TW201350905A - 電濕潤顯示裝置及電濕潤顯示用染料組成物 - Google Patents

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Hiroyuki Naito
Yasuhiro Ishiwata
Takashi Kato
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Abstract

一種含有顯示構件的電濕潤顯示裝置,該電濕潤顯示裝置具有第一基板、第二基板、疏水性絕緣膜、油以及親水性液體。第一基板的至少一表面具有導電性;第二基板布置成面向第一基板的導電表面;疏水性絕緣膜配置於第一基板的導電表面上;油為非導電性,其配置於疏水性絕緣膜與第二基板之間以便在疏水性絕緣膜上可移動,且油含有非極性溶劑及次甲基染料,次甲基染料包含經由具有次甲基不飽和鍵的連接基所連接的兩個染料母核;親水性液體為導電性,其配置於疏水性絕緣膜與第二基板之間而與油所接觸。

Description

電濕潤顯示裝置及電濕潤顯示用染料組成物
本發明是有關於一種電濕潤顯示裝置及電濕潤顯示用染料組成物。
傳統上,經研究實施有關於一種光學元件,該光學元件裝備有含有兩種或多種彼此不互相混合的液體(例如油及親水性液體的兩種液體)之單元,且該光學元件藉由電壓的施加而動作(驅動)。此種光學元件的實例包含光閘(optical shutter)、變焦透鏡(variable focal length lens)及影像顯示裝置。
在近幾年,利用電濕潤現象的技術已受到特別注目。
就利用電濕潤現象的技術而言,例如已知有電濕潤顯示,其含有:第一基板及第二基板,其彼此面對;多個凸起,其經排列而定義出多個畫素單元;非導電第一流體,其密封於兩相鄰凸起之間的畫素單元;以及第二流體,其為導電液體或極性液體,且第二流體與第一流體不互溶(請看例如日本專利申請特開 (JP-A)2009-86668)。
就染料而言,許多染料為已知並且例如具有次甲基基團的次甲基染料已被廣泛利用(請看例如國際公開WO2008/142086)。再者,例如次甲基染料、二吡咯甲烷染料及類似染料等是已知的(請看例如日本專利申請特開2011-095732),並且在這樣的染料中,亦含有藉由配位至金屬原子或金屬化合物而得之錯合化合物。
根據本發明的一方面,提供一種含有顯示構件的電濕潤顯示裝置及電濕潤顯示用染料組成物。電濕潤顯示裝置具有:第一基板,該第一基板的至少一表面的至少一部份具有導電性;第二基板,該第二基板布置成面向所述第一基板的導電表面;疏水性絕緣膜,該疏水性絕緣膜配置於第一基板的導電表面的至少一部份上;油,該油為非導電性,配置於該疏水性絕緣膜與該第二基板之間以便在該疏水性絕緣膜上可移動,且含有非極性溶劑及次甲基染料,該次甲基染料包含經由具有次甲基不飽和鍵的連接基所連接的兩個染料母核;以及親水性液體,該親水性液體為導電性,其配置於該疏水性絕緣膜與該第二基板之間而與該油接觸;其中藉由於該親水性液體與該第一基板的導電表面之間施加電壓而改變該油與該親水性液體之間的界面之形狀來顯示影像。本發明並提供一種電濕潤顯示用染料組成物,在影像顯示時表現 出優良的回應性,且具有該染料組成物可抑制回流現象所導致的影像異常。
如上所述,電濕潤顯示為顯示技術的一種,該顯示技術作為一種影像顯示介質最近引起關注,然而,就替代紙介質或類似介質的顯示介質而言,電濕潤顯示需要具有各種特性如顯示影像時的顯示速度、密度、鑑別性質(discrimination property)、顯示的影像的清晰度(definition of the image)及類似特性。
在各種不同的特性中,影像的顯示速度(即,影像形成性質)及鑑別性質及欲顯示之影像的清晰度高度地受到關注。
為了有效地實現欲顯示於電濕潤顯示中的影像密度,進行影像形成的油之密度,即,包含於油中的色料濃度應被提高。於油中,染料一般被用來作為色料,然而,在染料相對於構成油相的非極性溶劑不具有好的溶解度的情況下,因此當保持高的顯示特性時,難以提高濃度至適用於影像顯示的程度。
同時,在使用相對於非極性溶劑具有高溶解度的染料之情況下,油本身的色密度可被增加;然而,當染料含量增加時,於施加電壓時,油的動作靈敏度(回應性)可能劣化且影像形成性質有顯著地損壞的傾向。
因此,為了保持顯示的影像顯示性質至相當程度,則影像品質必須降低且能夠同時實現影像顯示性質(即,影像形成性質如顯示速度或類似)及影像品質的技術尚未建立。
本發明鑒於上述問題且旨在完成下述。即,發明之目的 為提供一種電濕潤顯示裝置及電濕潤顯示用染料組成物,該電濕潤顯示裝置於影像顯示時表現出優良的回應性,且具有該電濕潤顯示裝置可抑制回流現象所導致的影像異常。
本發明者發現下述及基於此知識從而完成本發明。即,從增強顯示特性如回應性及類似特性的觀點而言,有利的是包含於油相中的色料,其有利於影像的形成,並相對於形成油相的非極性溶劑具有高溶解度。染料的實例為於分子中具有次甲基基團的次甲基染料。特別是當次甲基染料具有藉由次甲基不飽和鍵將兩個染料母核連接起來之結構時,該次甲基染料的溶解度可能提高;因此,該次甲基染料可被結合於油相中。再者,當染料的濃度增加時,可看見在回應性的改良效果,且當維持於施加電壓的狀態下,可抑制回流現象。
「回流」為於油區域中的一種現象,當維持於施加電壓的狀態下,該回流現象藉由收縮而降低、隨著時間而增大。
下述具體方法用於處理上述問題。
〈1〉一種含有顯示構件的電濕潤顯示裝置,包括:第一基板、第二基板、疏水性絕緣膜、油及親水性液體。該第一基板的至少一表面的至少一部份具有導電性;該第二基板布置成面向該第一基板的導電表面;該疏水性絕緣膜配置於第一基板的導電表面的至少一部份上;該油為非導電性,配置於疏水性絕緣膜與第二基板之間以便在該疏水性絕緣膜上可移動,且包含非極性溶劑及次甲基染料,該次甲基染料含有經由具有次甲基不飽和鍵的連接基 所連接的兩個染料母核;該親水性液體為導電性,配置於疏水性絕緣膜與第二基板之間而與該油接觸;其中藉由於親水性液體與第一基板的導電表面之間施加電壓而改變油與親水性液體之間的界面之形狀來顯示影像。
〈2〉根據項目〈1〉的電濕潤顯示裝置,其中次甲基染料並不含有用於形成錯合物的金屬原子或金屬化合物。
〈3〉根據項目〈1〉或項目〈2〉的電濕潤顯示裝置,其中次甲基於正己烷的溶解度在壓力0.1MPa、溫度25℃下為1重量%以上。
〈4〉根據項目〈1〉至項目〈3〉中任一項的電濕潤顯示裝置,其中次甲基染料為由下述式(1)所表示的染料: 其中,式(1)中,A與B各自獨立地表示沒有解離基的染料母核,R1、R2與R3各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、芳基或雜環基,且n表示0、1或2的整數。
〈5〉根據項目〈1〉至項目〈4〉中任一項的電濕潤顯示裝置,其中次甲基染料為由下述式(2)所表示:式(2)
其中,式(2)中,R1、R2與R3各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、芳基或雜環基;R4、R5與R6各自獨立地表示氫原子或單價取代基;X4、X5與X6各自獨立地表示碳原子或氮原子,當X4、X5或X6表示氮原子時,則R4、R5或R6分別連接至表示氮原子之X4、X5或X6不存在;B表示沒有解離基的染料母核,且n表示0、1或2的整數。
〈6〉根據項目〈1〉至項目〈3〉中任一項的電濕潤顯示裝置,其中次甲基染料為由下述式(3)所表示:
其中,式(3)中,R1、R2與R3各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、芳基或雜環基;R4、R5、R6、R7、R8與R9各自獨立地表示氫原子或單價取代基,且n表示0、1或2的整數。
〈7〉根據項目〈1〉至項目〈3〉中任一項的電濕潤顯示裝置,其中次甲基染料為由下述式(4)所表示:
其中,式(4)中,R1表示氫原子、鹵素原子、烷基、芳基或雜環基;R4、R5、R6、R7、R8與R9各自獨立地表示氫原子或單價取代基。
〈8〉根據項目〈1〉至項目〈7〉中任一項的電濕潤顯示裝置,其中次甲基染料包含具有4~30個碳原子的直鏈烷基或支鏈烷基。
〈9〉根據項目〈1〉至項目〈8〉中任一項的電濕潤顯示裝置,其中次甲基染料的分子量為200~小於3000。
〈10〉根據項目〈1〉至項目〈9〉中任一項的電濕潤顯示裝置,其中相對於油的總重量,包含於油中的染料總含量為20重量%以上;且相對於油的總重量,次甲基染料於油中的比例為5重量%以上。
〈11〉根據項目〈1〉至項目〈10〉中任一項的電濕潤顯示裝置,其中於非極性溶劑中的溶氧含量為10ppm以下。
〈12〉根據項目〈1〉至項目〈11〉中任一項的電濕潤顯示裝置,其中疏水性絕緣膜含有源自由多官能化合物的交聯結構。
〈13〉電濕潤顯示用染料組成物,染料組成物含有非極 性溶劑及次甲基染料,該次甲基染料包含經由具有次甲基不飽和鍵的連接基所連接的兩個染料母核。
〈14〉根據項目〈13〉的電濕潤顯示用染料組成物,其中次甲基染料含有具有4~30個碳原子的直鏈烷基或支鏈烷基。
〈15〉根據項目〈13〉或項目〈14〉的電濕潤顯示用染料組成物,其中相對於油的總重量,包含於油中的染料總含量為20重量%以上;且相對於油的總重量,次甲基染料於油中的比例為5重量%以上。
100‧‧‧電濕潤顯示裝置
11‧‧‧第一基板
12‧‧‧第二基板
11a、12a‧‧‧基材
11b、12b‧‧‧導電膜
14‧‧‧親水性液體
16‧‧‧油
17A、17B‧‧‧界面
20‧‧‧疏水性絕緣膜
22a、22b‧‧‧矽氧橡膠壁
25‧‧‧電源
26‧‧‧開關
30‧‧‧顯示單元
