JP4631191B2 - Electrophoretic display element - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電圧の印加により泳動媒質の荷電粒子が移動することを利用した電気泳動表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、図6に示すような電気泳動表示素子が知られている。この電気泳動表示装置は、少なくとも一方が透光性の一対のたとえばガラス基板11a,11bが、封止部材13a、13bを介して互いに所定間隔をもって対向し、これらガラス基板11a、11bと封止部材13a、13bによって閉空間が構成されるようになっている。これら一対のガラス基板11a,11bの互いに対向する内面側には平面状のITO等の透明電極12a,12bが固定されている。
【0003】
そして、上記閉空間には、電気泳動表示用媒質1aが収容されている。この電気泳動表示用媒質1aは、例えば分散媒中に黒色等の染料が溶解されたものであり、この媒質1aに分散されている白色の荷電粒子(泳動粒子、例えば白色顔料)2を含んでいる。
【0004】
このような電気泳動表示素子は、上記一対の電極12a,12bに対し、例えば図7に示すように、スイッチ15を閉じて電源14と接続することにより、上側の電極12aにプラスの電圧を印加し、下側の電極12bにマイナスの電圧を印加すると、負に帯電した上記白色顔料2がクーロン力によって陽極に向かって電気泳動し、その白色顔料2が上側の陽極電極12aに付着する。このような状態の電気泳動表示装置を、上方の位置から観察すると、白色顔料2が付着して層を形成した部分は透明電極12aとガラス基板11aとを介して白色に見えることになる。一方、印加電圧の極性を逆にすれば、白色顔料1は、対面側の電極12bに付着して層を形成し、白色顔料2の層が黒色の媒質1aの背後に隠れるので、電気泳動表示パネルは黒色に見えることになる。電圧の印加を停止すると、一旦白色顔料2が電極に付着した後は、付着状態を維持する以外は特に電圧を印加する必要がなくなる。
【0005】
しかし、このような泳動粒子2と媒質に用いられている溶媒とは比重差が大きく異なることから、両者の比重調整や溶媒の粘度調整、泳動粒子の微細化等の手法が検討されている。しかし、泳動粒子の微細化は、レイリー散乱でも明らかなように、細かくなるほど透過率が高まり、着色された泳動媒質の色が反映されやすくなる。このため、コントラスト比や、反射率、白色度などの低下を招く。
【0006】
また、泳動粒子2の微細化は、表面面積の増大を伴い、泳動粒子2の表面への泳動媒質中の染料の吸着を招き、泳動粒子自身が着色されてしまうといった問題も有していた。
【0007】
このような欠点を改善するため、泳動粒子2の大型化を図る試みもなされてきた。しかし、大型化によって、泳動粒子2間の間隙が大きくなり、上記同様に泳動媒質の色が反映されやすくなるという結果を招いてしまう。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、コントラスト比が高く、応答速度が速く、付着状態を長期間維持でき、安定した表示が可能な電気泳動表示素子を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、以下の構成により達成される。
(1) 一対の電極間に泳動媒質を有し、この泳動媒質中に泳動粒子が分散された電気泳動表示素子であって、
前記泳動粒子は、泳動粒子核表面に高分子鎖が付着している電気泳動表示素子。
(2) 前記泳動粒子の核は無機顔料である上記(1)の電気泳動表示素子。
(3) 前記高分子鎖は、カップリング剤により泳動粒子核表面に付着している上記(1)または(2)の電気泳動表示素子。
(4) 前記高分子鎖は、電荷制御用の官能基を有する上記(1)または(2)の電気泳動表示素子。
(5) 前記高分子鎖は、架橋構造を有する上記(1)〜(3)のいずれかの電気泳動表示素子。
(6) 前記泳動粒子核は、多孔である上記(1)〜(5)のいずれかの電気泳動表示素子。
(7) 前記泳動媒質は、少なくとも泳動粒子とのコントラストが得られる色彩を有し、かつ添加剤を含有する上記(1)〜(6)のいずれかの電気泳動表示素子。
(8) 前記泳動媒質中に膨潤性層状粘度鉱物を含有する上記(1)〜(7)のいずれかの電気泳動表示装置。
(9) 前記泳動媒質は、マイクロカプセル、またはセルのそれぞれが独立した構造体に封入され、前記一対の電極間に配置されている上記(1)〜(8)のいずれかの電気泳動表示素子。
【0010】
【発明に実施の形態】
本発明の電気泳動表示素子は、例えば図1に示すように一対の電極12a、12b間に泳動媒質1を有し、この泳動媒質1中に泳動粒子2が分散された電気泳動表示素子であって、前記泳動粒子2は、核表面に高分子鎖が付着しているものである。
【0011】
このように、泳動粒子核の表面に高分子鎖を付着させることにより、コントラスト比が高く、応答速度が速く、さらにメモリ効果を向上させることができる。これにより、優れた表示品質を長期間維持することのできる電気泳動表示素子が得られる。
【0012】
すなわち、例えば図3に示すように、泳動粒子核2aの表面に高分子鎖2bを付着させることにより、核2a表面と泳動媒質1との間に高分子層2bが介在することとなる。このため、泳動媒質1やこれに分散されている染料などが核2aに付着したり、吸着するのを防止でき、コントラスト比が向上する。
【0013】
また、泳動粒子の比重を調節することができ、より泳動媒質の比重に近い泳動粒子が得られ、メモリ性が向上する。さらに、泳動粒子表面の電荷を調節することも可能で、応答速度も向上する。
【0014】
高分子鎖2bは、図3に示すように、カップリング基2cを介して核2aに結合させるようにするとよい。カップリング基を介することで、高分子鎖2bと核2aとの結合が容易となり、高分子鎖2bの結合量を調整することもできる。
【0015】
本発明の高分子鎖を形成する高分子有機材料としては、カップリング基との相性がよく、荷電制御が容易で、重合反応の制御がしやすく、泳動媒質の反応性が低い材料であれば特に限定されるものではない。具体的には、スチレン系樹脂、スチレン系共重合樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニール、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ナイロン、石油系樹脂等を挙げることができ、好ましくはスチレン系樹脂、アクリル系樹脂等である。
【0016】
核に対する高分子鎖の割合は、好ましくは0.1〜95質量%、特に1〜70質量%である。また、高分子鎖の割合を調整することにより泳動粒子の比重を調整してもよい。
【0017】
高分子鎖を核に導入するためのカップリング剤としては、核の材質と高分子鎖の種類により、公知のカップリング剤のなかから好適なものを選択すればよい。具体的には、核に無機顔料、特に酸化チタンを用いる場合、Si系のカップリング剤またはTi系のカップリング剤が挙げられ、具体的には分子鎖の末端にアミノ基、ビニル基、エポキシ基、ハロゲン等の官能基が含まれるもの等が好ましい。
【0018】
核に対するカップリング剤の添加量としては、その種類によっても異なり、特に限定されるものではないが、通常0.1〜5質量%、特に1〜3質量%程度である。
【0019】
高分子鎖には、表面電荷を制御するための官能基を導入してもよい。表面電荷制御用の官能基を導入することにより、応答速度を向上させることができる。このような官能基としては、スルホン酸、カルボシキル基、−NH2 、−OH、−Cl、−NO2 、4級アンモニウム塩などの極性基を挙げることができる。また、公知の荷電制御材を用いてもよく、例えば有機金属錯体、金属塩、キレート化合物で、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、ヒドロキシカルボン酸金属錯体、ポリカルボン酸金属錯体、ポリオール金属錯体などがあげられる。そのほかには、カルボン酸の金属塩、カルボン酸無水物、エステル類などのカルボン酸誘導体や芳香族系化合物の縮合体などもあげられる。またビスフェノール類、カリックスアレーンなどのフェノール誘導体なども用いることができる。
【0020】
官能基を高分子鎖に導入する方法としては、高分子鎖の末端に荷電制御材と結合させるための反応基を持たせる方法、またはモノマーに予め荷電制御材を修飾し、重合等させればよい。
