JP2012530283A - Electrophoretic particles - Google Patents
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Abstract
電気泳動媒体において、フッ素化アクリレートモノマー又はフッ素化メタクリレートモノマー由来の繰り返し単位を0.1乃至5モルパーセント含むポリマー外殻を有する顔料粒子を用いることは有利である。このポリマーは、主鎖から伸びる側鎖を有する有枝鎖構造を有することが望ましい。本発明は、このような粒子を備える電気泳動媒体及びディスプレイに関する。より詳細には、本発明は表面をポリマーで改質した電気泳動粒子に関する。In electrophoretic media, it is advantageous to use pigment particles having a polymer shell containing 0.1 to 5 mole percent of repeating units derived from a fluorinated acrylate monomer or a fluorinated methacrylate monomer. The polymer desirably has a branched structure having side chains extending from the main chain. The present invention relates to an electrophoretic medium and a display comprising such particles. More particularly, the present invention relates to electrophoretic particles whose surface is modified with a polymer.
Description
本発明は、電気泳動粒子(即ち、電気泳動媒体に使用するための粒子)及びこのような電気泳動粒子の製造プロセスに関する。また、本発明は、このような粒子を備える電気泳動媒体及びディスプレイに関する。より詳細には、本発明は、表面をポリマーで改質した電気泳動粒子に関する。 The present invention relates to electrophoretic particles (ie, particles for use in electrophoretic media) and processes for making such electrophoretic particles. The invention also relates to electrophoretic media and displays comprising such particles. More specifically, the present invention relates to an electrophoretic particle whose surface is modified with a polymer.
本出願は、本出願人の国際出願第02/093246号に関連しており、読者は背景情報についてこの国際出願を参照のこと。 This application is related to Applicant's International Application No. 02/093246, and the reader is referred to this International Application for background information.
電気泳動ディスプレイは、多年にわたり精力的な研究開発の対象であった。こうしたディスプレイは、液晶ディスプレイと比較して輝度及びコントラストが良く、視野角が広く、状態双安定性が高く、かつ低電力消費であるという特質を持ち得る。(本明細書では、「双安定」及び「双安定性」という用語は、少なくとも1つの光学的性質が異なる第1および第2の表示状態を持つ表示素子を備えたディスプレイで、いずれか所与の表示素子が有限持続時間のアドレスパルスを用いてこれら第1又は第2の表示状態を取るよう駆動された後、このアドレスパルスが終了してから、その状態が、この所与の表示素子の状態を変化させるのに必要なアドレスパルスの最小持続時間の少なくとも数倍、例えば少なくとも4倍持続するように構成されたディスプレイを指す当該分野での通常の意味で使用している。)にもかかわらず、これらの電気泳動ディスプレイは、長期的な画質に付随した問題があるため、広範な利用が妨げられて来た。例えば、電気泳動ディスプレイを構成する粒子は沈降する傾向があり、その結果、これらのディスプレイにとって十分な耐用年数が得られていない。 Electrophoretic displays have been the subject of intense research and development for many years. Such displays may have the characteristics of better brightness and contrast, wider viewing angles, higher state bistability, and lower power consumption than liquid crystal displays. (As used herein, the terms “bistable” and “bistable” are displays having at least one display element having first and second display states with different optical properties, given either After the display element is driven to take these first or second display states using an address pulse of finite duration, the state is determined after the address pulse has ended. (Although used in the normal sense of the art to refer to a display configured to last at least several times, eg at least 4 times, the minimum duration of the address pulse required to change state). First, these electrophoretic displays have been hindered from widespread use due to the problems associated with long-term image quality. For example, the particles that make up electrophoretic displays tend to settle, and as a result, they do not have a sufficient useful life for these displays.
最近、カプセル封入電気泳動及び媒体に用いられる各種技術を開示したMassachusetts Institute of Technology及びE Ink Corporationへ譲渡された、或いはこれらの名義の多数の特許および特許出願が公開されるに至った。このようなカプセル封入媒体は、それ自身が液状媒体中に電気泳動移動性粒子を含有する内相及びこの内相を取り囲むカプセル壁を備えた多数の小さいカプセルよりなる。通常、こうしたカプセルは、それ自体ポリマー結合剤中に保持されて、2つの電極間に位置するコヒーレント層を形成する。これらの特許及び特許出願に開示されている技術としては以下のものが挙げられる:
(a)電気泳動粒子、流体及び流体添加剤;例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7、特許文献8、特許文献9、特許文献10、特許文献11、特許文献12、特許文献13、特許文献14、特許文献15、特許文献16、特許文献17、特許文献18、特許文献19、特許文献20、特許文献21、特許文献22、特許文献23、特許文献24、特許文献25、特許文献26、特許文献27、特許文献28、特許文献29、特許文献30及び特許文献31並びに特許文献32、特許文献33、特許文献34、特許文献35、特許文献36、特許文献37、特許文献38、特許文献39、特許文献40、特許文献41及び特許文献42参照;
(b)カプセル、結合剤及びカプセル封入プロセス;例えば、特許文献43及び特許文献44参照;
(c)膜及び電気光学材料を含有するサブアセンブリ;例えば、特許文献45及び特許文献46参照;
(d)ディスプレイに用いられるバックプレーン、接着剤層及び他の補助層並びに方法;例えば、特許文献47及び特許文献48参照;
(e)色成及び色調整;例えば、特許文献49及び特許文献46;
(f)ディスプレイの駆動方法;例えば、特許文献50及び特許文献51;並びに
(g)ディスプレイの用途;例えば、特許文献52及び特許文献53。
Recently, Massachusetts Institute of Technology and E Ink Corporation, which disclosed various techniques used in encapsulated electrophoresis and media, have been published or published numerous patents and patent applications in the name of these. Such an encapsulating medium consists of a number of small capsules with an internal phase which itself contains electrophoretic mobile particles in a liquid medium and a capsule wall surrounding the internal phase. Usually, such capsules are themselves held in a polymer binder to form a coherent layer located between the two electrodes. The technologies disclosed in these patents and patent applications include the following:
(A) Electrophoretic particles, fluid and fluid additive; for example,
(B) capsules, binders and encapsulation processes; see, for example, US Pat.
