JP2014010356A - Sheet for electrophoretic display device and electrophoretic display device including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロカプセル方式の電気泳動表示装置に関し、特に、電気泳動表示装置用シートおよび前記シートを備える電気泳動表示装置に関する。 The present invention relates to a microcapsule electrophoretic display device, and more particularly, to an electrophoretic display device sheet and an electrophoretic display device including the sheet.
電気泳動表示装置とは、電気泳動粒子を溶媒中に分散させておき、電圧を印加したときの電気泳動粒子の挙動により、文字データや画像データなどを表示する装置である。帯電特性に応じて色の異なる複数の電気泳動粒子を溶媒中に分散させておけば、印加される電圧により、任意の文字データや画像データを表示することができる。 An electrophoretic display device is a device that displays character data, image data, and the like based on the behavior of electrophoretic particles when a voltage is applied by dispersing electrophoretic particles in a solvent. If a plurality of electrophoretic particles having different colors according to charging characteristics are dispersed in a solvent, arbitrary character data and image data can be displayed by an applied voltage.
電気泳動表示装置は、電気泳動粒子の分散方法によって、マイクロセル方式とマイクロカプセル方式の2種に分類される。マイクロカプセル方式の電気泳動表示装置は、電気泳動粒子をマイクロカプセルに内包させ、バインダー樹脂を介してマイクロカプセルを基材に固着することにより形成される。 Electrophoretic display devices are classified into two types, a microcell system and a microcapsule system, depending on the method of dispersing electrophoretic particles. A microcapsule electrophoretic display device is formed by encapsulating electrophoretic particles in a microcapsule and fixing the microcapsule to a substrate via a binder resin.
しかし、通常、マイクロカプセル壁(殻体)は強度が弱いため、対向する電極を積層する際に、シートにかかる外圧によってマイクロカプセルが変形する等の問題が生じていた。マイクロカプセルが変形すると、表示性能が低下することがあり好ましくない。そこで、近年ではマイクロカプセルを保護するため、バインダー層を塗工しシートを乾燥させた後、更にバインダー層の上に弾性を有する材料等を積層し、マイクロカプセルにかかる圧力を吸収させることで、当該問題に対処した表示装置が複数提供されている(特許文献1〜6)。 However, since the strength of the microcapsule wall (shell) is usually weak, problems such as deformation of the microcapsule due to external pressure applied to the sheet have occurred when the opposing electrodes are stacked. When the microcapsule is deformed, the display performance may be deteriorated, which is not preferable. Therefore, in recent years, in order to protect the microcapsules, after coating the binder layer and drying the sheet, further laminating an elastic material on the binder layer and absorbing the pressure applied to the microcapsule, A plurality of display devices that deal with the problem are provided (Patent Documents 1 to 6).
しかし、バインダー層の上に更に樹脂層を積層すると、カプセル層が厚くなってしまう。カプセル層が厚くなると、電圧が電気泳動粒子に充分に作用せず、鮮明な画像を表示するためには高い電圧が必要となっていた。例えば、特許文献1に記載される電気光学ディスプレイのためのバックプレーンは、接着層の厚さが電気光学媒体の層厚さの約2倍もあるため、電気泳動粒子を泳動させるには、より多くの電力が必要となってしまう。 However, if a resin layer is further laminated on the binder layer, the capsule layer becomes thick. When the capsule layer is thick, the voltage does not sufficiently act on the electrophoretic particles, and a high voltage is necessary to display a clear image. For example, the backplane for an electro-optic display described in Patent Document 1 has a thickness of an adhesive layer that is about twice that of an electro-optic medium. A lot of power is required.
一方、本発明者らは、バインダー層の体積抵抗率をオーバーコート層の体積抵抗率よりも高くすることにより、表示電極間にかかる電圧をコントロールできるという知見を得た。 On the other hand, the inventors have found that the voltage applied between the display electrodes can be controlled by making the volume resistivity of the binder layer higher than the volume resistivity of the overcoat layer.
そこで、前述した表示装置に、この技術の転用を試みた。しかし本発明者らが検証したところによると、特許文献1に開示されるバックプレーンでは、接着層が厚いため、表示電極間でリーク電流が生じてしまい、鮮明な画像を表示させることは出来なかった。また、特許文献2〜6に開示される表示装置では、バインダー樹脂がマイクロカプセルの粒径とほぼ同程度の高さまで充填されているため、抵抗率差を設けたことによる表示性能向上効果は充分に発揮されなかった。 Therefore, an attempt was made to divert this technique to the display device described above. However, according to the verification by the present inventors, the backplane disclosed in Patent Document 1 has a thick adhesive layer, so that a leak current is generated between the display electrodes, and a clear image cannot be displayed. It was. Further, in the display devices disclosed in Patent Documents 2 to 6, since the binder resin is filled to a height that is almost the same as the particle size of the microcapsules, the effect of improving the display performance by providing the difference in resistivity is sufficient. It was not demonstrated to.
この様な状況下、本発明では、マイクロカプセルの変形を防ぎながら、表示特性に優れた電気泳動表示装置用シートを提供することを課題として掲げた。 Under such circumstances, an object of the present invention is to provide a sheet for an electrophoretic display device having excellent display characteristics while preventing deformation of the microcapsules.
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、バインダー層の体積抵抗率をオーバーコート層の体積抵抗率よりも高くし、更に、バインダー層の最大厚さを所定の範囲内に調整することにより、マイクロカプセルを保護しつつ、電気泳動表示装置用シートの表示性能を向上できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明に係る電気泳動表示装置用シートは、第一基材、マイクロカプセル、前記マイクロカプセルを前記第一基材に固着するバインダー層、及びバインダー層の上に積層されるオーバーコート層、前記オーバーコート層上に積層される第二基材を含む電気泳動表示装置用シートであって、前記バインダー層の体積抵抗率が、前記オーバーコート層の体積抵抗率よりも高く、前記バインダー層の最大厚さが、前記マイクロカプセルの体積平均粒子径の60〜92%であることを特徴とする。第一基材と第二基材間に存在するカプセル層において、マイクロカプセルの体積比率が30〜75%であることが好ましい。また。前記カプセル層の厚さとマイクロカプセル体積平均粒子径との差が、±10μm以内であることがより好適である。また、25℃における前記バインダー層の体積抵抗率が1×107〜9×1011Ωcmであり、前記オーバーコート層の体積抵抗率が2×106〜9×108Ωcmであることが好ましい。更に、前記マイクロカプセルの殻体が、アミノ樹脂を含むことが望ましい態様である。
更に本発明には、前記電気泳動表示装置用シートを備えることを特徴とする電気泳動表示装置も包含される。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have made the volume resistivity of the binder layer higher than the volume resistivity of the overcoat layer, and further set the maximum thickness of the binder layer to a predetermined value. The inventors have found that adjusting the content within the range can improve the display performance of the electrophoretic display device sheet while protecting the microcapsules, thereby completing the present invention.
That is, the sheet for electrophoretic display device according to the present invention includes a first base material, a microcapsule, a binder layer for fixing the microcapsule to the first base material, and an overcoat layer laminated on the binder layer. An electrophoretic display device sheet comprising a second substrate laminated on the overcoat layer, wherein the binder layer has a volume resistivity higher than a volume resistivity of the overcoat layer, The maximum thickness is 60 to 92% of the volume average particle diameter of the microcapsules. In the capsule layer existing between the first substrate and the second substrate, the volume ratio of the microcapsules is preferably 30 to 75%. Also. More preferably, the difference between the capsule layer thickness and the microcapsule volume average particle diameter is within ± 10 μm. Further, the volume resistivity of the binder layer at 25 ° C. is preferably 1 × 10 7 to 9 × 10 11 Ωcm, and the volume resistivity of the overcoat layer is preferably 2 × 10 6 to 9 × 10 8 Ωcm. . Furthermore, it is desirable that the shell of the microcapsule contains an amino resin.
Furthermore, the present invention includes an electrophoretic display device comprising the electrophoretic display device sheet.
本発明によれば、バインダー層の体積抵抗率をオーバーコート層の体積抵抗率よりも高くし、その上でバインダー層の最大厚さを所定の範囲内に調整したことにより、表示電極間に電界をかけやすくなるため、表示装置は従来に比べ、より鮮明な画像を表示できるようになる。また、バインダー層上にオーバーコート層を積層しているため、マイクロカプセルを外圧から保護することができる。 According to the present invention, the volume resistivity of the binder layer is made higher than the volume resistivity of the overcoat layer, and then the maximum thickness of the binder layer is adjusted within a predetermined range. Therefore, the display device can display a clearer image as compared with the conventional case. Moreover, since the overcoat layer is laminated on the binder layer, the microcapsules can be protected from external pressure.
≪電気泳動表示装置用シート≫
本発明の電気泳動表示装置用シートは、第一基材、マイクロカプセル、前記マイクロカプセルを前記第一基材に固着するバインダー層、及びバインダー層の上に積層されるオーバーコート層、前記オーバーコート層上に積層される第二基材を有する。以下、各構成について詳述する。
≪Electrophoresis display sheet≫
The electrophoretic display device sheet of the present invention includes a first base material, microcapsules, a binder layer for fixing the microcapsules to the first base material, an overcoat layer laminated on the binder layer, and the overcoat Having a second substrate laminated on the layer. Hereinafter, each configuration will be described in detail.
(1)バインダー層及びオーバーコート層
バインダー層とは、電気泳動粒子を内包するマイクロカプセルを、第一基材に固着するための層である。すなわち、バインダー層は、マイクロカプセルに接触する層のうち、最も厚い層をいう。一方、オーバーコート層とは、前記バインダー層の上に積層される層である。すなわち、オーバーコート層は、バインダー層上に積層される層のうち、弾性を有する又は硬化した層をいう。前記バインダー層の体積抵抗率とオーバーコート層の体積抵抗率間に差異を設けることにより、マイクロカプセル内の電気泳動粒子に電界をかけやすくなる。
(1) Binder layer and overcoat layer The binder layer is a layer for fixing the microcapsules enclosing the electrophoretic particles to the first substrate. That is, the binder layer is the thickest layer among the layers in contact with the microcapsules. On the other hand, an overcoat layer is a layer laminated | stacked on the said binder layer. That is, the overcoat layer refers to a layer having elasticity or curing among the layers laminated on the binder layer. By providing a difference between the volume resistivity of the binder layer and the volume resistivity of the overcoat layer, an electric field is easily applied to the electrophoretic particles in the microcapsule.
第一基材とバインダー層の間、バインダー層とオーバーコート層の間、オーバーコート層と第二基材の間には、それぞれ、他の層が積層されていてもよい。バインダー層の上に弾性を有する又は硬化した層が複数積層される場合は、第二基材に最も近い層を本発明のオーバーコート層とする。 Other layers may be laminated between the first substrate and the binder layer, between the binder layer and the overcoat layer, and between the overcoat layer and the second substrate, respectively. In the case where a plurality of elastic or cured layers are laminated on the binder layer, the layer closest to the second substrate is used as the overcoat layer of the present invention.
本発明では、前記バインダー層の体積抵抗率が、前記オーバーコート層を構成するオーバーコート層の体積抵抗率よりも高くなるように調整している。このように、バインダー層の体積抵抗率と、オーバーコート層の体積抵抗率を変えることにより、電気泳動表示装置用シートの帯電特性を制御し、シートに電界をかけやすくなる。これにより、マイクロカプセル内の電気泳動粒子の応答速度が高まり、シートの表示性能を向上させることができる。 In the present invention, the volume resistivity of the binder layer is adjusted to be higher than the volume resistivity of the overcoat layer constituting the overcoat layer. Thus, by changing the volume resistivity of the binder layer and the volume resistivity of the overcoat layer, the charging characteristics of the sheet for electrophoretic display devices can be controlled, and an electric field can be easily applied to the sheet. Thereby, the response speed of the electrophoretic particles in the microcapsule is increased, and the display performance of the sheet can be improved.
具体的に、25℃におけるバインダー層の体積抵抗率は、1×107〜9×1011Ωcmであることが望ましく、より好適には2×107〜6×1011Ωcmであり、さらに好適には1×108〜9×1010Ωcmである。
一方、25℃におけるオーバーコート層の体積抵抗率は、2×106〜9×108Ωcmであることが望ましく、より好適には3×106〜9×107Ωcmであり、さらに好適には5×106〜6×107Ωcmである。バインダー層及びオーバーコート層の体積抵抗率が前記範囲内であれば、印加電圧が低くても、充分な表示特性を有する電気泳動表示装置用シートが得られるため好ましい。
Specifically, the volume resistivity of the binder layer at 25 ° C. is preferably 1 × 10 7 to 9 × 10 11 Ωcm, more preferably 2 × 10 7 to 6 × 10 11 Ωcm, and further preferably. 1 × 10 8 to 9 × 10 10 Ωcm.
On the other hand, the volume resistivity of the overcoat layer at 25 ° C. is preferably 2 × 10 6 to 9 × 10 8 Ωcm, more preferably 3 × 10 6 to 9 × 10 7 Ωcm, and even more preferably. Is 5 × 10 6 to 6 × 10 7 Ωcm. If the volume resistivity of the binder layer and the overcoat layer is in the above range, it is preferable because an electrophoretic display device sheet having sufficient display characteristics can be obtained even when the applied voltage is low.
前記体積抵抗率を有するバインダー層は、バインダー樹脂として、例えば、(メタ)アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、(メタ)アクリルシリコーン樹脂、アルキルポリシロキサン樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンアルキド樹脂、シリコーンポリウレタン樹脂、シリコーンポリエステル樹脂等の合成樹脂バインダー;エチレン−プロピレン共重合ゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタンジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等の合成ゴムまたは天然ゴムバインダー;硝酸セルロース、セルロースアセテートブチレート、酢酸セルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等の熱可塑性または熱硬化性高分子バインダー;等を使用することにより形成される。これらのバインダー樹脂は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。また、これらのバインダー樹脂のうち、マイクロカプセルの分散性が比較的良好であることから、ポリウレタン樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリエステル樹脂が好適であり、中でも、ポリウレタン樹脂、(メタ)アクリル樹脂が特に好適である。ポリウレタン樹脂及び(メタ)アクリル樹脂は混合して使用することも可能である。 The binder layer having the volume resistivity is, for example, (meth) acrylic resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, melamine resin, polyurethane resin, polystyrene resin, alkyd resin, phenol resin, epoxy resin, Synthetic resin binders such as polyester resin, polyvinyl alcohol resin, (meth) acrylic silicone resin, alkylpolysiloxane resin, silicone resin, silicone alkyd resin, silicone polyurethane resin, silicone polyester resin; ethylene-propylene copolymer rubber, polybutadiene rubber, styrene -Synthetic rubber or natural rubber binder such as butanediene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber; cellulose nitrate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate, It is formed by using the like; Le cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, thermoplastic or thermosetting polymeric binder such as hydroxyethyl cellulose. These binder resins may be used alone or in combination of two or more. Of these binder resins, polyurethane resins, (meth) acrylic resins, and polyester resins are preferred because of the relatively good dispersibility of microcapsules. Among these, polyurethane resins and (meth) acrylic resins are preferred. Particularly preferred. A polyurethane resin and a (meth) acrylic resin can also be mixed and used.
一方、オーバーコート層を構成するオーバーコート樹脂には、バインダー樹脂の欄で例示した樹脂を適宜使用することができ、電気泳動表示装置用シートに貼り合わせる基材との密着性や、マイクロカプセル保護の点から、ポリウレタン樹脂、(メタ)アクリル樹脂の使用が好ましい。ポリウレタン樹脂及び(メタ)アクリル樹脂は混合して使用することも可能である。 On the other hand, as the overcoat resin constituting the overcoat layer, the resin exemplified in the column of the binder resin can be used as appropriate, and the adhesion to the substrate to be bonded to the sheet for electrophoretic display devices and the microcapsule protection From this point, use of a polyurethane resin or a (meth) acrylic resin is preferable. A polyurethane resin and a (meth) acrylic resin can also be mixed and used.