圖1是說明本發明的例示性實施例的電顯潤顯示裝置於未施加電壓(電壓關閉狀態,voltage off state)的狀態下之示意剖面圖。
圖2是說明本發明的例示性實施例的電顯潤顯示裝置於施加電壓(電壓開啟狀態,voltage on state)的狀態下之示意剖面圖。
以下,將參照圖示詳細地解釋例示性實施例的電濕潤顯示裝置,且藉由解釋,亦詳細地描述電濕潤顯示用染料組成物。然而,應詮釋為本發明不限制於下述例示性實施例。
參照圖1及圖2,詳細地描述本發明的第一例示性實施例之電濕潤顯示裝置。在本例示性實施例中,裝備有銦錫氧化物 (indium tin oxide,ITO)的玻璃基板是用來作為具有導電性的第一基板,癸烷是用來作為構成油的非極性溶劑,且水電解質溶液是用來作為親水性液體。
如圖1所示,本例示性實施例的電濕潤顯示裝置100裝備有具有導電性的基板(第一基板)11;具有導電性的基板(第二基板)12,且基板12排列成面向基板11;配置於基板11上的疏水性絕緣膜20;及親水性液體14及油16,親水性液體14與油16填充於一區域,該區域位於疏水性絕緣膜20與基板12之間且藉由矽氧橡膠壁(silicone rubber wall)22a與矽氧橡膠壁22b而分隔。於疏水性絕緣膜20與基板12之間且藉由矽氧橡膠壁22a與矽氧橡膠壁22b而分隔的區域是組態為藉由油16的移動而執行影像顯示的顯示構件(顯示胞(display cell))。
傳統上,關於電濕潤技術,已做出各種研究且已知當如染料或類似物等的溶劑可溶性染料包含於形成油相的非極性溶劑中,在影像顯示時的回應性有劣化的傾向,且當維持於施加電壓(電壓開啟狀態)的狀態下回流亦有劣化的傾向。該些傾向於為了增強顯示影像的品質而提高色密度之情況下更明顯。用於存在於油相中的染料成分,可使用各種染料;然而,綜上所述,當使用包含藉由次甲基基團將各自具有環狀結構的兩染料母核連接在一起之結構的染料時,回應性或回流阻力特性於電壓開啟的狀態下較不可能被損壞。因此,本發明的特徵在於特別是藉由選擇性地使用次甲基染料(該次甲基染料含有兩染料母核,該兩染料母核 藉由具有次甲基不飽和鍵的連接基連接起來)作為電濕潤技術中的油相著色之染料成分,而特別改良影像顯示時的回應性,且當固定染料溶解度,特別抑制於電壓開啟狀態下所引起的回流。
基板11具有基材11a與配置於基材11a上且具有導電性的導電膜11b,而配置成使整個基板表面存在導電性。再者,基板12是配置於面向基板11的位置。與基板11相似,基板12具有基材12a與配置於基材12a上且具有導電性的導電膜12b,而配置成使整個基板表面存在導電性。在本例示性實施例中,該基板11與該基板12是由透明玻璃基板與透明銦錫氧化物膜所構成,該透明銦錫氧化物膜配置於玻璃基板上。
根據裝置的顯示形式,基材11a與基材12a可藉由利用透明材料或不透明材料形成。就顯示影像的觀點而言,較佳為基材11a或基材12a的至少之一具有光透射性質。具體而言,在380奈米~770奈米的整個波長區域,較佳為基材11a或基材12a的至少之一具有80%以上的透射因子(transmission factor)(更佳為90%以上)。
就用於基材11a與基材12a的材料而言,例如可使用玻璃基板(例如無鹼玻璃(non-alkali glass)基板、鈉玻璃(soda glass)基板、派熱司(PYREX,註冊商標)玻璃基板、石英玻璃基板或類似基板)、塑膠基板(例如聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)基板、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)基板、聚碳酸酯(PC)基板、聚醯亞胺(PI) 基板或類似基板)、金屬基板如鋁基板或不鏽鋼基板、半導體基板如矽基板或其他類似基板。其中,就光透射性質的觀點而言,較佳為玻璃基板或塑膠基板。
再者,就基材而言,亦可使用配置有薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)的TFT基板。在這種情況下,連接至薄膜電晶體(TFT)的導電膜之形式(即,連接至薄膜電晶體的畫素電極為導電膜之形式)為較佳。藉由具有此種形式,可個別地施加電壓於每一個畫素,因此,變得可實現整個影像顯示裝置的主動驅動,與已知裝備有薄膜電晶體的液晶顯示裝置的情況相似。
在薄膜電晶體基板中,薄膜電晶體的組態、各種配線、儲存容量及類似配置可為已知組態。例如,該組態的描述可參照日本專利申請特開2009-86668。
根據裝置的顯示形式,導電膜11b與導電膜12b可為透明膜或不透明膜。術語「導電膜」是指具有導電性的膜,且術語「具有導電性」可指具有至少電的導電性質而可施加電壓,具體而言,是指具有500Ω/□以下的表面電阻性質(較佳為70Ω/□以下,更佳為60Ω/以下,最佳為50Ω/□以下)。
導電膜可為如銅膜的不透光金屬膜或透明膜。然而,就給予光透射性質而執行影像顯示的觀點而言,較佳為透明導電膜。在380奈米~770奈米的整個波長區域,較佳為透明導電膜具有80%以上的透射因子(更佳為90%以上)。透明導電膜之實例包括含有銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、氧化錫、銦氧化 物、氧化鋯、氧化鋅、氧化鎘或氧化鎂中至少一種之膜。其中,就光透射性質與導電性的觀點而言,作為透明導電膜,較佳為包含銦錫氧化物(ITO)的膜。
就減少電阻值的觀點而言,在包含銦錫氧化物的膜中,氧化錫的含量較佳範圍為5重量%~15重量%,更佳為8重量%~12重量%。
導電膜的電阻率(specific resistance)並無特別限制,例如電阻率可取為1.0×10-3Ω.cm以下。
較佳實例的形式為下述形式:在對於基板12的導電膜12b施加一般電壓至形成顯示畫素之多個顯示胞的期間,對於基板11的導電膜11b藉由施加獨立電壓至每一個顯示畫素(顯示胞)而將獨立電壓施加至各個顯示胞(畫素)。對於上述形式,可參照已知的液晶顯示裝置之形式。
在本例示性實施例中,基板12是配置為具有導電性的基板,與基板11相似;但在另一實施例中,基板12可為不具有導電膜且不具有導電性的基板,且可於導電膜11b與親水性液體14之間施加電壓。在此種情況下,基板12的組成並無特別限制,且例如可使用如上所列舉之材料用來作為基材12a的材料。
疏水性絕緣膜20配置於基板11的導電膜11b之整個表面,且該疏水性絕緣膜至少與油16接觸。當未施加電壓時(在影像未顯示時),該疏水性絕緣膜主要為與油接處的狀態;且當施加電壓時(影像顯示時),油移動至疏水性絕緣膜的表面,且疏水性 絕緣膜上不存在油之區域與親水性液體接觸。
術語「疏水性」是指當與水接觸時,水接觸角(water contact angle)為60°以上之性質(較佳為70°以上,更佳為80°以上)。
具體而言,量測水接觸角是根據描述於JIS R3257中「玻璃基板表面的潤濕性之測試方法」的「6.躺滴法(6. Sessile drop method)」之方法。
更具體而言,使用接觸角量測裝置(商標名:接觸角量計CA-A,協合界面科學公司製造),製造具有20點大小的水滴,接著水滴從針尖滴下且與疏水性絕緣膜接觸而形成水滴,將該水滴靜置於疏水性絕緣膜上10秒,最後從接觸角量計的窺孔觀察水滴的形狀,據此測定接觸角θ(在25℃)。
術語「絕緣」是指電阻率為107Ω.cm以上之性質(較佳為108Ω.cm以上,更佳為109Ω.cm以上),該電阻率可根據例如JISC2526量測。
就疏水性絕緣膜而言,可使用表現出與油16的親合力但具有與親水性液體14低親合力的絕緣膜;然而,就抑制由於重覆地進行電壓施加使得油的移動導致膜劣化的觀點而言,較佳為具有源自由多官能化合物的交聯結構之膜。綜上所述,疏水性絕緣膜更佳為具有源自由具有兩個或多個聚合基之多官能化合物的交聯結構之膜,該交聯結構藉由使用至少一種的多官能化合物(必要時,與其他單體)聚合而適當地形成。
在本例示性實施例中,藉由共聚物構成疏水性絕緣膜,該共聚物藉由使用五員環全氟二烯(five-membered cyclic perfluorodiene)共聚合而得。
多官能化合物為於分子中具有兩個或多個聚合基的化合物。實例的聚合基包含自由基-聚合基團、陽離子-聚合基團及縮合-聚合基團。綜上所述,較佳為甲基丙烯醯基、丙烯基、烷氧矽基、α-氟化丙烯醯基、環氧基、-C(O)OCH=CH2及類似基團。包含於多官能化合物的兩個或多個聚合基團可彼此相同或彼此不同。
於交聯結構的形成中,多官能化合物可單獨使用或將兩種或多種組合使用。
就多官能化合物而言,可使用已知多官能、可聚合化合物(自由基-可聚合化合物、陽離子-可聚合化合物、縮合-可聚合化合物或類似化合物)。