(C) a subassembly containing a film and an electro-optic material; see, for example, Patent Document 45 and Patent Document 46;
(D) Backplane, adhesive layer and other auxiliary layers and methods used in displays; see, for example, Patent Document 47 and Patent Document 48;
(E) Color formation and color adjustment; for example, Patent Document 49 and Patent Document 46;
(F) Display driving method; for example,
例えば特許文献18に記載されているように、公知の電気泳動媒体は、カプセル封入、非カプセル封入のいずれも主に2つのタイプに分けることができ、これらを以下、それぞれ便宜上「単粒子」及び「二粒子」と称する。単粒子媒体は、着色懸濁媒体中に懸濁する一つのタイプの電気泳動粒子のみを有し、その媒体の少なくとも一つの光学特性は、粒子の光学特性と異なる。二粒子媒体は、少なくとも1つの光学特性において異なる二つのタイプの粒子及び、着色していてもいなくてもよいが、通常は着色していない懸濁流体を有する。これら二つのタイプの粒子は、電気泳動移動度において異なり、この移動度における相違は、極性(このタイプは以下、「異電荷二粒子」媒体と称する場合がある)、及び/又は大きさにおいてである。単粒子電気泳動ディスプレイ及び二粒子電気泳動ディスプレイはいずれも、既述の2つの極端な光学的状態の中間にある光学的特性を有する中間の灰色状態をとることができると考えられる。 For example, as described in Patent Document 18, known electrophoretic media can be mainly divided into two types of encapsulation and non-encapsulation. This is referred to as “two particles”. A single particle medium has only one type of electrophoretic particles suspended in a colored suspending medium, and at least one optical property of the medium is different from the optical properties of the particles. A two-particulate medium has two types of particles that differ in at least one optical property and a suspension fluid that may or may not be colored, but is usually not colored. These two types of particles differ in electrophoretic mobility, and the difference in mobility is in polarity (this type may hereinafter be referred to as “differently charged two-particle” medium) and / or in size. is there. It is believed that both single particle electrophoretic displays and two particle electrophoretic displays can assume an intermediate gray state with optical properties that are intermediate between the two extreme optical states already described.
上記の特許及び出願公開の一部には、各カプセル内に3つ以上のタイプの粒子を有するカプセル封入電気泳動媒体が開示されている。本願では、そのような多粒子媒体は二粒子媒体のサブクラスと見なしている。 Some of the above patents and published applications disclose encapsulated electrophoretic media having more than two types of particles within each capsule. In this application, such multiparticulate media are considered a subclass of two-particle media.
上記の特許および特許出願の多くは、カプセル封入電気泳動媒体中の互いに離散状をなすマイクロカプセルを取り囲む壁は連続相に置き換えることができ、その結果、電気泳動媒体が電気泳動流体の複数の離散状滴とポリマー材料の連続相とを含むいわゆるポリマー分散型電気泳動ディスプレイを生成することができること、及びこのようなポリマー分散型電気泳動ディスプレイ内の電気泳動流体の離散状滴は、個々の各滴に個別のカプセル膜が伴ってはいないが、カプセル或いはマイクロカプセルと見なすことが可能であることを認めている;例えば、特許文献54を参照されたい。従って、本願では、このようなポリマー分散型電気泳動媒体はカプセル封入電気泳動媒体のサブクラスと見なしている。 In many of the above patents and patent applications, the walls surrounding the discrete microcapsules in the encapsulated electrophoretic medium can be replaced by a continuous phase, so that the electrophoretic medium is a plurality of discrete electrophoretic fluids. A so-called polymer-dispersed electrophoretic display comprising a droplet and a continuous phase of polymer material, and the discrete droplets of electrophoretic fluid in such a polymer-dispersed electrophoretic display, each individual droplet Are not accompanied by a separate capsule membrane, but they can be considered as capsules or microcapsules; see, for example, US Pat. Therefore, in this application, such polymer-dispersed electrophoretic media are regarded as a subclass of encapsulated electrophoretic media.
前述のように、電気泳動媒体は流体の存在を必要とする。多くの従来技術の電気泳動媒体では、この流体は液体であるが、ガス状流体を用いて電気泳動媒体を作製することができる;例えば、非特許文献1及び非特許文献2を参照されたい。また、特許文献55及び特許文献56をも参照されたい。このようなガスをベースとした電気泳動媒体は、この媒体が粒子の沈降を可能にする向きで、例えばこの媒体が垂直面として配置される標識で使用される場合、液体ベースの電気泳動媒体と同種の粒子沈降による問題を生じやすいように思われる。実際のところ、粒子沈降の問題は、液体ベースの電気泳動媒体よりもガスベースの電気泳動媒体においてより深刻である。というのは、液状のものに比してガス状の懸濁流体の粘度が低いため、電気泳動粒子のより急速な沈降が可能となるからである。
As mentioned above, the electrophoretic medium requires the presence of a fluid. In many prior art electrophoretic media, this fluid is a liquid, but gaseous fluids can be used to make electrophoretic media; see, for example, Non-Patent
関連したタイプの電気泳動ディスプレイとして、いわゆる「マイクロセル電気泳動ディスプレイ」がある。マイクロセル電気泳動ディスプレイにおいては、荷電粒子及び流体はマイクロカプセル中に封入されるのではなく、キャリヤー媒体、通常ポリマー膜中に形成された複数のキャビティ中に保持される。例えば、特許文献57及び特許文献58(共にSipix Imaging,Inc.社に譲渡されている)を参照されたい。 A related type of electrophoretic display is the so-called “microcell electrophoretic display”. In microcell electrophoretic displays, charged particles and fluid are not encapsulated in microcapsules but are held in a plurality of cavities formed in a carrier medium, usually a polymer film. For example, see Patent Document 57 and Patent Document 58 (both assigned to Sipix Imaging, Inc.).
電気泳動粒子の物理的性質及び表面特性は、この粒子の表面に種々の材料を吸着させることで、又はこうした表面に種々の材料を化学的に結合させることで改質することができることは、かなり以前から知られている。その後、電気泳動粒子を改質材で単純に被覆したのでは、操作条件が変化すると改質材の一部又は全部が粒子表面から離脱し、それによって粒子の電気泳動特性に好ましくない変化がもたらされる虞があるため、余り満足のゆくものではなく、改質材が電気泳動ディスプレイ内の他の表面に沈着することになりかねず、そのことによりさらに問題を生ずることも考えられることが分かった。そこで、改質材を粒子の表面に固定する技術が開発されてきた。 The physical properties and surface properties of electrophoretic particles can be significantly modified by adsorbing various materials on the surface of the particles or by chemically bonding various materials to such surfaces. Known since before. After that, simply covering the electrophoretic particles with the modifying material causes part or all of the modifying material to detach from the particle surface when the operating conditions change, thereby causing an undesirable change in the electrophoretic properties of the particles. It has been found that this is not very satisfactory and the modifier may be deposited on other surfaces in the electrophoretic display, which may cause further problems. . Therefore, a technique for fixing the modifying material to the particle surface has been developed.
特許文献59には、多種多様なポリマー被覆電気泳動粒子が記載されている。このようなポリマー被覆粒子に有用であると教示された数多くのモノマーにはいくつかのフッ素化モノマーがあり、本特許出願には、約10モルパーセントのフッ素化モノマーを約90モルパーセントの非フッ素化モノマーと組み合せて用いてポリマー塗膜を形成する実施例20が含まれている。 Patent Document 59 describes a wide variety of polymer-coated electrophoretic particles. There are a number of fluorinated monomers that are taught to be useful in such polymer-coated particles, and the present patent application includes about 10 mole percent fluorinated monomer to about 90 mole percent non-fluorine. Example 20 is included which is used in combination with a fluorinated monomer to form a polymer coating.
