JP2015075542A - Method for manufacturing surface modified particle and method for manufacturing electrophoresis particle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面修飾粒子の製造方法および電気泳動粒子の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing surface-modified particles and a method for producing electrophoretic particles.
一般に、液体中に微粒子を分散させた分散系に電界を作用させると、微粒子は、クーロン力により液体中を移動(泳動)することが知られている。この現象を電気泳動といい、近年、この電気泳動を利用して、所望の情報(画像)を表示させるようにした電気泳動表示装置が新たな表示装置として注目を集めている。
この電気泳動表示装置は、電圧の印加を停止した状態での表示メモリー性や広視野角性を有することや、低消費電力で高コントラストの表示が可能であること等の特徴を備えている。
また、電気泳動表示装置は、非発光型表示デバイスであることから、ブラウン管のような発光型の表示デバイスに比べて、目に優しいという特徴も有している。
In general, it is known that when an electric field is applied to a dispersion system in which fine particles are dispersed in a liquid, the fine particles move (migrate) in the liquid by Coulomb force. This phenomenon is called electrophoresis. In recent years, an electrophoretic display device that displays desired information (image) using this electrophoresis has attracted attention as a new display device.
This electrophoretic display device has characteristics such as a display memory property and a wide viewing angle property in a state where voltage application is stopped, and a high-contrast display with low power consumption.
In addition, since the electrophoretic display device is a non-light emitting display device, it has a feature that it is easier on the eyes than a light emitting display device such as a cathode ray tube.
このような電気泳動表示装置では、電極を有する一対の基板間に、正または負に帯電した電気泳動粒子を分散媒中に分散させた分散系(電気泳動分散液)が封入され、一対の電極間に電圧を印加することで、電気泳動粒子を一方の基板側へ泳動させ、所望の画像を表示させる。
正または負に帯電した電気泳動粒子としては、一般的に、母粒子の表面に高分子を結合させてなる被覆層を備えるものが用いられ、このような被覆層(高分子)を備える構成とすることで、電気泳動分散液中において、電気泳動粒子を分散および帯電させることが可能となる。
In such an electrophoretic display device, a dispersion system (electrophoretic dispersion) in which positively or negatively charged electrophoretic particles are dispersed in a dispersion medium is sealed between a pair of substrates having electrodes, and the pair of electrodes By applying a voltage between the electrophoretic particles, the electrophoretic particles migrate to one substrate side, and a desired image is displayed.
As the electrophoretic particles charged positively or negatively, generally, those having a coating layer formed by bonding a polymer to the surface of the mother particle are used, and a configuration including such a coating layer (polymer) is used. By doing so, the electrophoretic particles can be dispersed and charged in the electrophoretic dispersion.
上述したような電気泳動粒子は、例えば、原子移動ラジカル重合(atom transfer radical polymerization :ATRP)を用いて、以下のようにして製造される。
まず、母粒子を用意し、この母粒子の表面に、重合開始基を有するシランカップリング剤を結合させる。次いで、この重合開始基を起点として、原子移動ラジカル重合によりモノマーを重合させることにより、母粒子の表面に高分子(ポリマー)を形成する。これにより、母粒子に分散性等の性質が付与され、電気泳動粒子が製造される(例えば、特許文献1参照。)。
The electrophoretic particles as described above are produced as follows using, for example, atom transfer radical polymerization (ATRP).
First, mother particles are prepared, and a silane coupling agent having a polymerization initiating group is bonded to the surface of the mother particles. Next, starting from this polymerization initiating group, a monomer is polymerized by atom transfer radical polymerization, thereby forming a polymer (polymer) on the surface of the mother particle. Thereby, properties such as dispersibility are imparted to the mother particles, and electrophoretic particles are produced (for example, see Patent Document 1).
上述したような原子移動ラジカル重合は、反応時間により重合度を比較的精密に制御することができるという利点があるため、母粒子に所望の分散性を付与し易い。
一方、反応系に添加したモノマーの全てが重合反応に供されるわけではなく、一部は未反応のまま残存する。特許文献1に記載された方法では、この未反応のまま残存するモノマーの量が比較的多いため、重合度を制御し難いという課題を抱えている。
本発明の目的の1つは、母粒子の表面に生成されるポリマーの重合度をより制御し易くする表面修飾粒子の製造方法、および所望の移動度を有する電気泳動粒子を容易に製造可能な電気泳動粒子の製造方法を提供することにある。
Atom transfer radical polymerization as described above has the advantage that the degree of polymerization can be controlled relatively accurately by the reaction time, and therefore it is easy to impart desired dispersibility to the mother particles.
On the other hand, not all of the monomers added to the reaction system are subjected to the polymerization reaction, and some remain unreacted. The method described in
One of the objects of the present invention is a method for producing surface-modified particles that make it easier to control the degree of polymerization of the polymer produced on the surface of the mother particles, and can easily produce electrophoretic particles having a desired mobility. The object is to provide a method for producing electrophoretic particles.
上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の表面修飾粒子の製造方法は、原子移動ラジカル重合により母粒子の表面にモノマーを結合させ、表面修飾粒子を製造する方法であって、
前記母粒子と前記モノマーと分散媒とを含む分散液を調製する分散液調製工程と、
前記分散液に対し、有機酸由来の陰イオンおよび有機塩基由来の陽イオンの少なくとも一方がイオン結合してなる塩を添加する塩添加工程と、
を有することを特徴とする。
これにより、母粒子の表面に生成されるポリマーの重合度をより制御し易くして、目的とする重合度のポリマーで母粒子の表面を修飾してなる表面修飾粒子を容易に製造することができる。
The above object is achieved by the present invention described below.
The method for producing surface-modified particles of the present invention is a method for producing surface-modified particles by bonding monomers to the surface of mother particles by atom transfer radical polymerization,
A dispersion preparation step of preparing a dispersion containing the mother particles, the monomer, and a dispersion medium;
A salt addition step of adding a salt formed by ion-bonding at least one of an anion derived from an organic acid and a cation derived from an organic base to the dispersion;
It is characterized by having.
As a result, the degree of polymerization of the polymer produced on the surface of the mother particles can be controlled more easily, and surface modified particles obtained by modifying the surface of the mother particles with a polymer having the desired degree of polymerization can be easily produced. it can.
本発明の表面修飾粒子の製造方法では、前記塩の添加量は、前記分散媒の0.1質量%以上10質量%以下であることが好ましい。
これにより、塩析効果を十分に発現させ、原子移動ラジカル重合の反応速度を十分に高めることができる。
本発明の表面修飾粒子の製造方法では、前記分散液の調製後、0.2時間以上5時間以下の間に前記塩を添加することが好ましい。
これにより、母粒子の周囲にモノマーが集まり易くなり、重合移動ラジカル重合の反応速度をより確実に高めることができる。
In the method for producing surface-modified particles of the present invention, the amount of the salt added is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less of the dispersion medium.
Thereby, the salting-out effect can be sufficiently exhibited, and the reaction rate of atom transfer radical polymerization can be sufficiently increased.
In the method for producing surface-modified particles of the present invention, it is preferable to add the salt within 0.2 hours to 5 hours after the preparation of the dispersion.
This makes it easier for monomers to collect around the mother particles, and the reaction rate of polymerization transfer radical polymerization can be more reliably increased.
本発明の表面修飾粒子の製造方法では、前記塩は、前記有機酸由来の陰イオンと前記有機塩基由来の陽イオンとがイオン結合してなるものであることが好ましい。
これにより、塩が分散媒に溶解したとき、有機酸由来の陰イオンや有機塩基由来の陽イオンが、比較的多くの水分子と結合(水和)し、塩析能力(水和力)が高くなると考えられる。このため、有機酸由来の陰イオンと有機塩基由来の陽イオンとがイオン結合してなる塩を用いることにより、分散液において塩析効果が特に高くなり、原子移動ラジカル重合の反応速度を特に高めることができる。
In the method for producing surface-modified particles of the present invention, the salt is preferably formed by ionic bonding of the anion derived from the organic acid and the cation derived from the organic base.
As a result, when the salt is dissolved in the dispersion medium, the anion derived from the organic acid and the cation derived from the organic base are combined (hydrated) with a relatively large number of water molecules, and the salting out ability (hydration power) is increased. It is thought to be higher. For this reason, by using a salt formed by ionic bonding of an anion derived from an organic acid and a cation derived from an organic base, the salting-out effect is particularly enhanced in the dispersion, and the reaction rate of atom transfer radical polymerization is particularly increased. be able to.
本発明の表面修飾粒子の製造方法では、前記有機酸由来の陰イオンは、酢酸イオンであることが好ましい。
これにより、陽イオンが有機塩基由来のものでなくても、分散液において塩析効果を特に高めることができ、原子移動ラジカル重合の反応速度を特に高めることができる。
本発明の表面修飾粒子の製造方法では、前記有機塩基由来の陽イオンは、アンモニウムイオンであることが好ましい。
これにより、陰イオンが有機酸由来のものでなくても、分散液において塩析効果を特に高めることができ、原子移動ラジカル重合の反応速度を特に高めることができる。
In the method for producing surface-modified particles of the present invention, the anion derived from the organic acid is preferably an acetate ion.
Thereby, even if the cation is not derived from an organic base, the salting-out effect can be particularly enhanced in the dispersion, and the reaction rate of atom transfer radical polymerization can be particularly increased.
In the method for producing surface-modified particles of the present invention, the cation derived from the organic base is preferably an ammonium ion.
Thereby, even if the anion is not derived from an organic acid, the salting-out effect can be particularly enhanced in the dispersion, and the reaction rate of atom transfer radical polymerization can be particularly increased.