多官能化合物的實例包含:例如,多官能丙烯酸酯如乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧化1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧化新戊二醇二甲基丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二甲基丙烯酸酯、三伸丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、2-正丁基-2乙基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、二羥甲基三環癸烷二丙烯酸酯、新戊二醇羥基特戊酸二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧化雙酚-A二 甲基丙烯酸酯、丙氧化雙酚-A二甲基丙烯酸酯、環己烷二甲醇二甲基丙烯酸酯、二羥甲基二環戊烷二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、新戊四醇三丙烯酸酯、四羥甲基丙烷三丙烯酸酯、四羥甲基甲烷三丙烯酸酯、四乙酸新戊四酯、己內酯改質三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化異三聚氰酸三丙烯酸酯、三(2-羥乙基)異三聚氰酸三丙烯酸酯、丙氧化甘油三丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四丙烯酸酯、二-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、乙氧化新戊四醇四丙烯酸酯、二新戊四醇六丙烯酸酯、新戊二醇寡丙烯酸酯、1,4-丁二醇寡丙烯酸酯、1,6-己二醇寡丙烯酸酯、三羥甲基丙烷寡丙烯酸酯、新戊四醇寡丙烯酸酯、胺甲酸乙酯丙烯酸、環氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸及類似物。
就多官能化合物而言,除了上述其他化合物外,可使用適當選自由已知可聚合化合物的多官能、可聚合化合物,上述已知可聚合化合物描述於例如日本專利申請特開2008-181067的段落0031至段落0035、日本專利申請特開2008-139378的段落0149至段落0155及日本專利申請特開2010-134137的段落0142至段落0146。
較佳的是於一個分子中具有三個以上(較佳為四個以上、更佳為五個以上)聚合基基團之多官能化合物。由此,於膜中的交聯結構之密度可進一步增加,因此可進一步抑制當重覆地執行電壓施加時使得疏水性絕緣膜的劣化。
多官能化合物較佳為含氟化合物,多官能化合物更佳為基於分子量的氟含量百分比為35重量%以上(較佳為40重量%以上,更佳為45重量%以上)。
若多官能化合物包含氟原子(具體而言,當基於分子量氟含量的百分比35重量%以上),則進一步增強疏水性絕緣膜的疏水性。
多官能化合物中氟含量的百分比的上限沒有特別限制,但上限可為例如基於分子量的60重量%(較佳為55重量%,更佳為50重量%)。
聚合多官能化合物的方法較佳為整體聚合反應(bulk polymerization)或溶液聚合反應(solution polymerization)。
起始聚合反應的方法可為例如使用聚合起始劑之方法(例如自由基起始劑)、光或輻射照射之方法、加入酸之方法、加入光酸產生劑接著光照射之方法或加熱至進行脫水縮合之方法。該些聚合方法及聚合起始方法描述於例如高分子合成方法「Kobunshi Gosei Hoho(聚合物合成方法)」修訂版(日刊工業新聞社(Nikkan Kogyo Shimbun,Ltd.),1971年出版),鶴田禎二著(Tsuruta Teiji)及高分子之實驗法(聚合物合成之實驗技術),Takayuki Ohtu及Masaetu Kinoshita著,化學同人出版公司(Kagaku-Dojin Publishing Company Inc.),1972年出版,124頁~154頁。
疏水性絕緣膜較佳為藉由使用包含多官能化合物的硬化性組成物製備。
於硬化型組成物中可併入一個或兩個或多個多官能化合物。該硬化型組成物更可包含單官能化合物。
就單官能化合物而言,可使用已知的單官能單體。
硬化型組成物中的多官能化合物的含量(在使用兩種或多種多官能化合物的總含量的情況下,同樣適用於以下)沒有特別限制。然而,就硬化性的觀點而言,相對於硬化型組成物的總固體,多官能化合物的含量較佳為30重量%以上,更佳為40重量%以上,特佳為50重量%以上。此處,術語「總固體」是指除了溶劑外的所有成分。
較佳的是硬化型組成物更包含至少一種溶劑。
溶劑的實例包含乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮、四氫呋喃(tetrahydrofuran,THF)、噁烷、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、苯、甲苯、乙腈、二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、丙二醇甲醚(propylene glycol monomethyl ether)、丙二醇甲醚醋酸酯(propylene glycol monomethyl ether acetate)、環己酮、環己醇、乳酸乙酯(ethyl lactate)、乳酸甲酯及己內醯胺。
相對於硬化型組成物的總重量,硬化型組成物中的溶劑含量(在使用兩種或多種溶劑之總含量的情況下)較佳為20重量%~90重量%,更佳為30重量%~80重量%,特佳為40重量%~80重量%。
較佳的是硬化型組成物更包含至少一種聚合起始劑。
就聚合起始劑而言,較佳為藉由至少一種光或熱的作用而產 生自由基之聚合起始劑。
就藉由熱的作用引發自由基聚合反應的聚合起始劑而言,可使用有機過氧化物、無機過氧化物、有機偶氮化合物、有機重氮化合物或類似物。
有機過氧化物的實例包含過氧化苯甲醯、鹵化過氧化苯甲醯、過氧化月桂醯、過氧化乙醯、過氧化二丁基、氫過氧化異丙苯(cumene hydroperoxide)、氫過氧化丁基(butyl hydroperoxide)及類似物;無機過氧化物的實例包含過氧化氫、過氧二硫酸銨、過氧二硫酸鉀及類似物;有機偶氮化合物的實例包含2-偶氮-雙-異丁腈、2-偶氮-雙-丙腈、2-偶氮-雙-環己烷二腈及類似物;重氮化合物的實例包含苯胺重氮苯(diazoaminobenzene)、對硝基苯重氮及類似物。
藉由光的作用引發自由基聚合反應的聚合起始劑之實例包含如羥烷基苯甲酮、胺基烷基苯甲酮、苯乙酮、安息香(benzoin)、二苯甲酮、膦氧化物、縮酮、蒽醌(anthraquinone)、噻噸酮類(thioxanthones)、偶氮化合物、過氧化物、2,3-二烷基二酮化合物、二硫化物、氟胺化合物、芳香鋶及類似物的化合物。
羥烷基苯甲酮的實例包含2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙烷-1-酮、1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、2-羥基-1-{4-[4-(2-羥基-2-甲基丙醯基)苄基]苯基}-2-甲基丙烷-1-酮、1-羥基二甲基苯基酮及1-羥基環己基苯基酮。
胺基烷基苯甲酮的實例包含2-二甲胺基-2-(4-甲基苄基)-1- (4-嗎啉-4-基苯基)丁烷-1-酮、2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁烷-1-酮及2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉丙烷-1-酮。
苯乙酮的實例包含2,2-二乙氧基苯乙酮及對二甲基苯乙酮。安息香的實例包含安息香苯磺酸、安息香甲苯磺酸、安息香甲醚、安息香乙醚及安息香異丙醚。二苯甲酮的實例包含二苯甲酮、2,4-二氯二苯甲酮、4,4-二氯二苯甲酮及對氯二苯甲酮。膦氧化物的實例包含2,4,6-三甲基苄基聯苯膦氧化物。
再者,感光染料可與上述聚合起始劑合併使用。
聚合起始劑的含量沒有特別限制,但相對於硬化型組成物的總固體其含量較佳為0.1重量%~15重量%,更佳為0.5重量%~10重量%,特佳為2重量%~5重量%。
硬化型組成物視需要可包含一種或多種添加成分。
添加成分的實例包含無機氧化物微粒子、矽基防污劑(silicone based antifouling agent)或含氟的防污劑、潤滑劑、聚合抑制劑、矽烷偶合劑、界面活性劑、增稠劑及調平劑(leveling agent)。
在包含添加成分之硬化型組成物的情況下,相對於硬化型組成物的總固體,添加成份的含量較佳為0重量%~30重量%,更佳為0重量%~20重量%,特佳為0重量%~10重量%。
疏水性絕緣膜的膜厚度沒有特別限制,但較佳為50奈米~10微米,更佳為100奈米~1微米。鑒於絕緣性質與驅動電壓之間的平衡,疏水性絕緣膜的膜厚度位於上述範圍內為較佳。
(形成疏水性絕緣膜的方法)
藉由下述方法可適當地製備疏水性絕緣膜。該方法包含於提供導電性的基板11之表面側上使用含有多官能化合物的硬化型組成物而形成硬化層的硬化層形成製程;並藉由聚合所形成的硬化層中的多官能化合物而硬化該硬化層的硬化製程。藉由上述方法,形成具有交聯結構的疏水性絕緣膜。
在於基板11上形成疏水性絕緣膜20(其為硬化層)的情況下,可進行已知的塗佈方法或轉移方法(transfer method)。
在塗佈方法的情況下,硬化型組成物塗佈於基板11(且進一步較佳為乾燥)上而形成硬化層。就塗佈的方法而言,例如可使用已知方法如旋轉塗佈法(spin coating method)、狹縫塗佈法(slit coating method)、浸塗法(dip coating method)、氣刀式塗佈法(air knife coating method)、簾塗佈法(curtain coating method)、輥輪塗佈法(roller coating method)、線棒式塗佈法(wire bar coating method)、凹版塗佈法(gravure coating method)或擠壓塗佈法(extrusion coating method)。
在轉移方法的情況下,預先準備具有藉由使用硬化型組成物而形成硬化層的轉移材料,且將轉移材料的硬化層轉移至基板11上,其中硬化層形成於基板11上。對於轉移方法的細節可參照描述於例如日本專利申請特開2008-202006的段落0094~段落0121或日本專利申請特開2008-139378的段落0076~段落0090。