更に、バインダー樹脂及びオーバーコート樹脂の体積抵抗率を所定の範囲に調整するため、これらの樹脂には適宜抵抗調整剤を添加するとよい。抵抗調整剤は、特に限定されないが、バインダーの導電性を高めることから、イオンを形成し得る金属塩、4級アンモニウム塩、導電性を有する高分子(導電性高分子)の使用が好ましい。 Furthermore, in order to adjust the volume resistivity of the binder resin and the overcoat resin within a predetermined range, a resistance adjusting agent may be appropriately added to these resins. The resistance adjusting agent is not particularly limited, but it is preferable to use a metal salt that can form ions, a quaternary ammonium salt, or a polymer having conductivity (conductive polymer) because it increases the conductivity of the binder.
金属塩のカチオンとしては、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等のアルカリ金属イオン;マグネシウムイオン、ストロンチウムイオン等のアルカリ土類金属イオン;が例示できる。また、前記金属塩のアニオンとしては、酢酸イオン、ハロゲン化物イオン、過塩素酸イオン、テトレフルオロホウ酸イオン(BF4 -)、ヘキサフルオロリン酸イオン(PF6 -)、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン(SbF6 -)、ヘキサフルオロヒ酸イオン(AsF6 -)等の無機系アニオン;ポリアクリル酸、ポリスチレンスルホネート、ポリ(2−ビニルピリジン)、ポリ(4−ビニルピリジン)、ポリ(ジメチルアンモニウムクロライド)、ポリ(ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート)、ポリ(ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート)等の高分子系アニオンが挙げられる。4級アンモニウム塩としては、例えば、テトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスファート、過塩素酸テトラブチルアンモニウム等の4級アンモニウム塩が好適に使用できる。更に、導電性高分子としては、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリ−3,4−ジオキシエチレンチオフェン等の導電性高分子及び導電性高分子のn−ドープ状態又はp−ドープ状態にある誘導体等が使用できる。 Examples of metal salt cations include alkali metal ions such as lithium ions, sodium ions and potassium ions; alkaline earth metal ions such as magnesium ions and strontium ions. The anions of the metal salt include acetate ion, halide ion, perchlorate ion, tetrefluoroborate ion (BF 4 − ), hexafluorophosphate ion (PF 6 − ), hexafluoroantimonate ion ( Inorganic anions such as SbF 6 − ) and hexafluoroarsenate ion (AsF 6 − ); polyacrylic acid, polystyrene sulfonate, poly (2-vinylpyridine), poly (4-vinylpyridine), poly (dimethylammonium chloride) , Polymer anions such as poly (dimethylaminoethyl (meth) acrylate) and poly (diethylaminoethyl (meth) acrylate). As the quaternary ammonium salt, for example, quaternary ammonium salts such as tetrabutylammonium hexafluorophosphate and tetrabutylammonium perchlorate can be preferably used. Further, examples of the conductive polymer include conductive polymers such as polyaniline, polythiophene, polypyrrole, poly-3,4-dioxyethylenethiophene, and derivatives of the conductive polymer in an n-doped state or a p-doped state. Can be used.
加えて本発明では、前記バインダー層の最大厚さを所定の範囲内に調整することにより、カプセル層の帯電特性を制御している。本発明においてバインダー層は、マイクロカプセルの一部が露出するように、マイクロカプセルの体積平均粒子径よりも薄く塗工されていることが望ましい。具体的に本発明では、バインダー層の最大厚さをマイクロカプセルの体積平均粒子径の60〜92%に調整しており、帯電特性を向上させるためにより好適には65〜90%であり、更に好適には70〜88%である。バインダー層の最大厚さが、マイクロカプセルの体積平均粒子径の60%を下回ると、画像を鮮明に表示できない、バインダーがマイクロカプセルを充分に固着できない等の不具合が生じる虞がある。また、バインダー層の最大厚さが92%を超えると、体積抵抗率が高くなり、画像の表示速度が劣る可能性がある。なお、本発明ではバインダー層の最大厚さの評価としてバインダー層の空間充填率の値を用いた。バインダー層の空間充填率の測定方法については実施例の欄で詳述する。 In addition, in the present invention, the charging property of the capsule layer is controlled by adjusting the maximum thickness of the binder layer within a predetermined range. In the present invention, the binder layer is desirably coated thinner than the volume average particle diameter of the microcapsules so that a part of the microcapsules is exposed. Specifically, in the present invention, the maximum thickness of the binder layer is adjusted to 60 to 92% of the volume average particle diameter of the microcapsules, and more preferably 65 to 90% in order to improve the charging characteristics. Preferably it is 70 to 88%. If the maximum thickness of the binder layer is less than 60% of the volume average particle diameter of the microcapsules, there is a risk that problems such as inability to display an image clearly and insufficient adhesion of the microcapsules by the binder may occur. On the other hand, if the maximum thickness of the binder layer exceeds 92%, the volume resistivity increases and the image display speed may be inferior. In the present invention, the value of the space filling rate of the binder layer was used as the evaluation of the maximum thickness of the binder layer. The method for measuring the space filling rate of the binder layer will be described in detail in the Examples section.
前記バインダー層の最大厚さは、例えば、8〜50μmが好ましく、より好適には10〜45μmであり、さらに好適には20〜40μmである。バインダー層の最大厚さが前記範囲内であれば、電気泳動表示装置用シートが鮮明な画像を表示できるため好ましい。なお、バインダー層の最大厚さの測定方法は、実施例の欄で詳述する。 The maximum thickness of the binder layer is, for example, preferably 8 to 50 μm, more preferably 10 to 45 μm, and still more preferably 20 to 40 μm. If the maximum thickness of the binder layer is within the above range, it is preferable because the sheet for electrophoretic display devices can display a clear image. In addition, the measuring method of the maximum thickness of a binder layer is explained in full detail in the Example column.
バインダー層は、マイクロカプセルの一部が露出するようにマイクロカプセルの粒子径よりも薄く塗工されている。そこでマイクロカプセルの露出部分を被覆するように、オーバーコート層は、マイクロカプセルの体積平均粒子径に相当する高さまで充填されていることが望ましい。 The binder layer is coated thinner than the particle size of the microcapsule so that a part of the microcapsule is exposed. Therefore, it is desirable that the overcoat layer is filled to a height corresponding to the volume average particle diameter of the microcapsules so as to cover the exposed portions of the microcapsules.
具体的に、オーバーコート層の最大厚さは、例えば3〜10μmであることが好ましく、より好適には4〜9μmであり、更に好適には5〜8.5μmである。 Specifically, the maximum thickness of the overcoat layer is preferably, for example, 3 to 10 μm, more preferably 4 to 9 μm, and further preferably 5 to 8.5 μm.
また、バインダー層の最大厚さに対するオーバーコート層の最大厚さ(オーバーコート層の最大厚さ/バインダー層の最大厚さ)は、0.07/1〜0.7/1であることが好ましく、より好適には0.1/1〜0.45/1であり、更に好適には0.13/1〜0.4/1である。オーバーコート層の最大厚さが前記範囲内であれば、表示性能に優れた電気泳動表示装置用シートが得られるため好ましい。 The maximum thickness of the overcoat layer relative to the maximum thickness of the binder layer (maximum thickness of the overcoat layer / maximum thickness of the binder layer) is preferably 0.07 / 1 to 0.7 / 1. More preferably, it is 0.1 / 1 to 0.45 / 1, and further preferably 0.13 / 1 to 0.4 / 1. If the maximum thickness of the overcoat layer is within the above range, an electrophoretic display device sheet excellent in display performance can be obtained, which is preferable.
(2−1)マイクロカプセル
本発明で使用するマイクロカプセルは、電気泳動粒子の分散液を殻体に封入することにより形成されている。
(2-1) Microcapsule The microcapsule used in the present invention is formed by enclosing a dispersion of electrophoretic particles in a shell.
本発明では、バインダー層とオーバーコート層の厚さを従来の製品に比べて薄く調整するため、マイクロカプセルの殻体に適度な強度が備わっていることが望ましい。そのためマイクロカプセルの殻体には適度な強度を有する樹脂を使用することが好ましく、例えば、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂、尿素・ホルムアルデヒド樹脂、メラミン・尿素・ホルムアルデヒド樹脂、ベンゾグアナミン・ホルムアルデヒド樹脂等のアミノ樹脂;ポリアミド樹脂;ポリウレタン樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂;ポリカーボネート樹脂;エポキシ樹脂;アクリル樹脂;ゼラチン等のタンパク質を主成分とする材料等が好適に使用できる。中でも、マイクロカプセルの殻体には、強度の高いアミノ樹脂を使用することが好ましく、特に、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂、尿素・ホルムアルデヒド樹脂、メラミン・尿素・ホルムアルデヒド樹脂の使用が好適である。これらは後述するように、メラミンや尿素等のアミノ化合物とホルムアルデヒドから合成される。 In the present invention, since the thickness of the binder layer and the overcoat layer is adjusted to be thinner than that of the conventional product, it is desirable that the shell of the microcapsule has an appropriate strength. Therefore, it is preferable to use a resin having an appropriate strength for the shell of the microcapsule. For example, amino resins such as melamine / formaldehyde resin, urea / formaldehyde resin, melamine / urea / formaldehyde resin, benzoguanamine / formaldehyde resin; polyamide Resins; Polyurethane resins; Polyester resins such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate; Polycarbonate resins; Epoxy resins; Acrylic resins; Materials mainly composed of proteins such as gelatin can be preferably used. Among these, it is preferable to use a high-strength amino resin for the shell of the microcapsule, and in particular, the use of melamine / formaldehyde resin, urea / formaldehyde resin, melamine / urea / formaldehyde resin is preferable. These are synthesized from amino compounds such as melamine and urea and formaldehyde, as will be described later.
また、マイクロカプセルの殻体は、強度を高めるために、殻体を少なくとも内殻と外殻を有する多層構造にすることも可能である。例えば、殻体として、内殻及び/又は外殻を、アミノ樹脂で構成したものも適宜使用することができる。マイクロカプセルの殻体を、この様な多層構造で形成する場合は、内殻と外殻を架橋等により適宜結合することがより好ましい態様である。 Further, the shell of the microcapsule can have a multilayer structure having at least an inner shell and an outer shell in order to increase the strength. For example, as the shell, an inner shell and / or outer shell made of an amino resin can be used as appropriate. In the case where the shell of the microcapsule is formed in such a multilayer structure, it is a more preferable aspect that the inner shell and the outer shell are appropriately combined by crosslinking or the like.
前記マイクロカプセルの体積平均粒子径は、15〜60μmであることが好ましく、より好適には20〜55μmであり、さらに好適には30〜50μmである。また、マイクロカプセルの真比重は、1.7〜2.2であることが好ましく、より好適には1.75〜2.1であり、さらに好適には1.8〜2.0であることが好ましい。 The volume average particle diameter of the microcapsules is preferably 15 to 60 μm, more preferably 20 to 55 μm, and even more preferably 30 to 50 μm. The true specific gravity of the microcapsule is preferably 1.7 to 2.2, more preferably 1.75 to 2.1, and even more preferably 1.8 to 2.0. Is preferred.
(2−2)電気泳動粒子
前記マイクロカプセルに封入される電気泳動粒子は、電気泳動性を有する固体粒子、すなわち分散液中で正または負の極性を示す着色粒子であればよく、顔料粒子が使用される。前記電気泳動粒子は、分散液中での分散安定性を高めるために顔料粒子の周囲にポリマーが付加されていることが望ましい。
(2-2) Electrophoretic Particles The electrophoretic particles enclosed in the microcapsules may be solid particles having electrophoretic properties, that is, colored particles exhibiting positive or negative polarity in the dispersion, and the pigment particles are used. The electrophoretic particles preferably have a polymer added around the pigment particles in order to enhance dispersion stability in the dispersion.
顔料粒子は、特に限定されるものではないが、例えば、白色系では、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛等の無機顔料;黄色系では、黄色酸化鉄、カドミウムイエロー、チタンイエロー、クロムイエロー、黄鉛等の無機顔料や、ファーストイエロー等の不溶性アゾ化合物類、クロモフタルイエロー等の縮合アゾ化合物類、ベンズイミダゾロンアゾイエロー等のアゾ錯塩類、フラバンスイエロー等の縮合多環類、ハンザイエロー、ナフトールイエロー、ニトロ化合物、ピグメントイエロー等の有機顔料;橙色系では、モリブデートオレンジ等の無機顔料や、ベンズイミダゾロンアゾオレンジ等のアゾ錯塩類、ペリノンオレンジ等の縮合多環類等の有機顔料;赤色系では、ベンガラ、カドミウムレッド等の無機顔料や、マダレーキ等の染色レーキ類、レーキレッド等の溶解性アゾ化合物類、ナフトールレッド等の不溶性アゾ化合物類、クロモフタルスカーレッド等の縮合アゾ化合物類、チオインジゴボルドー等の縮合多環類、シンカシヤレッドY、ホスタパームレッド等のキナクリドン顔料、パーマネントレッド、ファーストスローレッド等のアゾ系顔料等の有機顔料;紫色系では、マンガンバイオレット等の無機顔料や、ローダミンレーキ等の染色レーキ類、ジオキサジンバイオレット等の縮合多環類等の有機顔料;青色系では、紺青、群青、コバルトブルー、セルリアンブルー等の無機顔料や、フタロシアニンブルー等のフタロシアニン類、インダンスレンブルー等のインダンスレン類、アルカリブルー等の有機顔料;緑色系では、エメラルドグリーン、クロームグリーン、酸化クロム、ビリジアン等の無機顔料や、ニッケルアゾイエロー等のアゾ錯塩類、ピグメントグリーン、ナフトールグリーン等のニトロソ化合物類、フタロシアニングリーン等のフタロシアニン類等の有機顔料;黒色系では、カーボンブラック、チタンブラック、鉄黒等の無機顔料や、アニリンブラック等の有機顔料;等で構成される粒子が挙げられる。これらの顔料粒子は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの顔料粒子のうち、酸化チタン等の白色系の顔料粒子や、カーボンブラック、チタンブラック等の黒色系の顔料粒子の使用が好ましい。 The pigment particles are not particularly limited. For example, inorganic pigments such as titanium oxide, barium sulfate, and zinc oxide are used in the white system; yellow iron oxide, cadmium yellow, titanium yellow, chrome yellow, yellow are used in the yellow system. Inorganic pigments such as lead, insoluble azo compounds such as first yellow, condensed azo compounds such as chromophthal yellow, azo complex salts such as benzimidazolone azo yellow, condensed polycycles such as flavans yellow, Hansa Yellow, Organic pigments such as naphthol yellow, nitro compounds, and pigment yellow; in orange, organic pigments such as inorganic pigments such as molybdate orange, azo complex salts such as benzimidazolone azo orange, and condensed polycycles such as perinone orange ; In red, inorganic pigments such as Bengala and Cadmium Red, and dyeing lacquers such as Madare Lake , Soluble azo compounds such as lake red, insoluble azo compounds such as naphthol red, condensed azo compounds such as chromophthalscar red, condensed polycycles such as thioindigo Bordeaux, Shinkasha Red Y, Hosta Palm Red Organic pigments such as quinacridone pigments such as azo pigments such as permanent red and first slow red; in the case of purple, inorganic pigments such as manganese violet, dyed lakes such as rhodamine lakes, and condensed polycycles such as dioxazine violet Organic pigments such as blue; inorganic pigments such as bitumen, ultramarine blue, cobalt blue and cerulean blue; phthalocyanines such as phthalocyanine blue; indanthrenes such as indanthrene blue; organic pigments such as alkali blue; green In the system, emerald green, chrome green, oxidation Organic pigments such as inorganic pigments such as rom and viridian, azo complex salts such as nickel azo yellow, nitroso compounds such as pigment green and naphthol green, and phthalocyanines such as phthalocyanine green; in black, carbon black, titanium black, Examples thereof include particles composed of inorganic pigments such as iron black and organic pigments such as aniline black. These pigment particles may be used alone or in combination of two or more. Of these pigment particles, white pigment particles such as titanium oxide and black pigment particles such as carbon black and titanium black are preferably used.
なお、顔料粒子として、酸化チタンを用いる場合、その種類は、特に限定されるものではなく、一般に白色系の顔料として用いられるものであれば、例えば、ルチル型またはアナターゼ型のいずれも好適に使用できる。酸化チタンの光触媒活性による着色剤の退色等を考慮すると、光触媒活性の低いルチル型の酸化チタンが好ましく使用できる。 In addition, when titanium oxide is used as the pigment particles, the kind thereof is not particularly limited, and any rutile type or anatase type is preferably used as long as it is generally used as a white pigment. it can. In consideration of fading of the colorant due to the photocatalytic activity of titanium oxide, rutile type titanium oxide having low photocatalytic activity can be preferably used.
