TW201634998A - 電泳分散液、電泳片、電泳裝置及電子機器 - Google Patents

電泳分散液、電泳片、電泳裝置及電子機器 Download PDF

Info

Publication number
TW201634998A
TW201634998A TW105107522A TW105107522A TW201634998A TW 201634998 A TW201634998 A TW 201634998A TW 105107522 A TW105107522 A TW 105107522A TW 105107522 A TW105107522 A TW 105107522A TW 201634998 A TW201634998 A TW 201634998A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
monomer
electrophoretic
group
particles
dispersion
Prior art date
Application number
TW105107522A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI699604B (zh
Inventor
横川忍
井上啓一
牛山智幸
中沢政彦
中村潔
Original Assignee
精工愛普生股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 精工愛普生股份有限公司 filed Critical 精工愛普生股份有限公司
Publication of TW201634998A publication Critical patent/TW201634998A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI699604B publication Critical patent/TWI699604B/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/44Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes for electrophoretic applications
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/166Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect
    • G02F1/167Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect by electrophoresis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F292/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to inorganic materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F299/00Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers involving only carbon-to-carbon unsaturated bond reactions, in the absence of non-macromolecular monomers
    • C08F299/02Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers involving only carbon-to-carbon unsaturated bond reactions, in the absence of non-macromolecular monomers from unsaturated polycondensates