藉由例如至少一種光化能量射線或熱的照射(以下,亦稱為「曝光」)可進行硬化層的硬化。
就曝光中所用的光化能量射線而言,例如較佳為使用紫外射線(g線、h線、i線或類似射線)、電子束或X射線。可藉由使用已知的鄰近系統、鏡面投影系統、歩進系統或類似系統之曝光裝置來實施曝光。
在曝光中的曝光值可為例如10mJ/cm2~2000mJ/cm2,較佳為50mJ/cm2~1000mJ/cm2
再者,在曝光中,藉由經由規定的光罩幕來進行曝光,然後使用顯影溶液如鹼性溶液顯影而能得到經圖案化為所需之圖案的疏水性絕緣膜。
加熱可藉由使用例如加熱板或烘箱之已知方法進行。
加熱溫度可適當地設定,但加熱溫度可為例如100℃~280℃,較佳為150℃~250℃。加熱時間亦可適當地設定,但加熱時間可為例如2分鐘~120分鐘,較佳為5分鐘~60分鐘。
在本發明的例示性實施例中,親水性液體14與油16被注入至疏水性絕緣膜20與基板12之間的區域。
如圖1及圖2所示,親水性液體14與油16為彼此不混合的液體且藉由界面17A或界面17B將彼此分開。應注意的是,圖1及圖2中,界面17A表示在未施加電壓的狀態下(電壓關閉狀態)於親水性液體14與油16之間的界面;界面17B表示在施加電壓的狀態下(電壓開啟狀態)於親水性液體14與油16之間的界面。
油16為非導電液體,其含有至少一非極性液體及一次甲 基染料,該次甲基染料包含經由具有次甲基不飽和鍵的連接基所連接的兩個染料母核,且相對於整體油組成物的染料含量百分比較佳為10重量%以上。
藉由染料的夾雜使得油經染色,且若染料含量的百分比為10重量%以上(較佳為20重量%以上),則可得到具有較高的對比率及較優良的鑑別性質與清晰度之影像。在包含具有如此濃度的染料成份中,當施加電壓時油的回應性變得容易劣化且影像顯示性質變得容易損壞;然而,本發明中,藉由下述次甲基染料的夾雜作為色料,改良油的回應性且抑制於施加電壓時的回流,因此得到具有優良影像顯示性質的電濕潤顯示裝置;該次甲基染料包含經由具有次甲基不飽和鍵的連接基所連接的兩個染料母核。
此處,述語「非導電」是指例如電阻率為106Ω.cm以上的性質(較佳為107Ω.cm以上)。
再者,較佳的是油具有低相對介電常數。
具體而言,油的相對介電常數較佳為10.00以下,更佳為2.0~10.0。與相對介電常數超過10.0的情況下相比,相對介電常數較佳為在上述範圍內,則回應速度較快且可於較低電壓下實施驅動(動作)。
此處,相對介電常數為基於電容的計算值,該電容藉由將油注入至裝備有銦錫氧化物透明電極與具有10微米的胞間隙的玻璃胞中而獲得,且量測胞的電容藉由使用型號2353電感電容電阻儀(Inductance(L),Capacitance(C),and Resistance(R)meter, LCR meter)(量測頻率:1kHz)而得,電感電容電阻儀由NF公司於20℃及40%RH下製造。
再者,較佳的是根據在20℃的動態黏度,油的黏度為10mPa.s以下。綜上所述,黏度較佳為0.01mPa.s以上,更佳為0.01mPa.s~8mPa.s。與黏度超過10mPa.s之情況下相比,較佳為油的黏度為10mPa.s以下,使得回應速度較快且可於較低的電壓下實施驅動(動作)。
注意的是,動態黏度為藉由使用黏度計(型號500,東機產業公司製造)在20℃的狀況下量測之值。
如下所述,較佳的是油實質上不與親水性液體混合。
具體而言,油相對於親水性液體的溶解度(在25℃)較佳為0.1重量%以下,更佳為0.01重量%以下,特佳為0.001重量%以下。
-非極性溶劑-
較佳的是油16包含至少一種非極性溶劑作為溶劑。此處,術語「非極性溶劑(nonpolar solvent)」是指具有低介電常數值的溶劑(所謂的無極性溶劑(apolar solvent))。
非極性溶劑的實例包含脂族烴溶劑(較佳為具有6~30個碳原子脂族烴溶劑),例如正己烷、正癸烷、十二烷、十四烷、十六烷或類似物;藉由將上述脂族烴溶劑以氟取代而得之溶劑(例如氟碳油或類似物);及包含矽的溶劑(例如矽油(silicone oil)或類似物)。
其中,較佳為脂族烴溶劑。
於非極性溶劑中的溶氧含量較佳為10ppm以下。若溶氧含量超過10ppm,則成分如非極性溶劑變得容易劣化且回應速度變得容易放慢。溶氧含量越低越好且較佳為8ppm以下。溶氧含量的量測例如溶氧測定儀(dissolved oxygen meter)(DO儀)。
相對於油的總重量,油中非極性溶劑的含量較佳為30重量%以上,更佳為40重量%以上。若非極性溶劑的含量為30重量%以上,則可實現更優良的光閘特性。再者,油中染料的溶解度可更充分地保持。
此外,油可包含除了非極性溶劑外的其他溶劑。在此種情況下,相對於包含於油中之溶劑的總重量,非極性溶劑的含量較佳為70重量%以上,更佳為90重量%以上。
-色料-
就顯示色彩影像的觀點而言,油16包含至少一種的次甲基染料作為色料,該次甲基染料包含經由具有次甲基不飽和鍵的連接基所連接的兩個染料母核(以下,可稱為「本發明的次甲基染料」)。就染料而言,可適當地選擇相對於非極性溶劑具有的溶解度的染料。
次甲基染料沒有特別限制,只要染料具有兩個染料母核藉由具有次甲基不飽和鍵的連接基所連接起來的結構,且相對於非極性溶劑具有溶解度即可。就次甲基染料而言,可隨意地選擇與使用已知的次甲基染料。
次甲基染料較佳為相對於正己烷在25℃及0.1MPa下的溶解度為1重量%以上,就施加電壓時油相的回應性之觀點而言,次甲基染料較佳為相對於非極性溶劑具有優良溶解度,具體而言,相對於烴溶劑的溶解度。若溶解度為1重量%以上,則染料更適用於電濕潤顯示裝置。
注意的是,下文中「相對於正己烷在25℃、0.1MPa下的溶解度」亦可簡稱為「溶解度」。
根據本發明的次甲基染料用於顯示構件的油中之情況下,該構件用來產生根據電濕潤方法的理論而動作之顯示裝置,溶解度更佳為3重量%以上,最佳為5重量%以上。溶解度越高越好,但此處上限值一般約為80重量%。
次甲基染料的分子量較佳為200以上但小於3000,更佳為200以上但小於2000。若分子量為200以上,則相對於非極性溶劑的溶解度固定,且若分子量小於3000,則相對於非極性溶劑的溶解度可保持至不損害影像顯示時的回應性之程度。
油中,可單獨使用一種色料,或將兩種或多種色料組合使用。因此,根據本發明的油可將油配置成包含本發明中的一種次甲基染料,或可將油配置成包含兩種或多種次甲基染料。
包含本發明的次甲基染料的色料總量(該色料包含於油中),相對於油的總量較佳為10重量%以上。就增強顯示影像的密度與清晰度及類似性質的觀點而言,相對於油的總量,色料(包含本發明的次甲基染料)的總量較佳為20重量%以上,更佳為40 重量%以上,最佳為50重量%以上。若包含於油中的色料含量百分比越高,則當施加電壓時油的回應性劣化且於電壓開啟狀態下回流現象亦劣化,故影像顯示性質有下降的傾向。因此,於油成分中的色料含量之百分比為10重量%以上時(更佳為20重量%以上),特別是可進一步達成本發明的效果。再者,就增加回應速度的觀點而言,相對於油的總量,色料的總量較佳為80重量%以下,更佳為75重量%以下,最佳為70重量%以下。綜上所述,相對於油的總量,根據本發明的次甲基染料含量於油中的百分比為5重量%以上的情況下較佳。
關於根據本發明的次甲基染料於油中的濃度(C),該濃度可隨意地選擇取決於目的,且油可製備成任意濃度。若用來作為電濕潤顯示用的染料,染料的濃度一般0.2重量%以上,且根據所需的εC(=ε×C[ε:油的吸收係數])值藉由非極性溶劑稀釋所用的染料。
本發明中的次甲基染料之莫耳吸收係數沒有特別限制,但在莫耳吸收係數為30000以上的情況下較佳,特佳為50000以上。若莫耳吸收係數為30000以上,則可容易地同時達成高顯示效能及回應性,故較佳。
就本發明的電濕潤顯示裝置的OD值(影像密度)變高而言,更加改良影像的分辨性及清晰度。因此,根據本發明中的次甲基染料於最大吸收波長之OD值相對於每一油層的厚度,較佳為0.5/μm以上,更佳為0.65/μm以上,最佳為1.0/μm以上。
較佳的是本發明中的次甲基染料為於分子中不包含金屬原子的化合物。在此種情況下,本發明中的次甲基染料不包括含有形成錯合物的金屬原子或金屬化合物之染料化合物。就色料的溶解度及獲得顯示裝置的透明性的觀點而言,本發明中較佳的是染料於分子中不包含金屬原子。由於具有如此結構的次甲基染料相對於非極性溶劑具有高溶解度,且表現出對基材如玻璃或類似物的低吸收,因此有利的是較少發生因油中的染料而造成殘留色彩。
具體而言,較佳的是本發明中的次甲基染料不包含例如下述錯合物,該錯合物為由下述描述的式(1)至式(4)表示的染料經配位至金屬或金屬化合物。
本發明中的次甲基染料較佳為由下述描述的式(1)表示之染料。由於染料具有兩個染料母核經由次甲基不飽和鍵連接且不具有解離基之結構,該染料相對於非極性溶劑(具體而言,烴溶劑)具有好的溶解度,且在將根據電濕潤方法之理論而動作的染料應用於顯示裝置而顯示影像的情況下,實現優良的回應性與優良的回流電阻特性。同樣地,在構成溶液(油)的情況下使得染料包含於非極性溶劑中的量為20重量%以上,實現優良的回應性並抑制在低回流比率,故較佳。在使用電濕潤方法的情況下,染料濃度的極限值越高越佳,一般而言染料濃度指示優良的回應性與回流比率。
式(1)
由上述式(1)所表示的次甲基染料為於分子中不具有解離基(不包含NH基)如-SO3H,-PO3H2,-CO2H,或-OH的染料,且相對於非極性溶劑表現出好的溶解度。就相對於非極性溶劑顯示出優良的溶解度之觀點而言,較佳的是染料具有於分子中具有4~30個碳原子的直鏈烷基或分支烷基。根據如此的結構特徵被認為是由於式(1)表示的染料具有接近非極性溶劑的溶解度參數(solubility parameter,SP)值之溶解度參數(SP)值,因此改良與溶劑的互溶性。