光触媒活性を低減させるために、酸化チタン粒子の表面は、シリカ処理、アルミナ処理、シリカ−アルミナ処理、ジルコニウム−アルミナ処理等の無機処理が施されていることが好ましい。なお、粒子表面に存在するシリカやアルミナは、水酸基と結合し、−Si−OH基、−Al−OH基を形成しており、水酸基はシランカップリング剤との反応点となるため、酸化チタン粒子とシランカップリング剤との反応性を高める。 In order to reduce the photocatalytic activity, the surface of the titanium oxide particles is preferably subjected to inorganic treatment such as silica treatment, alumina treatment, silica-alumina treatment, zirconium-alumina treatment. Note that silica or alumina present on the particle surface is bonded to a hydroxyl group to form a -Si-OH group or -Al-OH group, and the hydroxyl group serves as a reaction point with the silane coupling agent. Increases the reactivity between the particles and the silane coupling agent.
加えて、前記顔料粒子をポリマーで被覆すると、分散液中での分散性が向上するため好ましい。ポリマーの形成方法は特に限定されるものではないが、ポリマーは各種モノマーを重合することで形成されることが好ましい。 In addition, it is preferable to coat the pigment particles with a polymer because the dispersibility in the dispersion is improved. The method for forming the polymer is not particularly limited, but the polymer is preferably formed by polymerizing various monomers.
ポリマー付加量を増大させるため、本発明ではポリマーの原料に、マクロモノマーや長鎖アルキル基を有するモノマー等の高分子量のモノマーを使用するとよい。 In order to increase the amount of polymer addition, in the present invention, a high molecular weight monomer such as a macromonomer or a monomer having a long-chain alkyl group may be used as a polymer raw material.
マクロモノマーとしては、例えば、シリコーン系マクロモノマー、(メタ)アクリル系マクロモノマー、スチレン系マクロモノマーが挙げられる。中でも、シリコーン系マクロモノマーは、分子中にポリシロキサン骨格を有しており、シランカップリング剤との親和性に優れるため好ましい。このようなマクロモノマーを具体的に例示すれば、下記式(I): Examples of the macromonomer include a silicone macromonomer, a (meth) acrylic macromonomer, and a styrene macromonomer. Among these, a silicone-based macromonomer is preferable because it has a polysiloxane skeleton in the molecule and is excellent in affinity with a silane coupling agent. Specific examples of such macromonomers include the following formula (I):
(式中、R1は水素原子またはメチル基、R2は水素原子または炭素数1〜4のアルキル基)で示されるモノマーであることが好ましい。ポリマー付加量を増大させるため、xは、自然数であることが好ましく、より好ましくは1〜10、さらに好ましくは2〜6である。同様の理由により、nは自然数であることが好ましく、より好ましくは1〜130、さらに好ましくは5〜70である。尚、上記マクロモノマーは、末端が(メタ)アクリロイル基であるため、(メタ)アクリル系マクロモノマーと言うこともできる。 In the formula, R 1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. In order to increase the polymer addition amount, x is preferably a natural number, more preferably 1 to 10, and further preferably 2 to 6. For the same reason, n is preferably a natural number, more preferably 1 to 130, and still more preferably 5 to 70. In addition, since the terminal of the macromonomer is a (meth) acryloyl group, it can also be called a (meth) acrylic macromonomer.
長鎖アルキル基を有するモノマーとしては、長鎖アルキル基の炭素数が5〜30である(メタ)アクリル系モノマーが好ましく、より好ましくは7〜25の(メタ)アクリル系モノマーである。長鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル系モノマーを具体的に例示すると、例えば、ペンチル(メタ)アクリレート、イソペンチル(メタ)アクリレート、ネオペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ノナデシル(メタ)アクリレート、アラキル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの長鎖アルキル基を有するモノマーは、単独で用いても2種以上を併用してもよい。また、長鎖アルキル基を有するモノマーは、前記マクロモノマーと併用してもよい。なお、本発明において、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」または「メタクリレート」を意味する。 As the monomer having a long-chain alkyl group, a (meth) acrylic monomer having 5 to 30 carbon atoms in the long-chain alkyl group is preferable, and a (meth) acrylic monomer having 7 to 25 is more preferable. Specific examples of (meth) acrylic monomers having a long-chain alkyl group include, for example, pentyl (meth) acrylate, isopentyl (meth) acrylate, neopentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, and heptyl (meth) acrylate. , Octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, undecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, hexadecyl (meth) acrylate, heptadecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, nonadecyl (Meth) acrylate, aralkyl (meth) acrylate, behenyl (meth) acrylate, etc. are mentioned. These monomers having a long-chain alkyl group may be used alone or in combination of two or more. A monomer having a long chain alkyl group may be used in combination with the macromonomer. In the present invention, “(meth) acrylate” means “acrylate” or “methacrylate”.
また、ポリマーの原料として、環状エーテル基又は水酸基等の加水分解性基を有するモノマーや、シランカップリング剤を使用することもできる。ポリマーに環状エーテル基、水酸基、アルコキシシリル基等の加水分解性基を導入し、顔料粒子表面に存在する水酸基と加水分解性基を反応させることにより、顔料粒子とポリマーの結合がより強固になるため好ましい。 Moreover, the monomer which has hydrolyzable groups, such as a cyclic ether group or a hydroxyl group, and a silane coupling agent can also be used as a polymer raw material. By introducing hydrolyzable groups such as cyclic ether groups, hydroxyl groups, and alkoxysilyl groups into the polymer and reacting the hydroxyl groups and hydrolyzable groups present on the surface of the pigment particles, the bond between the pigment particles and the polymer becomes stronger. Therefore, it is preferable.
環状エーテル基又は水酸基等の加水分解性基を有するモノマーとしては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレート、シクロプロピルエチル(メタ)アクリレート、シクロプロピル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロオクチル(メタ)アクリレート、シクロウンデシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、4−t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート等のシクロアルキル(メタ)アクリレート類;ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシペンチルアクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等が好適である。 Examples of the monomer having a hydrolyzable group such as a cyclic ether group or a hydroxyl group include glycidyl (meth) acrylate, cyclopropylethyl (meth) acrylate, cyclopropyl (meth) acrylate, cyclopentyl (meth) acrylate, and cyclohexyl (meth). Cycloalkyl (meth) acrylates such as acrylate, cyclooctyl (meth) acrylate, cycloundecyl (meth) acrylate, cyclododecyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, 4-t-butylcyclohexyl (meth) acrylate; Hydrode such as hydroxymethyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxypentyl acrylate Kishiarukiru (meth) acrylate and the like.
シランカップリング剤としては、ビニル基または(メタ)アクリロイル基を有するシランカップリング剤の使用が好ましく、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−(トリメトキシシリル)プロピル(メタ)アクリレート、3−(トリエトキシシリル)プロピル(メタ)アクリレート等が例示できる。 As the silane coupling agent, use of a silane coupling agent having a vinyl group or a (meth) acryloyl group is preferable. For example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3- (trimethoxysilyl) propyl (meth) acrylate , 3- (triethoxysilyl) propyl (meth) acrylate and the like.
本発明ではポリマー原料として、ビニル基や(メタ)アクリロイル基等の重合性基を2個以上有する多官能モノマーを用いることも可能である。多官能モノマーとしては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、及びこれらの誘導体等の芳香族炭化水素系多官能モノマー;アルカンジオールジ(メタ)アクリレート(例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブダンジオールジ(メタ)アクリレート等)等の多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。多官能モノマーは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 In the present invention, a polyfunctional monomer having two or more polymerizable groups such as a vinyl group or a (meth) acryloyl group can be used as a polymer raw material. Examples of the polyfunctional monomer include aromatic hydrocarbon polyfunctional monomers such as divinylbenzene, divinylnaphthalene, and derivatives thereof; alkanediol di (meth) acrylate (for example, ethylene glycol di (meth) acrylate, 1,4 -Butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, 1,10-decanediol di (meth) acrylate, 1,3-butanediol di Polyfunctional (meth) acrylates such as (meth) acrylate). A polyfunctional monomer may be used independently and may use 2 or more types together.
ポリマーを構成するその他のモノマーとしては、例えば、上記例示以外の(メタ)アクリレート系モノマーやスチレン系モノマー等が挙げられる。(メタ)アクリレート系モノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート類;フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、トリル(メタ)アクリレート、フェネチル(メタ)アクリレート等の芳香環含有(メタ)アクリレート類が挙げられ、アルキル(メタ)アクリレート類が好ましい。また、スチレン系単官能モノマーとしては、スチレン;o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−t−ブチルスチレン等のアルキルスチレン類、o−クロロスチレン、m−クロロスチレン、p−クロロスチレン等のハロゲン基含有スチレン類等が挙げられる。これらのモノマーは、単独で用いても2種以上を併用してもよい。 Examples of other monomers constituting the polymer include (meth) acrylate monomers other than those exemplified above, styrene monomers, and the like. Examples of (meth) acrylate monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, and 2-ethylhexyl (meth) acrylate. Alkyl (meth) acrylates such as: phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, tolyl (meth) acrylate, phenethyl (meth) acrylate and other aromatic ring-containing (meth) acrylates, and alkyl (meth) Acrylates are preferred. Examples of styrene monofunctional monomers include styrene; alkyl styrenes such as o-methyl styrene, m-methyl styrene, p-methyl styrene, α-methyl styrene, pt-butyl styrene, o-chlorostyrene, m -Halogen group-containing styrenes such as chlorostyrene and p-chlorostyrene. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
ポリマーにおける高分子量モノマーの組成(マクロモノマーと長鎖アルキル基を有するモノマーの組成の合計)は、モル比で50〜95%、より好適には60〜90%であり、更に好適には70〜87%である。 The composition of the high molecular weight monomer in the polymer (the sum of the composition of the macromonomer and the monomer having a long chain alkyl group) is 50 to 95%, more preferably 60 to 90%, and more preferably 70 to 90% by molar ratio. 87%.
ポリマーの質量平均分子量は、1000〜100000であることが好ましく、より好適には1500〜50000であり、更に好適には2000〜20000である。また、電気泳動粒子の体積平均粒子径は、400〜600nmであることが好ましく、より好適には450〜550nmである。 The mass average molecular weight of the polymer is preferably 1000 to 100,000, more preferably 1500 to 50000, and still more preferably 2000 to 20000. The volume average particle diameter of the electrophoretic particles is preferably 400 to 600 nm, and more preferably 450 to 550 nm.
上記方法により得られる電気泳動粒子のゼータ電位は、白色粒子(電気泳動白粒子)の場合、例えば+1〜+10mVであることが好ましく、より好適には+2〜+8mVであり、更に好適には+2.5〜+7mVである。また、黒色粒子(電気泳動黒粒子)には作用される電界に対し一定の応答能力が求められるため、黒色粒子のゼータ電位は−2〜−15mVであることが好ましく、より好適には−4〜−13mVであり、更に好適には−5.5〜−12mVである。電気泳動粒子の組合せとしては、電気泳動粒子の凝集を防止するため、−6〜−15mVのゼータ電位の高い黒色粒子と、+1〜+6mVのゼータ電位の低い白色粒子の組合せが好ましい。なお、前記電気泳動粒子は、帯電極性が逆の組合せであってもよい。 In the case of white particles (electrophoretic white particles), the zeta potential of the electrophoretic particles obtained by the above method is preferably, for example, +1 to +10 mV, more preferably +2 to +8 mV, and even more preferably +2. 5 to +7 mV. Further, since the black particles (electrophoretic black particles) are required to have a certain response capability with respect to the applied electric field, the black particles preferably have a zeta potential of −2 to −15 mV, more preferably −4. Is −13 mV, and more preferably −5.5 to −12 mV. As a combination of the electrophoretic particles, in order to prevent aggregation of the electrophoretic particles, a combination of black particles having a high zeta potential of −6 to −15 mV and white particles having a low zeta potential of +1 to +6 mV is preferable. The electrophoretic particles may have a combination of opposite charging polarities.
(3)カプセル層
本発明では、第一基材と第二基材間に存在する層をカプセル層と称する。すなわち、カプセル層とは、バインダーコート層、オーバーコート層、マイクロカプセル層、その他両基材間に存在する他の層を含む層である。
(3) Capsule layer In this invention, the layer which exists between a 1st base material and a 2nd base material is called a capsule layer. That is, the capsule layer is a layer including a binder coat layer, an overcoat layer, a microcapsule layer, and other layers existing between both base materials.
本発明において、当該カプセル層におけるマイクロカプセルの存在比率(体積比率)は高い程好ましい。例えば、カプセル層においてマイクロカプセルの体積比率は30〜75%であることが好ましく、より好適には40〜70%であり、更に好適には52〜68%である。マイクロカプセルの体積比率を高めることにより、電圧印加時に生じる電気力線が対向する電極間でより直線的になるため、鮮明な画像を表示できるようになる。ただし、マイクロカプセルの体積比率が75%を超えると、マイクロカプセルが外力に耐えきれず変形してしまい、表示性能が低下する虞がある。 In the present invention, the higher the ratio (volume ratio) of microcapsules in the capsule layer, the better. For example, in the capsule layer, the volume ratio of the microcapsules is preferably 30 to 75%, more preferably 40 to 70%, and further preferably 52 to 68%. By increasing the volume ratio of the microcapsules, the lines of electric force generated when a voltage is applied become more linear between the opposing electrodes, so that a clear image can be displayed. However, when the volume ratio of the microcapsule exceeds 75%, the microcapsule cannot withstand external force and is deformed, and the display performance may be deteriorated.
前記カプセル層の厚さは、マイクロカプセルの体積平均粒子径と同程度であることが好ましく、例えば、カプセル層の厚さとマイクロカプセル体積平均粒子径との差が、±10μm以内であることが好ましく、より好適には±5μm以内であり、更に好適には±2μm以内である。 The thickness of the capsule layer is preferably about the same as the volume average particle diameter of the microcapsules. For example, the difference between the thickness of the capsule layer and the volume average particle diameter of the microcapsules is preferably within ± 10 μm. More preferably, it is within ± 5 μm, and further preferably within ± 2 μm.
また、前記カプセル層の厚さは、マイクロカプセルの体積平均粒子径を基準として、マイクロカプセルの体積平均粒子径±5%以内であることが望ましく、より好適には±2%以内であり、更に好適には±1%以内である。カプセル層の厚さが前記範囲内であれば、マイクロカプセルの存在比率が高まるため好ましい。 The thickness of the capsule layer is preferably within 5% of the volume average particle diameter of the microcapsule, more preferably within 2%, more preferably within the range of 2%, based on the volume average particle diameter of the microcapsule. Preferably, it is within ± 1%. If the thickness of the capsule layer is within the above range, the abundance ratio of the microcapsules is preferably increased.
