JP2008185990A - 電気泳動粒子とその製造方法、電気泳動粒子分散液及びこれを利用した画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電気泳動方式の画像表示装置10用の電気泳動粒子3であって、炭化水素系ポリマー、ハロゲン化炭化水素ポリマー又はポリシロキサンなどの親油性ポリマー主鎖に極性基を持つ極性ポリマーブロックの側鎖を持つグラフトポリマーが、微粒子核表面にグラフトしている電気泳動粒子3、及びこの電気泳動粒子3を用いた画像表示装置10。
【選択図】図1
Description
本発明は、電気泳動方式の画像表示装置用の電気泳動粒子であって、親油性ポリマー主鎖に極性基を有する極性ポリマーユニットの側鎖を持つグラフトポリマーが、微粒子核表面にグラフトしていることを特徴とする電気泳動粒子を含む。
本発明の電気泳動粒子は、電気泳動方式の画像表示装置に用いられる。この電気泳動粒子は、微粒子核表面にグラフトポリマーがグラフトした構造をしている。グラフトポリマーは、親油性のポリマー主鎖に極性基を持つ極性ポリマーユニットの側鎖を持つ。本発明の電気泳動粒子におけるグラフトポリマーは、通常、非極性のポリマー主鎖が極性基を介して微粒子核表面と結合しているが、非極性の分散媒との親和性が強いポリマー主鎖と、電荷を担っている側鎖のポリマーユニットを有している。
本発明の電気泳動粒子の製造方法は、微粒子核に対する反応性を有する官能基と極性基を持つモノマーの重合開始点となる官能基とを有する親油性ポリマーに対して極性基を持つモノマーを付加重合反応させながら、微粒子核表面にこの親油性ポリマーをグラフト化させることが好ましい。親油性ポリマーは、事前に極性基を持つポリマーユニットを側鎖に形成したグラフトポリマーとしてから、微粒子核表面にグラフト化させることもできる。あるいは、グラフトポリマーとする前の親油性ポリマーを微粒子核表面にグラフト化させておき、その後極性基を持つポリマーユニットを親油性ポリマー主鎖にグラフト化してもよい。しかし、親油性ポリマー主鎖の微粒子核表面へのグラフト化と親油性ポリマー主鎖への極性基を持つポリマーユニットのグラフト化を同時に行う上述の電気泳動粒子の製造方法は、効率的で無駄のない製造方法である。
本発明の電気泳動粒子分散液は、上述の本発明の電気泳動粒子を非極性分散媒に、好ましくは0.1〜25質量%、さらに好ましくは0.3〜10質量%、さらに好ましくは0.5〜5質量%分散している。さらに、本発明の電気泳動粒子分散液は、電気泳動粒子を分散させる分散剤を含むことが好ましい。
(1)ジアルキルシリコーンオイルの例:ジメチルシリコーンオイル、ジエチルシリコーンオイル、ジブチルシリコーンオイル、ジヘキシルシリコーンオイル、ジラウリルシリコーンオイル、ジステアリルシリコーンオイル。
本発明の画像表示装置は、少なくとも一方が透明な一組の対向する電極板間に上述の電気泳動粒子分散液を配置した構造を備えている。電極板間の電気泳動粒子分散液を配置する領域は、微小領域に分割されておりそれぞれの微小領域に電気泳動粒子分散液が封入されていることが好ましい。微小領域の形成方法としては、画像表示装置の対向する電極板間の空間を小領域に分割してマイクロセル化した構造や事前に電気泳動粒子分散液を封入したマイクロカプセルを対向する電極板間の空間に配置することにより電気泳動粒子分散液を微小領域に分割して配置することができる。
以下、実施例によって具体的に本発明を説明するが、本実施例及び上述の実施形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明は、その目的に応じて変更、変形することができる。なお、以下に示す実施例、比較例において、部又は%と記載されているものは、特に断らない限り質量部又は質量%を表すものとする。
1.電気泳動粒子の作製