【0021】
高分子鎖に対する官能基の割合としては、高分子鎖や核の種類にもよるが、好ましくは0.1〜50質量%、特に1〜30質量%程度である。
【0022】
本発明に用いられる泳動粒子は、泳動媒質の溶媒に安定に分散され、単一の極性を有することが、表示装置の寿命、コントラスト、解像度などの観点から望ましい。また、その粒径は、上記範囲内であると、光散乱効率が低下せず、電圧印加時において十分な応答速度が得られる。
【0023】
泳動粒子の核の材料としては、例えば酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化アルミニウム、セレン化カドミウム、カーボンブラック、硫酸バリウム、クロム酸鉛、硫化亜鉛、硫化カドミウム、炭酸カルシウムなどの無機顔料、あるいはフタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエロー、ウオッチングレッド、ダイアリーライドイエローなどの有機顔料を用いることが可能であるが、無機顔料が好ましい。これらのなかでも高いコントラスト比を得るためには酸化チタンが好ましく、酸化チタンでは特にルチルタイプが好ましい。特に本発明は、泳動粒子核が多孔質のものに効果的である。
【0024】
泳動粒子核2aは、その一次粒子の平均粒径が0.01〜0.7μm、好ましくは0.05〜0.5μm 、より好ましくは0.1〜0.3μm である。
【0025】
無機顔料の周囲を樹脂により覆うことにより、泳動媒質中の染料が無機顔料に吸着することを防止することもでき、コントラストが向上する。また、樹脂を選択する等して泳動媒質の比重に近づけることができる。
【0026】
顔料粒子表面に樹脂材料の高分子鎖を形成する方法としては、例えば、あらかじめ樹脂モノマー、分散剤、重合開始剤が分散されている樹脂溶媒中に顔料粒子を分散し、前記モノマーを重合させればよい。
【0027】
泳動粒子の比重は、泳動媒質に近ければ近いほど好ましい。具体的には1.1〜2.0程度である。
【0028】
さらに、高分子鎖は、例えば図4に示すように架橋構造を有していてもよい。架橋構造を有することにより、泳動粒子核2aの周囲に高分子鎖2bが3次元の網目状構造を形成し、より強固な樹脂層を形成すると共に、泳動媒質中の染料が無機顔料に吸着することを防止することもでき、コントラストが向上する。
【0029】
このような架橋構造を得るには、例えば、上記重合工程において、架橋剤を添加すればよい。このような架橋剤としては、樹脂材料にもよるが、例えばスチレン系、アクリル系の場合、多官能モノマー等を挙げることができる。
【0030】
高分子鎖に架橋構造を導入することにより、複数の泳動粒子核を樹脂により結合させた複合体構造とすることもできる。このような複合体構造とすることにより、より大径の泳動粒子を得ることができる。
【0031】
この場合の複合体の泳動粒子は、一次粒子の平均粒径0.8〜7μm 、好ましくは0.8〜5μm である。これらの粒径は粒子を球形状に換算したときの値である。
【0032】
本発明において溶媒としては、泳動粒子に対する溶解能が小さく、色素や膨潤性層状粘度鉱物に対する溶解度が大きく、色素、電気泳動粒子、好ましくは下記の膨潤性層状粘度鉱物を安定に溶解または分散でき、イオンを含まずかつ電圧印加によりイオンを生じない絶縁性のものが望ましい。
【0033】
比較的多くの泳動粒子材料に対して用いることのできる絶縁性液体としては例えば、ヘキサン、デカン、ヘキサデカン、ケロセン等の飽和炭化水素、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、トリクロロトリフルオロエタン、ジブロモテトラフルオロエタン、テトラクロロエチレン等のハロゲン化フッ素系炭化水素、フッ素系溶剤などを挙げることができる。なお、これらの液体は混合して用いることもできる。
【0034】
本発明において、泳動粒子の泳動媒質における混合率は、泳動粒子の電気泳動性が阻害されず、かつ泳動媒質の反射制御が十分に行える限り特に限定されるものではないが、例えば泳動粒子全量で1質量%から30質量%が好ましい。
【0035】
本発明において、泳動粒子の電荷を増加させるため、あるいは同極性にするために、必要に応じて、前述の溶媒に、樹脂、界面活性剤等の添加剤を加えることができる。
【0036】
泳動媒質は、泳動粒子とのコントラストが得られるような色彩を有していることが好ましい。このような色彩は、それ自身でそのような色彩を有しているか、または他の顔料を泳動媒質中に分散させてもよい。泳動媒質の色彩は、泳動粒子の色彩とのコントラスト比が3以上、特に5以上得られるものが好ましい。
【0037】
泳動媒質中に溶解される色素としては、例えばシアニン系、フタロシアニン系、ナフタロシアニン系、アントラキノン系、アゾ系、トリフェニルメタン系、ピリリウムないしチアピリリウム塩系、スクワリリウム系、クロコニウム系、金属錯体色素系等から1種ないし2種以上を目的に応じて適宜選択すればよい。
【0038】
このような色素の含有量は、特に規制されるものではなく、その種類や所望の色彩、明度等により適宜調整すればよいが、好ましくは0.1〜20質量%程度である。
【0039】
本発明において、泳動媒質層の厚さは泳動粒子の径より大きく、粒子の運動を妨げない限り特に限定されるものではないが、電圧印加時の速い応答速度のためには、できるだけ薄いことが望ましい。このような観点から、泳動媒質層の好ましい厚さは、5μmから200μmである。
【0040】
本発明に用いられる電極材料として、アルミニウム、銅、銀、金、白金などの良導電性のものが好ましい。また、透明電極材料としては、酸化スズ、酸化インジウム、ヨウ化銅などの薄膜を好ましく用いることができる。また、電極形成は蒸着、スパッタリング、フォトリソグラフィなど通常の方法で行うことができる。
【0041】
本発明において、電極を配置する基板の材質および厚さは、十分な絶縁性及び平面性を保ち、十分な強度を有するものであれば、特に限定されない。具体的な材料としてはガラス、プラスチック、セラミックが好ましく使用される。また、基板に泳動粒子との対比色を担わせる場合は、適当な色素、顔料をガラスやプラスチック、セラミックに混合したものや有色セラミックを基板として用いることができる。
【0042】
電極間に、泳動媒質を配置、封入する方法は特に限定されるものではなく、種々の方法を用いることができるが、特にマイクロカプセルやセルなどで密封し、配置することが好ましい。これらのマイクロカプセルは、有機バインダー等を用いて電極間に配置すればよい。
【0043】
マイクロカプセル化の方法としては、既に、当業界において公知の技術となっている方法で作製することが可能である。例えば、米国特許第2800457号、同第2800458号明細書等に示されるような水溶液からの相分離法、特公昭38−19574号、同昭42−446号、同昭42−771号公報等に示されるような界面重合法、特公昭36−9168号、特開昭51−9079号公報等に示されるモノマーの重合によるイン・サイチュ(in−situ)法、英国特許第952807号、同第965074号明細書に示される融解分散冷却法等があるが、これらに限定されるものではない。
【0044】
マイクロカプセルの外壁部の形成材料としては、前記カプセル製造方法にて外壁部が作製可能であれば、無機物質でも有機物質でもよいが、光を十分に透過させるような材質が好ましい。具体例としては、ゼラチン、アラビアゴム、デンプン、アルギン酸ソーダ、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリユリア、ポリウレタン、ポリスチレン、ニトロセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース、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等、及びこれらの共重合物等が挙げられる。
【0045】
マイクロカプセルの具体的な形成方法としては、まず、溶媒に泳動粒子2とを均一分散させる。更に、この分散液と、界面活性剤を添加した蒸留水を撹拌混合させ、分散液のエマルジョンを作製する。分散液エマルジョンの大きさは、撹拌速度、または、乳化剤、界面活性剤の種類と量とにより所望の大きさに調節される。また、必要に応じて1種類以上の乳化剤、界面活性剤、電解質、潤滑剤、安定化剤などを適宜添加することができる。