本発明の電気泳動粒子の製造方法では、原子移動ラジカル重合により母粒子の表面にモノマーを結合させ、前記母粒子の表面を前記モノマーで修飾してなる電気泳動粒子を製造する方法であって、
前記母粒子と前記モノマーと分散媒とを含む分散液を調製する分散液調製工程と、
前記分散液に対し、有機酸由来の陰イオンおよび有機塩基由来の陽イオンの少なくとも一方がイオン結合してなる塩を添加する塩添加工程と、
を有することを特徴とする。
これにより、所望の移動度を有する電気泳動粒子を容易に製造することができる。
The method for producing electrophoretic particles of the present invention is a method for producing electrophoretic particles obtained by bonding a monomer to the surface of a mother particle by atom transfer radical polymerization, and modifying the surface of the mother particle with the monomer,
A dispersion preparation step of preparing a dispersion containing the mother particles, the monomer, and a dispersion medium;
A salt addition step of adding a salt formed by ion-bonding at least one of an anion derived from an organic acid and a cation derived from an organic base to the dispersion;
It is characterized by having.
Thereby, electrophoretic particles having a desired mobility can be easily produced.
以下、本発明の表面修飾粒子の製造方法および電気泳動粒子の製造方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
≪表示装置≫
まず、本発明の電気泳動粒子の製造方法により製造された電気泳動粒子を含む表示装置について説明する。
Hereinafter, the method for producing surface-modified particles and the method for producing electrophoretic particles of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
≪Display device≫
First, a display device including electrophoretic particles produced by the method for producing electrophoretic particles of the present invention will be described.
図1は、本発明の電気泳動粒子の製造方法により製造された電気泳動粒子を含む表示装置を示す断面図、図2は、図1に示す表示装置の平面図(上面図)、図3は、図1に示す表示装置の駆動を説明する断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図1、3中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。また、図1に示すように、表示装置の平面視にて互いに直交する2方向を「X方向」および「Y方向」とする。 1 is a cross-sectional view showing a display device including electrophoretic particles produced by the method for producing electrophoretic particles of the present invention, FIG. 2 is a plan view (top view) of the display device shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating driving of the display device illustrated in FIG. 1. In the following description, for convenience of explanation, the upper side in FIGS. 1 and 3 is described as “upper” and the lower side is described as “lower”. Further, as shown in FIG. 1, two directions orthogonal to each other in a plan view of the display device are referred to as “X direction” and “Y direction”.
図1に示す表示装置20は、粒子の泳動を利用して所望の画像を表示する電気泳動表示装置である。この表示装置20は、表示シート(フロントプレーン)21と、回路基板(バックプレーン)22とを有している。
図1に示すように、表示シート21は、平板状の基部1と基部1の下面に設けられた第1の電極3とを備える基板(電極基板)11と、基板11の下方に設けられ、電気泳動粒子70を含む分散液100が充填された表示層400とを有している。このような表示シート21では、基板11の上面が表示面111を構成している。
A
As shown in FIG. 1, the
一方、回路基板22は、平板状の基部2と基部2の上面に設けられた複数の第2の電極4とを備える基板12と、この基板12に設けられた図示しない電気回路とを有している。
この電気回路は、例えば、マトリックス状に配列されたTFT(スイッチング素子)と、TFTに対応して形成されたゲート線およびデータ線と、ゲート線に所望の電圧を印加するゲートドライバーと、データ線に所望の電圧を印加するデータドライバーと、ゲートドライバーとデータドライバーの駆動を制御する制御部と、を有している。
On the other hand, the
This electric circuit includes, for example, TFTs (switching elements) arranged in a matrix, gate lines and data lines formed corresponding to the TFTs, a gate driver that applies a desired voltage to the gate lines, and data lines A data driver for applying a desired voltage to the gate driver, and a gate driver and a controller for controlling the driving of the data driver.
以下、各部の構成について順次説明する。
(基板)
基部1および基部2は、それぞれシート状(平板状)の部材で構成され、これらの間に配置される各部材を支持および保護する機能を有する。各基部1、2は、それぞれ可撓性を有するもの、硬質なもののいずれであってもよいが、可撓性を有するものであるのが好ましい。可撓性を有する基部1、2を用いることにより、可撓性を有する表示装置20、すなわち、例えば電子ペーパーを構築する上で有用な表示装置20を得ることができる。
Hereinafter, the structure of each part is demonstrated sequentially.
(substrate)
The
これらの基部1、2の表示層400側の面、すなわち、基部1の下面および基部2の上面に、それぞれ膜状をなす第1の電極3および第2の電極4が設けられている。本実施形態では、第1の電極3が共通電極とされ、第2の電極4が、X方向およびY方向に沿って並ぶように分割された個別電極(TFTに接続された画素電極)とされている。表示装置20では、1つの第2の電極4と第1の電極3とが重なり合う領域が1つの画素を構成している。
A film-like
ここで、各基部1、2および各電極3、4のうち、表示面111側に配置される基部および電極は、それぞれ光透過性を有するもの、すなわち、実質的に透明(無色透明、有色透明または半透明)とされる。本実施形態では、基板11の上面が表示面111を構成するため、少なくとも基部1および第1の電極3は、実質的に透明とされる。これにより、表示装置20に表示された画像を表示面111側から目視により容易に認識することができる。
Here, among the
(封止部)
基板11と基板12との間には、それらの縁部に沿って封止部(シール部)5が設けられている。この封止部5により、表示層400が気密的に封止されている。その結果、表示装置20内への水分の浸入を防止して、表示装置20の表示性能の劣化をより確実に防止することができる。
(Sealing part)
Between the board |
(壁部)
図1に示すように、表示層400は、その外縁を囲うように設けられた壁部(隔壁)91と、基板11、基板12および壁部91で画成された空間(分散液封入空間)101と、空間101内に充填された分散液100と、を有している。
なお、本実施形態では、壁部91の横断面形状が、幅が基板12から基板11側へ向かって漸減するテーパー状をなしているが、かかる形状に限定されず、例えば矩形(長方形)であってもよい。
また、壁部91の横断面形状は、全体にわたって一定でなくてもよく、一部異なる形状であってもよい。
(Wall)
As shown in FIG. 1, the
In the present embodiment, the cross-sectional shape of the
Moreover, the cross-sectional shape of the
(分散液)
分散液100(電気泳動分散液)は、分散媒7と、分散媒7中に分散された電気泳動粒子70と、を含んでいる。
電気泳動粒子70は、正または負に帯電し、分散媒7が呈する色と異なる色を呈している。
(Dispersion)
The dispersion liquid 100 (electrophoretic dispersion liquid) includes the
The
電気泳動粒子70が呈する色は、分散媒7が呈する色と異なる色であれば特に限定されないが、例えば分散媒7が呈する色が淡色または白色である場合には、濃色または黒色であるのが好ましく、反対に、分散媒7が呈する色が濃色または黒色である場合には、淡色または白色であるのが好ましい。これにより、電気泳動粒子70と分散媒7とで明度差が大きくなるため、例えば電気泳動粒子70が局所的に集合した場合、その領域とそれに隣接する領域(分散媒7で占められている領域)との明度差も大きくなるため、電気泳動粒子70の集合領域を制御することによってコントラストの高い表示が可能になる。なお、電気泳動粒子70については、後に詳述する。
The color exhibited by the
((分散媒))
分散媒7としては、沸点が100℃以上と高く、かつ比較的高い絶縁性を有するものが好ましく用いられる。かかる分散媒7としては、例えば、各種水(例えば、蒸留水、純水等)、ブタノールやグリセリン等のアルコール類、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類、酢酸ブチル等のエステル類、ジブチルケトン等のケトン類、ペンタン等の脂肪族炭化水素類(流動パラフィン)、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素類、キシレン等の芳香族炭化水素類、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素類、ピリジン等の芳香族複素環類、アセトニトリル等のニトリル類、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類、カルボン酸塩、シリコーンオイルまたはその他の各種油類等が挙げられ、これらを単独または混合物として用いることができる。