現在では、比較的小さなモル比(約5モルパーセント以下)のフッ素化アクリレートモノマー又はフッ素化メタクリレートモノマー(特に、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、以下、「TFEM」と略す)を電気泳動粒子のポリマー外殻に用いることにより上記のWO02/093246には記載されていない大きな利点が得られる。具体的には、このようなフッ素化モノマーを用いると、顔料粒子の電荷を調整することが可能となる。 At present, electrophoresis of fluorinated acrylate monomer or fluorinated methacrylate monomer (especially 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, hereinafter abbreviated as “TFEM”) with a relatively small molar ratio (about 5 mole percent or less). Use in the polymer outer shell of the particles provides significant advantages not described in WO02 / 093246 above. Specifically, when such a fluorinated monomer is used, the charge of the pigment particles can be adjusted.
一態様において、本発明は、流体中に複数の顔料粒子を含む電気泳動媒体であって、この顔料粒子はこの顔料粒子に化学的に結合したポリマーを有し、このポリマーはフッ素化アクリレートモノマー又はフッ素化メタクリレートモノマー由来の繰り返し単位を約0.1乃至約5モルパーセント含むものとする電気泳動媒体を提供する。 In one aspect, the present invention is an electrophoretic medium comprising a plurality of pigment particles in a fluid, the pigment particles having a polymer chemically bonded to the pigment particles, the polymer comprising a fluorinated acrylate monomer or An electrophoretic medium is provided that comprises from about 0.1 to about 5 mole percent of repeating units derived from a fluorinated methacrylate monomer.
本発明の電気泳動媒体は、上記のWO02/093246に記載されているポリマー外殻の任意選択の特徴のいずれかを備えることができる。上記被覆粒子中のポリマーの好ましい割合は、通常、実質的に上記WO02/093246に記載されている通りとなる、即ち、こうした粒子はポリマーの粒子の重量の約4乃至約15パーセント、望ましくは約8乃至約12パーセントがこの粒子に結合している。この粒子は金属酸化物又は水酸化物、例えばチタニアを含むことができる。上記ポリマーは荷電又は荷電性基、例えばアミノ又はカルボン酸基を含むことができる。このポリマーは、主鎖及びこの主鎖から伸びる複数の側鎖を含み、これらの側鎖のそれぞれは少なくとも約4個の炭素原子を含むことができる。通常、このポリマーは2個以上のアクリレートモノマー及び/又はメタクリレートモノマーから形成される。 The electrophoretic medium of the present invention can comprise any of the optional features of the polymer shell described in WO02 / 093246 above. The preferred proportion of polymer in the coated particles will usually be substantially as described in WO 02/093246, i.e. such particles are about 4 to about 15 percent by weight of the polymer particles, desirably about Eight to about 12 percent are bound to the particles. The particles can include metal oxides or hydroxides such as titania. The polymer can contain charged or charged groups, such as amino or carboxylic acid groups. The polymer includes a main chain and a plurality of side chains extending from the main chain, each of which can include at least about 4 carbon atoms. Usually the polymer is formed from two or more acrylate and / or methacrylate monomers.
通常、上記フッ素化モノマーは、非フッ素化アクリレートモノマー又は非フッ素化メタクリレートモノマーと組み合わせて用いることになり(即ち、このポリマーはフッ素化アクリレートモノマー及び/又はメタクリレートモノマーならびに非フッ素化アクリレートモノマー及び/又はメタクリレートモノマーの両者に由来する残基を含むことができる)、ラウリルメタクリレートがこの目的に好ましいモノマーである。フッ素化モノマーの非フッ素化モノマーに対するモル比は変わり得るが、通常は、フッ素化モノマーはポリマー中の全モノマーの約1乃至約5モルパーセントを含むことになる。少なくとも3個のフッ素原子を含む高度にフッ素化されたモノマーが好ましい。特に好ましいフッ素化モノマーは、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレートであるが、他のフッ素化モノマー、例えば2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチルアクリレート及び3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチルアクリレートを用いることもできる。 Typically, the fluorinated monomer will be used in combination with a non-fluorinated acrylate monomer or a non-fluorinated methacrylate monomer (ie, the polymer is a fluorinated acrylate monomer and / or methacrylate monomer and a non-fluorinated acrylate monomer and / or Residues derived from both of the methacrylate monomers can be included), lauryl methacrylate is a preferred monomer for this purpose. Although the molar ratio of fluorinated monomer to non-fluorinated monomer can vary, typically the fluorinated monomer will comprise from about 1 to about 5 mole percent of the total monomer in the polymer. Highly fluorinated monomers containing at least 3 fluorine atoms are preferred. A particularly preferred fluorinated monomer is 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, although other fluorinated monomers such as 2,2,3,4,4,4-hexafluorobutyl acrylate and 3,3,4 4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-tridecafluorooctyl acrylate.
本発明には、本発明の電気泳動媒体及びこの電気泳動媒体に電場をかけるために配置された少なくとも1個の電極を含む電気泳動ディスプレイ並びにこのようなディスプレイを含む電子書籍リーダ、携帯用のコンピュータ、タブレットコンピュータ、携帯電話、スマートカード、標識、腕時計、棚札又はフラッシュドライブが含まれる。 The present invention includes an electrophoretic display according to the present invention, an electrophoretic display including at least one electrode arranged to apply an electric field to the electrophoretic medium, an electronic book reader including such a display, and a portable computer. , Tablet computers, mobile phones, smart cards, signs, watches, shelf labels or flash drives.
本発明の電気泳動媒体及びプロセスを詳細に説明する前に、この媒体を使用することが意図されている電気泳動ディスプレイの種類をいくつか簡単に説明することが望ましいと考えられる。 Before describing in detail the electrophoretic medium and process of the present invention, it may be desirable to briefly describe some types of electrophoretic displays that are intended to use the medium.
本発明の電気泳動媒体は上記のE Ink及びMITの特許及び特許出願に記載されているタイプのいずれかとすることができ、ここに、このような媒体の好ましい実施態様について添付の図面の図1乃至図4に基づき説明する。 The electrophoretic medium of the present invention can be of any of the types described in the above E Ink and MIT patents and patent applications, wherein a preferred embodiment of such a medium is illustrated in FIG. 1 of the accompanying drawings. It demonstrates based on thru | or FIG.