【0046】
また、上記界面重合法により、色調と帯電極性の異なる2種類の帯電粒子(例えば白色の帯電粒子と黒色の帯電粒子)を、液体溶媒とともにマイクロカプセル内に内包させてもよい。
【0047】
このとき、泳動粒子は、体積平均粒子径/個数平均粒子径で表される粒度分布の分散度が約2以下であることが好ましい。
【0048】
本発明の電気泳動素子は、泳動媒質1中に膨潤性層状粘度鉱物を含有させてもよい。泳動媒質1中に膨潤性層状粘度鉱物を含有させることにより、泳動媒質1にチクソトロピックな性質が付与される。チクソトロピックとは、静止時にはゼリー状の状態を維持し、一方、その系に力が加えられることにより流動性が増し、液体のような挙動を示すものをいう。このため、表示粒子を長期間保持することができ、安定した表示を行わせることができる。
【0049】
膨潤性層状粘度鉱物としては、スメクタイトが好ましい。スメクタイトは、その単位構造を図3に示すように、層状珪酸塩の一種で、基本的にはSi−O4 4面体が酸素頂点を共有して六角網目状に広がった四面体シートが2枚、残りの頂点酸素を向かい合わせて陽イオンを挟み酸素の八面体シートを形成した2:1構造を単位層として、これが重なった構造をもつものである。そして、溶媒中で膨潤し、層状構造がくずれ、コロイド性を示す。このため、ゲスト物質の吸着能が高く、さらに、存在する陽イオンにより、例えば表示粒子のもつアニオンを吸着しやすく、保持特性が格段にすぐれたものとなる。
【0050】
スメクタイトは、天然のものや工業的に合成されたものがある。本発明では、天然品および合成品のいずれを用いてもよいが、溶媒中での特性あるいは不純物を含まない等の点で、工業的に合成されたものが好ましい。
【0051】
工業的に合成されたものとしては、合成スメクタイトが市販されている。市販されている合成スメクタイトとしては、水中で膨潤し、層状構造を崩してコロイド状となり、粘性を示す親水性のタイプと、有機溶媒中でコロイド状となり、粘性を示す親油性のタイプとがある。親水性のタイプとしては、SWN(コープケミカル(株)製)として市販されている親水性スメクタイトがあるが、本発明では親油性のものが好ましい。
【0052】
親油性スメクタイトは、親水性スメクタイトの層状構造中にあるNaイオン等を、低極性溶媒や高極性溶媒等と溶媒和が可能な有機イオンで置換したものである。このような有機イオンとしては、特に限定はしないが、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム等、例えば炭素原子数が1〜10程度のアルキル基を有する第4級アンモニウム等が挙げられる。
【0053】
置換する有機イオンを選択することで、種々の有機溶媒中に良好に分散してコロイド性や粘性を示し、さらにインクやその溶媒のようなゲスト物質をインターカレートするすぐれた特性をもつものである。このような親油性スメクタイトとしては、SAN、STN、SENおよびSPN(いずれもコープケミカル社製)として市販されているものがある。これらのなかでも多くの有機溶媒と親和性を有するSAN,STNが好ましい。
【0054】
このようなスメクタイトは、前述したように親水性、親油性ともに溶媒中で膨潤してコロイド性を示し、溶液の粘度を増加させる特性をもつ。静置時にはこのコロイドが水素結合により嵩高い網目構造を形成し、弾性挙動を示す。ところが、これに外力を加えると、この結合は弱いため、網目構造は簡単に壊れ流動性を示す。このため、スメクタイトを含めることで、泳動媒質1にチクソトロピックな性質を付与することができ、表示粒子の保持能力が向上し、表示が安定する。
【0055】
スメクタイトの含有量は、好ましくは泳動媒質の0.01〜20質量%、より好ましくは0.1〜15質量%、特に好ましくは1〜10質量%である。
【0056】
用いるスメクタイトの比表面積は、好ましくは200〜1000m2/g、より好ましくは500〜1000m2/g、特に好ましくは710〜800m2/g、である。
【0057】
光学顕微鏡を用いて観察したとき、不定形の形状で観察されるスメクタイトの平均長径は、好ましくは0.1〜100μm 、より好ましくは0.5〜50μm 、特に好ましくは1〜45μm である。
【0058】
本発明の電気泳動装置の基本構成を図1,2に示す。この電気泳動表示装置は、少なくとも一方が透光性の一対の基板11a,11bが、封止部材13a、13bを介して互いに所定間隔をもって対向し、これら基板11a、11bと封止部材13a、13bによって閉空間が構成されるようになっている。これら一対の基板11a,11bの互いに対向する内面側には平面状のITO等の透明電極12a,12bが固定されている。
【0059】
そして、上記閉空間には、泳動媒質1が収容されている。この泳動媒質1は、例えば溶媒中に黒色等の染料が溶解されたものであり、この泳動媒質1に分散されている白色の荷電粒子(泳動粒子、例えば白色顔料)2を含んでいる。
【0060】
このような電気泳動表示素子は、上記一対の電極12a,12bに対し、例えば図2に示すように、スイッチ15を閉じて電源14と接続し、上側の電極12aにプラスの電圧を印加し、下側の電極12bにマイナスの電圧を印加すると、負に帯電した上記白色顔料2がクーロン力によって陽極に向かって電気泳動し、その白色顔料2が上側の陽極電極12aに付着する。このような状態の電気泳動表示装置を、上方の位置から観察すると、白色顔料2が付着して層を形成した部分は透明電極12aとガラス基板11aとを介して白色に見えることになる。
【0061】
一方、印加電圧の極性を逆にすれば、白色顔料2は、対面側の電極12bに付着して層を形成し、白色顔料2の層が黒色の泳動媒質1の背後に隠れるので、電気泳動表示パネルは黒色に見えることになる。
【0062】
そして、本発明では、電圧の印加を停止しても、一旦白色顔料2が電極に付着した後は、付着状態を長期間、例えば2,3ヶ月程度維持することができる。このため、特に再度保持電圧を印加する必要がなくなる。
【0063】
本発明の電気泳動表示装置の駆動電圧としては、特に限定されるものではないが、通常、直流1〜250V 、特に5〜150V 程度である。
【0064】
本発明の電気泳動表示装置は、高速表示が可能であり、印加電圧にもよるが、0.5秒 以下、特に0.1〜0.5秒の応答速度を実現することができる。
【0065】
なお、本発明の電気泳動表示素子は、平面状、平面を屈曲させた形状の表示装置として好適に用いることができる。
【0066】
本発明の電気泳動表示装置は、店舗などの広告、価格表示板、案内板等や、道路標識、道路の案内板、薄型壁時計、電子手帳、電子本、電子新聞等といった分野で特に有効である。
【0067】
【実施例】
以下、実験例、実施例に基づき本発明をより具体的に説明する。
<実験例>
一次粒径が250nmの酸化チタンを用い、これに下記表1に示すような種々の表面処理を施した。このとき、ポリスチレン、ポリステアリルメタクリレートは下記の構造となるようにして付着させた。
【0068】
【化1】

Figure 0004631191
【0069】
得られた表面処理済み粉体を、下記構造を有する染料(チバ製、BL)を0.1g、トリメチルベンゼン100mlに溶解させたものに、48時間浸漬し、浸漬前後の染料溶液の分光光度計による染料の透過率から吸着量を求めた。結果を表1に示す。
【0070】
【化2】
Figure 0004631191
【0071】
【表1】
Figure 0004631191
【0072】
表1の結果から、ポリスチレン+分散剤が最も効果的に吸着を抑制できることが解る。なお、ポリステアリルメタクリレートの吸着量が多いのは、構造中に存在するケトン基に染料が吸着したためであると推定される。
【0073】
<実施例1>
溶剤(溶媒)としてトリメチルベンゼン(TMB):10gとしてを用い、これに染料としてアントラキノン系染料〔Solvent Blue 136〕を0.5g、分散剤(マリアリム)0.1g、および増粘剤としてスメクタイト(コープケミカル(株)製、商品名:SAN)0.5gを分散溶解させ、泳動媒質とした。
【0074】