冷却管をつけた反応容器に、十分に乾燥させた二酸化チタン微粒子15部と脱水洗浄したトルエン250部と、ビニル変性カップリング剤(3−(トリメトキシシリル)プロピルメタクリレート)1.5部とを投入し、120℃に加熱して十分に分散処理を行いながら9時間反応を行った。反応終了後、洗浄、乾燥工程を経て、粒子表面にメタクリロキシ基が導入されたシラン化酸化チタンを得た。次に、冷却管をつけた反応容器に、得られたシラン化酸化チタン15部と、あらかじめトルエン25部にポリジメチルシロキサンユニット含有高分子アゾ重合開始剤(商品名VSP-1001、和光純薬株式会社製、ポリマー主鎖分子量10,000)7.5部を溶解しておいた溶液と、2−エチルへキシルメタクリレート3部とを投入し、反応容器内の窒素置換を行い、攪拌しながら、70℃に加熱して7時間反応を行った。反応終了後、洗浄、乾燥工程を経て、ポリジメチルシロキサンユニットの主鎖にポリメタクリレートユニットが付加したグラフトポリマーが、二酸化チタン微粒子表面にグラフト化された電気泳動粒子(1)を得た。得られた電気泳動粒子(1)のポリマー含有量は約7質量%だった。
イソパラフィン系炭化水素(商品名アイソパーH、エクソンケミカル社製)100部に電気泳動粒子(1)5部、染料(商品名マクロレックスブルーRR、バイエル社製)0.1部を加えて、1時間超音波分散して電気泳動粒子分散液(1)を得た。
2枚のITO電極付きガラス基板間に、縦横1cmの正方形の開口を設けた厚さ50μmのポリエステルフィルムを挟み、50μm厚の空間を作った。その空間に電気泳動粒子分散液(1)を封入して画像表示装置(1)を作製した。
画像表示模擬操作として、画像表示装置(1)の2枚のITO電極間に50Vの電圧を印加して、電気泳動粒子(1)の電気泳動特性、及び電圧印加を停止した後の電気泳動粒子(1)安定性を観察した。さらに、画像表示装置の表示切り替えに対応する操作として、2枚のITO電極間に−50Vの電圧を印加して、電気泳動粒子(1)の電気泳動特性、及び電圧印加を停止した後の電気泳動粒子(1)安定性を観察した。いずれの画像表示模擬操作においても、電気泳動粒子の移動速度や移動の均一性である電気泳動特性も、電圧印加停止後の電気泳動粒子の分散や凝集に対する安定性も画像表示装置として使用可能な性能を発揮した。
1.電気泳動粒子の作製
冷却管をつけた反応容器に、十分に乾燥させた二酸化チタン微粒子15部と脱水洗浄したトルエン250部と、ビニル変性カップリング剤(3−(トリメトキシシリル)プロピルメタクリレート)1.5部とを投入し、120℃に加熱して十分に分散処理を行いながら9時間反応を行った。反応終了後、洗浄、乾燥工程を経て、粒子表面にメタクリロキシ基が導入されたシラン化酸化チタンを得た。次に、冷却管をつけた反応容器に、得られたシラン化酸化チタン15部と、あらかじめトルエン25部にポリジメチルシロキサンユニット含有高分子アゾ重合開始剤(商品名VSP-1001、和光純薬株式会社製、ポリマー主鎖分子量10,000)7.5部を溶解しておいた溶液と、メタクリル酸1.5部とを投入し、反応容器内の窒素置換を行い、攪拌しながら、70℃に加熱して7時間反応を行った。反応終了後、洗浄、乾燥工程を経て、ポリジメチルシロキサンユニットの主鎖にポリメタクリル酸ユニットが付加したグラフトポリマーが、二酸化チタン微粒子表面にグラフト化された電気泳動粒子(2)を得た。得られた電気泳動粒子(2)のポリマー含有量は約6質量%だった。
イソパラフィン系炭化水素(商品名アイソパーH、エクソンケミカル社製)100部に電気泳動粒子(2)5部、染料(商品名マクロレックスブルーRR、バイエル社製)0.1部を加えて、1時間超音波分散して電気泳動粒子分散液(2)を得た。
2枚のITO電極付きガラス基板間に、縦横1cmの正方形の開口を設けた厚さ50μmのポリエステルフィルムを挟み、50μm厚の空間を作った。その空間に電気泳動粒子分散液(2)を封入して画像表示装置(2)を作製した。
画像表示模擬操作として、画像表示装置(2)の2枚のITO電極間に50Vの電圧を印加して、電気泳動粒子(2)の電気泳動特性、及び電圧印加を停止した後の電気泳動粒子(2)安定性を観察した。さらに、画像表示装置の表示切り替えに対応する操作として、2枚のITO電極間に−50Vの電圧を印加して、電気泳動粒子(2)の電気泳動特性、及び電圧印加を停止した後の電気泳動粒子(2)安定性を観察した。実施例1と同様、いずれの画像表示模擬操作においても、電気泳動粒子の移動速度や移動の均一性である電気泳動特性も、電圧印加停止後の電気泳動粒子の分散や凝集に対する安定性も画像表示装置として使用可能な性能を発揮した。