(4)基材
第一基材としては、実質的に導電性を有するものであれば特に限定されず、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、コバルト、白金、金、銀、モリブデン、タンタルまたはこれらを含む合金等の金属材料、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレン等の炭素系材料、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリ(p−フェニレン)、ポリ(p−フェニレンビニレン)、ポリフルオレン、ポリカルバゾール、ポリシランまたはこれらの誘導体等の電子導電性高分子材料、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリエチレンオキシド、ポリビニルブチラール、ポリビニルカルバゾール、酢酸ビニル等のマトリックス樹脂中に、NaCl、LiClO4、KCl、H2O、LiCl、LiBr、LiI、LiNO3、LiSCN、LiCF3SO3、NaBr、NaI、NaSCN、NaClO4、NaCF3SO3、KI、KSCN、KClO4、KCF3SO3、NH4I、NH4SCN、NH4ClO4、NH4CF3SO3、MgCl2、MgBr2、MgI2、Mg(NO3)2、MgSCN2、Mg(CF3SO3)2、ZnCl2、ZnI2、ZnSCN2、Zn(ClO4)2、Zn(CF3SO3)2、CuCl2、CuI2、CuSCN2、Cu(ClO4)2、Cu(CF3SO3)2等のイオン性物質を分散させたイオン導電性高分子材料、インジウム錫酸化物(ITO)、フッ素ドープした錫酸化物(FTO)、錫酸化物(SnO2)、インジウム酸化物(IO)等の導電性酸化物材料のような各種導電性材料が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。その他、例えば、ガラス材料、ゴム材料、高分子材料等の導電性を有さない材料中に、金、銀、ニッケル、カーボン等の導電性材料(導電性粒子)を混合して、導電性を付加したような各種複合材料も使用することができる。
(4) Base material The first base material is not particularly limited as long as it is substantially conductive. For example, copper, aluminum, nickel, cobalt, platinum, gold, silver, molybdenum, tantalum, or these Metal materials such as alloys, carbon materials such as carbon black, carbon nanotubes, fullerenes, polyacetylene, polypyrrole, polythiophene, polyaniline, poly (p-phenylene), poly (p-phenylenevinylene), polyfluorene, polycarbazole, polysilane Alternatively, in an electroconductive polymer material such as a derivative thereof, polyvinyl alcohol, polycarbonate, polyethylene oxide, polyvinyl butyral, polyvinyl carbazole, vinyl acetate, or the like, NaCl, LiClO 4 , KCl, H 2 O, LiCl, LiB r, LiI, LiNO 3 , LiSCN, LiCF 3 SO 3 , NaBr, NaI, NaSCN, NaClO 4 , NaCF 3 SO 3 , KI, KSCN, KClO 4 , KCF 3 SO 3 , NH 4 I, NH 4 SCN, NH 4 ClO 4 , NH 4 CF 3 SO 3 , MgCl 2 , MgBr 2 , MgI 2 , Mg (NO 3 ) 2 , MgSCN 2 , Mg (CF 3 SO 3 ) 2 , ZnCl 2 , ZnI 2 , ZnSCN 2 , Zn (ClO 4 ) Ion conductivity high in which ionic substances such as 2 , Zn (CF 3 SO 3 ) 2 , CuCl 2 , CuI 2 , CuSCN 2 , Cu (ClO 4 ) 2 , Cu (CF 3 SO 3 ) 2 are dispersed molecular material, indium tin oxide (ITO), fluorine-doped tin oxide (FTO), tin oxide (SnO 2), various guide such as a conductive oxide material such as indium oxide (IO) Sexual materials include, may be used singly or in combination of two or more of them. In addition, for example, conductive materials (conductive particles) such as gold, silver, nickel, carbon, etc. are mixed in non-conductive materials such as glass materials, rubber materials, polymer materials, etc. Various composite materials such as those added can also be used.
また第二基材としては、第一基材の欄で例示した材料を適宜使用するとよい。第一基材と第二基材は同じ材料であっても、異なる材料であってもよい。また、第一基材と第二基材の厚さは同じであっても、異なっていてもよい。 In addition, as the second base material, the materials exemplified in the column of the first base material may be appropriately used. The first substrate and the second substrate may be the same material or different materials. Moreover, the thickness of a 1st base material and a 2nd base material may be the same, or may differ.
(5)電気泳動表示装置用シート
上記構成を有する本発明の電気泳動表示装置用シートには電界がかかりやすいため、画像を鮮明に表示することができる。電気泳動表示装置用シートを備える電気泳動表示装置は、例えば、直流電圧15Vを0.4秒間印加した場合に測定される、黒反射率に対する白反射率を示すコントラストは、8.0を超える高い値を示す。また、一度表示された画面を長時間維持することができる。すなわち、同条件(直流電圧15Vを0.4秒間印加)下で黒表示させ、黒反射率が10%低下するまでの時間(黒反射率10%低下時間)についても、30分を超える良好な数値を示す。
(5) Sheet for electrophoretic display device Since an electric field is easily applied to the electrophoretic display device sheet of the present invention having the above-described configuration, an image can be clearly displayed. In an electrophoretic display device including an electrophoretic display device sheet, for example, the contrast indicating the white reflectance with respect to the black reflectance measured when a DC voltage of 15 V is applied for 0.4 seconds is higher than 8.0. Indicates the value. Moreover, the screen once displayed can be maintained for a long time. That is, black display is performed under the same conditions (DC voltage of 15 V is applied for 0.4 seconds), and the time until the black reflectivity is reduced by 10% (black reflectivity is reduced by 10%) is also better than 30 minutes. Indicates a numerical value.
(6)電気泳動表示装置
本発明で得られる電気泳動表示装置用シートは、マイクロセル方式の電気泳動表示装置の表示装置として好適である。本発明のシートを備える電気泳動表示装置は、文字や画像をより鮮明に表示することが可能となる。
(6) Electrophoretic Display Device The electrophoretic display device sheet obtained in the present invention is suitable as a display device for a microcell electrophoretic display device. The electrophoretic display device including the sheet of the present invention can display characters and images more clearly.
≪電気泳動表示装置用シートの製造方法≫
次に、本発明の電気泳動表示装置用シートの製造方法について説明する。
≪Method for manufacturing sheet for electrophoretic display device≫
Next, the manufacturing method of the sheet | seat for electrophoretic display devices of this invention is demonstrated.
(1)バインダー液・オーバーコート液の調製
バインダー層、オーバーコート層に使用する樹脂には、所定の体積抵抗率を有する樹脂を使用する。前記樹脂が、所定の体積抵抗率を有しない場合は、バインダーに抵抗調整剤を添加し、体積抵抗率を調整するとよい。また、調整時に凝集等の問題が生じる場合は、pHを調整したり、溶剤や界面活性剤を少量添加するとよい。
(1) Preparation of binder liquid / overcoat liquid Resin having a predetermined volume resistivity is used for the resin used for the binder layer and the overcoat layer. When the resin does not have a predetermined volume resistivity, it is preferable to add a resistance adjuster to the binder to adjust the volume resistivity. Further, when problems such as aggregation occur during the adjustment, it is preferable to adjust the pH or add a small amount of a solvent or a surfactant.
前記樹脂を分散または溶解させる際に使用する分散媒または溶媒としては、例えば、水;メタノール、エタノール、イソプロパノール、イソブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル等のエステル系溶媒;ジイソプロピルエーテル、t−ブチルメチルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル系溶媒;等が好適である。これらの溶媒は、単独で使用しても、複数を混合して使用してもよい。 Examples of the dispersion medium or solvent used for dispersing or dissolving the resin include water; alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, isobutanol, ethylene glycol, and propylene glycol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone. Solvents: aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene; ester solvents such as ethyl acetate, n-butyl acetate and isobutyl acetate; ether solvents such as diisopropyl ether, t-butyl methyl ether and dibutyl ether; Is preferred. These solvents may be used alone or in combination.
このようにして調製されたバインダー液は、固形分濃度が20〜60質量%であることが好ましく、より好適には22〜56質量%であり、更に好適には25〜55質量%である。バインダー液の固形分濃度が20質量%を下回ると、液体を蒸発させるために長時間を要したり、高温での加熱が必要となる等、作業が繁雑になるため好ましくない。また、固形分濃度が前記範囲内であれば、バインダーの最大厚さを所定範囲に調整できるため好適である。 The binder liquid thus prepared preferably has a solid content concentration of 20 to 60% by mass, more preferably 22 to 56% by mass, and even more preferably 25 to 55% by mass. When the solid content concentration of the binder liquid is less than 20% by mass, it is not preferable because it takes a long time to evaporate the liquid or heating at a high temperature. Moreover, if solid content concentration is in the said range, since the maximum thickness of a binder can be adjusted to a predetermined range, it is suitable.
一方、オーバーコート液は、固形分濃度が20〜50質量%であることが好ましく、より好適には22〜46質量%であり、更に好適には25〜45質量%である。オーバーコート液の固形分濃度が前記範囲内であれば、乾燥後のオーバーコート層の最大厚さを、所定の範囲に制御できる。 On the other hand, the overcoat liquid preferably has a solid content concentration of 20 to 50% by mass, more preferably 22 to 46% by mass, and further preferably 25 to 45% by mass. If the solid content concentration of the overcoat liquid is within the above range, the maximum thickness of the overcoat layer after drying can be controlled within a predetermined range.
(2)マイクロカプセルの調製
(2−1)電気泳動粒子分散液の調製
マイクロカプセルに封入する電気泳動粒子は、電気泳動性を有する顔料粒子や、顔料粒子の周囲にポリマーが付加されている粒子を適宜使用することができる。
(2) Preparation of microcapsules (2-1) Preparation of electrophoretic particle dispersion Electrophoretic particles encapsulated in microcapsules are pigment particles having electrophoretic properties and particles in which a polymer is added around pigment particles. Can be used as appropriate.
顔料粒子の周囲にポリマーが付加されている電気泳動粒子は、顔料粒子の周囲に所定量のポリマーが結合されていれば、その製造方法は特に限定されるものではない。電気泳動粒子の製造方法としては、1)予めモノマー又はモノマーとシランカップリング剤を重合してポリマーを形成しておき、その後、形成されたポリマーと顔料粒子とを反応させることにより製造する方法;2)モノマーとシランカップリング剤が分散された分散液に顔料粒子を添加し、加熱して反応させることにより製造する方法;3)予め顔料粒子にシランカップリング剤処理を施して電気泳動粒子前駆体を作製し、その後、電気泳動粒子前駆体存在下でモノマーと反応させることにより、電気泳動粒子前駆体にポリマーを結合する方法;等を適宜採用することができる。ポリマー組成やポリマーの分子量を調整し易いことから、本発明では1)に示す製造方法を採用することが好ましい。 The method for producing electrophoretic particles in which a polymer is added around pigment particles is not particularly limited as long as a predetermined amount of polymer is bound around pigment particles. As a method for producing the electrophoretic particles, 1) a method in which a monomer or a monomer and a silane coupling agent are polymerized in advance to form a polymer, and then the formed polymer is reacted with pigment particles; 2) A method in which pigment particles are added to a dispersion in which a monomer and a silane coupling agent are dispersed, and the mixture is heated and reacted; 3) The pigment particles are preliminarily treated with a silane coupling agent, and electrophoretic particle precursors A method of binding a polymer to the electrophoretic particle precursor by reacting with a monomer in the presence of the electrophoretic particle precursor, and the like can be appropriately employed. Since it is easy to adjust the polymer composition and the molecular weight of the polymer, it is preferable to adopt the production method shown in 1) in the present invention.
モノマーの重合には、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)、ビス(4−ヒドロキシブチル)2,2’−アゾビスイソブチレート、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等のアゾ系重合開始剤;ベンゾイルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシド、ジ−t−ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、2,2−ビス−(4,4−t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、トリス−(t−ブチルペルオキシ)トリアジン等の過酸化物系重合開始剤;等の重合開始剤が使用される。 For monomer polymerization, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 1,1′-azobis (cyclohexanecarbonitrile), bis (4-hydroxybutyl) 2,2′-azobisisobutyrate, 2, 2'-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl Azo polymerization initiators such as 2,2′-azobis (2-methylpropionate); benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, diisopropyl peroxycarbonate, cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, di-t-butyl peroxide, dialkyl Milperoxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, Lauroy Peroxide, 2,2-bis - - (4,4-t- butylperoxy) propane, tris (t-butylperoxy) peroxide polymerization initiators such as triazine; polymerization initiator or the like is used.
ポリマーと顔料粒子との反応温度は、例えば、40℃以上、より好ましくは50℃以上であり、また、好ましくは200℃以下、より好ましくは170℃以下である。また、反応時間は、特に限定されるものではないが、好ましくは0.5時間以上、より好ましくは1時間以上であり、また、好ましくは24時間以内、より好ましくは12時間以内である。 The reaction temperature between the polymer and the pigment particles is, for example, 40 ° C. or higher, more preferably 50 ° C. or higher, and preferably 200 ° C. or lower, more preferably 170 ° C. or lower. The reaction time is not particularly limited, but is preferably 0.5 hours or more, more preferably 1 hour or more, and preferably 24 hours or less, more preferably 12 hours or less.
また、反応時に使用する反応溶媒は、特に限定されるものではないが、例えば、ベンゼン、トルエン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、混合キシレン、エチルベンゼン、ヘキシルベンゼン、ドデシルベンゼン、フェニルキシリルエタン等のベンゼン系炭化水素等の芳香族炭化水素類;n−ヘキサン、n−デカン等のパラフィン系炭化水素類;アイソパー(登録商標、エクソンモービルケミカル社製)等のイソパラフィン系炭化水素;1−オクテン、1−デセン等のオレフィン系炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン等のナフテン系炭化水素等の脂肪族炭化水素類;ケロシン、石油エーテル、石油ベンジン、リグロイン、工業ガソリン、コールタールナフサ、石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油や石炭由来の炭化水素混合物;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、トリクロロフルオロエタン、テトラブロモエタン、ジブロモテトラフルオロエタン、テトラフルオロジヨードエタン、1,2−ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トリクロロフルオロエチレン、クロロブタン、クロロシクロヘキサン、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、ブロモベンゼン、ヨードメタン、ジヨードメタン、ヨードホルム等のハロゲン化炭化水素類;ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類;ハイドロフルオロエーテル等のフッ素系溶剤;等が好適に使用できる。これらの有機溶媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。本発明では、ポリマーの主鎖骨格に応じて、イソパラフィン系炭化水素類、シリコーンオイル類を使用することが好ましい。 The reaction solvent used in the reaction is not particularly limited. For example, benzene, toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, mixed xylene, ethylbenzene, hexylbenzene, dodecylbenzene, phenylalkyl. Aromatic hydrocarbons such as benzene hydrocarbons such as silylethane; Paraffin hydrocarbons such as n-hexane and n-decane; Isoparaffin hydrocarbons such as Isopar (registered trademark, manufactured by ExxonMobil Chemical); 1 -Olefin hydrocarbons such as octene and 1-decene; aliphatic hydrocarbons such as naphthenic hydrocarbons such as cyclohexane and decalin; kerosene, petroleum ether, petroleum benzine, ligroin, industrial gasoline, coal tar naphtha, petroleum naphtha , Hydrocarbons derived from petroleum and coal such as solvent naphtha Dichloromethane, chloroform, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,1-trichloroethane, 1,1,2,2-tetrachloroethane, trichlorofluoroethane, tetrabromoethane, dibromotetrafluoroethane, tetrafluorodiiodo Halogenated hydrocarbons such as ethane, 1,2-dichloroethylene, trichloroethylene, tetrachloroethylene, trichlorofluoroethylene, chlorobutane, chlorocyclohexane, chlorobenzene, o-dichlorobenzene, bromobenzene, iodomethane, diiodomethane, iodoform; dimethyl silicone oil, methylphenyl Silicone oils such as silicone oils; fluorinated solvents such as hydrofluoroethers; These organic solvents may be used alone or in combination of two or more. In the present invention, it is preferable to use isoparaffinic hydrocarbons and silicone oils according to the main chain skeleton of the polymer.
例えば1)に示す方法により電気泳動粒子を作製する場合、予めモノマー又はモノマーとシランカップリング剤を重合することにより形成されたポリマーは、その後、顔料粒子10質量部に対し、ポリマー0.5〜5質量部を添加してポリマーと顔料粒子とを反応させるとよい。ポリマーの添加量は、より好適には、顔料粒子10質量部に対し0.7〜3質量部である。 For example, when producing electrophoretic particles by the method shown in 1), a polymer formed by polymerizing a monomer or a monomer and a silane coupling agent in advance is polymer 0.5 to It is good to add 5 mass parts and to react a polymer and pigment particle. The amount of the polymer added is more preferably 0.7 to 3 parts by mass with respect to 10 parts by mass of the pigment particles.
上記方法により形成される電気泳動粒子は、ポリマー付加量が1〜20質量%であることが好ましく、より好適には5〜12質量%である。ポリマー付加量が前記範囲内であれば、分散媒中における電気泳動粒子の分散安定性が確保できるため好ましい。 The electrophoretic particles formed by the above method preferably have a polymer addition amount of 1 to 20% by mass, and more preferably 5 to 12% by mass. A polymer addition amount within the above range is preferable because the dispersion stability of the electrophoretic particles in the dispersion medium can be secured.
得られた電気泳動粒子を分散媒に分散させることにより電気泳動粒子分散液が得られる。分散媒としては、好ましくは非極性溶媒が用いられ、前記した反応溶媒のいずれも使用可能である。これらの有機溶媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。また、電気泳動粒子の分散媒は反応溶媒で得られた液をそのまま使用してもよい。更に、溶媒を置換する等して反応溶媒と異なる分散媒を使用することも可能である。本発明では、ポリマーの主鎖骨格に応じて、イソパラフィン系炭化水素類、シリコーンオイル類を使用することが好ましい。 An electrophoretic particle dispersion is obtained by dispersing the obtained electrophoretic particles in a dispersion medium. As the dispersion medium, a nonpolar solvent is preferably used, and any of the reaction solvents described above can be used. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more. In addition, as a dispersion medium for electrophoretic particles, a liquid obtained from a reaction solvent may be used as it is. Further, it is possible to use a dispersion medium different from the reaction solvent by substituting the solvent. In the present invention, it is preferable to use isoparaffinic hydrocarbons and silicone oils according to the main chain skeleton of the polymer.