図1A及び図1Bに示した本発明の第1の電気泳動ディスプレイ(全体を符号100で表した)は、複数のカプセル104(図1A及び図1Bにはそのうちの1つのみが示されている)を含むカプセル封入電気泳動媒体(全体を符号102で表した)を含み、複数のカプセルのそれぞれが懸濁液体106を含み、カプセル内部に、説明のため黒色とした単一のタイプの複数の粒子108を分散させている。粒子108は電気泳動移動性を有し、カーボンブラックで形成することができる。以下の説明では、粒子108は正に荷電していると仮定するが、勿論、所望であれば、負に荷電した粒子を用いることもできる。(粒子108の三角形並びに以下で説明する他の粒子の正方形及び円形は、添付の図において様々な粒子のタイプを容易に識別できるよう単に例示するために用いたものであり、通常実質的に球形である実際の粒子の物理的形状に相当するものでは全くない。しかしながら、本ディスプレイに非球形粒子を使用することを排除するものではない。)さらに、ディスプレイ100は、透明な共通前面電極110並びに複数の離れた背面電極112(図1A及び図1Bには背面電極112が1個のみ示されている)を含み、上記透明な共通前面電極は表示表面(viewing surface)を形成し、観察者はこの表示表面を通して見、上記複数の離れた背面電極のそれぞれがディスプレイ100の1つの画素を規定する。説明及び理解を容易にするために、図1A及び図1Bには背面電極112で規定される画素を形成する単一のマイクロカプセルのみを示しているが、実際には、画素毎に多数(20個以上)のマイクロカプセルが通常用いられる。背面電極112は基材114に取り付けられている。
The first electrophoretic display of the present invention shown in FIGS. 1A and 1B (generally indicated by reference numeral 100) has a plurality of capsules 104 (only one of them is shown in FIGS. 1A and 1B). Encapsulated electrophoretic medium (denoted as a whole by reference numeral 102), each of the plurality of capsules including a
懸濁液体106は、背面電極112に隣接する図1Aに示す位置にある粒子108が前面電極110を介してディスプレイ100を見る観察者に見えないように着色されている。懸濁液体106に必要な色は、この液体に染料を溶かすことで得ることができる。着色懸濁液体106及び粒子108は電気泳動媒体102を不透明にするので、背面電極112及び基材114は、不透明な電気泳動媒体102を通して見えないので、透明でも不透明でもよい。
The
カプセル104及び粒子108は種々の大きさにすることができる。しかしながら、一般には、電極に対して直角に測定されたカプセルの厚さが約15乃至約500μmの範囲にあり、粒子108が通常約0.25乃至約2μmの範囲の直径を有することが好ましい。
図1Aは、背面電極112が負に荷電し、前面電極110が正に荷電したディスプレイ100を示したものである。この状態下では、正に荷電した粒子108は負の背面電極112に引き寄せられ、その結果、背面電極112に隣接するが、この場合、この粒子は、前面電極110を通してディスプレイ100を見る観察者から着色液体106によって隠されている。従って、図1Aに示した画素は観察者に液体106の色を表示し、この液体106は説明のために白とする。(図1A及び図1Bではディスプレイ100は背面電極112を下にして示されているが、実際には、前面電極及び背面電極は共に、ディスプレイ100が最もよく見えるように垂直に配置されているのが通常である。一般に、本明細書に記載した本発明の媒体及びディスプレイは、粒子の移動を制御するのに重力に一切依存しない;重力によるそのような移動は、実際には速度が極めて遅いので粒子の移動を制御するのに有用ではない。)
図1Bは、前面電極110を背面電極112に対して負にしたディスプレイ100を示す。粒子108は正に荷電しているので、負に荷電した前面電極110に引き寄せられ、その結果、粒子108は移動して前面電極110に隣接し、画素は粒子108の黒色を表示する。
FIG. 1A shows a
FIG. 1B shows the
図1A及び図1Bでは、カプセル104は、実質的にプリズム状であり、(電極の面に平行である)幅が(こうした面に対し直角である)高さより有意に大きいものとして例示されている。カプセル104のこのプリズム形状は意図的なものである。カプセル104が基本的に球形であれば、図1Bに示した黒状態の粒子108は、カプセルの中心の直ぐ上を中心とした限定された領域の、カプセルの最も高い部分に集まりやすいことになる。そのとき、観察者に見える色は、この中心の黒領域とこの中心領域を囲む白い環状の部分の平均であることになり、この場合、白い液体106が目に見えることになる。従って、おそらくこの黒状態とした場合でも、観察者には純粋の黒ではなく灰色がかった色が見えることになり、それに応じて、画素の両極端の光学的状態の間のコントラストは限定されることになる。これに対して、図1A及び図1Bに示したプリズム状のマイクロカプセルの場合、粒子108は基本的にこのカプセルの断面全体をカバーするので、白い液体は全く又は少なくともほとんど見えず、カプセルの両極端の光学的状態のコントラストは増幅される。この点及び電気泳動層内にこうしたカプセルを密充填することの望ましさに関してさらに検討するために、読者は上記の米国特許第6,067,185号及びこれに対応する公開国際出願WO99/10767の参照のこと。また、上記のE Ink及びMITの特許及び特許出願に記載されているように、電気泳動媒体に機械的完全性もたらすためには、通常マイクロカプセルを固体結合剤内に包埋するが、この結合剤は説明をわかり易くするため図1乃至図3から除外している。
In FIGS. 1A and 1B, the
図2A及び図2Bに示した本発明の第2の電気泳動ディスプレイ(全体を符号200で表した)は、複数のカプセル204を含むカプセル封入電気泳動媒体(全体を符号202で表した)を含み、上記複数のカプセルのそれぞれが懸濁液体206を含み、カプセル内部に上で検討された第1のディスプレイ100のカプセルに対して同じく検討された複数の正荷電黒粒子108を分散させている。ディスプレイ200はさらに、前面電極110、背面電極112及び基材114を含み、これらの符号は全て第1のディスプレイ100における対応する整数と同一である。しかしながら、液体206には、黒粒子108の他に、複数の負荷電粒子218が懸濁して存在しており、この複数の負荷電粒子218は本目的のために白とする。
The second electrophoretic display of the present invention shown in FIGS. 2A and 2B (generally designated 200) includes an encapsulated electrophoretic medium (generally designated 202) comprising a plurality of
通常、液体206は着色されていない(即ち、基本的には透明)が、ディスプレイの種々の状態の光学的特性を調整するために、その中に何らかの色を存在させることができる。図2Aは、前面電極110が例示画素の背面電極112に対して正に荷電したディスプレイ200を示す。正に荷電した粒子108は背面電極112に隣接して静電的に保持される一方で、負に荷電した粒子218は前面電極110に対して静電的に保持される。従って、前面電極110を通してディスプレイ200を見る観察者には、白粒子218が目にみえ、黒粒子108を隠すので、白画素が見える。
Normally, liquid 206 is not colored (ie, essentially transparent), but some color can be present therein to adjust the optical properties of the various states of the display. FIG. 2A shows a