    • C08F299/08Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers involving only carbon-to-carbon unsaturated bond reactions, in the absence of non-macromolecular monomers from unsaturated polycondensates from polysiloxanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/36Compounds of titanium
    • C09C1/3607Titanium dioxide
    • C09C1/3669Treatment with low-molecular organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/36Compounds of titanium
    • C09C1/3607Titanium dioxide
    • C09C1/3676Treatment with macro-molecular organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/36Compounds of titanium
    • C09C1/3692Combinations of treatments provided for in groups C09C1/3615 - C09C1/3684
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/44Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes for electrophoretic applications
    • C09D5/4473Mixture of polymers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1675Constructional details
    • G02F1/1679Gaskets; Spacers; Sealing of cells; Filling or closing of cells
    • G02F1/1681Gaskets; Spacers; Sealing of cells; Filling or closing of cells having two or more microcells partitioned by walls, e.g. of microcup type
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1675Constructional details
    • G02F2001/1678Constructional details characterised by the composition or particle type

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本發明之電泳分散液,其特徵為含有:於表面具有離子性基之散射系的第1電泳粒子、於表面具有極化基之有色系的第2電泳粒子、以及分散介質。此外,離子性基較佳為酸性基且進一步具有與前述酸性基形成鹽之環狀結構。再者,極化基較佳為具有主骨架、以及鍵結於前述主骨架之取代基的有機基。

Description

電泳分散液、電泳片、電泳裝置及電子機器
本發明係關於電泳分散液、電泳片、電泳裝置及電子機器。
一般而言,已知當使電場作用於在液體中分散有微粒之分散系統時,微粒會藉由庫侖力而在液體中移動(泳動)。此現象係稱為電泳,近年來,應用該電泳來顯示期望的資訊(圖像)之電泳顯示裝置,乃作為嶄新的顯示裝置而受到矚目。
此電泳顯示裝置,係具有下述特徵:在停止施加電壓之狀態下具有顯示記憶性或廣視角性、以及於低消耗電力下可顯示高對比等。
此外,由於電泳顯示裝置是非發光型裝置,所以與映像管等發光型的顯示裝置相比,亦具有對眼睛較好之特徵。
於該電泳顯示裝置中,已知係具備在溶劑中分散有電泳粒子者來作為配置在具有電極之一對基板間 之電泳分散液。
在該構成之電泳分散液中,係使用包含正帶電性者與負帶電性者之粒子作為電泳粒子,藉此,將電壓施加於一對基板(電極)間,而可顯示期望的資訊(圖像)。
在此,包含正帶電性及負帶電性的電泳粒子之電泳分散液中,一般而言,係採取藉由將來自離子之取代基(離子性基)導入至粒子中而使電泳粒子顯現正或負的帶電性之手法(例如請參考專利文獻1)。