泳動粒子は、一次粒径が70nmでγ−メタクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン処理を施した酸化チタン10g、架橋剤としてトリメチロールプロパントリメタクリレートを20g、分散剤として日本油脂製AWS-0851 を1g、重合開始剤として過酸化ベンゾイルを5g、スチレンを80g混合し懸濁液を作製した。この懸濁液を、前記分散剤(日本油脂製AWS-0851 )が10g溶解した水1kgに激しく撹拌しながら滴下し、乳化懸濁液を作製した。撹拌した状態で温度を上昇させ、90℃にて重合反応を促進させ、真球状の微粉体を得た。この微粉体の色調は白色、比重1.49、平均粒径は5.1μm であった。
【0075】
また、比較例として酸化チタンを造粒して平均粒径4.86μm の粉体を得た。
【0076】
これらの泳動媒質を図1および図2に示す装置のITO透明電極間に配置し、両電極間に通電前、通電中における表示面の状態を観察し、これからコントラスト比を求めた。その結果、発明サンプルのコントラストは8.5であったのに対し、比較サンプルは5.4しかなかった。
【0077】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、コントラスト比が高く、応答速度が速く、付着状態を長期間維持でき、安定した表示が可能な電気泳動表示素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電気泳動表示装置の基本構成を示す概略断面図である。
【図2】本発明の電気泳動表示装置の基本構成を示す概略断面図である。
【図3】泳動粒子核表面に高分子鎖が付着した状態を模式的示した断面図である。
【図4】図3の高分子鎖が架橋構造を有する状態を模式的示した断面図である。
【図5】スメクタイトの結晶構造を示した図である。
【図6】従来の電気泳動表示装置の基本構成を示す概略断面図である。
【図7】従来の電気泳動表示装置の基本構成を示す概略断面図である。
【符号の簡単な説明】
1 泳動媒質
2 泳動粒子
11a,11b 基板
12a,12b 電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophoretic display device that utilizes the movement of charged particles of an electrophoretic medium by application of a voltage.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an electrophoretic display element as shown in FIG. 6 is known. In this electrophoretic display device, at least one of a pair of light-transmitting glass substrates 11a and 11b, for example, is opposed to each other with a predetermined interval through sealing members 13a and 13b, and these glass substrates 11a and 11b and the sealing member A closed space is configured by 13a and 13b. The transparent electrodes 12a and 12b made of planar ITO or the like are fixed to the inner surfaces of the pair of glass substrates 11a and 11b facing each other.
[0003]
An electrophoretic display medium 1a is accommodated in the closed space. The electrophoretic display medium 1a is, for example, a medium in which a dye such as black is dissolved in a dispersion medium, and includes white charged particles (electrophoretic particles, for example, white pigment) 2 dispersed in the medium 1a. Yes.
[0004]
In such an electrophoretic display element, a positive voltage is applied to the upper electrode 12a by closing the switch 15 and connecting it to the power source 14 with respect to the pair of electrodes 12a and 12b, for example, as shown in FIG. When a negative voltage is applied to the lower electrode 12b, the negatively charged white pigment 2 is electrophoresed toward the anode by Coulomb force, and the white pigment 2 adheres to the upper anode electrode 12a. When the electrophoretic display device in such a state is observed from an upper position, a portion where the white pigment 2 adheres to form a layer appears white through the transparent electrode 12a and the glass substrate 11a. On the other hand, if the polarity of the applied voltage is reversed, the white pigment 1 adheres to the facing electrode 12b to form a layer, and the layer of the white pigment 2 is hidden behind the black medium 1a. The panel will appear black. When the application of voltage is stopped, once the white pigment 2 adheres to the electrode, it is not necessary to apply a voltage except for maintaining the adhesion state.
[0005]
However, since the specific gravity difference is greatly different between the migrating particles 2 and the solvent used in the medium, methods such as adjusting the specific gravity of the two, adjusting the viscosity of the solvent, and miniaturizing the migrating particles are being studied. However, as is apparent from Rayleigh scattering, as the size of migrating particles becomes finer, the finer the migrating particles, the higher the transmittance and the more easily the color of the colored migrating medium is reflected. For this reason, the contrast ratio, the reflectance, the whiteness and the like are reduced.