((Dispersion medium))
As the
中でも、分散媒7としては、脂肪族炭化水素類(流動パラフィン)またはシリコーンオイルを主成分とするものが好ましい。流動パラフィンまたはシリコーンオイルを主成分とする分散媒7は、電気泳動粒子70の凝集抑制効果が高いことから、表示装置20の表示性能が経時的に劣化するのを抑制することができる。また、流動パラフィンまたはシリコーンオイルは、不飽和結合を有しないため耐候性に優れ、さらに安全性も高いという利点を有している。
Among these, as the
また、分散媒7としては、比誘電率が1.5以上3以下であるものが好ましく用いられ、1.7以上2.8以下であるものがより好ましく用いられる。このような分散媒7は、重合度が比較的大きいポリマーが結合してなる電気泳動粒子70の分散性に優れるとともに、電気絶縁性も良好である。このため、消費電力が小さく、コントラストの高い表示が可能な表示装置20の実現に寄与する。なお、この誘電率の値は、50Hzにおいて測定された値であり、かつ、含有する水分量が50ppm以下、温度25℃である分散媒7について測定された値である。
Moreover, as the
((電気泳動粒子))
以下、分散液100に含まれる電気泳動粒子70について詳述する。
図4は、図1に示す表示装置に用いられる電気泳動粒子を模式的に示す断面図である。また、図5は、図4に示す電気泳動粒子の部分拡大図である。
図4に示すように、電気泳動粒子70は、コア粒子71(母粒子)と、コア粒子71の表面に結合されたポリマー72と、を有する。
((Electrophoretic particles))
Hereinafter, the
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing electrophoretic particles used in the display device shown in FIG. FIG. 5 is a partially enlarged view of the electrophoretic particles shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the
このような電気泳動粒子70は、ポリマー72が分散媒7に対する親和性を示すことを利用して、分散媒7に対して高い分散性を有する。また、ポリマー72を備えていることにより、電気泳動粒子70同士の著しい接近が抑制されるため、電気泳動粒子70の凝集が抑制される。これにより、電気泳動粒子70の泳動抵抗が減少し、より弱い電界下でも十分な電気泳動が可能になる。その結果、少ない消費電力で高い応答性を示す表示装置が得られる。また、表示における高いコントラストと少ない表示ムラとを実現することができる。
Such
なお、分散媒7には、必要に応じて分散剤が添加されていてもよいが、その場合であっても、コア粒子71の表面にポリマー72が結合していることにより、分散媒7中に添加される分散剤の添加量を少なくすることができるので、第1の電極3と第2の電極4との間の絶縁性の低下を抑制することができる。かかる分散剤としては、例えば、ポリアミドアミンとその塩、塩基性官能基変性ポリウレタン、塩基性官能基変性ポリエステル、塩基性官能基変性ポリ(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルカノールアミン、ポリアクリルアミド等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上の混合物が用いられる。
分散剤の添加量は、分散媒7の0.3質量%以下であるのが好ましく、0.1質量%以下であるのがより好ましい。分散剤の添加量を前記範囲内に抑えることで、分散剤を添加したとしても、第1の電極3と第2の電極4との間の絶縁性の低下を最小限に抑えることができる。
In addition, a dispersing agent may be added to the
The addition amount of the dispersant is preferably 0.3% by mass or less, and more preferably 0.1% by mass or less of the
以下、電気泳動粒子70を構成する各部を順次詳細に説明する。
まず、コア粒子71について説明する。
コア粒子71には、特に限定されないが、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化クロム、酸化ジルコニウム等の酸化物系粒子や、窒化ケイ素、窒化チタン等の窒化物系粒子、硫化亜鉛等の硫化物系粒子、硼化チタン等の硼化物系粒子、クロム酸ストロンチウム、アルミン酸コバルト、亜クロム銅、ウルトラマリン等の無機顔料粒子、アゾ系、キナクリドン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、ペリレン系等の有機顔料粒子等を用いることができる。また、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、尿素系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリスチレン、ポリエステル等で構成された樹脂粒子の表面に顔料を塗布した複合粒子を用いることもできる。
Hereinafter, each part which comprises the
First, the
The
また、コア粒子71としては、後述するポリマー72との結合性を考慮すると、表面に水酸基が存在するものが好ましく、この点から無機材料で構成された粒子が好ましく用いられる。
また、コア粒子71の平均粒子径は、特に限定されないが、好ましくは10nm以上500nm以下、より好ましくは20nm以上300nm以下である。コア粒子71の平均粒子径を前記範囲内に設定することにより、電気泳動粒子70による十分な色度の表示と電気泳動粒子70の速やかな電気泳動とを両立することができる。その結果、表示における高コントラストと高い応答速度とを両立することができる。
The
The average particle size of the
また、コア粒子71の平均粒子径を前記範囲内に設定することにより、電気泳動粒子70の沈降や泳動速度のバラツキを抑え、表示ムラや表示不良の発生を抑制することができる。
なお、コア粒子71の平均粒子径は、動的光散乱式粒度分布測定装置(例えば、製品名:LB−500、(株)堀場製作所製)で測定した体積平均粒子径を意味する。
In addition, by setting the average particle diameter of the
In addition, the average particle diameter of the
また、本実施形態では、分散液100中にコア粒子71が1種類含まれている場合について説明したが、複数種のコア粒子71が含まれていてもよい。この場合、例えば、白色と黒色、あるいは、淡色と濃色、といった明度や色度が大きく異なる組み合わせで複数種のコア粒子71を選択することで、よりコントラストに優れた表示が可能になる。また、複数種のコア粒子71を用いる場合、コア粒子71同士の間で、ポリマー72の種類や導入量等が同じであってもよいし異なっていてもよい。
In the present embodiment, the case where one type of
次に、ポリマー72について説明する。
ポリマー72は、モノマーが原子移動ラジカル重合によりコア粒子71の表面に重合してなるものである。
このようなポリマー72は、その分子構造が直鎖状のものであっても、分枝状のものであってもよい。
このうち、直鎖状の分子構造を有するポリマー72の場合、コア粒子71の表面に結合させる際の難易度がやや高いものの、分散媒7に対して比較的高い親和性を示すことができる。このため、分散性に優れた電気泳動粒子70を得ることができる。
Next, the
The
Such a
Among these, in the case of the
一方、分枝状の分子構造を有するポリマー72の場合、同様に分枝状の分子構造を有する分散媒7に対して比較的高い親和性を示すことができる。このため、このような分散媒7に対して高い分散性を示す電気泳動粒子70が得られる。
また、分散媒7には、比較的極性が低いもの(非極性または低極性)が多く用いられる。一方、ポリマー72についても、側鎖の構造によって若干異なることもあるが、比較的極性が低くなり易い。したがって、このようなポリマー72を含む電気泳動粒子70は、分散媒7に対して良好な分散性を示す。
On the other hand, the
Further, as the
本実施形態に係るポリマー72は、図5に示すように、コア粒子71の表面に結合し得る反応性官能基に由来する官能基由来構造721aと、重合開始基を有する化合物に由来する重合開始基由来構造721bと、を含む第1の構造721と、原子移動ラジカル重合によりモノマーが重合してなるモノマー重合部に由来した第2の構造722と、重合開始基から外れ出たハロゲン原子723とで構成されている。
このうち、第1の構造721は、コア粒子71の表面に対して共有結合により固定されているのが好ましい。これにより、コア粒子71に対してポリマー72をより強固に結合させることができる。
As shown in FIG. 5, the
Among these, it is preferable that the
官能基由来構造721aは、例えば、コア粒子71の表面と反応し得る加水分解性基と反応性官能基とを有する化合物(各種カップリング剤等)を、コア粒子71の表面に結合させてなる構造であり、重合開始基由来構造721bは、例えば、官能基由来構造721aの反応性官能基と反応し得る反応性官能基と重合開始基とを有する化合物を、官能基由来構造721aに反応させてなる構造が挙げられる。
The functional group-derived
なお、重合開始基は、ハロゲン原子723が外れることによってラジカルを生成する。このラジカルは、モノマーと反応し、重合開始基由来構造721bにモノマーが結合する。その後、ハロゲン原子723は、この結合したモノマーの先端に結合し、別のモノマーの反応点となる。したがって、第2の構造722の先端には、最終的にハロゲン原子723が結合することとなる。
また、加水分解性基と重合開始基の双方を有する化合物(各種カップリング剤等)を用いることで、より簡単に第1の構造721を形成することができる。
The polymerization initiating group generates a radical when the
Moreover, the
ポリマー72は、主骨格と、この主骨格に結合した末端基および側鎖と、を有する有機基である。
このうち、主骨格は、例えば炭素−炭素結合、炭素−酸素結合、シロキサン結合、その他の結合等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上が混在したものとされる。その他の結合には、例えば二重結合または三重結合のような不飽和結合等が含まれていてもよい。
The
Among these, examples of the main skeleton include a carbon-carbon bond, a carbon-oxygen bond, a siloxane bond, and other bonds, and one or more of these are mixed. Other bonds may include, for example, an unsaturated bond such as a double bond or a triple bond.