然而,在該構成之電泳分散液中,由於將分散劑等添加於電泳分散液中,使電泳分散液中之離子種類的交互作用變得複雜。因此,由於電泳分散液中之電泳粒子的分散及凝聚狀態以及溫度變化等,使電泳粒子的帶電狀態大幅地變化,因而產生使電泳顯示裝置的顯示特性變得不穩定之問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平5-173193號公報
本發明的目的之一係提供一種於電泳裝置中可發揮優異的顯示特性之具有電泳粒子之電泳分散液、使用該電泳分散液之可靠度高之電泳片、電泳裝置及電子機器。
該目的可藉由下述之本發明而達成。
本發明之電泳分散液,其特徵為含有:於表面具有離子性基之散射系的第1電泳粒子、於表面具有極化基之有色系的第2電泳粒子、以及分散介質。
具有該構成之電泳分散液的電泳裝置係發揮優異的顯示特性。
本發明之電泳分散液中,前述離子性基較佳為酸性基或鹼性基。
藉此,可確實地使離子性基具有負或正的離子性。
本發明之電泳分散液中,前述離子性基較佳為前述酸性基,且進一步具有與前述酸性基形成鹽之環狀結構。
藉此,於製造電泳粒子時,可使第3單體以優異的溶解性溶解於溶劑中。此外,於電泳分散液中,環狀結構的一部分從酸性基解離,因此而具有更優異的分散性,可使第1電泳粒子分散於電泳分散液中。
本發明之電泳分散液中,較佳為前述第1電泳粒子係具有:於表面具有第1官能基之散射系粒子、以及鍵結於前述散射系粒子之第1嵌段共聚物;前述第1嵌段共聚物係藉由將第1單體、第2單體及第3單體進行聚合且不使前述第1單體與前述第2單體共聚合而形成者,其中,該第1單體係具有有助於在分散介 質中之分散性的部位,該第2單體係具有與前述第1官能基具有反應性的第2官能基,該第3單體係具有前述酸性基及前述環狀結構;其中,於來自前述第2單體之單元中,係藉由前述第1官能基與前述第2官能基之反應而連結於前述散射系粒子。
藉此,可形成於電泳分散液中兼具均一的分散能及離子性之電泳粒子。
本發明之電泳分散液中,前述第1嵌段共聚物較佳為以由前述第1單體聚合所得之分散部、由前述第2單體聚合所得之鍵結部、以及由前述第3單體聚合所得之離子性部連結而成者。
藉此,可形成於電泳分散液中兼具均一的分散能及離子性之電泳粒子。
本發明之電泳分散液中,前述分散部之重量平均分子量較佳為10,000以上100,000以下。
藉此,可使電泳粒子於電泳分散液中之分散性更優異。
本發明之電泳分散液中,前述鍵結部較佳為由2個以上10個以下的前述第2單體所聚合而形成者。
藉此,可於鍵結部與粒子之間形成化學鍵,並將嵌段共聚物確實地連結於粒子。
本發明之電泳分散液中,前述第1單體較佳為如下述通式(I)所示之聚矽氧巨單體(silicone macromonomer): 式中,R1表示氫原子或甲基,R2表示氫原子或碳數1至4的烷基,R3表示包含碳數1至6為止的烷基及環氧乙烷(ethylene oxide)或環氧丙烷(propylene oxide)的醚基中之1種之結構,n表示0以上的整數。
藉此,當使用以聚矽氧油為主成分者作為電泳分散液中所含有之分散介質時,由於第1單體對於分散介質具有優異的親和性,所以可使具備由單體M1聚合所得之分散部的電泳粒子以優異的分散性分散於分散介質中。
本發明之電泳分散液中,前述聚矽氧巨單體之分子量較佳為1,000以上50,000以下。
藉此,可使具備由單體M1聚合所得之分散部的電泳粒子以優異的分散性分散於分散介質中。
本發明之電泳分散液中,前述極化基較佳為具有主骨架、以及鍵結於前述主骨架之取代基的有機基。
藉由使極化基成為該構成,即可於主骨架中使電子偏向存在(極化),藉此而可控制第2電泳粒子的極化狀態(帶電狀態)。
本發明之電泳分散液中,較佳係前述第2電泳粒子具有:於表面具有第1官能基之有色系粒子、以及鍵結於前述有色系粒子之第2嵌段共聚物; 前述第2嵌段共聚物係藉由將第1單體、第2單體及第4單體進行聚合且不使前述第1單體與前述第2單體共聚合而形成者,其中,該第1單體係具有有助於在分散介質中之分散性的部位,該第2單體係具有與前述第1官能基具有反應性的第2官能基,該第4單體係具有前述有機基;其中,於來自前述第2單體之單元中,係藉由前述第1官能基與前述第2官能基之反應而連結於前述有色系粒子。
藉此,可形成於電泳分散液中兼具均一的分散能及極化性之電泳粒子。
本發明之電泳分散液中,前述第2嵌段共聚物較佳為以由前述第1單體聚合所得之分散部、由前述第2單體聚合所得之鍵結部、以及由前述第4單體聚合所得之極化部連結而成者。
