)的重均分子量为12,500。
(比较例4)
将作为表面形成材料的有机分散剂的种类如下述表3所示进行变更,除此以外,与实施例8同样地得到EWD用聚合物粒子及EWD用油墨。
(实施例8~11及比较例4的评价)
(1)粒子表面的化合物的原子构成
与实施例1~4及比较例1同样地算出得到的EWD用聚合物粒子的粒子表面的原子结构。
(2)分散性1
与实施例1~4及比较例1同样地评价分散性1。
(3)分散性2
与实施例1~4及比较例1同样地评价分散性2。
将结果示于下述的表3。另外,实施例8~11中得到的EWD用聚合物粒子为在粒子表面的整个区域具有源自有机分散剂的壳的核壳粒子。另外,实施例8~11中得到的EWD用聚合物粒子的比重均为2以下。另外,实施例8~11中得到的EWD用聚合物粒子的平均长宽比均为1.5以下。
另外,在第一基板与第二基板间配置第一液体(亲水性液体、高表面能液体)和实施例8~11中得到的各EWD用油墨,得到图4所示的EWD。确认了:就使用了实施例8~11中得到的各EWD用油墨的EWD而言,可得到充分的隐蔽性,在驱动时可得到良好的显示图像。
(实施例12)
含染料核粒子1(含染料粒子材料):
在甲基丙烯酸丁酯(共荣社化学公司制造)45质量份、二甲基丙烯酸乙二醇酯(三菱Rayon公司制造)5质量份及乙醇10质量份中均匀地溶解溶解黑(Solvent Black)3(有本化学工业公司制造)50质量份,得到溶解液。将得到的溶解液添加于含有1质量%的十二烷基苯磺酸钠(和光纯药工业公司制造)的离子交换水1000质量份,在搅拌下利用超声波homogenizer UH-600(SMT公司制造)进行乳化,放入2000mL容量的可拆式烧瓶内。
在备有冷凝管、三通阀及搅拌叶片的、四口可拆式盖上设置上述可拆式烧瓶,接着在搅拌下进行3小时吹氮,升温至75℃。
升温后,将溶解有过硫酸钾(和光纯药工业公司制造)1.2质量份而成的离子交换水50质量份放入可拆式烧瓶内,开始聚合。在75℃下聚合12小时后,冷却至室温,停止聚合。通过上述的操作得到含染料核粒子1。得到的含染料核粒子1的平均粒径为60nm。
EWD用含染料粒子1及EWD用油墨1:
对得到的含染料核粒子1进行离心分离,除去上清液后,添加乙醇,通过超声波照射使其分散。重复2次该操作,得到固体成分率2质量%的含染料核粒子1的乙醇分散液。将含有1质量份的苯乙烯-异戊二烯嵌段聚合物(Kuraray公司制造)的甲苯50质量份添加到得到的含染料核粒子1的乙醇分散液50质量份中,搅拌至均匀。再添加十一烷100质量份后,利用蒸发器蒸发除去乙醇及甲苯。然后,进行2次离心分离及十一烷分散工序,并将固体成分浓度调整为指定浓度,由此得到具有由苯乙烯-异戊二烯嵌段聚合物形成的表面部(表面层)的EWD用含染料粒子1,且得到该EWD用含染料粒子1分散于十一烷的EWD用油墨1(固体成分率10质量%)。得到的EWD用含染料核粒子1的平均粒径为65nm。
(实施例13)
含染料核粒子2:
在乙醇300质量份中溶解作为染料的溶剂黑(Solvent Black)3(有本化学工业公司制造)10质量份。在得到的染料溶解液中添加无皂乳液聚合中得到的聚苯乙烯粒子(平均粒径120nm)的水分散液(固体成分10质量%)(积水Medical公司制)100质量份并使其分散均匀。经6小时滴加离子交换水600质量份。通过上述的操作得到含染料核粒子2。含染料核粒子2的平均粒径为150nm。
EWD用含染料粒子2及EWD用油墨2:
关于得到的含染料核粒子2,通过与实施例12同样的操作得到EWD用含染料粒子2及EWD用油墨2。得到的EWD用含染料核粒子2的平均粒径为155nm。
(实施例14)
将苯乙烯-异戊二烯嵌段聚合物变更为聚甲基丙烯酸十二烷基酯,除此以外,通过与实施例12同样的操作得到EWD用含染料粒子3及EWD用油墨3。得到的EWD用含染料核粒子3的平均粒径为65nm。
(实施例15)
在实施例12中,得到分散于十一烷的EWD用含染料粒子1后,再次进行离心分离、使用了甲苯的再分散,并将分散溶剂变更为甲苯,除此以外,与实施例12同样地得到EWD用油墨4。
(实施例16)
将苯乙烯-异戊二烯嵌段聚合物变更为聚异戊二烯-聚4乙烯基吡啶共聚物,除此以外,通过与实施例13同样地操作,从而得到EWD用油墨5。另外,实施例11中使用的聚异戊二烯-聚4乙烯基吡啶共聚物(Polymer Source公司制造“P3060-Ip4VP”)的重均分子量为39,200。
(比较例5)