基於上述描述的理由,在根據本發明之次甲基染料於分子中具有上述直鏈烷基或分支烷基的情況下,烷基較佳具有6~16個碳原子的直鏈烷基或分支烷基。於染料分子中的該些烷基較佳為合計具有10~200個碳原子,更佳為合計具有30~100個碳原子。
再者,用於本發明的術語「溶解度參數值(SP value)」(單位:(cal/cm3)1/2)為利用根據Fefors’方法的下述方程式計算而得之值。
溶解度參數值(δ)=[ΣEcoh/ΣV]1/2
此處,ΣEcoh表示內聚能(cohesive energy),ΣV表示莫耳分子體積。
上述「Fedors’方法」的細節描述於R.F.Fedors「聚合物工程 科學」,第14卷,147頁~154頁(1967年)中,且發明中的溶解度參數(SP)值藉由文獻中描述的方法算出。
上述式(1)中,A與B各自獨立地表示不具有解離基的染料母核。如上述式(1)所示,在染料中各自表示染料母核的A與B藉由單一次甲基不飽和鍵或多個、連續的次甲基不飽和鍵所連接起來。
由A或B所表示的染料母核是指需要顯像一色彩之分子結構(發色團,chromophore(母體骨架))。即,染料母核為於化合物(部份結構需要形成共軛系統)中藉由連續不飽和鍵所構成的部份結構,且染料母核例如為芳香族系、>C==C<、>C=O、>C=N-、-N=N-或類似基團連接的部份結構。染料母核的具體實例包含吡咯(pyrrole)骨架、氮呯(azepine)骨架、異唑啉酮(isooxazolone)骨架、吡唑哢(pyrazolone)骨架、吡唑并三唑(pyrazolotriazole)骨架、吡咯三唑(pyrrolotriazole)骨架、苯醌(benzoquinone)骨架、萘醌(naphthoquinone)骨架、吡啶酮(pyridone)骨架、巴比妥酸鹽(barbiturate)骨架、嘧啶(pyrimidine)骨架、硫代巴比妥酸鹽(thiobarbiturate)骨架及苯胺(anilido)骨架。
A與B可彼此相同或彼此不同;然而,就表現出較佳回應性的觀點而言,較佳為A與B具有相同骨架。
具體而言,染料母核較佳為分子骨架含有5~7員烴環或5~7員雜環。烴環或雜環的實例包含苯環、吡唑環、異噁唑環、吡唑并三唑環、吡咯三唑環、萘環、吡啶酮環、巴比妥酸鹽環、硫 代巴比妥酸鹽環、嘧啶環、吡咯環及氮呯環。
綜上所述,較佳的是表示染料母核的A或B的至少一個為包含一個或多個氮原子的雜環。
在上述環中,A與B較佳地表示吡咯環、氮呯環、吡唑環、異噁唑環、吡唑并三唑環、吡咯三唑環、苯環或萘環。
由A或B表示的環可為未取代或經取代。在A或B為經取代的情況下,取代基與由下述描述的式(3)中的R4~R9所表示「單價取代基」具有相同定義,故為較佳實施例。
R1、R2及R3各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、芳基或雜環基。鑒於保持高吸收係數,在R1、R2及R3皆表示氫原子的情況下為較佳。
鹵素原子的實例包含氟原子、氯原子及溴原子。
烷基較佳為具有1~48個碳原子的烷基,更佳為具有1~24個碳原子的直鏈烷基、分支烷基或環狀烷基。例如含有甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第三丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二基、十六基、環丙基、環戊基、環己基、1-降莰基及1-金剛烷基(1-adamantyl group)。
芳基較佳為具有6~48個碳原子的芳基,且更佳為具有6~24個碳原子的芳基,實例包含苯基及萘基。
雜環基較佳為具有1~32個碳原子的雜環基,且更佳為具有1~18個碳原子的雜環基。實例包含2-噻吩基、4-吡啶基、2-呋喃基、2-嘧啶基、1-吡啶基、2-苯並唑基(2-benzothiazolyl group)、 1-咪唑基(1-imidazolyl group)、1-吡唑基(1-pyrazolyl group)及苯並三唑-1-基(benzotriazol-1-yl group)。
n表示0、1或2。當n在0~2的範圍內,染料的最大吸收波長存在於可見光區。
其中由上述式(1)表示的染料,由下述式(2)表示的染料較佳。
上述式(2)中,R1、R2及R3各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、芳基或雜環基。由R1、R2或R3表示的鹵素原子、烷基、芳基及雜環基分別與由上述式(1)中的R1、R2或R3表示的鹵素原子、烷基、芳基及雜環基具有相同定義,故為較佳實施例。
鑒於保持高吸收係數,在R1、R2及R3皆表示氫原子的情況下為較佳。
R4、R5及R6各自獨立地表示氫原子或單價取代基。由R4、R5或R6表示的單價取代基與由下述描述的式(3)中的R4~R9表示的「單價取代基」具有相同定義,故為較佳實施例。
綜上所述,就增加相對於非極性溶劑的溶解度的觀點而言,較佳的是R4、R5或R6中至少之一為具有4~30個碳原子的直鏈烷基或分支烷基(較佳為6~30個碳原子,更佳為6~16個碳原子)。
X4、X5及X6各自獨立地表示碳原子或氮原子。然而,在X4表示為氮原子的情況下,R4不存在;在X5表示為氮原子的情況下,R5不存在;在X6表示為氮原子的情況下,R6不存在。
再者,鑒於製造染料的最大吸收波長欲存在於可見光區,n表示0、1或2。
B表示不具有解離基的染料母核。由B表示的染料母核與由上述式(1)中的B表示的染料母核具有相同定義,故為較佳實施例。
由上述式(1)或式(2)表示的次甲基染料之中,較佳為由下述式(3)表示的次甲基染料。
R1、R2及R3各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、芳基或雜環基。R4、R5、R6、R7、R8及R9各自獨立地表示氫原子或單價取代基。n表示0、1或2。就增加相對於非極性溶劑的溶 解度的觀點而言,「單價取代基」為越疏水越佳。具體而言,烷基的比例為越高越佳。更佳的是烷基不具有環狀。
由R4~R9表示的單價取代基之實例含有:鹵素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子或類似原子);烷基(較佳為具有1~48個碳原子、更佳為1~24個碳原子的直鏈烷基、分支烷基或環狀烷基,例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第三丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二基、十六基、環丙基、環戊基、環己基、1-降莰基、1-金剛烷基或類似基團);烯基(較佳為具有2~48個碳原子、更佳為2~18個碳原子的烯基,例如乙烯基、烯丙基、3-丁烯-1-基或類似基團);芳基(較佳為具有6~48個碳原子、更佳為6~24個碳原子的芳基,例如苯基、萘基或類似基團);雜環基(較佳為具有1~32個碳原子、更佳為1~18個碳原子的雜環基,例如2-噻吩基、4-吡啶基、2-呋喃基、2-嘧啶基、1-吡啶基、2-苯並唑基、1-咪唑基、1-吡唑基、苯並三唑-1-基或類似基團);矽烷基(較佳為具有3~38個碳原子、更佳為3~18個碳原子的矽烷基,例如三甲基矽烷基(trimethylsilyl group)、三乙基矽烷基、三丁基矽烷基、第三丁基二甲基矽烷基、第三己基二甲基矽烷基或類似基團);羥基;氰基;硝基;烷氧基(較佳為具有1~48個碳原子、更佳為1~24個碳原子的烷氧基,例如甲氧基、乙氧基、1-丁氧基、2-丁氧基、異丙氧基、第三丁氧基、十二烷氧基;環烷氧基(如環戊氧基或環己 氧基)或類似基團);芳氧基(較佳為具有6~48個碳原子、更佳為6~24個碳原子的芳氧基,例如苯氧基、1-萘氧基或類似基團);雜環氧基(較佳為具有1~32個碳原子、更佳為1~18個碳原子的雜環氧基,例如1-苯基四唑-5-氧基、2-四氫哌喃氧基或類似基團);矽烷氧基(較佳為具有1~32個碳原子、更佳為1~18個碳原子的矽烷氧基,例如三甲基矽烷氧基、第三丁基二甲基矽烷氧基、二苯基甲基矽烷氧基或類似基團);醯氧基(較佳為具有2~48個碳原子、更佳為2~24個碳原子的醯氧基,例如乙醯氧基(acetoxy group)、特戊醯氧基、苯甲醯氧基(benzoyloxy group)、十二醯氧基(dodecanoyloxy group)或類似基團);烷氧羰氧基(較佳為具有2~48個碳原子、更佳為2~24個碳原子的烷氧羰氧基,例如乙氧羰氧基、第三丁氧羰氧基;環烷氧羰氧基(如環己氧羰氧基)或類似基團);芳氧羰氧基(較佳為具有7~32個碳原子、更佳為7~24個碳原子的芳氧羰氧基,例如苯氧羰氧基或類似基團);胺甲醯基氧基(較佳為具有1~48個碳原子、更佳為1~24個碳原子的胺甲醯基氧基,例如N,N-二甲基胺甲醯基氧基、N-丁基胺甲醯基氧基、N-苯基胺甲醯基氧基、N-乙基-N-苯基胺甲醯基氧基或類似基團);胺磺醯基氧基(較佳為具有1~32個碳原子、更佳為1-24個碳原子的胺磺醯基氧基,例如N,N-二乙基胺磺醯基氧基、N-丙基胺磺醯基氧基或類似基團);烷基磺醯基氧基(較佳為具有1~38個碳原子、更佳為具有1~24個碳原子的烷基磺醯 基氧基,例如甲基磺醯基氧基、十六基磺醯基氧基、環己基磺醯基氧基或類似基團);芳基磺醯基氧基(較佳為具有6~32個碳原子、更佳為具有6~24個碳原子的芳基磺醯基氧基,例如苯基磺醯基氧基或類似基團);醯基(較佳為具有1~48個碳原子、更佳為1~24個碳原子的醯基,例如甲醯基、乙醯基、三甲基乙醯基(pivaloyl