藉此,可形成於電泳分散液中兼具均一的分散能及極化性之電泳粒子。
本發明之電泳分散液中,前述分散介質較佳為聚矽氧油。
聚矽氧油係由於不具有不飽和鍵,所以具有耐候性優異且安全性亦高之優點。
本發明之電泳片,其特徵為包含:基板、以及配置在前述基板的上方且分別容納本發明之電泳分散液的複數個構造體。
藉此可得到性能及可靠度高之電泳片。
本發明之電泳裝置,其特徵為具備本發明之電泳片。
藉此可得到性能及可靠度高之電泳裝置。
本發明之電子機器,其特徵為具備本發明之電泳裝置。
藉此可得到性能及可靠度高之電子機器。
3‧‧‧被覆層
4‧‧‧被覆層
11‧‧‧第1電泳粒子
12‧‧‧第2電泳粒子
21‧‧‧散射系粒子
22‧‧‧有色系粒子
31‧‧‧鍵結部
32‧‧‧分散部
33‧‧‧離子性部
34‧‧‧鍵結/離子性部
39‧‧‧第1嵌段共聚物
43‧‧‧極化部
44‧‧‧鍵結/極化部
49‧‧‧第2嵌段共聚物
91‧‧‧基部
92‧‧‧基部
93‧‧‧第1電極
94‧‧‧第2電極
96‧‧‧分散介質
97‧‧‧密封部
98‧‧‧接著劑層
600‧‧‧電子紙
601‧‧‧本體
602‧‧‧顯示單元
800‧‧‧顯示器
801‧‧‧本體部
802a‧‧‧運送輥對
802b‧‧‧運送輥對
803‧‧‧孔部
804‧‧‧透明玻璃板
805‧‧‧插入口
806‧‧‧端子部
807‧‧‧插槽
808‧‧‧控制器
809‧‧‧操作部
910‧‧‧電泳分散液
911‧‧‧對向電極
912‧‧‧基板
920‧‧‧電泳顯示裝置
921‧‧‧電泳顯示片
922‧‧‧電路基板
940‧‧‧區隔壁
9400‧‧‧顯示層
9401‧‧‧像素空間
M1‧‧‧第1單體
M2‧‧‧第2單體
M3‧‧‧第3單體
M4‧‧‧第4單體
第1圖係表示本發明之電泳分散液所含有之第1電泳粒子的第1實施形態之縱向剖面圖。
第2圖係表示第1圖所示之第1電泳粒子所具有的嵌段共聚物之示意圖。
第3圖係表示本發明之電泳分散液所含有之第2電泳粒子的第1實施形態之縱向剖面圖。
第4圖係表示第3圖所示之第2電泳粒子所具有之嵌段共聚物之示意圖。
第5圖(a)至(f)係用以說明第4圖所示之嵌段共聚物所具備之極化單元所具有的極化基之圖。
第6圖係表示第1電泳粒子的第2實施形態所具有之嵌段共聚物之示意圖。
第7圖係表示第2電泳粒子的第2實施形態所具有之嵌段共聚物之示意圖。
第8圖係表示第1電泳粒子的第3實施形態所具有之嵌段共聚物之示意圖。
第9圖係表示第2電泳粒子的第3實施形態所具有之嵌段共聚物之示意圖。
第10圖係示意性地表示電泳顯示裝置之實施形態的縱向剖面之圖。
第11圖(A)及(B)係表示第10圖所示之電泳顯示裝置的動作原理之示意圖。
第12圖係表示將本發明之電子機器適用在電子紙時之實施形態之透視圖。
第13圖(a)及(b)係表示將本發明之電子機器適用在顯示器時之實施形態之圖。
以下係根據附件之圖式所示之較佳實施形態,來詳細說明本發明之電泳分散液、電泳片、電泳裝置及電子機器。
本發明之電泳分散液係含有:於表面具有離子性基之散射系的第1電泳粒子、於表面具有極化基之有色系的第2電泳粒子、以及分散介質。首先,分別說明電泳分散液所含有之第1及第2電泳粒子。
〈第1及第2電泳粒子〉
《第1實施形態》
(第1電泳粒子)
第1電泳粒子為於表面具有離子性基之散射系的電泳粒子,本實施形態中,係以由具有離子性基之嵌段共聚物連結於散射系粒子(母粒子)而成之構成者作為一例來說 明。
第1圖係表示本發明之電泳分散液所含有之第1電泳粒子的第1實施形態之縱向剖面圖,第2圖係表示第1圖所示之第1電泳粒子所具有的嵌段共聚物之示意圖。
第1電泳粒子11(以下有時僅稱為「電泳粒子11」)係具有:散射系粒子21(母粒子)、以及設置在散射系粒子21的表面之被覆層3。
散射系粒子21係藉由光的散射來辨識第1電泳粒子11的顏色者,具體而言,不會有會造成色調出現之可見光區域中之顯著的吸收,且折射率較佳為2以上,尤佳為2.5以上,例如可列舉出主要包含以金屬氧化物所構成之白色顏料粒子者。
金屬氧化物,例如可列舉出二氧化鈦、氧化鋯、三氧化銻、二氧化矽等,可使用此等當中的1種或組合2種以上而使用,但其中較佳為二氧化鈦。藉此,可容易將嵌段共聚物39連結於第1電泳粒子11。
此散射系粒子21可為藉由以樹脂材料等來被覆其表面而經施加塗覆處理者等。此外,樹脂材料係例如可列舉出丙烯酸系樹脂、胺甲酸乙酯系樹脂、脲系樹脂、環氧系樹脂、聚苯乙烯、聚酯等,可使用此等當中的1種或組合2種以上而使用。