将实施例12中得到的含染料核粒子1(含染料粒子材料)用作EWD用含染料粒子。将该EWD用含染料粒子2质量份添加于作为疏水性溶剂的十一烷18质量份中并搅拌,得到EWD用油墨6。
(比较例6)
将实施例12中使用的作为染料的溶剂黑(Solvent Black)3(有本化学工业公司制造)用作EWD用染料。将该EWD用染料2质量份添加于作为疏水性溶剂的十一烷18质量份中并搅拌,得到EWD用油墨7。
(实施例12~16及比较例5,6的评价)
(1)粒子表面的化合物的原子构成
得到的EWD用含染料粒子及EWD用染料粒子的粒子表面的原子结构通过下述的方法算出。
[碳原子、氢原子、氮原子、氧原子、硫原子的元素分析]
将得到的EWD用含染料粒子在真空烘箱中干燥24小时。然后,利用J·Science·Lab公司制的MICRO CORDER JM10进行各原子的定量。
[比重测定]
将得到的EWD用含染料粒子及EWD用染料粒子在真空烘箱中干燥24小时。然后,利用真比重测定装置(岛津制作所公司制造“AccuPyc1330”)进行测定。
[粒径测定]
使用微量移液管将EWD用油墨滴加至带STEM用支承膜的微栅(UltraHigh Resolution Carbon支承膜(ウルトラハイレゾリューションカーボン支持膜)、应研商事公司制造)上并使其干燥。使用日立High-Technologies公司制的扫描型电子显微镜S-4800并利用STME功能对由含染料粒子形成的核的粒径和得到的EWD用含染料粒子的粒径进行测定。
[参考用含染料粒子的合成和分析]
除不使用表面形成材料以外,通过与实施例及比较例的EWD用含染料粒子的制造方法同样的方法进行聚合,得到含染料粒子。得到的含染料粒子的元素分析、比重测定及粒径测定按照上述的方法进行。
[粒子表面的化合物的原子构成的计算]
EWD用含染料粒子表面的化合物的元素X(原子X)的含量(X)由下述式算出。在下述式中,MX:是EWD用含染料粒子中的元素X的含量,mX:是参考用含染料粒子中的元素X的含量,GX:是EWD用含染料粒子的比重,gX:是参考用含染料粒子的比重,RX:是EWD用含染料粒子的粒径,rX:是EWD含染料粒子中的由含染料粒子形成的核的粒径。另外,X为碳、氢、氧、氮或硫。
[数学式2]
另外,碳原子的质量(含量(C))相对于氧原子的质量(含量(O))、氮原子的质量(含量(N))和硫原子的质量(含量(S))的合计的质量之比由下述式算出。
比值=含量(C)/(含量(O)+含量(N)+含量(S))
通过与实施例1~4及比较例1同样的判定基准对粒子表面的化合物的原子构成进行判定。
(2)耐候性
将刚制作后的EWD用油墨调整为固体成分0.01质量%,将20ml放入到50mL容量的玻璃容器中。使用耐候性试验机(CO.FO.ME.GRA公司制SOLARBOX)以250W/m2对容器内的EWD用油墨照射7天模拟太阳光。
使用紫外可见分光光度计(岛津制作所公司制UV-mini1240)对照射前的EWD用油墨和照射后的EWD用油墨的吸光度进行测定,算出模拟太阳光的照射前后的吸光度的平均值的变化,通过下述的基准判定耐光性。
[耐候性的判定基准]
○:照射后的吸光度的平均值保持照射前的95%以上,耐光性优异
×:照射后的吸光度的平均值低于照射前的95%,耐光性差
(3)分散性1
与实施例1~4及比较例1同样地评价分散性1。
(4)分散性2
与实施例1~4及比较例1同样地评价分散性2。
(5)耐染料溶出性
将刚制作后的EWD用油墨在室温下放置24小时。然后,进行离心分离,采集上清液。观察得到的上清液有无着色,通过下述的基准判定耐染料溶出性。
[耐染料溶出性的判定基准]
○:染料未溶出,疏水性溶剂未着色
×:染料溶出,疏水性溶剂着色
将结果示于下述的表4。另外,实施例12~16中得到的EWD用含染料粒子为在粒子表面的整个区域具有源自表面形成材料的壳的核壳粒子。另外,实施例12~16中得到的EWD用含染料粒子的比重均为2以下。另外,实施例12~16中得到的EWD用含染料粒子的平均长宽比均为1.5以下。在下述的表4中,“-”表示未进行评价。
另外,在第一基板与第二基板间配置第一液体(亲水性液体、高表面能液体)和实施例12~16及比较例5,6中得到的各EWD用油墨,得到图4所示的EWD。确认了:就使用了实施例12~16中得到的各EWD用油墨的EWD而言,可得到充分的隐蔽性,在驱动时可得到良好的显示图像。与此相对,就比较例5,6中得到的EWD而言,粒子的分散性不充分,因此,无法在驱动时得到良好的显示图像。另外,将实施例12~16及比较例5,6的EWD设置于室外并放置30天。确认了即使放置30天后,就实施例12~16的EWD而言,也可得到良好的显示图像。与此相对,确认了:就比较例5,6中得到的EWD而言,耐候性低,对比度降低。