group)、苯甲醯基、十四醯基、環己醯基或類似基團);烷氧基羰基(較佳為具有2~48個碳原子、更佳為具有2~24個碳原子的烷氧基羰基,例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、十八烷氧基羰基、環己氧基羰基、2,6-二第三丁基-4-甲基環己氧基羰基或類似基團);芳氧基羰基(較佳為具有7~32個碳原子、更佳為具有7~24個碳原子的芳氧基羰基,例如苯氧基羰基或類似基團);胺甲醯基(較佳為具有1~48個碳原子、更佳為1~24個碳原子的胺甲醯基,例如胺甲醯基、N,N-二乙基胺甲醯基、N-乙基-N-辛基胺甲醯基、N,N-二丁基胺甲醯基、N-丙基胺甲醯基、N-苯基胺甲醯基、N-甲基-N-苯基胺甲醯基、N,N-二環己基胺甲醯基或類似基團);胺基(較佳為具有32個以下的碳原子、更佳為具有24個以下的碳原子之胺基,例如胺基、甲胺基、N,N-二丁胺基、十四胺基、2-乙基己胺基、環己胺基或類似基團);苯胺基(較佳為具有6~32個碳原子、更佳為具有6~24個碳原子的苯胺基,例如 苯胺基、N-甲基苯胺基或類似基團);雜環胺基(較佳為具有1~32個碳原子、更佳為具有1~18個碳原子的雜環胺基,例如4-吡啶胺基或類似基團);羧醯胺基(較佳為具有2~48個碳原子、更佳為具有2~24個碳原子的羧醯胺基,例如乙醯胺基、苯甲醯胺基、十四醯胺基、特戊醯胺基、環己醯胺基或類似基團);脲基(較佳具有1~32個碳原子、更佳為具有1~24個碳原子的脲基,例如脲基、N,N-二甲基脲基、N-苯基脲基或類似基團;亞胺基(較佳具有36個以下的碳原子、更佳具有24個以下的碳原子之亞胺基,例如N-丁二醯亞胺基、N-酞醯亞胺基(N-phthalimido group)或類似基團);烷氧基羰基胺基(較佳具有2~48個碳原子、更佳具有2~24個碳原子的烷氧基羰基胺基,例如甲氧基羰基胺基、乙氧基羰基胺基、第三丁氧基羰基胺基、十八烷氧基羰基胺基、環己氧基羰基胺基或類似基團);芳氧基羰基胺基(較佳具有7~32個碳原子、更佳具有7~24個碳原子的芳氧基羰基胺基,例如苯氧基羰基胺基或類似基團);磺醯胺基(較佳具有1~48個碳原子、更佳具有1~24個碳原子的磺醯胺基,例如甲烷磺醯胺基、丁烷磺醯胺基、苯磺醯胺基、十六烷磺醯胺基、環己烷磺醯胺基或類似基團);胺磺醯基胺基(較佳具有1~48個碳原子、更佳具有1~24個碳原子的胺磺醯基胺基,例如N,N-二丙基胺磺醯基胺基、N-乙基-N-十二烷基胺磺醯基胺基或類似基團); 偶氮基(較佳具有1~32個碳原子、更佳具有1~24個碳原子的偶氮基,例如苯偶氮基、3-吡唑偶氮基或類似基團);烷硫基(較佳具有1~48個碳原子、更佳具有1~24個碳原子的烷硫基,例如甲硫基、乙硫基、辛硫基、環己硫基或類似基團);芳硫基(較佳具有6~48個碳原子、更佳具有6~24個碳原子的芳硫基,例如苯硫基或類似基團);雜環硫基(較佳具有1~32個碳原子、更佳具有1~18個碳原子的雜環硫基,例如2-苯并噻唑基硫基、2-吡啶基硫基、1-苯基四唑基硫基或類似基團);烷基亞磺醯基(較佳具有1~32個碳原子、更佳具有1~24個碳原子的烷基亞磺醯基,例如十二烷亞磺醯基或類似基團);芳基亞磺醯基(較佳具有6~32個碳原子、更佳具有6~24個碳原子的芳基亞磺醯基,例如苯基亞磺醯基或類似基團);烷基磺醯基(較佳具有1~48個碳原子、更佳具有1~24個碳原子的烷基磺醯基,例如甲基磺醯基、乙基磺醯基、丙基磺醯基、丁基磺醯基、異丙基磺醯基、2-乙基己基磺醯基、十六烷基磺醯基、辛基磺醯基、環己基磺醯基或類似基團);芳基磺醯基(較佳具有6~48個碳原子、更佳具有6~24個碳原子的芳基磺醯基,例如苯基磺醯基、1-萘基磺醯基或類似基團);胺磺醯基(較佳具有32個以下的碳原子,更佳具有24個以下的碳原子之胺磺醯基,例如胺磺醯基、N,N-二丙基胺磺醯基、N-乙基-N-十二烷基胺磺醯基、N-乙基-N-苯基胺磺醯基、N-環己基胺磺醯基或類似基團);磺酸基;膦醯基(phosphonyl group) (較佳具有1~32個碳原子、更佳具有1~24個碳原子的膦醯基,例如苯氧基膦醯基、辛氧基膦醯基、苯基膦醯基或類似基團);及膦醯基胺基(phosphinoylamino group)(較佳具有1~32個碳原子、更佳具有1~24個碳原子的膦醯基胺基,例如二乙氧基膦醯基胺基、二辛氧基膦醯基胺基或類似基團)。
在上述單價取代基為可進一步被取代的基團之情況下,該基團可進一步被任何上述描述的基團取代。在該單價取代基具有兩個或多個取代基的情況下,該些取代基可為相同或不同。
在式(3)中,R1與R2、R2與R3、R4與R5、R5與R6、R7與R8及R8與R9可各自獨立地彼此鍵結而形成五員環、六員環或七員環。所形成之環可為飽和環或不飽和環。五員環、六員環或七員環、飽和環或不飽和環的實例包含吡咯環(pyrrole ring)、呋喃環(furan ring)、噻吩環(thiophene ring)、吡唑環(pyrazole ring)、咪唑環(imidazole ring)、三唑環(triazole ring)、噁唑環(oxazole ring)、噻唑環(thiazole ring)、吡咯啶環(pyrrolidine ring)、哌啶環(piperidine ring)、環戊烯環(cyclopentene ring)、環己烯環(cyclohexene ring)、苯環、吡啶環(pyridine ring)、吡嗪環(pyrazine ring)及噠嗪環(pyridazine ring)。較佳實例包含苯環及吡啶環。
在所形成的五員環、六員環或七員環為可進一步被取代之基團的情況下,該環可進一步被任何上述描述的單價取代基取代。在經兩個或多個取代基取代的情況下,該些取代基可為相同或不 同。
再者,在式(3)中,由R1、R2或R3表示的鹵素原子、烷基、芳基及雜環基分別與由上述式(1)中的R1、R2或R3表示的鹵素原子、烷基、芳基及雜環基具有相同定義,故為較佳實施例。
綜上所述,鑒於保持高吸收係數,在R1、R2及R3皆表示氫原子的情況為較佳。
在式(3)中,R4與R9各自較佳地表示上述描述的基團中的烷胺基、芳胺基、羧醯胺基、脲基、亞胺基、烷氧基羰基胺基或磺醯胺基;更佳為羧醯胺基、脲基、烷氧基羰基胺基或磺醯胺基,最佳為羧醯胺基或脲基。
再者,R5與R8各自較佳地表示上述描述的基團中的烷氧基羰基、芳氧基羰基、胺甲醯基、烷基磺醯基、芳基磺醯基、腈基、亞胺基或胺甲醯基磺醯基;更佳為烷氧基羰基、芳氧基羰基、胺甲醯基、烷基磺醯基、氰基、亞胺基或胺甲醯基磺醯基,最佳為烷氧基羰基、芳氧基羰基、胺甲醯基、氰基、亞胺基或胺甲醯基磺醯基;且特佳為烷氧基羰基、芳氧基羰基或胺甲醯基。
此外R6與R7各自較佳地表示上述描述的基團中的經取代或未取代烷基、經取代或未取代芳基或經取代或未取代雜環基,更佳為經取代或未取代烷基或經取代或未取代芳基。
在式(3)中,在R6與R7各自表示烷基的情況下,烷基較佳為具有1~12個碳原子之直鏈烷基、分支烷基或環狀烷基、經 取代或未取代烷基,且具體而言,實例含有甲基、乙基、正丙基、異丙基、環丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、環丁基、環戊基、環己基及苄基。其中,烷基更佳為具有1~12個碳原子之分支烷基或環狀烷基、經取代或未取代烷基,且具體而言,實例含有異丙基、環丙基、異丁基、第三丁基、環丁基、環戊基及環己基。烷基最佳為具有1~12個碳原子之二級烷基或三級烷基、經取代或未取代烷基,且具體而言,實例含有異丙基、環丙基、異丁基、第三丁基、環丁基及環己基。
在R6與R7各自表示為芳基的情況下,芳基較佳為經取代或未取代苯基或經取代或未取代萘基,且更佳為經取代或未取代苯基。
在R6與R7各自表示為雜環基的情況下,雜環基較佳為經取代或未取代2-噻吩基、經取代或未取代4-吡啶基、經取代或未取代3-吡啶基、經取代或未取代2-吡啶基、經取代或未取代1-吡啶基、經取代或未取代2-呋喃基、經取代或未取代2-嘧啶基、經取代或未取代2-苯並唑基、經取代或未取代1-咪唑基、經取代或未取代1-吡唑基或經取代或未取代苯並三唑-1-基,且更佳為經取代或未取代2-噻吩基、經取代或未取代4-吡啶基、經取代或未取代2-呋喃基、經取代或未取代2-嘧啶基或經取代或未取代1-吡啶基。
就增加相對於非極性溶劑的溶解度的觀點而言,在上述描述的基團中,更佳的是由R4、R5、R6、R7、R8與R9中至少一個或R4、R5或R6中至少一個及R7、R8或R9中至少一個表示具有 4~30個碳原子的直鏈烷基或分支烷基(較佳為6~30個碳原子,更佳為6~16個碳原子),且最佳的是R6與/或R7表示具有6~30個碳原子的直鏈烷基或分支烷基(更佳為6~16個碳原子)。
基於上述描述的理由,在下述情況下為更佳,R6與R7各自表示具有1~30個碳原子的直鏈烷基或分支烷基(更佳為3~16個碳原子),R5與R8各自表示具有4~24個碳原子的烷氧基羰基或具有4~24個碳原子的胺甲醯基,及R4與R9各自表示具有4~24個碳原子的胺甲醯基。
由上述式(1)至式(3)表示的染料中,由下述式(4)表示的次甲基染料(二吡咯亞甲基染料)為較佳。
在上述式(4)中,R1表示氫原子、鹵素原子、烷基、芳基或雜環基。R4、R5、R6、R7、R8與R9各自獨立地表示氫原子或單價取代基。
在式(4)中R1及R4、R5、R6、R7、R8及R9分別與在式(3)中R1及R4、R5、R6、R7、R8及R9具有相同定義,故為較佳實施例。