1.電気泳動粒子の作製
冷却管を取付けた100mlのなす型フラスコに、二酸化チタン微粒子3部と、脱水洗浄したトルエン50部と、エポキシ変性カップリング剤(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)0.3部とを添加し、120℃に加熱して十分に分散処理を行いながら9時間反応を行った。反応終了後、洗浄、乾燥工程を経て、二酸化チタン微粒子表面にエポキシ基が導入されたシラン化酸化チタン(3)を得た。次に、冷却管をつけた反応容器に、得られたシラン化酸化チタン(3)3部とアミノ変性シリコーン(商品名KF−864、信越シリコーン社製)30部を、70℃に加熱して2時間反応を行った。反応終了後、洗浄、乾燥工程を経て、二酸化チタン微粒子表面にシリコーンがグラフト化された電気泳動粒子(3)を得た。
冷却管を取付けた100mlのなす型フラスコに、二酸化チタン微粒子3部と、脱水洗浄したトルエン50部と、アミノ変性カップリング剤(3−アミノプロピルトリメトキシシラン)0.3部とを添加し、120℃に加熱して十分に分散処理を行いながら9時間反応を行った。反応終了後、洗浄、乾燥工程を経て、二酸化チタン微粒子表面にエポキシ基が導入されたシラン化酸化チタン(4)を得た。次に、冷却管をつけた反応容器に、得られたシラン化酸化チタン(4)3部とエポキシ変性シリコーン(商品名KF−101、信越シリコーン社製)30部を、70℃に加熱して2時間反応を行った。反応終了後、洗浄、乾燥工程を経て、二酸化チタン微粒子表面にシリコーンがグラフト化された電気泳動粒子(4)を得た。
2:導電層
3:電気泳動粒子
4:分散媒
10:画像表示装置
11:画像表示部
12:筺体
13:情報入力手段
Claims (12)
- 電気泳動方式の画像表示装置用の電気泳動粒子であって、親油性ポリマー主鎖に極性基を有する極性ポリマーユニットの側鎖を持つグラフトポリマーが、微粒子核表面にグラフトしていることを特徴とする電気泳動粒子。
- 前記親油性ポリマー主鎖は、炭化水素系ポリマー、ハロゲン化炭化水素ポリマー又はポリシロキサンであることを特徴とする請求項1に記載の電気泳動粒子。
- 前記親油性ポリマー主鎖の数平均分子量が1,000〜100,000であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気泳動粒子。
- 前記微粒子核に対するグラフトポリマーの割合が、0.1〜25質量%であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電気泳動粒子。
- 電気泳動方式の画像表示装置用の電気泳動粒子の製造方法であって、微粒子核に対する反応性を有する官能基と極性基を持つモノマーの重合開始点となる官能基とを有する親油性ポリマーに極性基を持つモノマーを重合させながら、前記微粒子核表面に親油性ポリマーをグラフト化させることを特徴とする電気泳動粒子の製造方法。
- 前記極性基を持つモノマーが、ビニルモノマーであることを特徴とする請求項5に記載の電気泳動粒子の製造方法。
- 前記微粒子核にカップリング剤を反応させた後に、親油性ポリマーを微粒子核にグラフト化させることを特徴とする請求項5又は6に記載の電気泳動粒子の製造方法。
- 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電気泳動粒子を非極性分散媒に分散したことを特徴とする電気泳動粒子分散液。
- 前記電気泳動粒子の含有量が、0.1〜25質量%であることを特徴とする請求項8に記載の電気泳動粒子分散液。
- 前記電気泳動粒子の分散を助ける分散剤を含むことを特徴とする請求項8又は9に記載の電気泳動粒子分散液。
- 少なくとも一方が透明な一組の対向する電極板間に請求項8乃至10のいずれか一項に記載の電気泳動粒子分散液を配置したことを特徴とする画像表示装置。
- 前記電気泳動粒子分散液を微小領域に分割して配置したことを特徴とする請求項11に記載の画像表示装置。
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