[0006]
Further, the miniaturization of the migrating particles 2 has a problem that the surface area is increased, the dye in the migrating medium is adsorbed on the surface of the migrating particles 2, and the migrating particles themselves are colored.
[0007]
In order to improve such a defect, attempts have been made to increase the size of the migrating particles 2. However, the increase in size causes the gap between the migrating particles 2 to increase, resulting in the result that the color of the migrating medium is easily reflected as described above.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an electrophoretic display element that has a high contrast ratio, a high response speed, can maintain an adhesion state for a long period of time, and can display stably.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the following configuration.
(1) An electrophoretic display element having an electrophoretic medium between a pair of electrodes, in which electrophoretic particles are dispersed in the electrophoretic medium,
The electrophoretic particle is an electrophoretic display element in which a polymer chain is attached to the surface of the electrophoretic particle nucleus.
(2) The electrophoretic display element according to (1), wherein the nucleus of the electrophoretic particle is an inorganic pigment.
(3) The electrophoretic display element according to (1) or (2), wherein the polymer chain is attached to the surface of the migrating particle nucleus by a coupling agent.
(4) The electrophoretic display element according to (1) or (2), wherein the polymer chain has a functional group for charge control.
(5) The electrophoretic display element according to any one of (1) to (3), wherein the polymer chain has a crosslinked structure.
(6) The electrophoretic display element according to any one of (1) to (5), wherein the electrophoretic particle nucleus is porous.
(7) The electrophoretic display element according to any one of the above (1) to (6), wherein the electrophoretic medium has a color capable of obtaining at least contrast with electrophoretic particles and contains an additive.
(8) The electrophoretic display device according to any one of (1) to (7), wherein the electrophoretic medium contains a swellable lamellar viscosity mineral.
(9) The electrophoretic display element according to any one of (1) to (8), wherein the electrophoretic medium is enclosed in a structure in which each of a microcapsule or a cell is independent and disposed between the pair of electrodes. .
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The electrophoretic display element of the present invention is an electrophoretic display element having an electrophoretic medium 1 between a pair of electrodes 12a and 12b as shown in FIG. 1, for example, and electrophoretic particles 2 are dispersed in the electrophoretic medium 1. The electrophoretic particle 2 has a polymer chain attached to the core surface.
[0011]
Thus, by attaching the polymer chain to the surface of the migrating particle nucleus, the contrast ratio is high, the response speed is high, and the memory effect can be further improved. As a result, an electrophoretic display element capable of maintaining excellent display quality for a long period of time can be obtained.
[0012]
That is, for example, as shown in FIG. 3, by attaching the polymer chain 2b to the surface of the migrating particle nucleus 2a, the polymer layer 2b is interposed between the surface of the nucleus 2a and the migrating medium 1. For this reason, it is possible to prevent the migration medium 1 and the dye dispersed therein from adhering to or adsorbing to the nucleus 2a, and the contrast ratio is improved.
[0013]
In addition, the specific gravity of the electrophoretic particles can be adjusted, so that electrophoretic particles closer to the specific gravity of the electrophoretic medium can be obtained, and the memory performance is improved. Furthermore, the charge on the surface of the migrating particles can be adjusted, and the response speed can be improved.
[0014]
As shown in FIG. 3, the polymer chain 2b is preferably bonded to the nucleus 2a via a coupling group 2c. By interposing the coupling group, the binding between the polymer chain 2b and the nucleus 2a is facilitated, and the binding amount of the polymer chain 2b can be adjusted.
[0015]
The organic polymer material forming the polymer chain of the present invention is a material having good compatibility with the coupling group, easy charge control, easy control of the polymerization reaction, and low reactivity of the electrophoretic medium. It is not particularly limited. Specifically, styrene resin, styrene copolymer resin, polyester resin, polyol resin, polyvinyl chloride resin, phenol resin, natural modified phenol resin, natural resin modified maleic acid resin, acrylic resin, methacrylic resin, polyvinyl acetate , Silicone resin, polyurethane resin, polyamide resin, furan resin, epoxy resin, xylene resin, polyvinyl butyral, terpene resin, coumarone indene resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polycarbonate resin, nylon, petroleum resin, etc. Of these, styrene resins and acrylic resins are preferable.
[0016]
The ratio of the polymer chain to the nucleus is preferably 0.1 to 95% by mass, particularly 1 to 70% by mass. Further, the specific gravity of the migrating particles may be adjusted by adjusting the ratio of the polymer chains.
[0017]
As a coupling agent for introducing the polymer chain into the nucleus, a suitable coupling agent may be selected from known coupling agents depending on the material of the nucleus and the type of the polymer chain. Specifically, when an inorganic pigment, particularly titanium oxide, is used for the core, examples include Si-based coupling agents and Ti-based coupling agents. Specifically, amino groups, vinyl groups, and epoxy groups are added at the molecular chain ends. A group containing a functional group such as a group or halogen is preferred.
[0018]
The amount of the coupling agent added to the nucleus varies depending on the type and is not particularly limited, but is usually 0.1 to 5% by mass, particularly about 1 to 3% by mass.
[0019]
A functional group for controlling the surface charge may be introduced into the polymer chain. By introducing a functional group for controlling the surface charge, the response speed can be improved. Examples of such a functional group, a sulfonic acid, carboxyl groups, -NH 2, -OH, -Cl, may be mentioned polar group such as -NO 2, 4 ammonium salt. Also, known charge control materials may be used, such as organometallic complexes, metal salts, and chelate compounds, such as monoazo metal complexes, acetylacetone metal complexes, hydroxycarboxylic acid metal complexes, polycarboxylic acid metal complexes, and polyol metal complexes. can give. In addition, carboxylic acid derivatives such as metal salts of carboxylic acids, carboxylic acid anhydrides and esters, and condensates of aromatic compounds are also included. Also, phenol derivatives such as bisphenols and calixarene can be used.
[0020]
As a method for introducing a functional group into a polymer chain, a method in which a reactive group for binding to a charge control material is attached to the end of the polymer chain, or a monomer is previously modified with a charge control material and polymerized, etc. Good.
[0021]
The ratio of the functional group to the polymer chain is preferably about 0.1 to 50% by mass, particularly about 1 to 30% by mass, although it depends on the type of polymer chain and nucleus.
[0022]
It is desirable that the migrating particles used in the present invention are stably dispersed in the solvent of the migrating medium and have a single polarity from the viewpoint of the lifetime of the display device, contrast, resolution, and the like. If the particle diameter is within the above range, the light scattering efficiency does not decrease, and a sufficient response speed can be obtained when a voltage is applied.
[0023]
Examples of the core material of the migrating particles include inorganic materials such as titanium oxide, zinc oxide, zirconium oxide, iron oxide, aluminum oxide, cadmium selenide, carbon black, barium sulfate, lead chromate, zinc sulfide, cadmium sulfide, and calcium carbonate. Pigments or organic pigments such as phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa yellow, watching red, and diary ride yellow can be used, but inorganic pigments are preferred. Among these, titanium oxide is preferable for obtaining a high contrast ratio, and rutile type is particularly preferable for titanium oxide. In particular, the present invention is effective when the migrating particle nucleus is porous.