ポリマー72の総炭素数は、特に限定されないが、45以上5000以下程度であるのが好ましく、80以上1200以下程度であるのがより好ましい。
これにより、ポリマー72同士が絡まり合うのを抑制しつつ、電気泳動粒子70に十分な分散性を付与することができる。なお、総炭素数が前記下限値を下回ると、ポリマー72の導入量にもよるが、電気泳動粒子70に十分な分散性を付与することが難しくなるおそれがある。一方、総炭素数が前記上限値を上回ると、ポリマー72の導入量にもよるが、ポリマー72同士が絡まり合い、電気泳動粒子70同士が凝集するおそれがある。また、コア粒子71の表面にポリマー72を導入するのが困難になるおそれがある。
The total number of carbon atoms of the
Thereby, sufficient dispersibility can be imparted to the
また、末端および側鎖は、極性の低い置換基で構成されていてもよい。これにより、分散媒7に対して主骨格がより相溶し、伸張し易くなるため、電気泳動粒子70の分散性をより高めることができる。具体的な置換基としては、例えばアルキル基のような飽和炭化水素基等が挙げられる。このような効果は、非極性または低極性の分散媒7に対して特に有効である。
Moreover, the terminal and the side chain may be composed of a substituent having low polarity. As a result, the main skeleton is more compatible with the
ポリマー72の重量平均分子量は、600以上70000以下程度であるのが好ましく、1000以上18000以下程度であるのがより好ましい。
かかる重量平均分子量を前記範囲内に設定することで、ポリマー72の分子構造の長さが最適化され、電気泳動粒子70の分散媒7に対する高い分散性と電気泳動における高い移動度とを両立させることができる。
なお、ポリマー72の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて測定された、ポリスチレン換算重量平均分子量である。
The weight average molecular weight of the
By setting the weight average molecular weight within the above range, the length of the molecular structure of the
In addition, the weight average molecular weight of the
また、コア粒子71の表面においてポリマー72が結合している領域の占有率(被覆率)は、0.05%以上20%以下であるのが好ましく、0.1%以上10%以下であるのがより好ましく、0.2%以上5%以下であるのがさらに好ましい。かかる領域の占有率を前記範囲内に設定することにより、主にポリマー72に起因する分散性と、主にポリマー72が結合していない領域に起因する帯電特性と、をより高度に両立させることができる。これにより、例えば分散液100が置かれる温度が大きく変化するような環境下、あるいは、電界の強さが小さい環境下においても、分散性と帯電特性との両立を図ることができ、表示装置20において良好な表示が可能になる。また、占有率を前記範囲内に設定することにより、電気泳動粒子70同士の分散性および帯電特性におけるバラツキが抑えられる。このため、電界印加時の電気泳動粒子70の挙動が揃い易くなり、いわゆる表示ムラの発生を抑えることができる。
なお、かかる領域の占有率が前記下限値を下回る場合は、分散性が低下し、分散液100が置かれる環境によっては電気泳動粒子70が凝集してしまうおそれがある。一方、かかる領域の占有率が前記上限値を上回る場合は、コア粒子71の種類によっては、帯電特性が低下するおそれがある。
Further, the occupation ratio (coverage) of the region where the
In addition, when the occupation rate of this area | region is less than the said lower limit, dispersibility falls and there exists a possibility that the
ここで、コア粒子71の表面においてポリマー72が結合している領域の占有率(被覆率)[%]は、ポリマー72の分子1つがコア粒子71の表面において占める面積を「単位面積」とし、コア粒子71の表面に結合したポリマー72の分子の数を「分子数」としたとき、下記式により求められる。
占有率(被覆率)=(単位面積×分子数)/(コア粒子の表面積)×100
ここで、「単位面積」は、ポリマー72の分子構造から計算により求めることができる。
Here, the occupation rate (coverage) [%] of the region where the
Occupancy (coverage) = (unit area × number of molecules) / (surface area of core particle) × 100
Here, the “unit area” can be determined from the molecular structure of the
また、「分子数」は、コア粒子1つ当たりに結合したポリマー72の質量[g]と、ポリマー72の分子量[g/mol]と、1モルあたりの分子数6.02×1023[個/mol]とから計算により求めることができる。
なお、コア粒子71の存在量を100質量部としたとき、ポリマー72の存在量は0.1質量部以上5質量部以下であるのが好ましく、0.5質量部以上4質量部以下であるのがより好ましい。これにより、コア粒子71の表面においてポリマー72が結合している領域の占有率を前述した範囲内に確実に収めることができるため、上述したような効果が確実に発揮される。具体的には、分散性と帯電特性とをより高度に両立するとともに、表示ムラの発生をより確実に抑えることができる。
また、コア粒子71の表面には、必要に応じてポリマー72以外の分子が導入されていてもよい。かかる分子としては、例えば、解離等により帯電し得る帯電基等が挙げられる。帯電基を導入することにより、コア粒子71の帯電特性を自在に制御することができ、電気泳動粒子70の電気泳動における移動度をより高めることができる。
The “number of molecules” is the mass [g] of the
When the abundance of the
In addition, molecules other than the
以上のようなポリマー72は、コア粒子71の表面に対して共有結合により導入されているのが好ましい。これにより、ポリマー72がコア粒子71の表面から離脱するのをより確実に防止することができる。このため、電気泳動粒子70の帯電状態を、長期にわたって維持することができる。
なお、上記の説明では、本発明により製造された表面修飾粒子を電気泳動粒子に適用した例について説明したが、本発明は電気泳動粒子以外のものにも適用可能である。電気泳動粒子以外の表面修飾粒子としては、各種フィラー、各種構造改質材、各種光機能コーティング材、各種電磁波遮蔽材料、各種二次電池用材料、各種蛍光材料、各種電子部品材料、各種磁気記録材料、各種塗料、各種研磨材料、各種医薬品、各種化粧品等が挙げられる。
The
In the above description, the example in which the surface-modified particles produced according to the present invention are applied to the electrophoretic particles has been described, but the present invention is also applicable to other than the electrophoretic particles. Surface modified particles other than electrophoretic particles include various fillers, various structural modifiers, various optical functional coating materials, various electromagnetic shielding materials, various secondary battery materials, various fluorescent materials, various electronic component materials, and various magnetic recordings. Examples include materials, various paints, various polishing materials, various pharmaceuticals, and various cosmetics.
以上、表示装置20の構成について説明したが、このような表示装置20は、例えば次のようにして駆動する。なお、以下の説明では、図1に示す複数の第2の電極4のうち、1つに対して電圧を印加した場合について説明する。また、以下の説明においては、電気泳動粒子70が正に帯電しているものとする。
第1の電極3と第2の電極4との間に、第2の電極4が負電位となる電圧を印加すると、当該電圧印加により発生した電界が表示層400中の電気泳動粒子70に作用する。すると、電気泳動粒子70が第2の電極4側に泳動して集まる。これにより、図3(a)に示すように、表示面111には主に分散媒7が呈する色が表示される。
一方、第2の電極4が正電位となる電圧を印加すると、当該電圧印加により発生した電界が表示層400中の電気泳動粒子70に作用する。すると、電気泳動粒子70が第1の電極3側に泳動して集まる。これにより、図3(b)に示すように、表示面111には主に電気泳動粒子70が呈する色が表示される。
While the configuration of the
When a voltage at which the
On the other hand, when a voltage at which the
以上のような電気泳動粒子70の駆動を画素ごと(第2の電極4ごと)に行うことにより、表示面111には所望の画像を表示することができる。
このように、表示装置20では、電界の向きに応じて電気泳動粒子70を泳動させ、それによって生じる色度や明度の差により画像表示を行う。この際、良好な画像表示を行うためには、複数の電気泳動粒子70が分散媒7中において互いに凝集することなく安定的に存在するとともに、電界が発生したときには速やかに泳動することが必要となる。
By driving the
As described above, in the
≪電気泳動粒子の製造方法≫
次に、本発明の表面修飾粒子の製造方法の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、表面修飾粒子の一例として電気泳動粒子を製造する例(本発明の電気泳動粒子の製造方法の実施形態)について説明する。
図6は、本発明の電気泳動粒子の製造方法の実施形態を説明するための概略図である。なお、図6では、重合開始基から外れ出たハロゲン原子の図示を省略している。
≪Method for producing electrophoretic particles≫
Next, an embodiment of a method for producing surface-modified particles of the present invention will be described. In the following description, an example in which electrophoretic particles are produced as an example of surface-modified particles (an embodiment of the method for producing electrophoretic particles of the present invention) will be described.
FIG. 6 is a schematic view for explaining an embodiment of the method for producing electrophoretic particles of the present invention. In FIG. 6, the illustration of halogen atoms that have deviated from the polymerization initiating group is omitted.
電気泳動粒子70の製造方法は、原子移動ラジカル重合(ATRP)によりコア粒子71の表面にモノマー81を結合させる方法であって、コア粒子71とモノマー81と分散媒82とを含む分散液8を調製する分散液調製工程と、分散液8に対し、有機酸由来の陰イオンおよび有機塩基由来の陽イオンの少なくとも一方がイオン結合してなる塩83を添加する塩添加工程と、を有する。以下、各工程について説明する。
The method for producing the
[1]分散液調製工程
まず、図6(a)に示すように、コア粒子71とモノマー81と触媒と分散媒82とを含む分散液8を調製する。
(コア粒子)
このうち、コア粒子71には、前述したような粒子を用いることができるが、コア粒子71の表面状態によっては、水酸基やその他の官能基が露出している場合がある。これらの水酸基や官能基に対して、重合開始基を有する化合物(カップリング剤)を導入する。これにより、原子移動ラジカル重合の起点を形成することができる。
また、コア粒子71の表面に水酸基やその他の官能基が露出していない場合には、必要に応じて、プラズマ処理、コロナ処理、溶媒による表面処理、界面活性剤による表面処理等を施すことにより、水酸基や官能基を導入することができる。
[1] Dispersion Preparation Step First, as shown in FIG. 6A, a
(Core particles)
Among these, as the
In addition, when hydroxyl groups and other functional groups are not exposed on the surface of the
重合開始基を有する化合物は、重合開始基と、加水分解性基や反応性官能基と、を有する化合物であれば、いかなるものでもよい。加水分解性基や反応性官能基が、コア粒子71の表面に露出した水酸基や官能基と結合することにより、図6(a)に示すように重合開始基711をコア粒子71の表面に固定することができる。
重合開始基711は、原子移動ラジカル重合における重合の起点になり得るものであり、重合開始基711を用いることにより、リビングラジカル重合をより効率よく進行させることができる。
The compound having a polymerization initiating group may be any compound as long as it has a polymerization initiating group and a hydrolyzable group or reactive functional group. A hydrolyzable group or a reactive functional group is bonded to a hydroxyl group or a functional group exposed on the surface of the
The
原子移動ラジカル重合により重合する重合開始基としては、例えば、有機ハロゲン化物およびハロゲン化スルホニル化合物に由来するものが挙げられ、有機ハロゲン化物に由来するものとしては、下記一般式(1)で表わされるベンジル誘導体を備えるもの、下記一般式(2)で表わされるα−ハロエステル基を備えるもの、および下記一般式(3)で表わされるα−ハロアミド基を備えるものが挙げられる。さらに、ハロゲン化スルホニル化合物に由来するものとしては、下記一般式(4)で表わされるものが挙げられる。 Examples of the polymerization initiating group that is polymerized by atom transfer radical polymerization include those derived from organic halides and sulfonyl halide compounds, and those derived from organic halides are represented by the following general formula (1). Those having a benzyl derivative, those having an α-haloester group represented by the following general formula (2), and those having an α-haloamide group represented by the following general formula (3) can be mentioned. Furthermore, what is represented by the following general formula (4) is mentioned as what originates in a halogenated sulfonyl compound.
上述したような重合開始基を有する化合物が、例えばシラン系カップリング剤である場合、その化合物を下記一般式(5)で表すことができる。
When the compound having a polymerization initiating group as described above is, for example, a silane coupling agent, the compound can be represented by the following general formula (5).