在此,由於散射系粒子21具備金屬氧化物,所以於其表面上會具備(暴露出)能夠與下述構成單元 所具有之官能基鍵結(反應)的羥基,該構成單元係來自後述嵌段共聚物39的鍵結部31所具備之第2單體M2(以下亦僅稱為「單體M2」)者。
如此之對於羥基有反應性之官能基,例如可列舉出異氰酸基、環氧基、縮水甘油基、氧雜環丁烷基(oxetane group)及烷氧矽烷基(alkoxysilyl)等,當中較佳為烷氧矽烷基。
成為如此之羥基與烷氧矽烷基之組合的散射系粒子21及單體M2,分別可較容易地製備,並且可將單體M2(後述嵌段共聚物)堅固地連結於散射系粒子21的表面,故為較佳。
在此,以下係以單體M2所具備之官能基為烷氧矽烷基者作為一例來說明。
散射系粒子21,其表面的至少一部分(在圖示的構成中幾乎為全體)係經被覆層3所被覆。
被覆層3,係形成為含有複數個第1嵌段共聚物39(以下亦僅稱為「聚合物39」)之構成(請參考第2圖)。
第1嵌段共聚物39,於本實施形態中,藉由將具有有助於在分散介質中之分散性的部位(基)之第1單體M1(以下亦僅稱為「單體M1」)、具有與第1官能基具有反應性的第2官能基之第2單體M2(以下亦僅稱為「單體M2」)、以及具有酸性基及與該酸性基形成鹽之環狀結構之第3單體M3(以下亦僅稱為「單體M3」),進行聚合 且不使第1單體M1與第2單體M2共聚合而形成者。並且,於來自單體M2之單元中,係藉由第1官能基與第2官能基之反應而連結於前述粒子。
若將第1嵌段共聚物39形成為該構成,即可藉由來自單體M1之單元(以下亦稱為分散單元)而賦予分散性,此外,藉由來自單體M2之單元(以下亦稱為鍵結單元)而連結於散射系粒子21,再者,藉由來自單體M3之單元(以下亦稱為離子性單元)而進行離子化。因此,具備該構成的第1嵌段共聚物39之第1電泳粒子11,係於電泳分散液中可發揮均一的分散能及離子性。
此第1嵌段共聚物39,於本實施形態中,係依序連結下述者而成:由第1單體M1聚合所得之分散部32、由第3單體聚合所得之離子性部33、以及由第2單體M2聚合所得之鍵結部31。該構成的第1嵌段共聚物39中,分散部32是由單體M1聚合而形成,並含有複數個來自單體M1之分散單元;此外,離子性部33是由單體M3聚合而形成,並含有複數個來自單體M3之離子性單元;再者,鍵結部31是由單體M2聚合而形成,並含有複數個來自單體M2之鍵結單元。此第1嵌段共聚物39所具有之鍵結部31中,係藉由第1官能基與第2官能基之反應,而使散射系粒子21與第1嵌段共聚物39進行化學鍵結。
以下係說明構成第1嵌段共聚物39之分散部32、鍵結部31及離子性部33。
分散部32,係於後述電泳分散液中,為了 將分散性賦予至第1電泳粒子11,而於被覆層3中設置在散射系粒子21的表面。
此分散部32,於電泳分散液中,係使複數個單體M1聚合而形成,並且複數個來自單體M1之分散單元係進行連結;其中,該單體M1具有在聚合後會成為有助於在分散介質中之分散性的側鏈之部位。
單體M1,係以可藉由活性自由基聚合(自由基聚合)來進行聚合之方式具備1個聚合基,並且為具有在聚合後會成為非離子性側鏈之部位的懸垂(pendant)型單官能單體。
使用具備非離子性側鏈者作為單體M1而藉由活性自由基聚合所形成之分散部32,係對於後述電泳分散液所含有之分散介質,顯示出優異的親和性。因此,電泳分散液中,具備該分散部32之第1電泳粒子11係不會凝聚而以優異的分散性來分散。
此外,單體M1所具有之1個聚合基,係例如可列舉出乙烯基、苯乙烯基、(甲基)丙烯醯基等含有碳-碳雙鍵者。
該單體M1,係例如可列舉出乙烯基單體、乙烯酯單體、乙烯基醯胺單體、(甲基)丙烯醯基單體、(甲基)丙烯酸酯單體、(甲基)丙烯醯胺單體、苯乙烯基單體等,具體可列舉出1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲 基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸環己酯、五氟(甲基)丙烯酸酯、下述通式(I)所示之聚矽氧巨單體等丙烯酸系單體、苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2-乙基苯乙烯、3-乙基苯乙烯、4-乙基苯乙烯、2-丙基苯乙烯、3-丙基苯乙烯、4-丙基苯乙烯、2-異丙基苯乙烯、3-異丙基苯乙烯、4-異丙基苯乙烯、4-三級丁基苯乙烯等苯乙烯系單體,可使用此等當中的1種或組合2種以上而使用。