図2Bは、前面電極110が例示画素の背面電極112に対して負に荷電したディスプレイ200を示す。図1Bに示した対応する光学的状態における場合と同様に、正に荷電した粒子108は、そのとき負の前面電極110に静電的に引き寄せられるが、負に荷電した粒子218は正の背面電極112に静電的に引き寄せられる。従って、粒子108は移動して前面電極110に隣接し、画素は粒子108の黒色を表示し、この粒子が白粒子218を隠す。
FIG. 2B shows the
図3A及び図3Bに示した本発明の第3の電気泳動ディスプレイ(全体を符号300で表した)は、複数のカプセル304を含むカプセル封入電気泳動媒体(全体を符号302で表した)を含む。ディスプレイ300はさらに、前面電極110、背面電極112及び基材114を含み、これらの符号は全て先に記載したディスプレイ100及び200における対応する整数と同一である。ディスプレイ300は、液体306が着色されておらず、負に荷電した白粒子218がその中で懸濁している点で、上記のディスプレイ200に類似している。しかしながら、ディスプレイ300は、白粒子218よりも電気泳動移動度が実質的に低い負に荷電した赤粒子320が存在することでディスプレイ200と異なる。
The third electrophoretic display of the present invention shown in FIGS. 3A and 3B (generally designated 300) includes an encapsulated electrophoretic medium (generally designated 302) comprising a plurality of
図3Aは、前面電極110が例示画素の背面電極112に対して正に荷電したディスプレイ300を示す。負に荷電した白粒子218及び負に荷電した赤粒子320は共に、前面電極110に引き寄せられるが、白粒子218の方が実質的に高い電気泳動移動度を有するので、これが前面電極110に最初に到達する(図3Aに示す光学的状態は通常、図3Bに示す光学的状態の電極から極性を急に逆転させ、その結果、白粒子218及び赤粒子320の両者にカプセル304の厚い部分を横切らせ、その結果、白粒子218の移動度がより大きいことによりこれが赤粒子320の前に前面電極110に隣接した位置に到達することで、生じることに留意されたい)。そのため、白粒子218は前面電極110のすぐ近隣に連続層を形成し、これによって赤粒子320を隠す。従って、ディスプレイ300を前面電極110を通して見る観察者には、白粒子218が目に見えて赤粒子320を隠すので、白画素が見える。
FIG. 3A shows a
図3Bは、前面電極110が例示画素の背面電極112に対して負に荷電したディスプレイ300を示す。負に荷電した白粒子218及び負に荷電した赤粒子320は共に、背面電極112に引き寄せられるが、白粒子の方が高い電気泳動移動度を有するので、図3Bに示す光学的状態が図3Aに示す光学的状態の電極の極性を逆転させることで生じる場合、白粒子218は赤粒子320よりも素早く背面電極112に到達し、その結果、白粒子218が電極112に隣接して連続層を形成し、前面電極110に面する赤粒子320の連続層を残す。従って、ディスプレイ300を前面電極110を通して見る観察者には、赤粒子320が目に見えて白粒子218を隠すので、赤画素が見える。
FIG. 3B shows a
図4A及び図4Bは、本発明のポリマー分散型電気泳動媒体及びこの媒体の作製に用いるプロセスを示す。このポリマー分散型電気泳動媒体は、非球形滴を含むものであり、膜形成材料であって膜形成後十分に収縮可能な膜を生成する材料を用いることで調製される。この目的に好ましい不連続相はゼラチンであるが、他の蛋白質性材料及び、場合によっては架橋可能なポリマーを代わりに用いることができる。この液状材料(は最終的には連続相を形成することになる)及び滴の混合物を形成し、基材に塗布して図4Aに示すような構造を形成する。図4Aは、膜の形成プロセスにある液状媒体414中に分散した滴412を含む層410であって、インジウム−スズ酸化物などの透明な導電性材料の層418を予め設けてある基材416(好ましくは、ポリエステルフィルムなどの可撓性ポリマー膜)に塗布された層410を示す。この液状材料は、図4Aに示したように、基本的に球形滴412を含む比較的厚い層410を形成する。層410が固体連続相を形成した後、この層を、好ましくはほぼ室温で(所望であれば加熱しても良い)このゼラチンを脱水するのに十分な期間、乾燥させることで、この層の厚さを実質的に減少させて図4Bに示すタイプの構造を得るが、この乾燥し収縮した層を図4Bに符号410’で表した。この層の垂直方向の収縮(即ち、基材416の表面に対し直角方向の収縮)は結果的に、扁平楕円体状に元の球形滴を圧縮し、上記表面に対し直角方向の扁平楕円体の厚さが、上記表面に平行な横寸法よりも実質的に小さい。実際のところは、滴は通常、隣り合った滴の外側縁が互いに接触するほど十分密に充填されており、その結果、滴の最終形態は扁平楕円体よりも不規則プリズムに酷似している。また、図4Bに示したように、最終の媒体には滴の層が1層より多く存在し得る。この媒体が、滴が多分散系である(即ち、広い範囲の滴サイズが存在する)図4Bに示したタイプである場合、そのような複数層の存在は、基材の小さな領域がいずれの滴でもカバーされない可能性を低下させる点で有利であり、従って、こうした複数層は、電気泳動媒体が完全に不透明となり、この媒体から形成されたディスプレイには基材のどの部分も見えなくなることを確実にするのに役立つ。しかしながら、基本的に単分散系の滴(即ち、すべてが実質的に同じサイズの滴)を用いる媒体では、一般には、収縮後、密充填された滴の単層をもたらすことになる層として媒体を塗布する方がよい(米国特許第6,839,158号参照)。本発明のポリマー分散型媒体中の滴は、マイクロカプセル封入電気泳動媒体にみられる比較的硬いマイクロカプセル壁を有しないので、マイクロカプセルよりもきっちりと密充填単層状に充填し易いと考えられる。
4A and 4B illustrate the polymer dispersed electrophoretic medium of the present invention and the process used to make the medium. This polymer-dispersed electrophoretic medium contains non-spherical droplets and is prepared by using a film-forming material that generates a film that can be sufficiently contracted after film formation. A preferred discontinuous phase for this purpose is gelatin, although other proteinaceous materials and possibly crosslinkable polymers can be used instead. A mixture of this liquid material (which will eventually form a continuous phase) and droplets is formed and applied to the substrate to form the structure shown in FIG. 4A. FIG. 4A is a
予想されることとは反対に、実験的に、滴同士が媒体の乾燥中に合体することはないことが分かっている。しかしながら、本発明の一部の実施態様において隣り合うカプセル間の壁にある破裂が生じ、そのために滴間の部分的な結合がもたらされる可能性は除外しない。 Contrary to what is expected, it has been experimentally found that the drops do not coalesce during the drying of the medium. However, it does not exclude the possibility that in some embodiments of the present invention a rupture occurs in the wall between adjacent capsules, thereby resulting in partial bonding between the drops.