このような重合開始基Aを有するシラン系カップリング剤は、重合開始基を有さないシラン系カップリング剤に重合開始基を導入することで得られる。
重合開始基を有さないシラン系カップリング剤としては、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、ビニルトリフェノキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、p−スチリルトリエトキシシラン、p−スチリルトリフェノキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリフェノキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリフェノキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、アリルトリフェノキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、n−デシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン等が挙げられ、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。
なお、重合開始基を有する化合物は、シラン系カップリング剤に限定されず、チタン系カップリング剤であってもよく、シリコーンオイル由来の化合物等であってもよい。
Such a silane coupling agent having a polymerization initiating group A can be obtained by introducing a polymerization initiating group into a silane coupling agent having no polymerization initiating group.
Examples of silane coupling agents having no polymerization initiating group include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriphenoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, p-styryltriethoxysilane, and p-styryltri. Phenoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltriphenoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3- Methacryloxypropyltriphenoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimeth Sisilane, allyltrimethoxysilane, allyltriethoxysilane, allyltriphenoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane , N-hexyltriethoxysilane, n-octyltriethoxysilane, n-decyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, etc., and one or more of these may be used in combination Can do.
The compound having a polymerization initiating group is not limited to a silane coupling agent, and may be a titanium coupling agent or a compound derived from silicone oil.
以上のような化合物を用いることにより、コア粒子71の表面に重合開始基を導入することができる。
具体的には、上記一般式(5)で表されるシラン系カップリング剤が有する加水分解性基Zは、コア粒子71の表面の水酸基と加水分解反応を生じるとともに、脱水縮合反応を生じ、図7に示すように、−Si−O−の結合の共有結合を生成する。これにより、重合開始基は、共有結合によりコア粒子71の表面に対して確実に固定される。
By using such a compound, a polymerization initiating group can be introduced on the surface of the
Specifically, the hydrolyzable group Z included in the silane coupling agent represented by the general formula (5) causes a hydrolysis reaction with a hydroxyl group on the surface of the
(モノマー)
このようにして導入された重合開始基711を起点にして、原子移動ラジカル重合によりモノマー81が重合する。
モノマー81は、原子移動ラジカル重合により重合し得る重合基を有しており、電気泳動粒子70に付与する特性に基づいて、非イオン性モノマー、陽イオン性モノマーおよび陰イオン性モノマーに分類される。なお、モノマー81が有する重合基としては、例えば、ビニル基、スチリル基、(メタ)アクリロイル基のような炭素−炭素二重結合を含むものが挙げられる。
(monomer)
From the
The
モノマー81として、非イオン性モノマーを含むものを用いた場合、原子移動ラジカル重合により形成されたモノマー重合部は、分散液100に含まれる分散媒7に対して優れた親和性を示すものとなる。そのため、分散液100中における分散性に優れた電気泳動粒子70が得られる。
このような非イオン性モノマーとしては、例えば、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、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、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロ(メタ)アクリレート等のアクリル系モノマー、スチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−エチルスチレン、3−エチルスチレン、4−エチルスチレン、2−プロピルスチレン、3−プロピルスチレン、4−プロピルスチレン、2−イソプロピルスチレン、3−イソプロピルスチレン、4−イソプロピルスチレン、4−tert−ブチルスチレン等のスチレン系モノマーが挙げられる。
なお、原子移動ラジカル重合によれば、モノマー81の重合度を比較的容易にかつ厳密に制御することができる。したがって、長さを高精度に制御されたモノマー重合部が得られる。その結果、電気泳動粒子70の分散性をより細かく制御することができる。すなわち、分散性が高く、かつ凝集し難い電気泳動粒子70が得られる。
When a
Examples of such nonionic monomers include 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, lauryl ( Acrylic monomers such as meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, isostearyl (meth) acrylate, isobonyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, pentafluoro (meth) acrylate, styrene, 2 -Methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2-ethylstyrene, 3-ethylstyrene, 4-ethylstyrene, 2-propylstyrene, 3-propylstyrene, 4-propylstyrene, 2-isopropyl Pirusuchiren, 3-isopropyl styrene, 4-isopropyl styrene, and styrene-based monomers such as 4-tert-butylstyrene.
In addition, according to atom transfer radical polymerization, the degree of polymerization of the
モノマー81の添加量は、形成しようとするポリマー72の長さ(重合度)に応じて適宜設定されるものであり、限定されるものではないが、コア粒子71の添加量の0.01質量%以上20質量%以下程度であるのが好ましく、0.05質量%以上15質量%以下程度であるのがより好ましい。モノマー81の添加量を前記範囲内に設定することで、原子移動ラジカル重合の反応速度を十分に高めることができる。なお、モノマー81の量が前記下限値を下回ると、モノマー81の組成やコア粒子71の添加量によっては、原子移動ラジカル重合の反応速度を十分に高めることができないおそれがある。一方、モノマー81の量が前記上限値を上回ると、モノマー81の組成やコア粒子71の添加量によっては、分散液の流動性が低下し、それによってモノマー81の移動し易さも低下することから、やはり原子移動ラジカル重合の反応速度を十分に高めることができないおそれがある。
The addition amount of the
(触媒)
原子移動ラジカル重合に際しては、コア粒子71およびモノマー81を含む分散液8に、触媒を添加する。
添加する触媒としては、モノマー重合部の生長過程において生長末端を重合性基とすることができるもの、またはルイス酸性度が比較的低いもの用いられる。かかる触媒としては、例えば、Cu、Fe、Au、Ag、Hg、Pd、Pt、Co、Mn、Ru、MoおよびNb等の遷移金属のハロゲン化物、銅フタロシアニン等の有機基が配位子として配位した遷移金属錯体等が挙げられるが、中でも、遷移金属のハロゲン化物を主成分とするものが好ましく用いられる。
なお、配位子としては、例えば、ビピリジン等が挙げられる。
(catalyst)
In the atom transfer radical polymerization, a catalyst is added to the
As the catalyst to be added, a catalyst capable of making the growth terminal a polymerizable group in the growth process of the monomer polymerization portion, or a catalyst having a relatively low Lewis acidity is used. Such catalysts include, for example, transition metal halides such as Cu, Fe, Au, Ag, Hg, Pd, Pt, Co, Mn, Ru, Mo and Nb, and organic groups such as copper phthalocyanine as ligands. Among them, transition metal complexes having a transition metal halide as a main component are preferably used.
Examples of the ligand include bipyridine.
(分散媒)
分散液8を調製するための分散媒82としては、例えば、水、メタノール、エタノール、ブタノールのようなアルコール類、ヘキサン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素類、ジエチルエーテルやテトラヒドロフラン等のエーテル類、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼンのようなハロゲン化芳香族炭化水素類等が挙げられ、これらを単独または混合溶媒として用いることができる。
(Dispersion medium)
Examples of the
以上のようなコア粒子71、モノマー81、触媒およびこれらを分散させる分散媒82を含む分散液8中では、コア粒子71の表面に導入された重合開始基711とモノマー81に含まれる重合性基との間に重合反応が生じる。これにより、コア粒子71の表面にモノマー重合部が生長する。
例えば、上記一般式(5)で表されるシラン系カップリング剤を用いてコア粒子71の表面に重合開始基Aを導入した場合、上述した原子移動ラジカル重合により形成されたモノマー重合部は、図7に示す模式図のように表される。図7は、一般式(5)で表されるシラン系カップリング剤を介してコア粒子71の表面にポリマー72が固定された状態を示す模式図である。なお、図7における官能基由来構造721a、重合開始基由来構造721b、第1の構造721および第2の構造722は、図5に示すものに対応している。
In the
For example, when the polymerization initiating group A is introduced onto the surface of the
重合開始基Aは、含まれる休止種に開裂が起こるとラジカルを生成し、モノマーMと反応する。その後、ラジカルに対してハロゲン原子が移動し、ラジカルが再び休止種(図7のハロゲン原子X)へと不活性化される。その結果、重合開始基A由来の構造A’を介して、シラン系カップリング剤中のメチレン基とモノマーMとが連結される。休止種には、新たなモノマーMが反応することで、再びラジカル重合反応が生じる。この結果、モノマーMが存在している限り、モノマーMのラジカル重合を連続して行うことができる。また、その後、新たにモノマーMを添加すれば、再び重合を継続することができる。 The polymerization initiating group A reacts with the monomer M by generating a radical when cleavage occurs in the dormant species. Thereafter, the halogen atom moves relative to the radical, and the radical is deactivated again to a dormant species (halogen atom X in FIG. 7). As a result, the methylene group in the silane coupling agent and the monomer M are linked through the structure A ′ derived from the polymerization initiating group A. The new species M reacts with the dormant species to cause a radical polymerization reaction again. As a result, as long as the monomer M is present, the radical polymerization of the monomer M can be continuously performed. Thereafter, if the monomer M is newly added, the polymerization can be continued again.
このように原子移動ラジカル重合では、反応系に供給するモノマーMの量、反応時間や触媒量を調整することにより、モノマー重合部の重合度を自在に精度よく制御することができる。
また、ポリマー重合部同士を比較したとき、重合度を揃え易いことから、ポリマー72の分子量分布をより狭めることができ、分散性や移動度、凝集し難さといった特性において個体差の少ない電気泳動粒子70が得られる。
なお、図7中のnは1〜20の整数を表す。また、図7中のmは、重合させるモノマーMの数に応じて適宜設定されるが、例えば5以上200以下程度に設定される。
As described above, in the atom transfer radical polymerization, the degree of polymerization of the monomer polymerization part can be freely and accurately controlled by adjusting the amount of the monomer M supplied to the reaction system, the reaction time, and the amount of catalyst.
In addition, when the polymer polymerization parts are compared with each other, the degree of polymerization can be easily adjusted, so that the molecular weight distribution of the
In addition, n in FIG. 7 represents the integer of 1-20. Further, m in FIG. 7 is appropriately set according to the number of monomers M to be polymerized, and is set to, for example, about 5 or more and 200 or less.