電気泳動粒子として、黒色粒子と白色粒子を配合する場合、電気泳動粒子分散中、黒色粒子の濃度は、1〜10質量%であることが好ましく、より好適には1.2〜8質量%であり、更に好適には1.5〜7質量%である。一方、電気泳動粒子分散液中、白色粒子の濃度は、10〜50質量%であることが好ましく、より好適には12〜48質量%であり、更に好適には15〜45質量%である。 When black particles and white particles are blended as the electrophoretic particles, the concentration of the black particles is preferably 1 to 10% by mass, more preferably 1.2 to 8% by mass during the electrophoretic particle dispersion. Yes, and more preferably 1.5-7% by mass. On the other hand, the concentration of white particles in the electrophoretic particle dispersion is preferably 10 to 50% by mass, more preferably 12 to 48% by mass, and even more preferably 15 to 45% by mass.
電気泳動粒子分散液に用いる分散媒には、必要に応じて、染料、分散剤、電荷制御剤、粘性調整剤等を添加してもよい。 If necessary, a dye, a dispersant, a charge control agent, a viscosity adjusting agent, or the like may be added to the dispersion medium used for the electrophoretic particle dispersion.
(2−2)マイクロカプセルの調製
まず、本発明では前記工程で得られる電気泳動粒子分散液を芯物質とし、該芯物質を水系媒体中に分散させて芯物質の周囲にマイクロカプセル殻体を形成する。水系媒体としては、特に限定されるものではないが、例えば、水、または水と親水性有機溶媒との混合溶媒を用いることができる。
(2-2) Preparation of microcapsules First, in the present invention, the electrophoretic particle dispersion obtained in the above step is used as a core substance, and the core substance is dispersed in an aqueous medium to form a microcapsule shell around the core substance. Form. The aqueous medium is not particularly limited. For example, water or a mixed solvent of water and a hydrophilic organic solvent can be used.
マイクロカプセルを調製するために、まず、マイクロカプセルの殻体の各種原料を反応させ、初期縮合物を用意する。初期縮合物は、殻体の原料を反応により一部縮合することにより得られる。 In order to prepare a microcapsule, first, various raw materials of the shell of the microcapsule are reacted to prepare an initial condensate. The initial condensate can be obtained by partially condensing the raw material of the shell.
殻体の材料としてアミノ樹脂を採用する場合、初期縮合物を製造するときに必要となるアミノ樹脂の原料(アミノ化合物)は、特に限定されるものではないが、ホルムアルデヒドとアミノ化合物の添加量は、アミノ化合物/ホルムアルデヒドの質量比で、1/0.1〜1/10が好ましく、より好適には1/0.5〜1/2である。 When an amino resin is used as the shell material, the amino resin raw material (amino compound) required for producing the initial condensate is not particularly limited, but the amount of formaldehyde and amino compound added is The mass ratio of amino compound / formaldehyde is preferably 1 / 0.1 to 1/10, and more preferably 1 / 0.5 to 1/2.
また初期縮合物を得る反応を行う際の反応温度は、特に限定されるものではないが、好ましくは55〜80℃、より好ましくは60〜75℃、更に好ましくは65〜73℃である。反応終点が認められた時点で、反応液を常温(例えば、25〜30℃)に冷却するなどの操作により、反応を終了させればよい。なお、反応時間は、特に限定されるものではなく、仕込み量に応じて、適宜設定することができる。 The reaction temperature for carrying out the reaction for obtaining the initial condensate is not particularly limited, but is preferably 55 to 80 ° C, more preferably 60 to 75 ° C, and further preferably 65 to 73 ° C. When the reaction end point is recognized, the reaction may be terminated by an operation such as cooling the reaction solution to room temperature (for example, 25 to 30 ° C.). In addition, reaction time is not specifically limited, According to the preparation amount, it can set suitably.
次いで、電気泳動分散液を含む芯物質を製造する。芯物質は、水系媒体に電気泳動分散液を分散させることにより製造するとよい。 Next, a core material containing an electrophoretic dispersion is produced. The core substance may be manufactured by dispersing an electrophoretic dispersion in an aqueous medium.
芯物質(電気泳動分散液)を水系媒体に分散させる量としては、特に限定されるものではないが、水系媒体100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは8質量部以上、さらに好ましくは10質量部以上であり、また、好ましくは70質量部以下、より好ましくは65質量部以下、さらに好ましくは60質量部以下である。芯物質の分散量が少なすぎると、芯物質の濃度が低いので、カプセル殻体の形成に長時間を必要とし、目的のマイクロカプセルが調製できないことや、粒径分布が広いマイクロカプセルとなり、生産効率が低下することがある。逆に、芯物質の分散量が多すぎると、芯物質が凝集することや、芯物質中に水系媒体が懸濁してしまい、マイクロカプセルが製造できなくなることがある。 The amount in which the core substance (electrophoretic dispersion liquid) is dispersed in the aqueous medium is not particularly limited, but is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 8 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the aqueous medium. More preferably, it is 10 parts by mass or more, preferably 70 parts by mass or less, more preferably 65 parts by mass or less, and still more preferably 60 parts by mass or less. If the amount of the core material dispersed is too small, the concentration of the core material is low, so it takes a long time to form the capsule shell, and the target microcapsules cannot be prepared. Efficiency may be reduced. Conversely, if the amount of the core material dispersed is too large, the core material may aggregate or the aqueous medium may be suspended in the core material, making it impossible to produce microcapsules.
芯物質を水系媒体中に分散させる際には、必要に応じて、分散剤を用いてもよい。分散剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、水溶性高分子(例えば、ポリビニルアルコール(PVA)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ゼラチン、アラビアゴム、大豆多糖類、ガティガムなどの多糖類)、界面活性剤(例えば、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤)等が挙げられる。これらの分散剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの分散剤の添加量は、特に限定されるものではなく、適宜調整すればよい。 When dispersing the core substance in the aqueous medium, a dispersant may be used as necessary. Although it does not specifically limit as a dispersing agent, For example, water-soluble polymer (For example, polysaccharides, such as polyvinyl alcohol (PVA), carboxymethylcellulose (CMC), gelatin, gum arabic, soybean polysaccharide, gati gum) And surfactants (for example, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, nonionic surfactants) and the like. These dispersants may be used alone or in combination of two or more. The addition amount of these dispersants is not particularly limited, and may be adjusted as appropriate.
また、水系媒体は、水や親水性有機溶媒以外に、さらに他の溶媒を併用してもよい。他の溶媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、ヘキサン、シクロペンタン、ペンタン、イソペンタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、石油エーテル、テルペン、ヒマシ油、大豆油、パラフィン、ケロシン等が挙げられる。これらの他の溶媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。 In addition to water and hydrophilic organic solvents, the aqueous medium may further use other solvents in combination. Examples of other solvents include, but are not limited to, hexane, cyclopentane, pentane, isopentane, octane, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, petroleum ether, terpene, castor oil, soybean oil, paraffin, and kerosene. Etc. These other solvents may be used alone or in combination of two or more.
マイクロカプセルの殻体は、芯物質の分散液に、予め形成しておいた初期縮合物を添加し、その後加熱することにより形成するとよい。 The shell of the microcapsule may be formed by adding a preliminarily formed initial condensate to the core material dispersion and then heating.
芯物質の周囲に殻体を形成する反応において、反応温度は特に限定されるものではないが、好ましくは20〜60℃、より好ましくは25〜55℃、更に好ましくは30〜50℃である。反応時間は、1時間以上であることが好ましく、より好適には2時間以上であり、12時間以下が好ましく、より好ましくは6時間以下である。 In the reaction for forming a shell around the core substance, the reaction temperature is not particularly limited, but is preferably 20 to 60 ° C, more preferably 25 to 55 ° C, and further preferably 30 to 50 ° C. The reaction time is preferably 1 hour or longer, more preferably 2 hours or longer, preferably 12 hours or shorter, more preferably 6 hours or shorter.
反応終了後、反応液を熟成させることも可能である。熟成時間は、例えば0.5〜12時間が好ましく、より好適には1〜6時間である。また熟成温度は、20〜80℃が好ましい。 It is also possible to age the reaction solution after completion of the reaction. The aging time is, for example, preferably 0.5 to 12 hours, and more preferably 1 to 6 hours. The aging temperature is preferably 20 to 80 ° C.
得られたマイクロカプセルは、粒径を揃えるために分級することが好ましい。マイクロカプセルの分級は、水系媒体中にマイクロカプセルを含む分散液に対して、そのままで、あるいは、任意の水系媒体などで希釈した後、従来公知の方式、例えば、ふるい式、フィルター式、遠心沈降式、自然沈降式などの方式を用いて、マイクロカプセルが所望の粒子径や粒度分布を有するように行えばよい。なお、比較的粒子径が大きいマイクロカプセルに対しては、ふるい式が有効である。 The obtained microcapsules are preferably classified to make the particle diameter uniform. The classification of the microcapsules is carried out as it is for the dispersion containing the microcapsules in the aqueous medium as it is or after dilution with an arbitrary aqueous medium, for example, a sieve type, a filter type, a centrifugal sedimentation, etc. Using a method such as an equation or a natural sedimentation method, the microcapsules may be made to have a desired particle size or particle size distribution. Note that the sieve type is effective for microcapsules having a relatively large particle size.
また、不純物を除去して製品品質を向上させるために、洗浄するとよい。 Moreover, it is good to wash | clean in order to remove an impurity and to improve product quality.
(3)電気泳動表示装置用シートの作製
電気泳動表示装置用シートの作製方法は、第一基材の上にバインダー層が形成され、更にバインダー層の上にオーバーコート層が形成されていれば、シートの作製方法は特に限定されるものではない。電気泳動表示装置用シートの製造方法は、例えば、マイクロカプセルと体積抵抗率の調整されたバインダー液を含む塗料を作製する工程;前記塗料を電極に塗工し、乾燥させる工程;乾燥後、更に体積抵抗率の調整されたオーバーコート液を塗工して乾燥させる工程;を含むことが好ましい。
(3) Production of sheet for electrophoretic display device The method for producing a sheet for electrophoretic display device is as long as a binder layer is formed on the first substrate and an overcoat layer is further formed on the binder layer. The method for producing the sheet is not particularly limited. The method for producing a sheet for an electrophoretic display device includes, for example, a step of producing a paint containing a microcapsule and a binder liquid whose volume resistivity is adjusted; a step of applying the paint to an electrode and drying; It is preferable to include a step of applying and drying an overcoat liquid having an adjusted volume resistivity.
まず、第一基材の上に塗工する塗料の作製方法について説明する。塗料とは、前記工程で得られたマイクロカプセル及び体積抵抗率の調整されたバインダー液を含む液であり、前記塗料は、前述したマイクロカプセルと、必要に応じて、他の成分とをバインダー樹脂と充分に混合し、必要に応じて、脱泡することにより、調製することができる。塗料の調製に際しては、例えば、自転・公転ミキサー(例えば、シンキー社製「あわとり練太郎(登録商標)AR−100」)を用いて、脱泡しながら攪拌することが好ましい。 First, the preparation method of the coating material applied on the 1st base material is demonstrated. The paint is a liquid containing the microcapsules obtained in the above step and a binder liquid whose volume resistivity is adjusted, and the paint comprises the above-described microcapsules and, if necessary, other components as a binder resin. It can be prepared by thoroughly mixing and defoaming if necessary. In preparing the coating material, it is preferable to stir while defoaming using, for example, a rotation / revolution mixer (for example, “Awatori Nertaro (registered trademark) AR-100” manufactured by Sinky).
塗料濃度は、例えば、35〜70質量%が好ましく、より好適には40〜65質量%であり、更に好適には45〜60質量%である。塗料濃度を調整するために、適宜、水;メタノール、エタノール等のアルコール系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル等のエステル系溶媒;ジイソプロピルエーテル等のエーテル系溶媒;を添加するとよい。 The coating concentration is preferably, for example, 35 to 70% by mass, more preferably 40 to 65% by mass, and further preferably 45 to 60% by mass. In order to adjust the coating concentration, water; alcohol solvents such as methanol and ethanol; ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone; aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene; ethyl acetate, n-butyl acetate; An ester solvent such as isobutyl acetate; an ether solvent such as diisopropyl ether may be added.
次に、前記塗料を第一基材に塗工し、乾燥させる工程について説明する。塗料は、塗工膜乾燥後に、マイクロカプセルができるだけ1層に配列するよう、塗料塗工時の湿潤膜厚を、マイクロカプセルの体積平均粒子径に合わせておくとよい。すなわち、塗工時の湿潤膜厚は、0.015〜0.1mmが好ましく、より好適には0.045〜0.09mmであり、更に好適には0.05〜0.08mmである。 Next, the process of applying the paint to the first substrate and drying it will be described. The coating material is preferably dried so that the microcapsules are arranged in a single layer as much as possible after drying the coating film so that the wet film thickness during coating is matched with the volume average particle diameter of the microcapsules. That is, the wet film thickness during coating is preferably 0.015 to 0.1 mm, more preferably 0.045 to 0.09 mm, and even more preferably 0.05 to 0.08 mm.
塗料を第一基材に塗工する際には、各種塗工法を適宜採用できる。塗工法としては、例えば、リバースロールコート法、グラビアコート法、キスコート法、ダイコーター法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアナイフコート法、ワイヤーバーコート法、パイプドクター法、含浸コート法、カーテンコート法を用いることができる。 When coating the coating material on the first substrate, various coating methods can be appropriately employed. Examples of the coating method include reverse roll coating method, gravure coating method, kiss coating method, die coater method, roll brush method, spray coating method, air knife coating method, wire bar coating method, pipe doctor method, impregnation coating method, curtain coating. Can be used.
塗料塗工後のシート(塗工シート)は、その後、バインダー層が所定の厚さになるまで乾燥させるとよい。塗工シートの乾燥は、自然乾燥で行っても良く、乾燥機を使用することもできる。乾燥機としては、適宜公知の乾燥機を使用するとよい。 The sheet after coating (coating sheet) is then preferably dried until the binder layer has a predetermined thickness. The coated sheet may be dried by natural drying or a dryer can be used. As the dryer, a known dryer may be used as appropriate.
次いで、乾燥後、更に体積抵抗率の調整されたオーバーコート液を塗工して乾燥させる工程について説明する。前記工程で得られた乾燥シートに、更に体積抵抗率の調整されたオーバーコート液を塗工し、カプセル層をバインダー層とオーバーコート層の積層構造にするとよい。 Next, a process of applying and drying an overcoat liquid whose volume resistivity is further adjusted after drying will be described. The dried sheet obtained in the above step may be further coated with an overcoat liquid whose volume resistivity is adjusted so that the capsule layer has a laminated structure of a binder layer and an overcoat layer.
オーバーコート液の塗工方法は、各種塗工法を用いることができる。 Various coating methods can be used as a method for applying the overcoat liquid.
オーバーコート液塗工後、オーバーコート液の塗工されたシートは、自然乾燥や乾燥機を用いた熱風乾燥により、オーバーコート液中の溶媒を蒸発させるとよい。 After application of the overcoat liquid, the sheet coated with the overcoat liquid may be evaporated by hot drying using natural drying or a dryer.
前記方法により得られたシートの、オーバーコート層側の面に、更に第二基材を積層することにより、電気泳動表示装置用シートが得られる。電気泳動表示装置用シートは、密着性を高めるために、公知の加圧装置を用いて適宜圧着されていることが望ましい。 A sheet for electrophoretic display devices is obtained by further laminating a second substrate on the surface of the sheet obtained by the above method on the overcoat layer side. The electrophoretic display device sheet is desirably pressure-bonded appropriately using a known pressurizing device in order to enhance adhesion.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。なお、以下においては、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味する。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention. In the following, “part” means “part by mass” and “%” means “mass%” unless otherwise specified.