乾燥工程中に生じる滴の変形の程度、従って滴の最終形態は、ゼラチン溶液中の水の割合及び滴に対するこの溶液の比率を制御することで変更することができる。例えば、2乃至15重量パーセントのゼラチン溶液を用い、かつ、200グラムの各ゼラチン溶液及び滴を形成する50グラムの内部非水相を用いて、実験を行った。厚さ30μmの電気泳動媒体の最終層を作製するには、厚さ139μmの2パーセントゼラチン溶液/内部相混合物の層を塗布する必要があり、この層は、乾燥すると、92.6容量パーセントの滴を含む厚さ30μmの電気泳動媒体をもたらした。他方、同じ最終厚さの電気泳動媒体を作製するために、15パーセントゼラチン溶液/内部相混合物を93μmの厚さに塗布し、乾燥して62.5容量パーセントの滴を含む電気泳動媒体を得た。2パーセントゼラチン溶液から作製した媒体は、粗暴な取り扱いに耐えるのに望まれるよりも軟弱であり、5乃至15重量パーセントのゼラチンを含むゼラチン溶液から作製した媒体は満足のいく機械的性質を有した。
The degree of drop deformation that occurs during the drying process, and thus the final form of the drop, can be varied by controlling the proportion of water in the gelatin solution and the ratio of this solution to the drop. For example, experiments were performed using 2 to 15 weight percent gelatin solution and 200 grams of each gelatin solution and 50 grams of the internal non-aqueous phase forming drops. To make the final layer of
また、最終電気泳動媒体中の滴の変形の程度は、滴の初期サイズ及びこの初期サイズと電気泳動媒体の最終層の厚さとの関係によっても影響を受ける。実験によれば、滴の平均初期サイズが大きいほど、かつ/又は最終層の厚さに対するこの平均初期サイズの比が大きいほど、最終層における滴の球形からの変形は大きくなることが分かる。一般に、滴の平均初期サイズは最終層の厚さの約25パーセント乃至約400パーセントであることが好ましい。例えば、最終層の厚さが30μmであった既述の実験では、10乃至100μmの初期平均滴サイズで良好な結果が得られた。 The degree of deformation of the drops in the final electrophoretic medium is also affected by the initial size of the drops and the relationship between the initial size and the thickness of the final layer of the electrophoretic medium. Experiments show that the larger the average initial size of the drops and / or the greater the ratio of this average initial size to the thickness of the final layer, the greater the deformation of the drops from the sphere in the final layer. In general, it is preferred that the average initial size of the droplets is from about 25 percent to about 400 percent of the final layer thickness. For example, in the experiments described above where the final layer thickness was 30 μm, good results were obtained with an initial average droplet size of 10 to 100 μm.
ゼラチンはゾル/ゲル変換によって膜を形成するが、本発明は、そのようなゾル/ゲル変換により膜を形成する膜形成材料に制約されない。例えば、モノマー又はオリゴマーの重合、ポリマー又はオリゴマーの架橋、ポリマーの放射硬化或いは任意の他の公知の膜形成プロセスによって膜形成を達成することができる。同様に、膜を最初に形成し、次いで膜の厚さを縮小させる本発明の好ましい変形例では、この縮小は、ゼラチン膜が縮小する同じタイプの脱水機構で達成される必要はなく、膜からの水性又は非水性溶媒の除去、ポリマー膜の架橋或いは任意の他の従来法により達成され得る。 Gelatin forms a film by sol / gel conversion, but the present invention is not limited to a film forming material that forms a film by such sol / gel conversion. For example, film formation can be achieved by polymerization of monomers or oligomers, cross-linking of polymers or oligomers, radiation curing of polymers or any other known film formation process. Similarly, in a preferred variant of the invention where the membrane is first formed and then the thickness of the membrane is reduced, this reduction need not be achieved with the same type of dewatering mechanism that the gelatin membrane is reduced, but from the membrane. Removal of aqueous or non-aqueous solvents, cross-linking of polymer membranes or any other conventional method.
本発明のポリマー分散型電気泳動媒体では、滴はこの電気泳動媒体の少なくとも約40容量パーセント、好ましくは約50乃至約80容量パーセントを構成することが望ましい(米国特許第6,866,760参照)。本発明のポリマー分散型電気泳動媒体に用いられる滴は図1乃至図3に示した粒子と懸濁流体との組合せのうちのいずれかを有することができることを強調しておきたい。 In the polymer-dispersed electrophoretic medium of the present invention, it is desirable that the droplets comprise at least about 40 volume percent, preferably about 50 to about 80 volume percent of the electrophoretic medium (see US Pat. No. 6,866,760). . It should be emphasized that the drops used in the polymer-dispersed electrophoretic medium of the present invention can have any of the particle and suspension fluid combinations shown in FIGS.
本発明は、図1乃至図4に示したカプセル封入電気泳動媒体の形態のいずれかに適用することができる。しかしながら、本発明は、カプセル封入電気泳動媒体及びポリマー分散型電気泳動媒体に限定されるものではなく、マイクロセル及び非カプセル封入媒体にも適用することができる。 The present invention can be applied to any of the forms of the encapsulated electrophoretic medium shown in FIGS. However, the present invention is not limited to encapsulated electrophoretic media and polymer-dispersed electrophoretic media, and can also be applied to microcells and non-encapsulated media.