また、重合反応が開始する前の分散液に対して脱酸素処理を行うのが好ましい。脱酸素処理としては、例えば、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性ガスによる真空脱気後の置換やパージ処理等が挙げられる。
また、重合反応に際して、分散液8の温度を所定の温度(モノマー81および触媒が活性化する温度)まで加温することにより、モノマー81の重合反応をより迅速かつ確実に行うことができる。
この加熱の温度は、触媒の種類等によっても若干異なり、特に限定されないが、室温以上100℃以下程度であるのが好ましい。また、加熱の時間は、加熱の温度を前記範囲とする場合、10時間以上20時間以下程度であるのが好ましい。
Moreover, it is preferable to perform a deoxygenation process with respect to the dispersion liquid before a polymerization reaction starts. Examples of the deoxidation treatment include substitution after vacuum degassing with an inert gas such as argon gas and nitrogen gas, purge treatment, and the like.
In the polymerization reaction, the polymerization reaction of the
The heating temperature varies slightly depending on the type of the catalyst and is not particularly limited, but is preferably about room temperature to 100 ° C. The heating time is preferably about 10 hours or more and 20 hours or less when the heating temperature is within the above range.
[2]塩添加工程
次いで、分散液調製工程で調製した分散液8に対し、塩83を添加する(図6(b)参照)。この塩83は、有機酸由来の陰イオンおよび有機塩基由来の陽イオンの少なくとも一方がイオン結合してなる塩である。このような塩83が分散液8に添加されると、分散液8には塩析効果が生じる。すなわち、分散液8に塩83が添加され、塩83が溶解すると、分散液8におけるモノマー81の分散性(溶解性)が低下すると考えられる。これにより、モノマー81がコア粒子71に接近する確率が高くなり、コア粒子71の周囲におけるモノマー濃度が上昇する。その結果、コア粒子71の表面に導入された重合開始基711とモノマー81に含まれる重合性基との反応確率が高くなり、原子移動ラジカル重合の反応速度が高くなる。このため、例えば反応時間によって重合度を調整する場合、反応にかかる時間を短縮することができる。また、より短い時間でも、より重合度の大きいモノマー重合部を得ることができる。
以上のようにして、本発明では、塩添加工程を設けることにより、原子移動ラジカル重合の反応速度を高め、コア粒子71に導入されるポリマー72の重合度をより容易に制御することができる。その結果、ポリマー72の長さ(重合度)が厳密に制御された電気泳動粒子70を得ることができる(図6(c)参照)。
[2] Salt addition step Next, the
As described above, in the present invention, by providing the salt addition step, the reaction rate of atom transfer radical polymerization can be increased, and the degree of polymerization of the
本工程で添加される塩83は、より具体的には、有機酸由来の陰イオンと有機塩基由来の陽イオンとがイオン結合してなる塩、または、有機酸由来の陰イオンまたは有機塩基由来の陽イオンが他のイオンとイオン結合してなる塩である。
このうち、上記有機酸としては、例えば、酢酸、蟻酸、グリコール酸、クエン酸、酒石酸、マンデル酸、グルタル酸、シュウ酸、リンゴ酸、マロン酸、安息香酸、フタル酸、コハク酸等が挙げられる。これらがイオンになると、例えば、酢酸イオン等が得られる。酢酸イオンは、陽イオンが有機塩基由来のものでなくても、分散液8において塩析効果を特に高めることができ、原子移動ラジカル重合の反応速度を特に高めることができる。
一方、上記有機塩基としては、例えば、第四級アンモニウム等が挙げられる。これらがイオンになると、例えば、アンモニウムイオン等が得られる。アンモニウムイオンは、陰イオンが有機酸由来のものでなくても、分散液8において塩析効果を特に高めることができ、原子移動ラジカル重合の反応速度を特に高めることができる。
More specifically, the
Among these, examples of the organic acid include acetic acid, formic acid, glycolic acid, citric acid, tartaric acid, mandelic acid, glutaric acid, oxalic acid, malic acid, malonic acid, benzoic acid, phthalic acid, and succinic acid. . When these become ions, for example, acetate ions and the like are obtained. Even if the cation is not derived from an organic base, the acetate ion can particularly enhance the salting-out effect in the
On the other hand, examples of the organic base include quaternary ammonium. When these become ions, for example, ammonium ions and the like are obtained. Even if the anion is not derived from an organic acid, the ammonium ion can particularly enhance the salting-out effect in the
また、有機酸由来の陰イオンや有機塩基由来の陽イオンとイオン結合する他のイオンとしては、例えば、リン酸イオン、ホウ酸イオン、炭酸イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、硫酸イオンのような無機酸由来の陰イオン、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンのようなハロゲン化物イオン等の各種陰イオン、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、アルミニウムイオン、バリウムイオンのような金属イオン等の各種陽イオンが挙げられる。 In addition, examples of other ions that ionically bond with anions derived from organic acids and cations derived from organic bases include phosphate ions, borate ions, carbonate ions, nitrate ions, nitrite ions, and sulfate ions. Various anions such as halide ions such as anion, fluoride ion, chloride ion, bromide ion and iodide ion derived from inorganic acid, sodium ion, magnesium ion, potassium ion, calcium ion, aluminum ion and barium ion And various cations such as metal ions.
また、上述したような塩83のうち、特に、有機酸由来の陰イオンと有機塩基由来の陽イオンとがイオン結合してなる塩が好ましく用いられる。このような塩83は分散媒82に溶解するが、このとき有機酸由来の陰イオンや有機塩基由来の陽イオンは、比較的多くの水分子と結合(水和)し、塩析能力(水和力)が高いと考えられる。このため、有機酸由来の陰イオンと有機塩基由来の陽イオンとがイオン結合してなる塩を用いることにより、分散液8において塩析効果が特に高くなり、原子移動ラジカル重合の反応速度を特に高めることができる。
Of the
なお、分散液8に含まれるモノマー81は、一般に疎水性を有しているため、分散媒は無極性のものであってもよいが、極性の高いもの(極性分散媒)を用いるのが好ましい。このような分散媒82を用いることにより、塩析効果がより増強されると考えられる。このため、原子移動ラジカル重合の反応速度をより高めることができると考えられる。
分散媒82の極性の有無は、例えば誘電率の大きさにより大まかに分けることができる。具体的には、25℃での分散媒82の誘電率は8以上120以下であるのが好ましく、15以上100以下であるのがより好ましい。このような誘電率を有する分散媒82は、塩析効果の増強に寄与すると考えられる。
In addition, since the
The presence or absence of the polarity of the
添加する塩83の量は、分散媒82の量に応じて適宜設定されるが、好ましくは分散媒82の0.1質量%以上10質量%以下となる量であるのが好ましく、0.5質量%以上3質量%以下となる量であるのがより好ましい。添加する塩83の量を前記範囲内に設定することにより、塩析効果を十分に発現させ、原子移動ラジカル重合の反応速度を十分に高めることができる。なお、塩83の量が前記下限値を下回ると、モノマー81の添加量や塩83の組成によっては、塩析効果が不十分になり、原子移動ラジカル重合の反応速度を十分に高めることができないおそれがある。一方、塩83の量が前記上限値を上回ると、モノマー81の添加量や塩83の組成によっては、分散液8の流動性が低下し、それによってモノマー81の移動し易さも低下することから、やはり原子移動ラジカル重合の反応速度を十分に高めることができないおそれがある。
The amount of the
また、分散液8の調製後、一定時間を経過した後に、塩83を添加するのが好ましい。このように分散液8の調製と塩83の添加との間に時間を置くことで、コア粒子71の周囲にモノマー81が集まり易くなり、重合移動ラジカル重合の反応速度をより確実に高めることができる。換言すれば、コア粒子71を含む分散液8に対し、モノマー81を添加するよりも先に塩83を添加したり、あるいは、コア粒子71を含む分散液8に対し、モノマー81と塩83を同時に添加したり(分散液8の調製と塩83の添加との間に時間を置かないようにしたり)した場合、コア粒子71の周囲に、モノマー81よりも塩83が先に集まって、コア粒子71の表面に導入された重合開始基711とモノマー81との反応確率が低下するおそれがある。なお、コア粒子71の表面に重合開始基711やそれに付随する構造が導入されていることで、コア粒子71に対するモノマー81の親和性は、分散媒82に対するモノマー81の親和性よりも高くなっている可能性があり、その親和性の差に基づいてコア粒子71の周囲にモノマー81が集まってくると考えられる。
In addition, it is preferable to add the
具体的には、分散媒82にコア粒子71とモノマー81と触媒とを添加し、分散液8を調製した後、塩83を添加するまでの経過時間は、0.1時間以上5時間以下であるのが好ましく、0.5時間以上2時間以下であるのがより好ましい。塩83を添加するまでの時間を前記範囲内に設定することにより、原子移動ラジカル重合の反応速度を特に高めることができる。なお、経過時間が前記下限値を下回ると、モノマー81や塩83の添加量によっては、コア粒子71の周囲にモノマー81が集まる時間を十分に確保することができず、原子移動ラジカル重合の反応速度を十分に高められないおそれがある。一方、経過時間が前記上限値を上回ると、モノマー81や塩83の添加量によっては、それ以上効果を高めることができず、電気泳動粒子70の製造にかかる時間がかえって長くなるおそれがある。
また、塩添加後は、さらに撹拌を継続するようにしてもよい。このときの撹拌時間は、30分以上8時間以下であるのが好ましく、2時間以上5時間以下であることがより好ましい。
Specifically, the elapsed time from the addition of the
Further, after the salt addition, stirring may be further continued. The stirring time at this time is preferably 30 minutes or more and 8 hours or less, and more preferably 2 hours or more and 5 hours or less.