Claims (11)

1.一种电湿润显示器用着色粒子,其中,
粒子表面由构成原子仅为碳原子和氢原子的化合物形成,或者,
粒子表面由构成原子的合计100质量%中碳原子、氢原子、氧原子、氮原子、硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子、硫原子的合计质量之比为5以上的化合物形成。
2.如权利要求1所述的电湿润显示器用着色粒子,其中,
形成粒子表面的表面形成材料是:
含有选自苯乙烯、异戊二烯、异丁烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯及丁二烯中的至少一种聚合成分的聚合物或所述聚合物的氢化物;或者,
具有碳原子数12~18的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物。
3.如权利要求2所述的电湿润显示器用着色粒子,其中,
形成粒子表面的表面形成材料是含有选自苯乙烯、异戊二烯、异丁烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯及丁二烯中的至少一种聚合成分的聚合物或所述聚合物的氢化物。
4.如权利要求1~3中任一项所述的电湿润显示器用着色粒子,其含有使聚合性化合物发生聚合而得到的聚合物;或含有碳粒子;或含有染料,
所述聚合性化合物通过聚合而形成π共轭类聚合物。
5.如权利要求4所述的电湿润显示器用着色粒子,其含有使聚合性化合物发生聚合而得到的聚合物;或含有碳粒子,
所述聚合性化合物通过聚合而形成π共轭类聚合物。
6.如权利要求5所述的电湿润显示器用着色粒子,其使用通过聚合而形成π共轭类聚合物的聚合性化合物并使所述聚合性化合物聚合而得到。
7.如权利要求5所述的电湿润显示器用着色粒子,其含有碳粒子。
8.如权利要求7所述的电湿润显示器用着色粒子,其具有所述碳粒子、和设置于所述碳粒子表面上且构成粒子表面的表面部。
9.一种电湿润显示器用着色粒子的制造方法,该方法制造权利要求1~4中任一项所述的电湿润显示器用着色粒子,
该方法包括:使用通过聚合而形成π共轭类聚合物的聚合性化合物并使所述聚合性化合物聚合,得到电湿润显示器用着色粒子的工序,所述电湿润显示器用着色粒子的粒子表面由构成原子仅为碳原子和氢原子的化合物形成,或者,粒子表面由构成原子的合计100质量%中碳原子、氢原子、氧原子、氮原子、硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子、硫原子的合计质量之比为5以上的化合物形成;或者,
该方法包括:对碳粒子进行表面处理,在所述碳粒子的表面上设置构成粒子表面的表面部,得到电湿润显示器用着色粒子的工序,所述电湿润显示器用着色粒子的粒子表面由构成原子仅为碳原子和氢原子的化合物形成,或者,粒子表面由构成原子的合计100质量%中碳原子、氢原子、氧原子、氮原子、硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子、硫原子的合计质量之比为5以上的化合物形成;或者,
该方法包括:使用具有基材粒子和包含在所述基材粒子内的染料的含染料粒子材料,并对所述含染料粒子材料进行表面处理,得到电湿润显示器用着色粒子的工序,所述电湿润显示器用着色粒子的粒子表面由构成原子仅为碳原子和氢原子的化合物形成,或者,粒子表面由构成原子的合计100质量%中的碳原子、氢原子、氧原子、氮原子、硫原子的合计为95质量%以上,且碳原子的质量相对于氧原子、氮原子、硫原子的合计质量之比为5以上的化合物形成。
10.一种电湿润显示器用油墨,其含有权利要求1~8中任一项所述的电湿润显示器用着色粒子和疏水性溶剂。
11.一种电湿润显示器,其包含:
对置的第一、第二基板;
在所述第一、第二基板之间设置于所述第一基板侧的第一液体;
在所述第一、第二基板之间设置于所述第二基板侧的电湿润显示器用油墨,
所述电湿润显示器用油墨含有权利要求1~8中任一项所述的电湿润显示器用着色粒子和疏水性溶剂。
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