下記の実施例によって明らかなように、電気泳動ディスプレイに用いる粒子のポリマー外殻においてフッ素化モノマーの量を制御して用いることにより負に荷電した粒子のゼータ電位が増加し、一般にそうであるように負の粒子がチタニアなどの白粒子である場合には、得られる負のゼータ電位の増加は白状態の向上(反映増大)として現れる。ポリマー外殻におけるフッ素化モノマーの割合が増加するにつれて、このゼータ電位はますます負になる。しかしながら、フッ素化モノマーが約5パーセントを超えると、ある特定の不利益が明らかになる。暗状態の影像減衰量(ディスプレイが駆動されていない状態で(例えば)2分間後のディスプレイの暗状態の変化として測定される)が増加し始め、暗状態自体の暗さが低下することで、ディスプレイのダイナミックレンジ(L*単位で測定されるディスプレイの暗状態と白状態との差(L*は、通常のCIEの定義:
L*=116(R/R0)1/3−16、
式中、Rは反射率であり、R0は標準反射率値である)を有する)が不利な影響を受ける。従って、ポリマー外殻中のフッ素化モノマーのモル比を約0.1乃至約5モルパーセント、望ましくは約1乃至約5モルパーセントの範囲に維持することが一般には好ましい。フッ素化モノマーの最適な割合が、使用する特定のフッ素化モノマー(及び特にそのフッ素化の程度)、使用するその他のモノマー及び電気泳動媒体中に存在するその他の粒子を含む他の因子とともに多少変化し得ることは、明瞭に理解される。一般に、フッ素化モノマーの最適な割合は約1モルパーセントであると思われる。というのは、このレベルのフッ素化モノマーであれば、高い割合のフッ素化モノマーに伴う上記の不利益を避けつつ、ゼータ電位の大きさの実質的な増加が得られるからである。
As is apparent from the examples below, the controlled use of the amount of fluorinated monomer in the polymer shell of particles used in electrophoretic displays increases the zeta potential of negatively charged particles, as is generally the case. When the negative particles are white particles such as titania, the increase in the negative zeta potential obtained appears as an improvement in white state (reflection increase). As the proportion of fluorinated monomer in the polymer shell increases, this zeta potential becomes increasingly negative. However, certain disadvantages become apparent when the fluorinated monomer exceeds about 5 percent. The dark state image attenuation (measured as a change in the dark state of the display after 2 minutes (for example) when the display is not driven) begins to increase, and the darkness of the dark state itself decreases, The dynamic range of the display (the difference between the dark state and the white state of the display measured in L * units (L * is the usual CIE definition:
L * = 116 (R / R 0 ) 1/3 -16,
Where R is the reflectivity and R 0 is the standard reflectivity value)). Accordingly, it is generally preferred to maintain the molar ratio of fluorinated monomer in the polymer shell in the range of about 0.1 to about 5 mole percent, desirably about 1 to about 5 mole percent. The optimal proportion of fluorinated monomers will vary somewhat with other factors including the particular fluorinated monomer used (and in particular its degree of fluorination), other monomers used and other particles present in the electrophoretic medium What can be done is clearly understood. In general, the optimum proportion of fluorinated monomer appears to be about 1 mole percent. This is because at this level of fluorinated monomer, a substantial increase in the magnitude of the zeta potential can be obtained while avoiding the above disadvantages associated with a high proportion of fluorinated monomers.
本発明の電気泳動媒体に用いるポリマー被覆粒子は、上記のWO02/093246に記載のプロセスのいずれかによって作製することができる。そのような一プロセスでは、ポリマー塗膜が形成されることになる粒子を、この粒子と反応し結合することができる官能基を有する二官能基試薬及び重合性基、例えば、ペンダントビニル又は他のエチレン性不飽和基と反応させる。 The polymer-coated particles used in the electrophoretic medium of the present invention can be produced by any of the processes described in WO02 / 093246 described above. In one such process, a particle to be formed with a polymer coating is treated with a bifunctional reagent having a functional group capable of reacting and binding with the particle and a polymerizable group such as pendant vinyl or other React with ethylenically unsaturated groups.
次に、本発明に用いる特に好ましい試薬、条件及び技術の詳細を示すために、以下に、もっぱら例証としてではあるが、実施例を示す。 Next, in order to illustrate the details of particularly preferred reagents, conditions and techniques used in the present invention, the following examples are given solely by way of illustration.
実施例1
ポリマー外殻中に2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート及びラウリルメタクリレートを含む白色チタニア顔料の調製
3−(トリメトキシシリル)プロピルメタクリレートで表面官能化したDuPont R−794チタニアを、実質的に上記のPCEP用途で説明したようにして調製した。1Lのプラスチック瓶に500gのこの顔料を426g(500mL)のトルエン中に超音波処理により分散させた。1Lのジャケット付きガラス反応器に、ラウリルメタクリレートとTFEMとの間で所望のモル濃度の各モノマーが得られるように分けたモノマーを1.7158モル入れた。TFEMのモル比は0.1、1、5、10、25及び50モル%であり、残りはラウリルメタクリレートであった。この顔料分散液を反応器に添加し、反応器を窒素でパージして65℃で加熱した。予め110mLのトルエンに溶かした遊離基開始剤(5.0gの2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル(AIBN))を60分かけて滴下した。この容器を窒素雰囲気下に一夜65℃で連続攪拌しながら加熱し、次いで大気に曝した。次に、この混合物を1Lのプラスチック瓶4本に分け、さらにトルエン約500mLを各瓶に添加した。これらの瓶は激しく攪拌した。上記顔料を3500rpmで20分間の遠心により単離した。上清を捨て、顔料を、各瓶に約700mLのトルエンを加え、激しく攪拌して顔料を分散させ、3,500rpmで20分間遠心することで2回洗浄した。この顔料を一夜空気乾燥した後、65℃で一夜真空乾燥した。熱重量分析(TGA)を行い、6.7重量%乃至9.7重量%のポリマー濃度を得た。ゼータ電位測定は、界面活性剤(Solsperse 17K)でIsopar E中に分散させたサンプルに対してColloidal Dynamics ZetaProbeを用いて行った。図5にゼータ電位の数値を示した。
Example 1
Preparation of white titania pigments containing 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate and lauryl methacrylate in the polymer shell. DuPont R-794 titania surface functionalized with 3- (trimethoxysilyl) propyl methacrylate is substantially as described above. Prepared as described in PCEP applications. In a 1 L plastic bottle, 500 g of this pigment was dispersed in 426 g (500 mL) of toluene by sonication. A 1 L jacketed glass reactor was charged with 1.7158 moles of monomer divided between lauryl methacrylate and TFEM to give the desired molar concentration of each monomer. The molar ratio of TFEM was 0.1, 1, 5, 10, 25, and 50 mol%, and the remainder was lauryl methacrylate. This pigment dispersion was added to the reactor, and the reactor was purged with nitrogen and heated at 65 ° C. A free radical initiator (5.0 g of 2,2′-azobis (2-methylpropionitrile (AIBN)) previously dissolved in 110 mL of toluene was added dropwise over 60 minutes. Heated with continuous stirring at 0 ° C. and then exposed to air, then the mixture was divided into four 1 L plastic bottles, and about 500 mL of toluene was added to each bottle. The pigment was isolated by centrifugation at 3500 rpm for 20 minutes, the supernatant was discarded, and about 700 mL of toluene was added to each bottle, stirred vigorously to disperse the pigment, and centrifuged at 3,500 rpm for 20 minutes. The pigment was air dried overnight and then vacuum dried overnight at 65 ° C. Thermogravimetric analysis (TGA) was performed to determine a polymer concentration of 6.7 wt% to 9.7 wt%. The zeta potential was measured using Colloidal Dynamics ZetaProbe with respect to the sample dispersed in Isopar E with a surfactant (Solsperse 17K), and the numerical value of the zeta potential is shown in FIG.
図5のデータから、ゼータ電位の大きさはポリマー外殻中のTFEMの増加と共に増加したことが理解できる。 From the data in FIG. 5, it can be seen that the magnitude of the zeta potential increased with increasing TFEM in the polymer shell.
実施例2
本発明の電気泳動粒子を用いたディスプレイの調製
上記実施例1で調製したポリマー被覆チタニア粒子を以下のようにして電気泳動ディスプレイに変換した。
Example 2
Preparation of display using electrophoretic particles of the present invention The polymer-coated titania particles prepared in Example 1 were converted into an electrophoretic display as follows.