以上のようにしてコア粒子71の表面にポリマー72が導入され、電気泳動粒子70が得られる。
なお、電気泳動粒子70には、必要に応じて、固液分離処理や洗浄処理を施すようにしてもよい。固液分離処理としては、例えば、デカンテーション、濾過、遠心分離等が挙げられる。また、電気泳動粒子70を洗浄液に浸すプロセスと、固液分離処理を行うプロセスとを繰り返すことにより、洗浄効果を高めることができる。このとき、前記工程[2]を経ることにより、洗浄液に浸したり、固液分離処理を行ったりする回数を減らすことができることが本発明者により見出された。このような副次的な効果がもたらされる理由は明確ではないが、塩83が添加されることによって導入されたポリマー72が伸張し易くなったり、あるいは、ポリマー72同士の間隔が広がり易くなったりして、ポリマー72同士の隙間に洗浄液が浸透して、留まっている触媒が洗い流されることが理由の1つとして考えられる。
As described above, the
The
≪電子機器≫
以上説明したような表示装置20は、それぞれ、各種電子機器に組み込むことができる。具体的な電子機器としては、例えば、電子ペーパー、電子ブック、テレビ、ビューファインダー型、モニター直視型のビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、電子新聞、ワードプロセッサー、パーソナルコンピューター、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等を挙げることができる。
以上、本発明を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、任意の目的の工程が追加されていてもよい。
≪Electronic equipment≫
Each of the
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment of illustration, this invention is not limited to these. For example, an arbitrary target process may be added.
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
1.電気泳動粒子の製造
以下のようにして電気泳動粒子を製造した。なお、各実施例および各比較例における製造条件をそれぞれ表1に示す。
Next, specific examples of the present invention will be described.
1. Production of electrophoretic particles Electrophoretic particles were produced as follows. The production conditions in each example and each comparative example are shown in Table 1.
(実施例1)
[1]まず、ナスフラスコに水20mLを入れ、さらにビピリジン2gを添加して室温(25℃)で3時間撹拌した。
次いで、窒素でバブリングしながら、0.5gのCuClを添加した。これにより、触媒液を得た。
[2]一方、別のナスフラスコにイソプロピルアルコールとモノマーとしてのイソオクチルアクリレートとを入れ、モノマー分散液を調製した。なお、イソプロピルアルコールの誘電率は19、水の誘電率は80である。
(Example 1)
[1] First, 20 mL of water was placed in an eggplant flask, and 2 g of bipyridine was further added, followed by stirring at room temperature (25 ° C.) for 3 hours.
Then 0.5 g of CuCl was added while bubbling with nitrogen. Thereby, a catalyst solution was obtained.
[2] On the other hand, isopropyl alcohol and isooctyl acrylate as a monomer were placed in another eggplant flask to prepare a monomer dispersion. Note that the dielectric constant of isopropyl alcohol is 19, and the dielectric constant of water is 80.
[3]次いで、別のナスフラスコに水200mLを入れ、イソプロピルアルコールと、コア粒子としての酸化チタン粒子(石原産業製、「CR90」)と、を添加した。この酸化チタン粒子の平均粒子径は、0.25μmであった。
[4]次いで、[3]で用意したナスフラスコに、モノマー分散液を入れた。そして、窒素でバブリングしながら室温で20分間撹拌した。なお、モノマー分散液中のモノマー量は、酸化チタン粒子の5質量%となる量に設定した。
[3] Next, 200 mL of water was placed in another eggplant flask, and isopropyl alcohol and titanium oxide particles (“CR90” manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) as core particles were added. The average particle diameter of the titanium oxide particles was 0.25 μm.
[4] Next, the monomer dispersion was placed in the eggplant flask prepared in [3]. And it stirred at room temperature for 20 minutes, bubbling with nitrogen. The amount of monomer in the monomer dispersion was set to an amount that would be 5% by mass of the titanium oxide particles.
[5]続いて、[1]で作製した触媒液を添加し、室温で40分間撹拌した。なお、モノマー分散液を入れた結果、水とイソプロピルアルコールとの比率は、体積比で1:1となった。
[6]次いで、塩としての酢酸アンモニウムを添加し、再び室温で4時間撹拌した。なお、工程[4]でモノマー分散液を入れた後、本工程で酢酸アンモニウムを添加するまでの時間は1時間であった。また、酢酸アンモニウムの添加量は、分散媒の0.01質量%とした。
これにより、電気泳動粒子を得た。
[5] Subsequently, the catalyst solution prepared in [1] was added and stirred at room temperature for 40 minutes. As a result of adding the monomer dispersion, the ratio of water to isopropyl alcohol was 1: 1 by volume.
[6] Next, ammonium acetate as a salt was added, and the mixture was again stirred at room temperature for 4 hours. In addition, after adding a monomer dispersion liquid at process [4], it was 1 hour until ammonium acetate was added at this process. The amount of ammonium acetate added was 0.01% by mass of the dispersion medium.
Thereby, electrophoretic particles were obtained.
(実施例2〜7)
モノマーの組成、モノマーの添加量、塩の組成、塩の添加量および塩を添加するタイミングを、それぞれ表1に示すようにした以外は、実施例1と同様にして電気泳動粒子を得た。
(実施例8)
モノマーをイソステアリルアクリレートに変更するとともに塩の添加量を0.1質量%に変更した以外は、実施例1と同様にして電気泳動粒子を得た。
(実施例9〜16)
モノマーの組成、モノマーの添加量、塩の組成、塩の添加量および塩を添加するタイミングを、それぞれ表1に示すようにした以外は、実施例1と同様にして電気泳動粒子を得た。
(Examples 2 to 7)
Electrophoretic particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that the monomer composition, monomer addition amount, salt composition, salt addition amount, and salt addition timing were as shown in Table 1, respectively.
(Example 8)
Electrophoretic particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the monomer was changed to isostearyl acrylate and the addition amount of the salt was changed to 0.1% by mass.
(Examples 9 to 16)
Electrophoretic particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that the monomer composition, monomer addition amount, salt composition, salt addition amount, and salt addition timing were as shown in Table 1, respectively.
(比較例1)
実施例1の工程[6]における塩の添加操作を省略した以外は、実施例1と同様にして電気泳動粒子を得た。
(比較例2)
塩として塩化ナトリウムを用いるとともに、塩の添加量を分散媒の1質量%とした以外は、実施例1と同様にして電気泳動粒子を得た。
(Comparative Example 1)
Electrophoretic particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the salt addition operation in Step [6] of Example 1 was omitted.
(Comparative Example 2)
Electrophoretic particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that sodium chloride was used as the salt and the addition amount of the salt was 1% by mass of the dispersion medium.
(比較例3)
実施例1の工程[4]において、モノマー分散液を入れるのと同時に、塩(酢酸アンモニウム)を入れるようにした以外は、実施例3と同様にして電気泳動粒子を得た。
(比較例4)
実施例8の工程[6]における塩の添加操作を省略した以外は、実施例8と同様にして電気泳動粒子を得た。
(Comparative Example 3)
In step [4] of Example 1, electrophoretic particles were obtained in the same manner as in Example 3 except that the monomer dispersion was added and at the same time the salt (ammonium acetate) was added.
(Comparative Example 4)
Electrophoretic particles were obtained in the same manner as in Example 8, except that the salt addition operation in Step [6] of Example 8 was omitted.
(比較例5)
塩として塩化ナトリウムを用いるとともに、塩の添加量を分散媒の1質量%とした以外は、実施例8と同様にして電気泳動粒子を得た。
(比較例6)
実施例8の工程[4]において、モノマー分散液を入れるのと同時に、塩(酢酸アンモニウム)を入れるようにした以外は、実施例9と同様にして電気泳動粒子を得た。
(Comparative Example 5)
Electrophoretic particles were obtained in the same manner as in Example 8 except that sodium chloride was used as the salt and the addition amount of the salt was 1% by mass of the dispersion medium.
(Comparative Example 6)
In step [4] of Example 8, electrophoretic particles were obtained in the same manner as in Example 9 except that the monomer dispersion was added and at the same time the salt (ammonium acetate) was added.
2.電気泳動粒子の評価
2.1 洗浄容易性の評価
各実施例および各比較例で得られた電気泳動粒子は、分散液中に生成する。このため、工程[6]で得られた分散液を、デカンテーションにより固液分離するとともに、水とイソプロピルアルコールとの混合溶媒を用いて電気泳動粒子に対する洗浄処理を施した。
2. 2. Evaluation of electrophoretic particles 2.1 Evaluation of easy cleaning The electrophoretic particles obtained in each of Examples and Comparative Examples are formed in a dispersion. For this reason, the dispersion obtained in the step [6] was subjected to solid-liquid separation by decantation, and the electrophoretic particles were washed using a mixed solvent of water and isopropyl alcohol.
なお、この洗浄処理とは、デカンテーションにより上澄み液を取り除いた後の残部を遠心分離管に入れ、コア粒子に対して3倍質量のIPAと5倍質量の水とを加え、撹拌する第1プロセスと、遠心分離機により、6000rpm、5分間の遠心分離処理を行い、生成した上澄み液を排除する第2プロセスと、を繰り返す処理である。
そして、第2プロセスにおいて排除する上澄み液の色を目視し、その色(触媒に起因する青色)の濃さを確認するとともに、その色がなくなって上澄み液が透明になるまでに繰り返した洗浄処理の回数を数えた。
以上のようにして求めた洗浄処理の回数を表1に示す。
In this washing treatment, the remaining part after removing the supernatant liquid by decantation is placed in a centrifuge tube, and IPA of 3 times mass and water of 5 times mass are added to the core particles and stirred. This is a process of repeating a process and a second process of centrifuging at 6000 rpm for 5 minutes by a centrifuge and eliminating the generated supernatant.