[0024]
The migrating particle nucleus 2a has an average primary particle diameter of 0.01 to 0.7 μm, preferably 0.05 to 0.5 μm, more preferably 0.1 to 0.3 μm.
[0025]
By covering the periphery of the inorganic pigment with a resin, it is possible to prevent the dye in the migration medium from adsorbing to the inorganic pigment, and the contrast is improved. Further, the specific gravity of the electrophoresis medium can be approached by selecting a resin or the like.
[0026]
As a method for forming a polymer chain of the resin material on the surface of the pigment particle, for example, the pigment particle is dispersed in a resin solvent in which a resin monomer, a dispersant and a polymerization initiator are dispersed in advance, and the monomer is polymerized. That's fine.
[0027]
The specific gravity of the migrating particles is preferably closer to the migrating medium. Specifically, it is about 1.1 to 2.0.
[0028]
Furthermore, the polymer chain may have a crosslinked structure as shown in FIG. 4, for example. By having a cross-linked structure, the polymer chains 2b form a three-dimensional network structure around the migrating particle nucleus 2a to form a stronger resin layer, and the dye in the migrating medium is adsorbed to the inorganic pigment. This can be prevented and the contrast is improved.
[0029]
In order to obtain such a crosslinked structure, for example, a crosslinking agent may be added in the polymerization step. As such a crosslinking agent, although depending on the resin material, for example, in the case of styrene-based and acrylic-based, a polyfunctional monomer and the like can be mentioned.
[0030]
By introducing a crosslinked structure into the polymer chain, a complex structure in which a plurality of migrating particle nuclei are bonded by a resin can also be obtained. By using such a complex structure, larger-diameter electrophoretic particles can be obtained.
[0031]
In this case, the electrophoretic particles of the composite have an average primary particle size of 0.8 to 7 μm, preferably 0.8 to 5 μm. These particle sizes are values when the particles are converted into a spherical shape.
[0032]
In the present invention, as the solvent, the solubility in the migrating particles is small, the solubility in the dye and the swellable lamellar viscous mineral is large, and the dye, the electrophoretic particles, preferably the following swellable lamellar viscous mineral can be stably dissolved or dispersed, An insulating material that does not contain ions and does not generate ions when a voltage is applied is desirable.
[0033]
Examples of insulating liquids that can be used for a relatively large number of migrating particle materials include saturated hydrocarbons such as hexane, decane, hexadecane, and kerosene, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, trichlorotrifluoroethane, and dibromo. Examples thereof include halogenated fluorine-based hydrocarbons such as tetrafluoroethane and tetrachloroethylene, and fluorine-based solvents. In addition, these liquids can also be mixed and used.
[0034]
In the present invention, the mixing ratio of the migrating particles in the migrating medium is not particularly limited as long as the electrophoretic properties of the migrating particles are not hindered and the reflection control of the migrating medium can be sufficiently performed. 1 mass% to 30 mass% is preferable.
[0035]
In the present invention, an additive such as a resin or a surfactant can be added to the above-described solvent as necessary in order to increase the charge of the migrating particles or to make the same polarity.
[0036]
The electrophoretic medium preferably has a color that provides a contrast with the electrophoretic particles. Such colors may have such colors themselves or other pigments may be dispersed in the migration medium. The color of the electrophoretic medium is preferably such that a contrast ratio with the color of the electrophoretic particles is 3 or more, particularly 5 or more.
[0037]
Examples of the dye dissolved in the electrophoresis medium include cyanine, phthalocyanine, naphthalocyanine, anthraquinone, azo, triphenylmethane, pyrylium or thiapyrylium salt, squarylium, croconium, and metal complex dyes. 1 type or 2 types or more may be appropriately selected depending on the purpose.
[0038]
The content of such a dye is not particularly limited, and may be appropriately adjusted depending on the type, desired color, brightness, and the like, but is preferably about 0.1 to 20% by mass.
[0039]
In the present invention, the thickness of the electrophoretic medium layer is larger than the diameter of the electrophoretic particles and is not particularly limited as long as the movement of the particles is not hindered. desirable. From such a viewpoint, the preferable thickness of the migration medium layer is 5 μm to 200 μm.
[0040]
The electrode material used in the present invention is preferably a highly conductive material such as aluminum, copper, silver, gold, or platinum. Moreover, as a transparent electrode material, thin films, such as a tin oxide, an indium oxide, and copper iodide, can be used preferably. Moreover, electrode formation can be performed by normal methods, such as vapor deposition, sputtering, and photolithography.
[0041]
In the present invention, the material and thickness of the substrate on which the electrodes are arranged are not particularly limited as long as they have sufficient insulation and flatness and sufficient strength. As specific materials, glass, plastic, and ceramic are preferably used. Moreover, when making a board | substrate bear a contrast color with an electrophoretic particle, what mixed the suitable pigment | dye and the pigment with glass, plastics, and ceramics, or a colored ceramic can be used as a board | substrate.
[0042]
The method for disposing and enclosing the electrophoresis medium between the electrodes is not particularly limited, and various methods can be used, but it is particularly preferable to seal and dispose with a microcapsule or a cell. These microcapsules may be disposed between electrodes using an organic binder or the like.
[0043]
As a microencapsulation method, it can be produced by a method that has already been known in the art. For example, a phase separation method from an aqueous solution as shown in U.S. Pat. Nos. 2,800,547 and 2,800,498, Japanese Patent Publication Nos. 38-19574, 42-446, 42-771, etc. Interfacial polymerization method as shown, in-situ method by polymerization of monomers shown in JP-B-36-9168, JP-A-51-9079, etc., British Patent Nos. 952807 and 965074 Although there is a melt dispersion cooling method and the like shown in the specification, it is not limited thereto.
[0044]
As a material for forming the outer wall portion of the microcapsule, an inorganic material or an organic material may be used as long as the outer wall portion can be manufactured by the capsule manufacturing method. However, a material that transmits light sufficiently is preferable. Specific examples include gelatin, gum arabic, starch, sodium alginate, polyvinyl alcohol, polyethylene, polyamide, polyester, polyurethane, polyurea, polyurethane, polystyrene, nitrocellulose, ethylcellulose, methylcellulose, melamine-formaldehyde resin, urea-formaldehyde resin, and the like. And copolymers thereof.
[0045]
As a specific method for forming the microcapsules, first, the migrating particles 2 are uniformly dispersed in a solvent. Further, this dispersion and distilled water to which a surfactant is added are stirred and mixed to prepare an emulsion of the dispersion. The size of the dispersion emulsion is adjusted to a desired size depending on the stirring speed or the type and amount of the emulsifier and the surfactant. In addition, one or more emulsifiers, surfactants, electrolytes, lubricants, stabilizers, and the like can be appropriately added as necessary.
[0046]
In addition, two types of charged particles (for example, white charged particles and black charged particles) having different color tones and charged polarities may be encapsulated in a microcapsule together with a liquid solvent by the interfacial polymerization method.
[0047]
At this time, the electrophoretic particles preferably have a degree of dispersion of a particle size distribution represented by volume average particle diameter / number average particle diameter of about 2 or less.