パートA:カプセルの調製
実施例1で調製した顔料を用い、以下の手順によりゼラチン−アカシアマイクロカプセルを調製した。内相は250mLのプラスチック瓶中、以下のものを混合して調製した。
Part A: Preparation of Capsule Using the pigment prepared in Example 1, gelatin-acacia microcapsules were prepared by the following procedure. The internal phase was prepared by mixing the following in a 250 mL plastic bottle.
パートB:ディスプレイの調製
上記パートAで調製したマイクロカプセルを静置した後、過剰の水をデカントした。次に、こうしたカプセルをポリマー結合剤と、結合剤1部に対してカプセル8部の重量比で混合してスラリーを作製した。このスラリーを4mil(101μm)のギャップを用いてインジウムスズ酸化物(ITO)被覆ポリマー膜に目標塗膜厚さ18μmでバーコーティングし、60℃のコンベヤーオーブン中で約2分乾燥して得られたシートを細かく切った。
Part B: Display Preparation After the microcapsules prepared in Part A above were allowed to settle, excess water was decanted. These capsules were then mixed with a polymer binder in a weight ratio of 8 parts capsules to 1 part binder to produce a slurry. This slurry was bar coated onto an indium tin oxide (ITO) coated polymer film with a target coating thickness of 18 μm using a 4 mil (101 μm) gap and dried in a conveyor oven at 60 ° C. for about 2 minutes. The sheet was cut into small pieces.
別個に、離型シートを、180ppmのテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェイトでドープした、米国特許第7,012,735号に記載の25μm層特注ポリウレタン積層接着剤で被覆し、上記マイクロカプセル/ポリマー膜片よりも僅かに小さいサイズに切った。これら2種の膜を、120℃に設定したトップローラ及びボトムローラを有するホットロールラミネータを通過させて上記塗膜に積層し、得られた複合膜を所望のサイズに切った。離型シートを除去し、接着剤層を、93℃のトップローラ及びボトムローラ温度で別途ラミネータを通すことでグラファイト層を有する2インチ(51mm)四方のポリマー膜に積層した。得られた積層物から単一画素ディスプレイを切り出し、電気的に接続し、こうして作製した実験的単一画素ディスプレイを50%の相対湿度で5日間コンディショニングした。 Separately, the release sheet was coated with a 25 μm layer custom polyurethane laminate adhesive as described in US Pat. No. 7,012,735, doped with 180 ppm tetrabutylammonium hexafluorophosphate, and the microcapsule / polymer membrane Cut to a size slightly smaller than one piece. These two kinds of films were passed through a hot roll laminator having a top roller and a bottom roller set at 120 ° C. and laminated on the coating film, and the resulting composite film was cut into a desired size. The release sheet was removed, and the adhesive layer was laminated on a 2 inch (51 mm) square polymer film having a graphite layer by separately passing a laminator at a top roller and bottom roller temperature of 93 ° C. Single pixel displays were cut from the resulting laminate, electrically connected, and the experimental single pixel display thus produced was conditioned for 5 days at 50% relative humidity.
実施例3
電気光学的試験
電気光学的測定は、PR−650 SpectraScan Colorimeterを用いて実施例2で調製した単一画素ディスプレイで行った。この試験では、このディスプレイを250ミリ秒15Vのパルスを用いて黒及び白の極端な光学的状態へ繰り返し駆動した後、黒又は白のいずれかの極端な光学的状態へ駆動した。光学的状態の反射率を、(特定の一時的効果が消滅するのを可能にする)最終駆動パルスの約3秒後、次いで最終駆動パルスの2分後に測定し、2つの測定を比較して各画像不安定性(即ち、画像における双安定性の欠如)を検出した。
Example 3
Electro-Optical Test Electro-optical measurements were performed on the single pixel display prepared in Example 2 using a PR-650 SpectraScan Colorimeter. In this test, the display was repeatedly driven to the black and white extreme optical state using a 250 millisecond 15 V pulse and then to either the black or white extreme optical state. The reflectivity of the optical state is measured approximately 3 seconds after the last drive pulse (which allows certain transient effects to disappear) and then 2 minutes after the last drive pulse, comparing the two measurements Each image instability (ie lack of bistability in the image) was detected.
図6(図中、「DS」は暗状態、「WS」は白状態を指す−白状態の画像不安定性が反射率の低下をもたらすので白状態画像不安定性値は負である)に結果を示したが、この図から、ポリマー外殻中のTFEMのレベルが1モルパーセントを超えると、画像不安定性が顕著に増加することが理解できる。0.1及び1モルパーセントレベルのTFEMでは、画像安定性は対照と同一か僅かに良好である。図7(図中、「DR」はダイナミックレンジを指す)は、図6に示した画像不安定性を考慮に入れた後の各ディスプレイの最高白状態、最低暗状態及び全ダイナミックレンジを示す。最大10モルパーセントまで(ただし10モルパーセントは含まない)TFEMのレベルが増加するにつれて、光学的状態が対照よりも改善する傾向がみられる。より高いTFEMレベルで光学的状態の改善が低下するのは図6に示した画像安定性の減少に帰することができる。図6及び図7から、ポリマー外殻にTFEMを混入させることにより、光学的状態、特に最終的なダイナミックレンジを改善することができること、及び電気泳動ディスプレイの主要な利点である画像双安定性の低下を伴わずに光学的状態の改善をもたらすTFEMレベルの枠があることが分かる。 The results are shown in FIG. 6 (in the figure, “DS” indicates the dark state, “WS” indicates the white state—the white state image instability results in a decrease in reflectance, so the white state image instability value is negative). As shown, it can be seen that image instability increases significantly when the level of TFEM in the polymer shell exceeds 1 mole percent. At 0.1 and 1 mole percent levels of TFEM, the image stability is the same or slightly better than the control. FIG. 7 (“DR” in the figure indicates the dynamic range) shows the highest white state, the lowest dark state, and the entire dynamic range of each display after taking the image instability shown in FIG. 6 into account. As the level of TFEM increases up to 10 mole percent (but not including 10 mole percent), the optical state tends to improve over the control. The reduction in optical state improvement at higher TFEM levels can be attributed to the decrease in image stability shown in FIG. From FIGS. 6 and 7, it can be seen that the incorporation of TFEM into the polymer shell can improve the optical state, in particular the final dynamic range, and the image bistability that is the main advantage of the electrophoretic display. It can be seen that there is a TFEM level frame that provides an improved optical state without degradation.
他の実験では、他のフッ素化モノマー(即ち、2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチルアクリレート及び3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチルアクリレート)がTFEMと同様に上記白顔料のゼータ電位を調整し、光学的状態の同様な改善をもたらし得ることが示されている。これらのフッ素化モノマーがゼータ電位の変化及び光学的状態の変化をもたらす正確な機構については現在のところ不明である。
In other experiments, other fluorinated monomers (
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