另外在式(4)中,就增加相對於非極性溶劑的溶解度的觀點而言,更佳的是R4、R5、R6、R7、R8與R9中至少一個或R4、R5或R6中至少一個及R7、R8或R9中至少一個表示具有4~30個碳原子的直鏈烷基或分支烷基(較佳為6~30個碳原子,更佳為6~16個碳原子),且最佳的是R6與/或R7表示具有1~30個碳原子的直鏈烷基或分支烷基(更佳為3~16個碳原子)。
基於上述描述的理由,在下述情況下為更佳,R6與R7各自表示具有6~30個碳原子的直鏈烷基或分支烷基(更佳為6~16個碳原子),R5與R8各自表示具有4至24個碳原子的烷氧基羰基或具有4~24個碳原子的胺甲醯基,及R4與R9各自表示具有4~24個碳原子的胺甲醯基。
以下,下述所示為由上述式(1)至式(4)表示的染料之具體實例(例示性化合物1~23)。然而,應詮釋為本發明並不受此處限制。注意的是,Me、Et、i-Pr、Bu及Ph分別表示甲基、乙基、異丙基、丁基及苯基。
縮寫「Ex.Co」意味「例示性化合物編號」。
-各種添加劑-
就其他成份而言,視需要油可包含各種添加劑如界面活性劑、紫外線吸收劑或抗氧化劑。在包含添加劑的情況下,添加劑 的含量沒有特別限制,但一般而言,相對於油的總重量,使用添加劑的量約為20重量%以下。
使用單獨一種染料,油可製備為黑色油墨或類似物;或利用多個染料作為混合物,油可製備為黑色油墨或類似物。
在組合使用多個染料的情況下,較佳的是組合使用具有400奈米至500奈米的吸收波長範圍的黃色染料、具有500奈米至600奈米的吸收波長範圍的洋紅染料(magenta dye)、及具有600奈米至700奈米的吸收波長範圍的青色染料(cyan dye)。
術語「黑色」是指分別在450奈米、500奈米、550奈米及600奈米的透射因子中,最大透射因子與最小透射因子間之差異為20%以下之性質,且差異為15%以下為最佳且10%以下為特佳。
親水性液體14為導電、親水性液體。術語「導電」是指電阻率為105Ω.cm以下之性質(較佳為104Ω.cm以下)。
親水性液體為配置成包含例如電解質及水性溶劑。
電解質之實例包含鹽類如氯化鈉、氯化鉀、氯化四丁基銨(tetrabutylammonium chloride)或類似鹽類。電解質在親水性液體中的濃度較佳為0.1mol/L~10mol/L,更佳為0.1mol/L~5mol/L。
就水性溶劑而言,較佳為水及醇。水性溶劑更可包含除了水之外的水性溶劑。醇之實例包含乙醇、乙二醇及甘油。
就回應性的觀點而言,較佳的是水性溶劑不包含界面活性劑。
在電濕潤顯示裝置100中,用於導電膜11b與導電膜12b之間通過親水性液體14施加電壓的電源25(電壓施加方法),及 用於接通/關閉該電壓的開關26為電子式連接。
在本例示性實施例中,藉由施加電壓至配置於基板12上的導電膜12b可進行電壓的施加至親水性液體14。如上所述,在本例示性實施例中,基板12的表面位於與親水性液體14接觸之側上具有導電性(例如銦錫氧化物膜作為存在於基材12a之側上的導電膜,該側與親水性液體14接觸),但發明不限制於此種形式。例如沒有提供於基板12上的導電膜12b,藉由使用插入於親水性液體14的電極可進行電壓(電位)的施加至親水性液體14。
接著,描述電濕潤顯示裝置100的動作(電壓關閉狀態及電壓開啟狀態)。
如圖1所示,在電壓關閉的狀態下,由於疏水性絕緣膜20與油16之間的親和力高,因此油16為處於與疏水性絕緣膜20的整個表面接觸的狀態下。當開啟電濕潤顯示裝置100的開關26而執行電壓的施加,則親水性液體14與油16之間的界面由圖1的界面17A轉變成圖2的界面17B。如圖2所示,在此步驟下,疏水性絕緣膜20與油16之間的接觸區域減少且油16移動至胞的邊緣。此種現象為藉由施加電壓而於疏水性絕緣膜20的表面產生電荷而造成之現象,且由於該電荷使得親水性液體14推動與疏水性絕緣膜20接觸的油16,因此親水性液體14與疏水性絕緣膜20接觸。
當關閉電濕潤顯示裝置100的開關26而於電壓關閉的狀態下,油再一次恢復至圖1的狀態下。
在電濕潤顯示裝置100中,重覆地執行如圖1及圖2所示的動作。
在上述描述中,參照圖1及圖2解釋例示性實施例的電濕潤顯示裝置;然而,本發明不限制於本例示性實施例。
例如,在圖1及圖2中,導電膜11b配置於基板11中的基材11a的整個表面;然而,亦可採用導電膜11b只配置於基材11a的表面的一部份之形式。再者,在基板12中,導電膜12b配置於基材12a的整個表面;然而,亦可採用導電膜12b只配置於基材12a的表面的一部份之形式。
再者,在例示性實施例中,藉由加入一種或多種染料至油16中將油染色而具有所需色彩(例如黑、紅、綠、藍、青、洋紅、黃或類似顏色),則油可作用為執行影像顯示之電濕潤顯示裝置的畫素。在此種情況下,油16作用為例如改變畫素開啟狀態及關閉狀態的光閘。在此種情況下,電濕潤顯示裝置可為透射類型、反射類型或半透射類型的任何系統。
再者,本發明例示性實施例中的電濕潤顯示裝置可具有紫外射線截止層(cut-off layer),該紫外射線截止層位於第一基板或第二基板的至少一的外側(該側與面向油之表面相反)上。從而,可進一步改良顯示裝置的耐光性(lightfastness)。
就紫外射線截止層而言,可使用已知物質且例如可使用包含紫外吸收劑的紫外射線截止層(例如紫外射線截止膜)。較佳的是紫外射線截止層吸收90%以上具有380奈米波長的光。
藉由已知方法如使用黏著劑或類似物的黏合(pasting)可將紫外射線截止層配置於第一基板或第二基板的至少一的外側。
在電濕潤顯示裝置中,藉由關於圖1所示的結構作為顯示構件的單個畫素(藉由矽氧橡膠壁22a與矽氧橡膠壁22b隔開疏水性絕緣膜20與基板12之間而得的區域(顯示胞)例如像格子的形狀),且藉由二維排列兩個或多個的上述顯示胞而能夠顯示影像。在此製程中,導電膜11b可為用於每一畫素經獨立地圖案化(顯示胞)之膜(例如在主動矩陣類型的影像顯示裝置及類似裝置之情況下),或導電膜11b可為橫跨多個畫素的經圖案化為帶狀(顯示胞)之膜(例如在被動矩陣類型的影像顯示裝置及類似裝置之情況下)。
在電濕潤顯示裝置100中,就基材11a及基材12a而言,藉由使用具有光透射性質如玻璃或塑膠(聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯或類似物)的基板,且亦使用具有光透射性質的膜作為導電膜11b及12b與疏水性絕緣膜20,則可製備透射類型的顯示裝置。在此透射類型顯示裝置的畫素中,藉由配置反射板於顯示胞的外側,則亦可製備反射類型的顯示裝置。
再者,藉由使用具有附加功能的導電膜11b作為反射板(例如金屬膜如鋁膜或鋁合金膜),或使用具有附加功能的基材11a作為反射板(例如金屬基板如鋁基板或鋁合金基板),則亦可製備反射類型的影像顯示裝置之畫素。
構成本例示性實施例的電濕潤顯示裝置100或影像顯示 裝置的顯示胞之其他組態可為已知組態,該已知組態描述於例如日本專利申請特開10-39800、日本國家階段公開2005-517993、日本專利申請特開2004-252444及日本專利申請特開2004-287008、日本國家階段公開2005-506778及日本國家階段公開2007-531917、日本專利申請特開2009-86668及其他類似。再者,亦可參照已知的主動陣列類型或被動陣列類性的液晶顯示裝置之組態。
除了顯示畫素(顯示胞)外,電濕潤顯示裝置視需要可藉由使用相同構件作為已知液晶顯示裝置的構件,如背光源、用於調整胞間距的隔片或用於密封的密封劑構成。
在此製程中,例如根據注入方法(inkjet method)可將油與親水性液體施加至位於第一基板上藉由隔板分隔開的區域。
關於本例示性實施例的製造電濕潤顯示裝置100之方法,例如可描述方法包含製備基板11的基板製備製程;於基板11的導電表面側上形成疏水性絕緣膜20之製程;形成一隔板將面向形成有疏水性絕緣膜20的基板11分隔的隔板形成製程;施加(例如藉由注入方法)油16與親水性液體14至藉由隔板分隔的區域之施加製程;在施加製程後,放置基板12於基板11的側上之胞形成製程,該側具有被施加有油16及親水性液體14而形成胞(顯示構件);且需要時,藉由黏著基板11與基板12於胞的周圍而密封胞之密封製程。
基板11與基板12的黏著可藉由使用密封劑實施,該密封劑 一般而言是用於液晶顯示裝置的製備。
再者,在隔板形成製程後但在胞形成製程前,可提供形成用於調整胞間距的隔片之隔片形成製程。
實例
以下,本發明為參照實例具體地描述;然而,除非下述實例超出發明的精神,否則本發明是不限制於以下實例。
(實例1)
-1.染色溶液的製備-
將次甲基染料(製備如下述表1所示之上述描述之例示性化合物5、15及23)與有機溶劑正癸烷(n-decane)混合。如此,製備三種各自以次甲基染料染色的0.01重量%的正癸烷溶液(染色組成物)。
對於由此製備的各自染色溶液,量測色相(hue)、最大吸收波長(λ max)、吸收率(abs)及吸收係數(ε)並根據下述描述的方法評定。再者,對於如下描述的各自染料,量測相對於正己烷(n-hexane)的溶解度(重量%)並根據下述描述的方法評定。量測結果及評定結果示於下述表1中。
-2.量測及評定-
(1)色相
目視觀察各自染色溶液(染色組成物)及判斷其色相。
(2)最大吸收波長、吸收率及吸收係數
對於染色溶液(染色組成物),使用可見吸光計(商標名:UV-1800PC,島津公司製造)量測最大吸收波長(λ max)及吸收率,且基於朗伯-比爾定律(Lambert-Beer law)計算吸收係數(ε)。
(3)相對於己烷的溶解度
各次甲基染料相對於非極性溶劑之正己烷(n-hexane)的溶解度由下述描述的方式量測。
將染料溶解於加熱至50℃的正己烷中製備飽和溶液。最後在25℃及0.1MPa的環境下置放一小時由此而得該飽和溶液。過濾沈澱染料及量測沈澱物的量,因此算出相對於正己烷在25℃及0.1MPa下的染料溶解度(重量%)。