<粒子径の測定>
本発明において、平均粒子径とは、特に断りがない限り、体積平均粒子径を意味する。電気泳動粒子の平均粒子径は、動的光散乱式粒径分布測定装置(堀場製作所社製「LB−500」)を用いて、体積平均粒子径を測定することにより求めた。
また、マイクロカプセルの平均粒子径は、粒度分布測定装置粒度分布測定器(ベックマン・コールター社製「Multisizer4」)を用いて、体積平均粒子径を測定することにより求めた。
<Measurement of particle size>
In the present invention, the average particle diameter means a volume average particle diameter unless otherwise specified. The average particle diameter of the electrophoretic particles was determined by measuring the volume average particle diameter using a dynamic light scattering particle size distribution measuring apparatus (“LB-500” manufactured by Horiba, Ltd.).
In addition, the average particle size of the microcapsules was determined by measuring the volume average particle size using a particle size distribution measuring device particle size distribution measuring device (“Multizer 4” manufactured by Beckman Coulter, Inc.).
<ゼータ電位の測定>
超音波減衰法測定装置(ディスパージョンテクノロジー(Dispersion Technology)社製「DT−1200」)及び作製された電気泳動分散液を用いて、電気泳動粒子のゼータ電位を測定した。
<Measurement of zeta potential>
The zeta potential of the electrophoretic particles was measured using an ultrasonic attenuation method measurement apparatus (“DT-1200” manufactured by Dispersion Technology) and the prepared electrophoretic dispersion.
<カプセル、バインダー層、オーバーコート層の比重・密度測定>
カプセルの真比重、バインダー層及びオーバーコート層の密度は、乾式自動密度計(島津製作所社製「アキュピックII1340」)で測定した。マイクロカプセル試料としては乾燥させ粉体化したものを用い、バインダー層及びオーバーコート層試料としては、離型シート上で充分に乾燥させシート化した材料を用いた。
<Measurement of specific gravity and density of capsule, binder layer and overcoat layer>
The true specific gravity of the capsule, the density of the binder layer and the overcoat layer were measured with a dry automatic densimeter (“Acupic II 1340” manufactured by Shimadzu Corporation). The microcapsule sample was dried and powdered, and the binder layer and overcoat layer sample were materials that were sufficiently dried on the release sheet to form a sheet.
<バインダー質量比>
バインダー質量比とは、バインダー固形分質量/マイクロカプセル固形分質量を表す。
<Binder mass ratio>
The binder mass ratio represents the binder solid mass / microcapsule solid mass.
<バインダー層空間充填率>
本発明では、マイクロカプセルが、一層に六方最密充填配置されていると仮定して計算を行った。図1(a)は、マイクロカプセルが六方最密充填配置されているときの、隣接するマイクロカプセルの様子を示す。
また、図1(b)は、マイクロカプセルが六方最密充填配置されているときの単位構造を示している。本発明では、この単位構造において、マイクロカプセルが占める体積比率を0.6(即ち、バインダー樹脂やオーバーコート樹脂が充填される空間の体積比率Vを0.4)と仮定している。
このモデルを用いることにより、バインダー層の空間充填率は、次式により算出される。すなわち、バインダー層の空間充填率は、バインダー樹脂が充填されうる空間の体積比率Vに対する、充填されたバインダーの体積比率v’を意味する。
F=(v’/V)×100=(v’/0.4)×100
上述したように、バインダーが占める体積の体積比率Vには0.4を代入した。
(A)バインダーの体積比率
前記充填されたバインダーの体積比率v’は、次式により算出した。
v’=(WB/DB)÷(WB/DB+Wc/Dc)
(WB:バインダー層質量、DB:バインダー層密度、Wc:マイクロカプセル質量、Dc:マイクロカプセル真比重)
<Binder layer space filling factor>
In the present invention, the calculation was performed on the assumption that the microcapsules are arranged in a hexagonal close-packed manner in one layer. FIG. 1A shows the state of adjacent microcapsules when the microcapsules are arranged in a hexagonal close-packed manner.
FIG. 1B shows a unit structure when the microcapsules are arranged in a hexagonal close-packed manner. In the present invention, in this unit structure, the volume ratio occupied by the microcapsules is assumed to be 0.6 (that is, the volume ratio V of the space filled with the binder resin or the overcoat resin is 0.4).
By using this model, the space filling factor of the binder layer is calculated by the following equation. That is, the space filling rate of the binder layer means the volume ratio v ′ of the filled binder with respect to the volume ratio V of the space where the binder resin can be filled.
F = (v ′ / V) × 100 = (v ′ / 0.4) × 100
As described above, 0.4 was substituted for the volume ratio V of the volume occupied by the binder.
(A) Volume ratio of binder The volume ratio v ′ of the filled binder was calculated by the following equation.
v ′ = (W B / D B ) ÷ (W B / D B + W c / D c )
(W B : binder layer mass, D B : binder layer density, W c : microcapsule mass, D c : microcapsule true specific gravity)
<カプセル層厚さの測定>
充分乾燥させた電気泳動表示装置用シートの厚さと塗料塗工前基材の厚さをマイクロメーター(ミツトヨ社製「MDC−SB」)で測定し、乾燥膜厚を次式により算出した。
(カプセル層厚さ)=(電気泳動表示装置用シートの厚さ)−(塗工前基材の厚さ)
測定位置は、塗工面を均等に長手方向に3分割および幅方向に3分割した合計9分割した箇所とし、その平均値と標準偏差を算出した。
<Measurement of capsule layer thickness>
The thickness of the electrophoretic display device sheet sufficiently dried and the thickness of the base material before coating were measured with a micrometer (“MDC-SB” manufactured by Mitutoyo Corporation), and the dry film thickness was calculated by the following formula.
(Capsule layer thickness) = (thickness of sheet for electrophoretic display device) − (thickness of base material before coating)
The measurement position was a portion where the coating surface was equally divided into 3 parts in the longitudinal direction and 3 parts in the width direction, and a total of 9 parts were calculated, and the average value and standard deviation were calculated.
<バインダー層最大厚さ>
バインダー層最大厚さは、マイクロカプセルの体積平均粒子径に対する、バインダー層の空間充填率から求められる。具体的には次式により算出した。
d=R×F
(d:バインダー層最大厚さ、R:マイクロカプセルの体積平均粒子径、F:バインダー層空間充填率)
<Maximum thickness of binder layer>
The maximum thickness of the binder layer is determined from the space filling rate of the binder layer with respect to the volume average particle diameter of the microcapsules. Specifically, it was calculated by the following formula.
d = R × F
(D: binder layer maximum thickness, R: volume average particle diameter of microcapsules, F: binder layer space filling factor)
<オーバーコート層最大厚さ>
オーバーコート層最大厚さは、次式により算出した。
(オーバーコート層最大厚さ)=(カプセル層厚さ)−(バインダー層最大厚さ)
<Maximum thickness of overcoat layer>
The maximum thickness of the overcoat layer was calculated by the following formula.
(Maximum thickness of overcoat layer) = (Capsule layer thickness) − (Maximum thickness of binder layer)
<体積抵抗率の測定>
25℃の雰囲気下で作製された電気泳動表示装置用シート(電極部:縦×横=5cm×3cm)に直流電圧15Vを印加したときの電流量を測定した。体積抵抗率を次式に基づき算出した。なお、カプセル層厚さには、前述した方法により求められる値を使用した。
体積抵抗率ρ(Ω・cm)=(E/I)×(S/d)
(E:印加電圧、I:電流、S:電極部面積、d:カプセル層厚さ)
<Measurement of volume resistivity>
The amount of current was measured when a DC voltage of 15 V was applied to an electrophoretic display device sheet (electrode portion: length × width = 5 cm × 3 cm) produced in an atmosphere at 25 ° C. The volume resistivity was calculated based on the following formula. In addition, the value calculated | required by the method mentioned above was used for capsule layer thickness.
Volume resistivity ρ (Ω · cm) = (E / I) × (S / d)
(E: applied voltage, I: current, S: electrode area, d: capsule layer thickness)
<カプセル層におけるマイクロカプセルの体積比率>
カプセル層におけるマイクロカプセルの体積比率は、次式に基づき算出した。
マイクロカプセルの体積比率=Vc/(Vc+Vb+Vo)
(Vc:マイクロカプセルの体積、Vb:バインダー層の体積、Vo:オーバーコート層の体積)
なお、前記Vc:マイクロカプセルの体積、Vb:バインダー層の体積、Vo:オーバーコート層の体積は、次の方法により求めた。
(A)マイクロカプセルの体積Vc
本発明では、マイクロカプセルを球と仮定してマイクロカプセルの体積を次式に基づき算出した。
Vc=(4πr3/3)÷2
なお、rはマイクロカプセルの半径を示し、具体的には、マイクロカプセルの体積平均粒子径Rの1/2である。
(B)バインダー層の体積Vb
バインダー層の体積Vbは、次式に基づき算出した。
Vb=Vr×F/100
Fはバインダー層の空間充填率である。
ここでVrとは、マイクロカプセルが六方充填配置されているときの単位構造において、バインダー樹脂やオーバーコート樹脂が充填される空間の体積を意味する。すなわちVrは、次式で求められる。ここでは、バインダーの体積比率Vを、より厳密に0.396とした。
Vr=(マイクロカプセルが充填される三角柱の体積)×(バインダーの体積比率V)
={(√3r/2)×R×R}×0.396
(C)オーバーコート層の体積Vo
図2に示すように、本発明のオーバーコート層は、バインダー層表面からマイクロカプセルの最大径(なお本発明では、マイクロカプセル最大粒子径には、マイクロカプセル体積平均粒子径Rを適用する)までの空間を充填するオーバーコート層I、マイクロカプセル最大径から第二基材までの空間を充填するオーバーコート層IIから構成される。
すなわち、オーバーコート層の体積Voは、次式で求められる。
Vo=VI+VII
(VI:オーバーコート層Iの体積、VII:オーバーコート層IIの体積)
VI、VIIはそれぞれ次式より算出される。
VI=Vr×{(100−F)/100}
VII={(√3r/2)×R}×(カプセル層厚さ−R)
なお、Fはバインダー層の空間充填率である。
<Volume ratio of microcapsules in capsule layer>
The volume ratio of the microcapsules in the capsule layer was calculated based on the following formula.
Microcapsule volume ratio = Vc / (Vc + Vb + Vo)
(Vc: Volume of microcapsule, Vb: Volume of binder layer, Vo: Volume of overcoat layer)
The volume of Vc: microcapsule, Vb: volume of binder layer, and volume of Vo: overcoat layer were determined by the following methods.
(A) Microcapsule volume Vc
In the present invention, assuming that the microcapsule is a sphere, the volume of the microcapsule was calculated based on the following equation.
Vc = (4πr 3/3) ÷ 2
In addition, r shows the radius of a microcapsule, and is specifically 1/2 of the volume average particle diameter R of the microcapsule.
(B) Volume Vb of binder layer
The volume Vb of the binder layer was calculated based on the following formula.
Vb = Vr × F / 100
F is the space filling factor of the binder layer.
Here, Vr means the volume of the space filled with the binder resin or overcoat resin in the unit structure when the microcapsules are arranged in a hexagonal manner. That is, Vr is obtained by the following equation. Here, the volume ratio V of the binder is more strictly set to 0.396.
Vr = (volume of triangular prism filled with microcapsules) × (volume ratio V of binder)
= {(√3r / 2) × R × R} × 0.396
(C) Volume Vo of overcoat layer
As shown in FIG. 2, the overcoat layer of the present invention is from the binder layer surface to the maximum microcapsule diameter (in the present invention, the microcapsule volume average particle diameter R is applied to the maximum microcapsule particle diameter). And an overcoat layer II that fills the space from the microcapsule maximum diameter to the second substrate.
That is, the volume Vo of the overcoat layer is obtained by the following equation.
Vo = V I + V II
(V I : Volume of overcoat layer I, V II : Volume of overcoat layer II)
V I and V II are calculated from the following equations, respectively.
V I = Vr × {(100−F) / 100}
V II = {(√3r / 2) × R} × (capsule layer thickness−R)
F is a space filling rate of the binder layer.
<白・黒反射率、コントラスト>
電気泳動表示装置用シート(表示部分は縦×横=5cm×3cm)の両電極間に15Vの直流電圧を0.4秒間印加して、白表示または黒表示をさせ、マクベス分光光度計(GretagMacbeth社製「SpectroEye」)で各表示の反射率を測定した。各表示の反射率を用いて、コントラスト(反射率比)を次式により算出した。
コントラスト(反射率比)=(白表示の反射率)/(黒表示の反射率)
なお、白表示および黒表示の反射率は、極性を切り替えて電圧を印加することにより別々に測定した。また、各反射率は電気泳動表示用シートの片面全体について測定した平均値である。
<White / black reflectance, contrast>
A 15 V DC voltage is applied between the electrodes of the electrophoretic display sheet (the display portion is vertical × horizontal = 5 cm × 3 cm) for 0.4 seconds to display white or black, and a Macbeth spectrophotometer (GretagMacbeth) The reflectance of each display was measured with “SpectroEye” manufactured by the company. Using the reflectance of each display, the contrast (reflectance ratio) was calculated by the following equation.
Contrast (reflectance ratio) = (reflectance for white display) / (reflectance for black display)
The reflectance for white display and black display was measured separately by switching the polarity and applying a voltage. Each reflectance is an average value measured for one entire surface of the electrophoretic display sheet.
<黒反射率10%変化時間>
フォトセンサアンプ(浜松ホトニクス社製)、及びA/D変換装置(National Instruments社製)、パソコンからなる動的表示測定装置を作製した。フォトセンサ部に電気泳動表示装置用シート(表示部分は縦×横=5cm×3cm)をセットし、両電極間に15Vの直流電圧を0.4秒間印加して黒表示をさせそのまま保持し、黒反射率の変化を測定し、黒反射率が10%変化する時間を黒保持性の評価に用いた。
黒反射率10%変化値を下記式で定義し、黒反射率が下記黒反射率10%変化値まで変化した時間を、黒反射率10%変化時間とした。
黒反射率10%変化値=表示開始時の黒反射率+(表示開始時の黒反射率×0.1)
<Black reflectance 10% change time>
A dynamic display measuring device including a photosensor amplifier (manufactured by Hamamatsu Photonics), an A / D converter (manufactured by National Instruments), and a personal computer was produced. A sheet for an electrophoretic display device is set in the photosensor section (display portion is vertical × horizontal = 5 cm × 3 cm), a DC voltage of 15 V is applied between both electrodes for 0.4 seconds to display black and hold it as it is, The change in black reflectance was measured, and the time during which the black reflectance changed by 10% was used for evaluation of black retention.
The black reflectance 10% change value was defined by the following formula, and the time when the black reflectance changed to the following black reflectance 10% change value was defined as the black reflectance 10% change time.