[0048]
In the electrophoretic element of the present invention, the electrophoretic medium 1 may contain a swellable lamellar viscosity mineral. By including a swellable lamellar viscosity mineral in the electrophoresis medium 1, the thixotropic property is imparted to the electrophoresis medium 1. The thixotropic means a substance that maintains a jelly-like state at rest, while the fluidity is increased by applying force to the system and behaves like a liquid. For this reason, display particles can be held for a long period of time, and stable display can be performed.
[0049]
As the swellable layered viscosity mineral, smectite is preferable. Smectites, the unit structure as shown in FIG. 3, a kind of layered silicate, two tetrahedral sheets of Si-O 4 4 tetrahedron has spread to share oxygen vertices hexagonal mesh-like basically The 2: 1 structure in which the remaining apex oxygen faces each other and the cation is sandwiched to form an octahedron sheet of oxygen is used as a unit layer. And it swells in a solvent, a layered structure breaks down and shows colloidal properties. For this reason, the adsorbing ability of the guest substance is high, and further, for example, the anion of the display particles is easily adsorbed by the cation present, and the retention characteristics are remarkably improved.
[0050]
Smectite may be natural or industrially synthesized. In the present invention, either a natural product or a synthetic product may be used, but industrially synthesized products are preferable from the viewpoint of not containing characteristics or impurities in a solvent.
[0051]
Synthetic smectite is commercially available as an industrially synthesized product. Commercially available synthetic smectites include a hydrophilic type that swells in water and breaks down the layered structure into a colloidal shape and exhibits viscosity, and a lipophilic type that becomes colloidal in an organic solvent and exhibits viscosity. . As a hydrophilic type, there is a hydrophilic smectite marketed as SWN (manufactured by Corp Chemical Co., Ltd.). In the present invention, a lipophilic one is preferable.
[0052]
The lipophilic smectite is obtained by replacing Na ions or the like in the layered structure of hydrophilic smectite with organic ions that can be solvated with a low polarity solvent or a high polarity solvent. Examples of such organic ions include, but are not limited to, tetramethylammonium and tetraethylammonium, for example, quaternary ammonium having an alkyl group having about 1 to 10 carbon atoms.
[0053]
By selecting the organic ion to be substituted, it can be well dispersed in various organic solvents, exhibiting colloidal properties and viscosity, and having excellent properties for intercalating guest materials such as ink and its solvent. is there. Such lipophilic smectites include those marketed as SAN, STN, SEN and SPN (all manufactured by Coop Chemical Co.). Of these, SAN and STN having affinity with many organic solvents are preferable.
[0054]
As described above, such a smectite has the property of swelling in a solvent and exhibiting a colloidal property and increasing the viscosity of the solution, as described above. When allowed to stand, this colloid forms a bulky network structure due to hydrogen bonding and exhibits elastic behavior. However, when an external force is applied to this, since this bond is weak, the network structure is easily broken and exhibits fluidity. For this reason, by including smectite, the electrophoretic medium 1 can be provided with thixotropic properties, the display particle retention ability is improved, and the display is stabilized.
[0055]
The smectite content is preferably 0.01 to 20% by mass of the migration medium, more preferably 0.1 to 15% by mass, and particularly preferably 1 to 10% by mass.
[0056]
The specific surface area of the smectite used is preferably 200~1000m 2 / g, more preferably 500 to 1000 m 2 / g, particularly preferably at, 710~800m 2 / g.
[0057]
When observed with an optical microscope, the average major axis of smectite observed in an irregular shape is preferably 0.1 to 100 μm, more preferably 0.5 to 50 μm, and particularly preferably 1 to 45 μm.
[0058]
The basic configuration of the electrophoresis apparatus of the present invention is shown in FIGS. In this electrophoretic display device, a pair of substrates 11a and 11b, at least one of which is translucent, face each other with a predetermined interval through sealing members 13a and 13b, and these substrates 11a and 11b and sealing members 13a and 13b are opposed to each other. The closed space is configured by. The transparent electrodes 12a and 12b made of planar ITO or the like are fixed to the inner surfaces of the pair of substrates 11a and 11b facing each other.
[0059]
The migration medium 1 is accommodated in the closed space. The electrophoretic medium 1 is a medium in which, for example, a dye such as black is dissolved in a solvent, and includes white charged particles (electrophoretic particles, for example, white pigment) 2 dispersed in the electrophoretic medium 1.
[0060]
In such an electrophoretic display element, for example, as shown in FIG. 2, the switch 15 is closed and connected to the power source 14 with respect to the pair of electrodes 12a and 12b, and a positive voltage is applied to the upper electrode 12a. When a negative voltage is applied to the lower electrode 12b, the negatively charged white pigment 2 is electrophoresed toward the anode by Coulomb force, and the white pigment 2 adheres to the upper anode electrode 12a. When the electrophoretic display device in such a state is observed from an upper position, a portion where the white pigment 2 adheres to form a layer appears white through the transparent electrode 12a and the glass substrate 11a.
[0061]
On the other hand, if the polarity of the applied voltage is reversed, the white pigment 2 adheres to the facing electrode 12b to form a layer, and the layer of the white pigment 2 is hidden behind the black electrophoretic medium 1. The display panel will appear black.
[0062]
And in this invention, even if it stops applying voltage, once the white pigment 2 adheres to an electrode, it can maintain an adhesion state for a long period of time, for example, about 2 or 3 months. This eliminates the need to apply the holding voltage again.
[0063]
The driving voltage of the electrophoretic display device of the present invention is not particularly limited, but is usually about 1 to 250 V DC, particularly about 5 to 150 V.
[0064]
The electrophoretic display device of the present invention is capable of high-speed display and can achieve a response speed of 0.5 seconds or less, particularly 0.1 to 0.5 seconds, depending on the applied voltage.
[0065]
The electrophoretic display element of the present invention can be suitably used as a display device having a flat shape or a bent shape.
[0066]
The electrophoretic display device of the present invention is particularly effective in fields such as advertisements for shops, price display boards, information boards, road signs, road information boards, thin wall clocks, electronic notebooks, electronic books, electronic newspapers, and the like. is there.
[0067]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on experimental examples and examples.
<Experimental example>
Titanium oxide having a primary particle size of 250 nm was used and subjected to various surface treatments as shown in Table 1 below. At this time, polystyrene and polystearyl methacrylate were adhered so as to have the following structure.
[0068]
[Chemical 1]
Figure 0004631191
[0069]
The obtained surface-treated powder was immersed in 0.1 g of a dye having the following structure (Ciba, BL) dissolved in 100 ml of trimethylbenzene for 48 hours, and a spectrophotometer of the dye solution before and after the immersion The amount of adsorption was determined from the transmittance of the dye. The results are shown in Table 1.
[0070]
[Chemical 2]
Figure 0004631191
[0071]
[Table 1]
Figure 0004631191
[0072]
From the results in Table 1, it can be seen that polystyrene + dispersant can most effectively suppress adsorption. In addition, it is presumed that the amount of adsorption of polystearyl methacrylate is large because the dye was adsorbed on the ketone group present in the structure.