如上述表1所示,例示性化合物5、15及23(次甲基染料)相對於烴溶劑的己烷表現出高溶解度。因此,染料油墨在例示性化合物5、15或23中可充分地溶解於癸烷中而得。因此,例示性化合物5、15及23適合用來產生根據電濕潤方法的理論而動作之顯示構件。
(實例2)
-染料油墨的製備-
藉由氬氣通入至正癸烷(n-decane)使得溶氧含量為10ppm以下而得正癸烷溶液,加入例示性化合物5、15或23使得染料濃度為40重量%或10重量%,如下述表2及表3所示。如此,製備染料油墨來作為油。
-測試胞的製備-
在玻璃基板(10厘米×10厘米)的銦錫氧化物膜的表面上裝備有厚度100奈米的銦錫氧化物膜作為透明電極,塗佈含有氟的聚合物(商標名:CYTOP,朝日玻璃公司製造,型號:CTL-809M)使得厚度為600奈米,因而形成含氟的聚合物層來作為疏水性絕緣膜。接著,在含氟的聚合物層上,放置藉由從具有1公分×1公分(具有50微米厚度的密封劑;SILI-US(商名),扶桑橡膠公司製造)的尺寸之矽氧橡膠的中間切成具有8厘米×8厘米×50微米的尺寸之四面體而製備成框架-形狀的矽氧橡膠壁而形成顯示構件。藉由矽氧橡膠壁將該區間封閉,注入如上述描述而得的染料油墨而使厚度成為4微米。在已注入的染料油墨中,注入乙二醇而使厚度成為46微米。在此裝配上,進一步放置裝備有銦錫氧化物膜的玻璃基板並使銦錫氧化物膜面向染料油墨或電解質水溶液,並將其固定。如此,製備具有如圖1所示的結構之電濕潤測試胞。
-評定-
對各自裝備有ITO膜的兩玻璃基板的各自ITO膜(透明電極),藉由使用單一訊號產生器施加100伏特的直流(DC)電壓(施加負電壓至位於具有含氟聚合物(疏水性絕緣膜)之側上的銦錫氧化物電極),並觀察顯示胞(圖2中的顯示胞30)。因此,確認了染料油墨在含氟聚合物層的表面上朝一個方向移動,且覆蓋含氟聚合物層的染料油墨之區域減少。當維持在電壓開啟的狀態下,評定在此製程中染料油墨的回應性及回流現象的程度。
基於根據下述方程式(1)算出區域收縮因子(shrinkage factor,%)而評定藉由電壓的施加而減少的區域;基於根據下述方程式(2)算出回流比率(back flow ratio,%)而評定回流現象。
a)回應時間[msec]=當由電壓未施加狀態起始至電壓的施加,由施加的起始到達最大收縮狀態所需的時間。
b)區域收縮因子[%]=(當染料油墨收縮至最大的染料油墨區域)/(施加電壓前的染料油墨區域)×100--方程式(1)
c)回流比率[%]=(電壓開啟狀態下經過五秒後之染料油墨的區域)/(當染料油墨收縮至最大的染料油墨區域)×100--方程式(2)
再者,對於OD(影像密度),使用分光輻射計(spectroradiometer)(商標名:SR-3,拓普康(TOPCON)公司製造)量測染料在最大吸收波長的OD值並評定。OD值為每一1微米厚的油層之值。
表2中,縮寫「Ex.Comp.」意味「例示性化合物編號」。當區域收縮為100%是指區域不收縮。
表3中,縮寫「Ex.Comp.」意味「例示性化合物編號」。當區域收縮為100%是指區域不收縮。
如上述表2及表3所示,雖然看到效果程度上的差異,但使用根據本發明的染料之顯示裝置均表現出好的回應性,且抑 制影像顯示(在電壓開啟的狀態下)後的回流現象。上述效果程度上的差異經證實為由於染料濃度造成。
提供本發明前述描述之例示性實施例的目的在於說明與描述,不意欲窮舉或將發明限制於所公開的精確形式。所選擇與描述實施例是為了最好地解釋本發明原理及其實際應用,從而使任何所屬技術領域中具通常知識者能夠明白本發明的各種實施例及各種修改作為適於預期的特定用途。
本申請案主張於2012年5月30日提申的日本申請案第2012-123709號的優先權,該申請案的揭露內容在此併入本案以供參考。若此種單獨公開、專利申請或技術標準具體地及單獨地意指併入本案以供參考,則本說明書中具體提到的所有公開、專利申請及技術標準在此以相同的範疇併入本案以供參考。任何所屬技術領域中具有通常知識者皆可明白,在參照本發明的實施例之上述描述細節當可做些許更動。故本發明的保護範圍當視下述的申請專利範圍及方程式所定義者為準。
100‧‧‧電濕潤顯示裝置
11‧‧‧第一基板
12‧‧‧第二基板
11a、12a‧‧‧基材
11b、12b‧‧‧導電膜
14‧‧‧親水性液體
16‧‧‧油
17A‧‧‧界面
20‧‧‧疏水性絕緣膜
22a、22b‧‧‧矽氧橡膠壁
25‧‧‧電源
26‧‧‧開關
30‧‧‧顯示單元

Claims (15)

  1. 一種含有顯示構件的電濕潤顯示裝置,包括:第一基板,所述第一基板之至少一表面的至少一部份具有導電性;第二基板,所述第二基板布置成面向所述第一基板的導電表面;疏水性絕緣膜,所述疏水性絕緣膜配置於所述第一基板的導電表面的至少一部份上;油,所述油為非導電性,配置於所述疏水性絕緣膜與所述第二基板之間以便在所述疏水性絕緣膜上可移動,且包含非極性溶劑及次甲基染料,所述次甲基染料含有經由具有次甲基不飽和鏈的連接基所連接的兩個染料母核;以及親水性液體,所述親水性液體為導電性,配置於所述疏水性絕緣膜與所述第二基板之間以便與所述油接觸;其中藉由於所述親水性液體與所述第一基板的導電表面之間施加電壓而改變所述油與所述親水性液體之間的界面之形狀來顯示影像。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的電濕潤顯示裝置,其中所述次甲基染料不含有用於形成錯合物的金屬原子或金屬化合物。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的電濕潤顯示裝置,其中所述次甲基染料於正己烷的溶解度在壓力0.1MPa、溫度25℃下為1重量%以上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的電濕潤顯示裝置,其中所述次甲基染料由下述式(1)表示: 其中,式(1)中,A與B各自獨立地表示沒有解離基的所述染料母核;R1、R2與R3各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、芳基或雜環基,且n表示0、1或2的整數。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的電濕潤顯示裝置,其中所述次甲基染料由下述式(2)表示: 其中,式(2)中,R1、R2與R3各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、芳基或雜環基;R4、R5與R6各自獨立地表示氫原子或單價取代基;X4、X5與X6各自獨立地表示碳原子或氮原子;當X4、X5或X6表示氮原子時,則R4、R5或R6分別連接至表示氮原子的X4、X5或X6不存在;B表示沒有解離基的所述染料母核,且n表示0、1或2的整數。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的電濕潤顯示裝置,其中所述次甲基染料由下述式(3)表示: 其中,式(3)中,R1、R2與R3各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、芳基或雜環基;R4、R5、R6、R7、R8與R9各自獨立地表示氫原子或單價取代基,且n表示0、1或2的整數。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的電濕潤顯示裝置,其中所述次甲基染料由下述式(4)表示: 其中,式(4)中,R1表示氫原子、鹵素原子、烷基、芳基或雜環基;R4、R5、R6、R7、R8與R9各自獨立地表示氫原子或單價取代基。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的電濕潤顯示裝置,其中所述次甲基染料包含具有4~30個碳原子的直鏈烷基 或支鏈烷基。
  9. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的電濕潤顯示裝置,其中所述次甲基染料的分子量為200~小於3000。
  10. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的電濕潤顯示裝置,其中相對於所述油的總重量,包含於所述油中的染料總含量為20重量%以上;且相對於所述油的總重量,所述次甲基染料於所述油中的比例為5重量%以上。
  11. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的電濕潤顯示裝置,其中於所述非極性溶劑中的溶氧含量為10ppm以下。
  12. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的電濕潤顯示裝置,其中所述疏水性絕緣膜包含源自由多官能化合物的交聯結構。
  13. 一種電濕潤顯示用染料組成物,所述染料組成物包括:非極性溶劑及次甲基染料,所述次甲基染料包含經由具有次甲基不飽和鏈的連接基所連接的兩個染料母核。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的電濕潤顯示用染料組成物,其中所述次甲基染料包含具有4~30個碳原子的直鏈烷基或支鏈烷基。
  15. 如申請專利範圍第13項或第14項所述的電濕潤顯示用染料組成物,其中相對於所述油的總重量,包含於所述油中的所述染料總含量為20重量%以上;且相對於所述油的總重量,所述次甲基染料於所述油中的比例為5重量%以上。
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