Black reflectance 10% change value = black reflectance at start of display + (black reflectance at start of display × 0.1)
1.電気泳動分散液
1−1.電気泳動分散液(A−1)
攪拌羽根、温度計、冷却管を備えたセパラブルフラスコに、ラウリルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(組成モル比80:15:5)からなるアクリル系ポリマー(質量平均分子量3,300)2部、チタンブラック(三菱マテリアル社製「チタンブラック13M」)20部、イソパラフィン系溶剤(エクソンモービルケミカル社製「アイソパー(登録商標)M」)100部を仕込み、セパラブルフラスコを超音波浴槽(日本エマソン社製「BRANSON(登録商標)5210」)に入れ3時間分散処理を行った。
前記セパラブルフラスコをオイルバスに移し、攪拌しながら150℃まで昇温し、同温度で5時間反応させ、チタンブラックにポリマーを付加した。グラフト処理後、更にアイソパーM100部を添加した。次いで、電気泳動黒粒子(ポリマー付加チタンブラック)を含む分散液を遠心分離用沈降管に移し、遠心分離操作を行った後、電気泳動黒粒子をヘキサンで洗浄するという一連の操作を3回実施した。
洗浄された電気泳動黒粒子をアイソパーMに分散させ、分散液の固形分濃度が15%の電気泳動粒子分散液130部を得た。電気泳動黒粒子の体積平均粒子径は480nmであった。電気泳動黒粒子のゼータ電位は−8.7mVであった。
一方、攪拌羽根を備えたセパラブルフラスコに、酸化チタン(石原産業社製「タイペーク(登録商標)CR60」)50部、ラウリルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート及びγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(組成モル比80:15:5)からなるアクリル系ポリマー(質量平均分子量6,800)5部、ヘキサン100部を仕込み、超音波浴槽(BRANSON5210)に入れ、攪拌しながら、超音波分散を2時間行った。
分散処理後のセパラブルフラスコを90℃の温水槽に移し、溶剤を留去した。粉体状となったポリマー付加酸化チタンをフラスコから取り出し、バットに移した後、乾燥機を用いて150℃の温度条件で5時間加熱した。加熱後のポリマー付加酸化チタンをヘキサン100部に分散させ、遠心沈降器を用いて遠心分離し、電気泳動白粒子(ポリマー付加酸化チタン)をヘキサンで洗浄する操作を3回実施し、その後、電気泳動白粒子を100℃で乾燥させた。また別のセパラブルフラスコに、洗浄処理された電気泳動白粒子50部をアイソパーM50部に仕込み、超音波浴槽(BRANSON5210)に入れ、超音波分散処理を2時間行い、固形分濃度50%の電気泳動白粒子分散液100部を得た。この分散液に含まれる電気泳動白粒子の体積平均粒子径は510nmであった。電気泳動白粒子のゼータ電位は+5.3mVであった。
サンプルビンに、電気泳動黒粒子分散液28.7部、電気泳動白粒子分散液60部、アイソパーM11.3部を仕込み、充分に混合して、電気泳動分散液(A−1)を得た。電気泳動分散液(A−1)において、電気泳動黒粒子の濃度は4.3%、電気泳動白粒子の濃度は30%であった。
1. Electrophoretic dispersion 1-1. Electrophoretic dispersion (A-1)
An acrylic polymer (mass average) composed of lauryl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane (composition molar ratio 80: 15: 5) was placed in a separable flask equipped with a stirring blade, a thermometer, and a condenser. 2 parts of molecular weight 3,300), 20 parts of titanium black ("Titanium Black 13M" manufactured by Mitsubishi Materials Corporation), 100 parts of isoparaffinic solvent ("Isoper (registered trademark) M" manufactured by ExxonMobil Chemical Co., Ltd.) Was placed in an ultrasonic bath ("BRANSON (registered trademark) 5210" manufactured by Emerson Japan) and dispersed for 3 hours.
The separable flask was transferred to an oil bath, heated to 150 ° C. with stirring, reacted at the same temperature for 5 hours, and a polymer was added to titanium black. After grafting, 100 parts of Isopar M was further added. Next, a series of operations in which the dispersion liquid containing the electrophoretic black particles (polymer-added titanium black) is transferred to a sedimentation tube for centrifugation, and then the electrophoretic black particles are washed with hexane three times are performed. did.
The washed electrophoretic black particles were dispersed in Isopar M to obtain 130 parts of an electrophoretic particle dispersion having a solid content concentration of 15%. The volume average particle diameter of the electrophoretic black particles was 480 nm. The zeta potential of the electrophoretic black particles was −8.7 mV.
On the other hand, in a separable flask equipped with a stirring blade, 50 parts of titanium oxide (“Typaque (registered trademark) CR60” manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), lauryl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane (composition mol) 5 parts of an acrylic polymer (mass average molecular weight 6,800) consisting of 80: 15: 5) and 100 parts of hexane were placed in an ultrasonic bath (BRANSON 5210), and ultrasonic dispersion was performed for 2 hours while stirring. .
The separable flask after the dispersion treatment was transferred to a 90 ° C. hot water tank, and the solvent was distilled off. The powdered polymer-added titanium oxide was taken out of the flask, transferred to a vat, and then heated for 5 hours at 150 ° C. using a dryer. The operation of dispersing the polymer-added titanium oxide after heating in 100 parts of hexane, centrifuging using a centrifugal sedimentator, and washing the electrophoretic white particles (polymer-added titanium oxide) with hexane is performed three times. The electrophoretic white particles were dried at 100 ° C. In another separable flask, 50 parts of washed electrophoretic white particles are charged into 50 parts of ISOPAR M, placed in an ultrasonic bath (BRANSON 5210), and subjected to ultrasonic dispersion for 2 hours. 100 parts of electrophoretic white particle dispersion were obtained. The volume average particle diameter of the electrophoretic white particles contained in this dispersion was 510 nm. The zeta potential of the electrophoretic white particles was +5.3 mV.
In a sample bottle, 28.7 parts of electrophoretic black particle dispersion liquid, 60 parts of electrophoretic white particle dispersion liquid, and 11.3 parts of Isopar M1 were charged and mixed thoroughly to obtain an electrophoretic dispersion liquid (A-1). . In the electrophoresis dispersion liquid (A-1), the concentration of the electrophoretic black particles was 4.3%, and the concentration of the electrophoretic white particles was 30%.
1−2.電気泳動分散液(A−2)
攪拌羽根、温度系、冷却管を備えたセパラブルフラスコに、ラウリルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、グリシジルメタクリレート(組成モル比80:15:5)からなるアクリル系ポリマー(質量平均分子量3,700)3部、カーボンブラック(三井化学社製「MA−100A」)10部、アイソパーM100部を仕込み、更に直径1mmのジルコニアビーズ800部を仕込んだ。回転数300rpmで攪拌しながら、150℃で5時間反応させて、カーボンブラックにポリマーを付加した。反応後、更にヘキサン100部を添加し、ジルコニアビーズを分離した。次いで、電気泳動黒粒子(ポリマー付加カーボンブラック)を含む分散液を遠心分離用沈降管に移し、遠心分離操作を行った後、電気泳動黒粒子をヘキサンで洗浄するという一連の操作を3回実施した。
洗浄された電気泳動黒粒子をアイソパーMに分散させ、分散液の固形分濃度が10%の電気泳動粒子分散液98部を得た。電気泳動黒粒子の体積平均粒子径は180nmであった。電気泳動黒粒子のゼータ電位は−10.1mVであった。
サンプルビンに、電気泳動黒粒子分散液20部、(A−1)の調製の欄で得た電気泳動白粒子分散液40部、アイソパーM40部を仕込み、充分に混合して、電気泳動分散液(A−2)を得た。電気泳動分散液(A−2)において、電気泳動黒粒子の濃度は2%、電気泳動白粒子の濃度は20%であった。
1-2. Electrophoretic dispersion (A-2)
In a separable flask equipped with a stirring blade, a temperature system, and a cooling tube, an acrylic polymer (mass average molecular weight 3,700) 3 consisting of lauryl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, glycidyl methacrylate (composition molar ratio 80: 15: 5) 3 Part, carbon black ("M-100A" manufactured by Mitsui Chemicals), 10 parts of ISOPAR M, and 800 parts of zirconia beads having a diameter of 1 mm were further charged. The polymer was added to carbon black by reacting at 150 ° C. for 5 hours while stirring at a rotational speed of 300 rpm. After the reaction, 100 parts of hexane was further added to separate zirconia beads. Next, a series of operations of transferring the dispersion containing the electrophoretic black particles (polymer-added carbon black) to the sedimentation tube for centrifugation, performing the centrifugation operation, and washing the electrophoretic black particles with hexane was performed three times. did.
The washed electrophoretic black particles were dispersed in Isopar M to obtain 98 parts of electrophoretic particle dispersion having a solid content concentration of 10%. The volume average particle diameter of the electrophoretic black particles was 180 nm. The zeta potential of the electrophoretic black particles was −10.1 mV.
In a sample bottle, 20 parts of the electrophoretic black particle dispersion, 40 parts of the electrophoretic white particle dispersion obtained in the column for preparation of (A-1), and 40 parts of Isopar M are mixed and mixed thoroughly. (A-2) was obtained. In the electrophoresis dispersion liquid (A-2), the concentration of the electrophoretic black particles was 2%, and the concentration of the electrophoretic white particles was 20%.
1−3.電気泳動分散液(A−3)
攪拌羽根、温度計、冷却管を備えたセパラブルフラスコに、3−メタクリロキシプロピルジメチルポリシロキサン(JNC製「サイラプレーン(登録商標)FM−0711」)、2−エチルヘキシルアクリレート、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(組成モル比80:15:5)からなるアクリル系ポリマー(質量平均分子量5,300)10部、チタンブラック(三菱マテリアル社製「チタンブラック13M」)20部、ジメチルシリコーンオイル(信越化学工業製「KF−96−2cs」)100部を仕込み、セパラブルフラスコを超音波浴槽(BRANSON5210)に入れ3時間分散処理を行った。
前記セパラブルフラスコをオイルバスに移し、攪拌しながら150℃まで昇温し、同温度で5時間反応させ、チタンブラックにポリマーを付加した。グラフト処理後、更にシリコーンオイル(KF−96−2cs)100部を添加した。次いで、電気泳動黒粒子(ポリマー付加カーボンブラック)を含む分散液を遠心分離用沈降管に移し、遠心分離操作を行った後、電気泳動黒粒子をシリコーンオイルで洗浄するという一連の操作を3回実施した。
洗浄された電気泳動黒粒子をシリコーンオイルに分散させ、分散液の固形分濃度が35%の電気泳動粒子分散液57部を得た。電気泳動黒粒子の体積平均粒子径は560nmであった。電気泳動黒粒子のゼータ電位は−6.2mVであった。
一方、攪拌羽根を備えたセパラブルフラスコに、酸化チタン(石原産業社製「タイペーク(登録商標)CR60」)50部、3−メタクリロキシプロピルジメチルポリシロキサン(JNC製「サイラプレーン(登録商標)FM−0711」)、2−エチルヘキシルアクリレート及びγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(組成モル比80:15:5)からなるアクリル系ポリマー(質量平均分子量8,600)10部、ヘキサン100部を仕込み、超音波浴槽(BRANSON5210)に入れ、攪拌しながら、超音波分散を2時間行った。
分散処理後のセパラブルフラスコを90℃の温水槽に移し、溶剤を留去した。粉体状となったポリマー付加酸化チタンをフラスコから取り出し、バットに移した後、乾燥機を用いて150℃の温度条件で5時間加熱した。加熱後のポリマー付加酸化チタンをヘキサン100部に分散させ、遠心沈降器を用いて遠心分離し、電気泳動白粒子(ポリマー付加酸化チタン)をヘキサンで洗浄する操作を3回実施し、その後、電気泳動白粒子を100℃で乾燥させた。
また別のセパラブルフラスコに、洗浄処理された電気泳動白粒子50部をジメチルシリコーンオイル(信越化学工業製「KF−96−2cs」)50部に仕込み、超音波浴槽(BRANSON5210)に入れ、超音波分散処理を2時間行い、固形分濃度50%の電気泳動白粒子分散液100部を得た。この分散液に含まれる電気泳動白粒子の体積平均粒子径は530nmであった。電気泳動白粒子のゼータ電位は+3.9mVであった。
サンプルビンに、電気泳動黒粒子分散液18部、電気泳動白粒子分散液80部、シリコーンオイル(KF−96−2cs)2部を仕込み、充分に混合して、電気泳動分散液(A−3)を得た。電気泳動分散液(A−3)において、電気泳動黒粒子の濃度は6.3%、電気泳動白粒子の濃度は40%であった。
1-3. Electrophoretic dispersion (A-3)
In a separable flask equipped with a stirring blade, a thermometer, and a condenser tube, 3-methacryloxypropyldimethylpolysiloxane (“Jiraplan (registered trademark) FM-0711” manufactured by JNC), 2-ethylhexyl acrylate, γ-methacryloxypropyl 10 parts of an acrylic polymer (mass average molecular weight 5,300) composed of trimethoxysilane (composition molar ratio 80: 15: 5), 20 parts of titanium black ("Titanium Black 13M" manufactured by Mitsubishi Materials Corporation), dimethyl silicone oil (Shin-Etsu) 100 parts of “KF-96-2cs” manufactured by Kagaku Kogyo Co., Ltd. was charged, the separable flask was placed in an ultrasonic bath (BRANSON 5210), and dispersion treatment was performed for 3 hours.
The separable flask was transferred to an oil bath, heated to 150 ° C. with stirring, reacted at the same temperature for 5 hours, and a polymer was added to titanium black. After grafting, 100 parts of silicone oil (KF-96-2cs) was further added. Next, a series of operations of transferring the dispersion containing the electrophoretic black particles (polymer-added carbon black) to the sedimentation tube for centrifugation, performing the centrifugation operation, and washing the electrophoretic black particles with silicone oil three times. Carried out.
The washed electrophoretic black particles were dispersed in silicone oil to obtain 57 parts of electrophoretic particle dispersion having a solid content concentration of 35%. The volume average particle diameter of the electrophoretic black particles was 560 nm. The zeta potential of the electrophoretic black particles was -6.2 mV.
On the other hand, in a separable flask equipped with a stirring blade, 50 parts of titanium oxide (“Typaque (registered trademark) CR60” manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), 3-methacryloxypropyldimethylpolysiloxane (manufactured by JNC, “Shiraplane (registered trademark) FM) -0711 "), 10 parts of an acrylic polymer (mass average molecular weight 8,600) consisting of 2-ethylhexyl acrylate and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane (composition molar ratio 80: 15: 5) and 100 parts of hexane, It put into the ultrasonic bath (BRANSON5210), and ultrasonic dispersion was performed for 2 hours, stirring.
The separable flask after the dispersion treatment was transferred to a 90 ° C. hot water tank, and the solvent was distilled off. The powdered polymer-added titanium oxide was taken out of the flask, transferred to a vat, and then heated for 5 hours at 150 ° C. using a dryer. The operation of dispersing the polymer-added titanium oxide after heating in 100 parts of hexane, centrifuging using a centrifugal sedimentator, and washing the electrophoretic white particles (polymer-added titanium oxide) with hexane is performed three times. The electrophoretic white particles were dried at 100 ° C.
In another separable flask, 50 parts of washed electrophoretic white particles were charged in 50 parts of dimethyl silicone oil (“KF-96-2cs” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), placed in an ultrasonic bath (BRANSON 5210), The sonic dispersion treatment was performed for 2 hours to obtain 100 parts of an electrophoretic white particle dispersion having a solid concentration of 50%. The volume average particle diameter of the electrophoretic white particles contained in this dispersion was 530 nm. The zeta potential of the electrophoretic white particles was +3.9 mV.
A sample bottle is charged with 18 parts of an electrophoretic black particle dispersion, 80 parts of an electrophoretic white particle dispersion, and 2 parts of silicone oil (KF-96-2cs), mixed well, and electrophoretic dispersion (A-3). ) In the electrophoresis dispersion liquid (A-3), the concentration of the electrophoretic black particles was 6.3%, and the concentration of the electrophoretic white particles was 40%.
2.マイクロカプセル
合成例1
セパラブルフラスコに、メラミン8部、尿素8部、37%ホルムアルデヒド水溶液40部、25%アンモニア水2部を仕込み、攪拌しながら70℃で1時間反応させ、メラミン・尿素・ホルムアルデヒド初期縮合物の水溶液(B−1)を得た。前記水溶液の固形分濃度は53.1%であった。
2. Microcapsule Synthesis Example 1
A separable flask was charged with 8 parts of melamine, 8 parts of urea, 40 parts of 37% formaldehyde aqueous solution, and 2 parts of 25% aqueous ammonia, and allowed to react at 70 ° C. for 1 hour with stirring to obtain an aqueous solution of melamine / urea / formaldehyde initial condensate. (B-1) was obtained. The solid content concentration of the aqueous solution was 53.1%.
他の容器に、アラビアゴム20部を溶解した水溶液120部を仕込み、ディスパー(プライミクス社製「ROBOMIX(登録商標)」)攪拌下に、電気泳動分散液(A−1)100部を添加し、攪拌速度を調整してマイクロカプセル粒子前駆体の懸濁液を得た。なお、前記前駆体の粒子径は、光学顕微鏡を用いて目視で確認した。得られた懸濁液に水100部を添加し、濃度を調整した。 In another container, 120 parts of an aqueous solution in which 20 parts of gum arabic was dissolved was added, and 100 parts of electrophoretic dispersion (A-1) was added under stirring with a disper ("ROBOMIX (registered trademark)" manufactured by Primix). The suspension of the microcapsule particle precursor was obtained by adjusting the stirring speed. The particle diameter of the precursor was visually confirmed using an optical microscope. 100 parts of water was added to the obtained suspension to adjust the concentration.