[0073]
<Example 1>
Trimethylbenzene (TMB): 10 g was used as a solvent (solvent), 0.5 g of anthraquinone dye [Solvent Blue 136] was used as a dye, 0.1 g of a dispersant (Marialim), and smectite (corp) as a thickener. Chemical Co., Ltd., trade name: SAN (0.5 g) was dispersed and dissolved to prepare an electrophoresis medium.
[0074]
Electrophoretic particles were 10 g of titanium oxide having a primary particle size of 70 nm and treated with γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, 20 g of trimethylolpropane trimethacrylate as a cross-linking agent, and 1 g of AWS-0851 manufactured by NOF Corporation as a dispersing agent, As a polymerization initiator, 5 g of benzoyl peroxide and 80 g of styrene were mixed to prepare a suspension. This suspension was added dropwise to 1 kg of water in which 10 g of the dispersant (AWS-0851 manufactured by NOF Corporation) was dissolved with vigorous stirring to prepare an emulsified suspension. While stirring, the temperature was raised and the polymerization reaction was accelerated at 90 ° C. to obtain true spherical fine powder. The fine powder had a white color, a specific gravity of 1.49, and an average particle size of 5.1 μm.
[0075]
As a comparative example, titanium oxide was granulated to obtain a powder having an average particle size of 4.86 μm.
[0076]
These electrophoretic media were placed between the ITO transparent electrodes of the apparatus shown in FIGS. 1 and 2, and the state of the display surface before and during energization was observed between both electrodes, and the contrast ratio was determined therefrom. As a result, the contrast of the inventive sample was 8.5 while the comparative sample was only 5.4.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an electrophoretic display element that has a high contrast ratio, a high response speed, can maintain an adhesion state for a long time, and can display stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a basic configuration of an electrophoretic display device of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a basic configuration of an electrophoretic display device of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a state in which polymer chains are attached to the surface of migrating particle nuclei.
4 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the polymer chain of FIG. 3 has a crosslinked structure.
FIG. 5 is a view showing a crystal structure of smectite.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a basic configuration of a conventional electrophoretic display device.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a basic configuration of a conventional electrophoretic display device.
[Brief description of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrophoretic medium 2 Electrophoretic particle 11a, 11b Substrate 12a, 12b Electrode

Claims (6)

一対の電極間に泳動媒質を有し、この泳動媒質中に泳動粒子が分散された電気泳動表示素子であって、
前記泳動粒子は、泳動粒子核表面にカップリング基を介して高分子鎖が結合しており、
前記高分子鎖は、架橋構造を有し、
前記高分子鎖を形成する高分子有機材料は、スチレン系樹脂を含み、
前記泳動粒子の核は無機顔料である電気泳動表示素子。
An electrophoretic display element having an electrophoretic medium between a pair of electrodes, in which electrophoretic particles are dispersed in the electrophoretic medium,
The electrophoretic particle has a polymer chain bonded to the electrophoretic particle nucleus surface via a coupling group ,
The polymer chains have a crosslinked structure,
The polymer organic material forming the polymer chain includes a styrene resin,
An electrophoretic display element in which the nucleus of the electrophoretic particle is an inorganic pigment .
前記高分子鎖は、電荷制御用の官能基を有する請求項1の電気泳動表示素子。The polymer chains, the electrophoretic display device according to claim 1 having a functional group for charge control. 前記泳動粒子核は、多孔である請求項1または2の電気泳動表示素子。The electrophoretic particle nuclei electrophoretic display device according to claim 1 or 2 which is porous. 前記泳動媒質は、少なくとも泳動粒子とのコントラストが得られる色彩を有し、かつ添加剤を含有する請求項1〜のいずれかの電気泳動表示素子。The electrophoretic display element according to any one of claims 1 to 3 , wherein the electrophoretic medium has a color capable of obtaining at least a contrast with electrophoretic particles and contains an additive. 前記泳動媒質中に膨潤性層状粘度鉱物を含有する請求項1〜のいずれかの電気泳動表示装置。Any of the electrophoretic display device according to claim 1-4, containing a swellable layered clay mineral in the electrophoresis medium. 前記泳動媒質は、マイクロカプセル、またはセルのそれぞれが独立した構造体に封入され、前記一対の電極間に配置されている請求項1〜のいずれかの電気泳動表示素子。The electrophoresis medium, microcapsules or each cell is sealed in a separate structure, either of the electrophoretic display device according to claim 1 to 5 disposed between the pair of electrodes.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1393122B1 (en) * 2001-05-15 2018-03-28 E Ink Corporation Electrophoretic particles
JP4623972B2 (en) * 2003-01-14 2011-02-02 ナトコ株式会社 Electrophoretic colored particles and display element
JP2005049657A (en) * 2003-07-29 2005-02-24 Tdk Corp Display device
WO2006126120A1 (en) * 2005-05-27 2006-11-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Robust multi particle system for color electrophoretic displays with very low driving voltages comprising a low amount of electrolytes
JP5134775B2 (en) * 2006-01-18 2013-01-30 株式会社ブリヂストン Particles for display media and information display panels
JP5194691B2 (en) * 2007-10-04 2013-05-08 株式会社リコー Electrophoretic particles, electrophoretic particle dispersion, image display medium, and image display device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03249738A (en) * 1990-02-28 1991-11-07 Hitachi Chem Co Ltd Display liquid for electrophoresis display device and electrophoresis display device using the same
JPH03249736A (en) * 1990-02-28 1991-11-07 Hitachi Chem Co Ltd Display liquid for electrophoresis display device and electrophoresis display device using the same
JPH03249737A (en) * 1990-02-28 1991-11-07 Hitachi Chem Co Ltd Display liquid for electrophoresis display device and electrophoresis display device using the same
JPH04140726A (en) * 1990-10-02 1992-05-14 Japan Steel Works Ltd:The Dispersion for optical element
JPH04166918A (en) * 1990-10-31 1992-06-12 Hitachi Chem Co Ltd Display liquid for electrophoresis display device and electrophoresis display device using the display liquid
JP2000290566A (en) * 1999-02-05 2000-10-17 Ricoh Co Ltd Display ink

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03249738A (en) * 1990-02-28 1991-11-07 Hitachi Chem Co Ltd Display liquid for electrophoresis display device and electrophoresis display device using the same
JPH03249736A (en) * 1990-02-28 1991-11-07 Hitachi Chem Co Ltd Display liquid for electrophoresis display device and electrophoresis display device using the same
JPH03249737A (en) * 1990-02-28 1991-11-07 Hitachi Chem Co Ltd Display liquid for electrophoresis display device and electrophoresis display device using the same
JPH04140726A (en) * 1990-10-02 1992-05-14 Japan Steel Works Ltd:The Dispersion for optical element
JPH04166918A (en) * 1990-10-31 1992-06-12 Hitachi Chem Co Ltd Display liquid for electrophoresis display device and electrophoresis display device using the display liquid
JP2000290566A (en) * 1999-02-05 2000-10-17 Ricoh Co Ltd Display ink

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