Then, the color of the supernatant liquid to be excluded in the second process is visually checked, the density of the color (blue due to the catalyst) is confirmed, and the washing process is repeated until the color disappears and the supernatant liquid becomes transparent. I counted the number of times.
Table 1 shows the number of cleaning treatments determined as described above.
2.2 ポリマー形成量の評価
各実施例および各比較例で得られた電気泳動粒子に導入したポリマーの総量を測定した。そして、コア粒子の質量に対する導入されたポリマーの総量の割合を、「ポリマー形成量」として算出した。
また、併せて、添加したモノマーの総量に対するポリマー形成量の割合(百分率)を、「ポリマー収率」として算出した。
以上のようにして算出したポリマー形成量とポリマー収率とを表1に示す。
2.2 Evaluation of Polymer Formation Amount The total amount of polymer introduced into the electrophoretic particles obtained in each Example and each Comparative Example was measured. Then, the ratio of the total amount of the introduced polymer to the mass of the core particle was calculated as “polymer formation amount”.
In addition, the ratio (percentage) of the polymer formation amount to the total amount of added monomers was calculated as “polymer yield”.
Table 1 shows the polymer formation amount and polymer yield calculated as described above.
2.3 分散性の評価
各実施例および各比較例で得られた電気泳動粒子を、電気泳動分散媒(エクソンモービル社製、アイソパーM)に分散させ、超音波を1時間付与することにより電気泳動分散液を調製した。なお、電気泳動分散液における電気泳動粒子の含有率は10質量%となるようにした。
2.3 Evaluation of dispersibility The electrophoretic particles obtained in each Example and each Comparative Example are dispersed in an electrophoretic dispersion medium (Isoper M, manufactured by ExxonMobil Corporation), and an ultrasonic wave is applied for 1 hour. An electrophoretic dispersion was prepared. The content of the electrophoretic particles in the electrophoretic dispersion was set to 10% by mass.
次いで、この電気泳動分散液を用いて、図1に示すような電気泳動表示装置を製造した。各部の仕様は、以下の通りである。
・基部1および基部2
サイズ :縦50mm×横50mm×厚さ100μm
構成材料 :ポリエチレン
・第1の電極3および第2の電極4(なお、第2の電極は分割されていない。)
サイズ :縦40mm×横40mm×厚さ4μm
構成材料 :ITO
・スペーサー
サイズ :幅5mm×高さ50μm
構成材料 :エポキシ樹脂
Next, an electrophoretic display device as shown in FIG. 1 was manufactured using this electrophoretic dispersion. The specifications of each part are as follows.
Size: 50 mm long x 50 mm wide x 100 μm thick
Constituent material:
Size: 40mm long x 40mm wide x 4μm thick
Constituent material: ITO
・ Spacer size: Width 5mm x Height 50μm
Constituent material: Epoxy resin
得られた各電気泳動表示装置に、それぞれ第1の電極側に電気泳動粒子を集めるように、所定の電圧(15V、400m秒)を印加した。
その結果、表示面には白色が表示された。この白色表示は酸化チタンに由来するものであり、電気泳動粒子ができるだけ凝集することなく、かつできるだけ均一に分散していることで、反射率の高い良好な白色が表示される。
そこで、白色表示の反射率を測定することで、電気泳動粒子の分散性を相対的に評価した。なお、この評価は、以下の評価基準にしたがって行った。
A predetermined voltage (15 V, 400 msec) was applied to each electrophoretic display device so as to collect electrophoretic particles on the first electrode side.
As a result, white was displayed on the display surface. This white display is derived from titanium oxide, and the electrophoretic particles are dispersed as uniformly as possible without being aggregated as much as possible, so that a good white color with a high reflectance is displayed.
Therefore, the dispersibility of the electrophoretic particles was relatively evaluated by measuring the reflectance of white display. This evaluation was performed according to the following evaluation criteria.
<分散性の評価基準>
◎:分散性が特に良好である(反射率が特に高く、表示ムラが特に少ない)
○:分散性が良好である(反射率が高く、表示ムラが少ない)
△:分散性がやや良好である(反射率がやや高く、表示ムラがやや少ない)
×:分散性が良くない(反射率が低い、表示ムラが多い)
以上のようにして求めた分散性の評価結果を表1に示す。
<Evaluation criteria for dispersibility>
A: Dispersibility is particularly good (reflectance is particularly high and display unevenness is particularly small).
○: Dispersibility is good (high reflectance and little display unevenness)
Δ: Dispersibility is slightly good (reflectance is slightly high, display unevenness is slightly small)
X: Dispersibility is not good (low reflectance, many display unevenness)
Table 1 shows the evaluation results of the dispersibility obtained as described above.
表1から明らかなように、各実施例で得られた電気泳動粒子には、添加したモノマーの大部分が原子移動ラジカル重合に供された結果、添加したモノマーの総量のうち、比較的高い割合のモノマーが重合してなるポリマーが形成されていることが認められた。これに対し、各比較例で得られた電気泳動粒子に導入されたポリマーの量は、添加したモノマーの量に対する割合が比較的低かった。このことから、本発明によれば、ポリマー収率が高いため、ポリマーの重合度を容易に制御することができ、目的とする重合度のポリマーを容易に形成可能であることが認められた。 As is clear from Table 1, the electrophoretic particles obtained in each example were subjected to atom transfer radical polymerization for the most part of the added monomer. As a result, a relatively high proportion of the total amount of added monomer was obtained. It was confirmed that a polymer formed by polymerizing the monomers was formed. On the other hand, the amount of the polymer introduced into the electrophoretic particles obtained in each comparative example was relatively low with respect to the amount of added monomer. Thus, according to the present invention, since the polymer yield was high, it was recognized that the degree of polymerization of the polymer can be easily controlled, and a polymer having the desired degree of polymerization can be easily formed.
また、各実施例で得られた電気泳動粒子を洗浄するのに要した洗浄処理の回数と、各比較例で得られた電気泳動粒子を洗浄するのに要した洗浄処理の回数と、を比較したとき、前者の回数は後者の回数よりも少ないことが認められた。このことから、本発明によれば、電気泳動粒子に付着した触媒等を容易に洗い流すことができるという副次的な効果をもたらすことが認められた。1回の洗浄処理には、長い場合1時間程度もかかることがあり、このような効果は、電気泳動粒子(表面修飾粒子)の製造効率を高めたり、洗浄液の使用量を削減することに伴う環境負荷の低減を図ったりするにあたって非常に有用である。
また、各実施例で得られた電気泳動粒子は、各比較例で得られた電気泳動粒子に比べて分散性が高いことも認められた。このことは、本発明によって、重合度が比較的揃ったポリマーを形成することができ、それにより各電気泳動粒子の分散性も揃い易くなることが背景にあると考えられる。
In addition, the number of cleaning processes required for cleaning the electrophoretic particles obtained in each example was compared with the number of cleaning processes required for cleaning the electrophoretic particles obtained in each comparative example. It was found that the former number was less than the latter number. From this, it was recognized that according to the present invention, a secondary effect that the catalyst and the like attached to the electrophoretic particles can be easily washed away is brought about. A single cleaning process may take up to about an hour, and such an effect is associated with increasing the production efficiency of electrophoretic particles (surface-modified particles) and reducing the amount of cleaning liquid used. This is very useful for reducing environmental impact.
Moreover, it was also recognized that the electrophoretic particles obtained in each example had higher dispersibility than the electrophoretic particles obtained in each comparative example. This is considered to be due to the fact that, according to the present invention, a polymer having a relatively uniform degree of polymerization can be formed, whereby the dispersibility of each electrophoretic particle can be easily aligned.
1……基部 2……基部 3……第1の電極 4……第2の電極 5……封止部 7……分散媒 70……電気泳動粒子 71……コア粒子 711……重合開始基 72……ポリマー 721……第1の構造 721a……官能基由来構造 721b……重合開始基由来構造 722……第2の構造 723……ハロゲン原子 8……分散液 81……モノマー 82……分散媒 83……塩 11……基板 12……基板 20……表示装置 21……表示シート 22……回路基板 91……壁部 100……分散液 101……空間 111……表示面 400……表示層
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記母粒子と前記モノマーと分散媒とを含む分散液を調製する分散液調製工程と、
前記分散液に対し、有機酸由来の陰イオンおよび有機塩基由来の陽イオンの少なくとも一方がイオン結合してなる塩を添加する塩添加工程と、
を有することを特徴とする表面修飾粒子の製造方法。 A method for producing surface-modified particles by bonding monomers to the surface of mother particles by atom transfer radical polymerization,
A dispersion preparation step of preparing a dispersion containing the mother particles, the monomer, and a dispersion medium;
A salt addition step of adding a salt formed by ion-bonding at least one of an anion derived from an organic acid and a cation derived from an organic base to the dispersion;
A method for producing surface-modified particles, comprising:
前記母粒子と前記モノマーと分散媒とを含む分散液を調製する分散液調製工程と、
前記分散液に対し、有機酸由来の陰イオンおよび有機塩基由来の陽イオンの少なくとも一方がイオン結合してなる塩を添加する塩添加工程と、
を有することを特徴とする電気泳動粒子の製造方法。 A method for producing electrophoretic particles obtained by bonding a monomer to the surface of a mother particle by atom transfer radical polymerization, and modifying the surface of the mother particle with the monomer,
A dispersion preparation step of preparing a dispersion containing the mother particles, the monomer, and a dispersion medium;
A salt addition step of adding a salt formed by ion-bonding at least one of an anion derived from an organic acid and a cation derived from an organic base to the dispersion;
A method for producing electrophoretic particles, comprising:
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