得られた懸濁液を、温度計、冷却管を備えたセパラブルフラスコに投入し、攪拌しながら溶液を40度に昇温し、水溶液(B−1)48部を添加した。15分経過後、L−システイン2%の水溶液100部を、滴下ロートで5分間かけて滴下した。40℃で4時間攪拌した後、60℃に昇温して2時間熟成し、その後冷却することにより、アミノ樹脂を壁材とするマイクロカプセルを得た。目開き53μmのふるいで粗大カプセルを除去し、次いで、マイクロカプセルを大量の水で洗浄した。このようにして得られた電気泳動表示用マイクロカプセルの体積平均粒子径を、粒度分布測定器(ベックマン・コールター社製「Multisizer4」)を用いて測定した。この電気泳動表示用マイクロカプセルを吸引濾過し、電気泳動表示用マイクロカプセルペースト(C−1)を得た(不揮発分濃度は表1に記載)。このマイクロカプセルペースト(C−1)2部を、50℃に熱した熱風乾燥機により24時間乾燥させ、電気泳動表示用マイクロカプセルの粉体を得た。この粉体を、乾式自動密度計(島津製作所社製「アキュピックII1340」)を用いて電気泳動表示用マイクロカプセルの真比重を測定した。結果を表1に示す。 The obtained suspension was put into a separable flask equipped with a thermometer and a cooling tube, the temperature of the solution was raised to 40 degrees with stirring, and 48 parts of the aqueous solution (B-1) was added. After 15 minutes, 100 parts of an aqueous solution of 2% L-cysteine was added dropwise over 5 minutes with a dropping funnel. After stirring at 40 ° C. for 4 hours, the temperature was raised to 60 ° C., aged for 2 hours, and then cooled to obtain microcapsules having an amino resin as a wall material. The coarse capsule was removed with a sieve having an opening of 53 μm, and then the microcapsule was washed with a large amount of water. The volume average particle size of the microcapsules for electrophoretic display thus obtained was measured using a particle size distribution measuring device (“Multizer 4” manufactured by Beckman Coulter, Inc.). The microcapsules for electrophoretic display were subjected to suction filtration to obtain microcapsule paste (C-1) for electrophoretic display (nonvolatile content is listed in Table 1). 2 parts of this microcapsule paste (C-1) was dried for 24 hours with a hot air dryer heated to 50 ° C. to obtain a microcapsule powder for electrophoretic display. The true specific gravity of the microcapsules for electrophoretic display was measured for this powder using a dry automatic densimeter (“Accuic II 1340” manufactured by Shimadzu Corporation). The results are shown in Table 1.
合成例2〜合成例7
ディスパー(プライミクス社製「ROBOMIX」)の攪拌速度とふるいの目開きを表1に示したように変更すること以外は合成例1と同様の方法により、電気泳動表示用マイクロカプセルペーストを得た。結果を表1に示す。
Synthesis Example 2 to Synthesis Example 7
A microcapsule paste for electrophoretic display was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the stirring speed of the disper ("ROBOMIX" manufactured by PRIMIX Co., Ltd.) and the opening of the sieve were changed as shown in Table 1. The results are shown in Table 1.
3.バインダー液の調製
ポリウレタン樹脂水分散体あるいはアクリル樹脂水分散体に抵抗調整剤を添加し、バインダー液を調製した。抵抗調整剤の種類により、ポリウレタン系樹脂水分散体と混合する際に凝集等の問題が生じる場合は、pHを調整したり、溶剤や界面活性剤を少量添加する等して、当該問題を解消した。調製されたバインダー液の特性を表2に示す。
3. Preparation of binder liquid A resistance adjuster was added to an aqueous polyurethane resin dispersion or an acrylic resin aqueous dispersion to prepare a binder liquid. If problems such as agglomeration occur when mixing with a polyurethane resin aqueous dispersion, depending on the type of resistance adjuster, eliminate the problem by adjusting the pH or adding a small amount of solvent or surfactant. did. The properties of the prepared binder liquid are shown in Table 2.
4.塗料の調製
調製された電気泳動表示用マイクロカプセルペースト、バインダー液及び脱イオン水を用いて表3に記載するような組成を有する塗料を調製した。塗料は、混合機(シンキー社製「あわとり錬太郎(登録商標)AR−100」)を用いて、10分間混合することにより作製した。
4). Preparation of paint A paint having a composition as shown in Table 3 was prepared using the prepared microcapsule paste for electrophoretic display, a binder liquid and deionized water. The coating material was produced by mixing for 10 minutes using a mixer (“Shintaro Awatori (registered trademark) AR-100” manufactured by Shinky Corporation).
5.オーバーコート液の調製
ポリウレタン樹脂水分散体あるいはアクリル樹脂水分散体に、抵抗調整剤を添加し、オーバーコート液を調製した。バインダー樹脂の調製の場合と同様に、抵抗調整剤の種類により、ポリウレタン系樹脂水分散体と混合する際に凝集等の問題が生じる場合は、pHを調整したり、溶剤や界面活性剤を少量添加する等して、当該問題を解消した。調製されたオーバーコート液の特性を表4に示す。
5. Preparation of Overcoat Liquid A resistance adjuster was added to an aqueous polyurethane resin dispersion or an acrylic resin aqueous dispersion to prepare an overcoat liquid. As in the case of preparing the binder resin, depending on the type of resistance adjuster, if problems such as aggregation occur when mixing with the polyurethane resin aqueous dispersion, adjust the pH or add a small amount of solvent or surfactant. The problem was solved by adding it. Table 4 shows the characteristics of the prepared overcoat solution.
6.実施例及び比較例
スロットダイ方式の塗工装置として、卓上ダイコーター(伊藤忠マシンテクノス社製「卓ダイ」)、及びスロットダイ(ランド長30mm、ランドクリアランス0.02mm、吐出幅290mm、リップ長100μm)を用いた。基材としては、基材厚125μmのITO電極付PETフィルム(東レフィルム加工社製「ハイビーム(登録商標)NXC1」)を用いた。
前記塗工装置を用いて、当該基材上に塗料を塗工した。塗工速度を5mm/s、ギャップ長を100μmに調整し、塗工膜乾燥後にマイクロカプセルができるだけ1層に配列するよう、塗工時の湿潤膜厚をマイクロカプセルの粒子径に合わせた。すなわち、塗工時の湿潤膜厚が0.06〜0.08mmになるように装置を調整した。
塗料塗工後、塗工膜を充分に乾燥させた後、カプセルの塗工に使用した卓上ダイコーターを用いて、マイクロカプセルが塗工された塗工面上にオーバーコート液を塗工した。なお、比較例1及び2では、塗工したオーバーコート液が乾燥した後、更に、オーバーコート液を塗工し、オーバーコート層を厚くした。
オーバーコート液を充分に乾燥させて、塗工シートを得た。この塗工シートを用い、前述した方法により、各層の厚さを評価した。結果を表5〜6に示す。
6). Examples and Comparative Examples As a slot die type coating apparatus, a desktop die coater (“table die” manufactured by ITOCHU MACHINE TECHNOS), and a slot die (land length 30 mm, land clearance 0.02 mm, discharge width 290 mm, lip length 100 μm) ) Was used. As the substrate, a PET film with an ITO electrode having a substrate thickness of 125 μm (“High Beam (registered trademark) NXC1” manufactured by Toray Film Processing Co., Ltd.) was used.
The coating material was applied on the base material using the coating device. The coating speed was adjusted to 5 mm / s, the gap length was adjusted to 100 μm, and the wet film thickness at the time of coating was adjusted to the microcapsule particle size so that the microcapsules were arranged in one layer as much as possible after the coating film was dried. That is, the apparatus was adjusted so that the wet film thickness at the time of coating was 0.06 to 0.08 mm.
After coating the paint, the coating film was sufficiently dried, and then the overcoat solution was applied onto the coated surface on which the microcapsules were applied using the desktop die coater used for coating the capsule. In Comparative Examples 1 and 2, after the coated overcoat solution was dried, the overcoat solution was further applied to thicken the overcoat layer.
The overcoat solution was sufficiently dried to obtain a coated sheet. Using this coated sheet, the thickness of each layer was evaluated by the method described above. The results are shown in Tables 5-6.
さらに、得られた塗工シートから、一辺に塗料未塗布部分を残した状態で、塗布部分が縦×横=5cm×3cmとなるように切り出し、対向電極として縦×横=6cm×4cm、基材厚75μmのITO電極付PETフィルム(東レフィルム加工社製「ハイビーム(登録商標)NXC1」)を貼り合せ、任意の2箇所をセロテープ(登録商標)で留め、厚さ2mmのガラス板上にラミネート面が上方ロール側になるように置き、ラミネート装置(大成ラミナーター社製)を用い、ロール温度80℃、送り速度5cm/分、ラミネート圧力0.45MPaの条件で積層体をラミネートすることにより、電気泳動表示装置用シート(S−1)を作製した。得られた電気泳動表示装置用シートの特性を表5〜6に示す。 Further, from the obtained coated sheet, the coated portion was cut out in a state where the coating-uncoated portion was left on one side so that the vertical × horizontal = 5 cm × 3 cm, and the vertical / horizontal = 6 cm × 4 cm as a counter electrode, A 75 μm thick ITO electrode-attached PET film (“High Beam (registered trademark) NXC1” manufactured by Toray Film Processing Co., Ltd.) is bonded, and any two locations are fixed with cello tape (registered trademark), and laminated on a 2 mm thick glass plate. By placing the laminate so that the surface is on the upper roll side and laminating the laminate using a laminating apparatus (manufactured by Taisei Laminator) at a roll temperature of 80 ° C., a feed rate of 5 cm / min, and a laminating pressure of 0.45 MPa, A sheet for electrophoretic display (S-1) was produced. Tables 5 to 6 show the characteristics of the obtained sheet for electrophoretic display devices.
実施例1〜7で得られる電気泳動表示装置用シートは、バインダー層の体積抵抗率がオーバーコート層の体積抵抗率よりも高く、また、バインダー層の最大厚さが、前記マイクロカプセルの体積平均粒子径の60〜92%である。そのため、これらのシートはコントラスト8.0以上を発揮でき、加えて黒表示保持性が良好なものとなった。 In the sheets for electrophoretic display devices obtained in Examples 1 to 7, the volume resistivity of the binder layer is higher than the volume resistivity of the overcoat layer, and the maximum thickness of the binder layer is the volume average of the microcapsules. It is 60 to 92% of the particle diameter. Therefore, these sheets can exhibit a contrast of 8.0 or more, and in addition, the black display retention is good.
一方、比較例1では、オーバーコート層の厚さが40μm以上もあり、これはマイクロカプセルの粒子径の約2倍である。比較例1では、ITO付き電極を対電極として使用しているが、黒反射率の値は悪く、コントラストも低くなっている。この様なシートでは、表示電極としてセグメント電極や、TFTに代表されるようなドット電極を用いるときに、表示電極間においてリーク電流が発生し、マイクロカプセルに十分な電界が作用しない。そのため、この様なシートでは、表示性能が低く、電極間のエッジが不鮮明となって表示品質が低下することが懸念される。 On the other hand, in Comparative Example 1, the overcoat layer has a thickness of 40 μm or more, which is about twice the particle size of the microcapsules. In Comparative Example 1, an electrode with ITO is used as a counter electrode, but the value of black reflectance is poor and the contrast is low. In such a sheet, when a segment electrode or a dot electrode typified by TFT is used as the display electrode, a leak current is generated between the display electrodes, and a sufficient electric field does not act on the microcapsules. Therefore, with such a sheet, there is a concern that the display performance is low, the edges between the electrodes are unclear, and the display quality is degraded.
また、比較例2では、バインダー層の最大厚さが、前記マイクロカプセルの体積平均粒子径の60%を下回っている。そのため、オーバーコート層を塗工する際に、オーバーコート層がマイクロカプセル間の空隙を完全に充填出来ておらず、一部空隙が残っていると思われる。そのため、本比較例のシートは、マイクロカプセルに十分な電界を作用することができず、コントラスト、黒表示保持性の点で劣っている。 In Comparative Example 2, the maximum thickness of the binder layer is less than 60% of the volume average particle diameter of the microcapsules. For this reason, when the overcoat layer is applied, it seems that the overcoat layer cannot completely fill the gaps between the microcapsules, and a part of the gaps remain. Therefore, the sheet of this comparative example cannot exert a sufficient electric field on the microcapsules and is inferior in terms of contrast and black display retention.
比較例3では、バインダー層の厚さがマイクロカプセルの体積平均粒子径の92%を超え、またオーバーコート層が薄いため、バインダーコート層とオーバーコート層間で体積抵抗率差を設けたことによる表示性能向上効果が充分に発揮されていない。そのため、本比較例のシートは、コントラスト、黒表示保持性の点で劣っている。 In Comparative Example 3, since the thickness of the binder layer exceeds 92% of the volume average particle diameter of the microcapsules and the overcoat layer is thin, the display is due to the difference in volume resistivity between the binder coat layer and the overcoat layer. The performance improvement effect is not fully exhibited. Therefore, the sheet of this comparative example is inferior in terms of contrast and black display retention.
比較例4は、比較例2と同様にバインダー層の最大厚さが、前記マイクロカプセルの体積平均粒子径の60%を下回っている。そのため、本比較例のシートは、マイクロカプセルに十分な電界を作用することができず、コントラスト、黒表示保持性の点で劣っている。加えて、比較例4では、バインダー層の体積抵抗率が高いため、印加電圧15V、印加時間0.4秒の条件下では、マイクロカプセル内の電気泳動粒子を充分に泳動できていない。そのため、本比較例のシートは、コントラストが低く、黒表示保持性を示す値が極端に低くなっている。 In Comparative Example 4, as in Comparative Example 2, the maximum thickness of the binder layer is less than 60% of the volume average particle diameter of the microcapsules. Therefore, the sheet of this comparative example cannot exert a sufficient electric field on the microcapsules and is inferior in terms of contrast and black display retention. In addition, in Comparative Example 4, since the volume resistivity of the binder layer is high, the electrophoretic particles in the microcapsules cannot be sufficiently migrated under the conditions of an applied voltage of 15 V and an applied time of 0.4 seconds. For this reason, the sheet of this comparative example has a low contrast and an extremely low value indicating black display retention.
比較例5では、オーバーコート層の体積抵抗率がバインダー層の体積抵抗率よりも高くなっている。このような場合、理由は不明であるが、黒表示させたときに、反射率が急速に低下した後、徐々に反射率が下がっていくという現象が見られる。そのため、本比較例のシートは、コントラストが低く、黒表示保持性の悪いシートとなっている。また、バインダー層の体積抵抗率が低いためか、キックバック現象(電気泳動黒粒子がマイクロカプセル内壁に付着した後、カプセル内に逆電界が生じ、付着した黒粒子が剥がれ落ちる現象)が観察された。 In Comparative Example 5, the volume resistivity of the overcoat layer is higher than the volume resistivity of the binder layer. In such a case, the reason is unknown, but when black is displayed, a phenomenon is observed in which the reflectance gradually decreases after the reflectance rapidly decreases. Therefore, the sheet of this comparative example is a sheet with low contrast and poor black display retention. In addition, the kickback phenomenon (a phenomenon in which a reverse electric field occurs in the capsule after the electrophoretic black particles adhere to the inner wall of the microcapsule and the attached black particles fall off) is observed because the volume resistivity of the binder layer is low. It was.
1 電気泳動表示装置用シート
2 第一基材
3 バインダー層
4 オーバーコート層I
5 オーバーコート層II
6 マイクロカプセル
7 第二基材
1 Sheet for Electrophoretic Display 2 First Base Material 3 Binder Layer 4 Overcoat Layer I
5 Overcoat layer II
6 Microcapsules 7 Second base material
Claims (6)
前記バインダー層の体積抵抗率が、前記オーバーコート層の体積抵抗率よりも高く、
前記バインダー層の最大厚さが、前記マイクロカプセルの体積平均粒子径の60〜92%であることを特徴とする電気泳動表示装置用シート。 A first substrate, a microcapsule, a binder layer for fixing the microcapsule to the first substrate, an overcoat layer laminated on the binder layer, and a second substrate laminated on the overcoat layer An electrophoretic display device sheet comprising:
The volume resistivity of the binder layer is higher than the volume resistivity of the overcoat layer,
The electrophoretic display device sheet, wherein the binder layer has a maximum thickness of 60 to 92% of a volume average particle diameter of the microcapsules.
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