[式中,R1表示氫原子或甲基,R2表示氫原子或碳數1至4的烷基,R3表示包含碳數1至6為止的烷基及環氧乙烷或環氧丙烷的醚基中之1種之結構,n表示0以上的整數]。
此等當中,單體M1較佳為如上述通式(I)所示之聚矽氧巨單體。由如此之單體M1聚合所得之分散部,係對於非極化的分散介質顯示出優異的分散性。亦即,雖然後述電泳分散液中所含有之分散介質係使用以聚矽氧油為主成分者,但即使是如該聚矽氧油般而使用烴系的溶劑,對於分散介質亦顯示出優異的分散性。因此,可使具備由單體M1聚合所得之分散部32的第1電泳粒子11以優異的分散性分散於分散介質中。
當使用如上述通式(I)所示之聚矽氧巨單體 作為單體M1時,其重量平均分子量較佳為1,000以上50,000以下左右,尤佳為3,000以上30,000以下左右,更佳為5,000以上20,000以下左右。藉此,可使具備由單體M1聚合所得之分散部32的第1電泳粒子11以更優異的分散性分散於分散介質中。
此外,分散部32的重量平均分子量較佳為10,000以上100,000以下,尤佳為10,000以上60,000以下。尤其當使用如前述通式(I)所示之聚矽氧巨單體或是使用烴系單體作為單體M1時,分散部32的重量平均分子量較佳為8,000以上50,000以下,尤佳為10,000以上35,000以下。藉此,可使第1電泳粒子11於電泳分散液中之分散性更優異。
再者,於1個聚合物中,分散部32所含有之分散單元的個數較佳為1以上20以下,尤佳為2以上10以下。藉此,可確實地賦予第1電泳粒子11於電泳分散液中之分散性。
此外,分散部32之分子量分布較佳為1.2以下,尤佳為1.1以下,更佳為1.05以下。
在此,分散部32的分子量分布係表示分散部32的數量平均分子量(Mn)與分散部32的重量平均分子量(Mw)之比(Mw/Mn),藉由使該分散部32的分子量分布位於前述範圍內,即可使複數個第1電泳粒子11中所暴露出之分散部32成為幾乎均一的長度。因此,電泳分散液中,各第1電泳粒子11會發揮均一的分散能。如此之數量平均 分子量(Mn)或重量平均分子量(Mw)係例如可使用凝膠滲透層析(GPC:Gel Permeation Chromatography)法,以經聚苯乙烯換算之分子量來測定。
再者,分散部32中,連結於鍵結部31之基端部側之分散單元的分子量,較佳係小於前端部側之分散單元的分子量。具體而言,成為位於基端部側之分散單元的前驅物之單體M1所具備之側鏈的分子量,較佳係小於成為位於前端部側之分散單元的前驅物之單體M1所具備之側鏈的分子量。藉此,可使第1電泳粒子11於電泳分散液中之分散性更優異,並且可使分散部32高密度地鍵結於散射系粒子21的表面。
此外,如此之側鏈的分子量之變化,可以是從基端側朝向前端側連續性地增大,也可以是從基端側朝向前端側階段性地增大。
鍵結部31,係於第1電泳粒子11所具備之被覆層3中,鍵結於散射系粒子21的表面,並藉此而使聚合物39連結於散射系粒子21。
此鍵結部31,於本發明中,係使複數個第2單體M2聚合而形成,並且複數個來自單體M2之鍵結單元(構成單元)係進行連結;其中,該單體M2具有可與散射系粒子21之表面所具備之羥基反應而形成共價鍵之官能基。
如此,藉由使用具備鍵結部31(各包含複數個具有官能基之鍵結單元)的聚合物39,可使第1電泳粒子11的分散性更優異。亦即,聚合物39,不僅含有複數 個官能基,並且複數個官能基係集中存在於鍵結部31。再者,由於鍵結部31中,複數個鍵結單元係進行連結,故與僅有1個鍵結單元之情形相比,可與散射系粒子21反應之部位會較大。因此,在由複數個單體M2聚合所形成之鍵結部31中,可將聚合物39確實地鍵結於散射系粒子21的表面。
本實施形態中,如前述般,於散射系粒子21的表面具備羥基,且單體M2所具備之官能基為烷氧矽烷基。藉由構成為如此之羥基與烷氧矽烷基之組合,因此等彼此的反應會顯示出優異的反應性,故可更確實地形成鍵結部31對於散射系粒子21的表面之鍵結。
該單體M2,係具備1個如下述通式(II)所示之烷氧矽烷基作為官能基,並且以可藉由活性自由基聚合來聚合之方式具備1個聚合基。
[式中,R分別獨立地表示碳數1至4的烷基,n表示1至3的整數]。
因使用該構成者作為單體M2,故可形成以單體M2藉由活性自由基聚合而聚合成之鍵結部31,並且,藉由活性自由基聚合所形成之鍵結部31係對於位於散 射系粒子21的表面之羥基而顯示出優異的反應性。
此外,單體M2所具有之1個聚合基,係與單體M1相同地例如可列舉出乙烯基、苯乙烯基、(甲基)丙烯醯基等含有碳-碳雙鍵者。
該單體M2係例如可列舉出分別具備1個上述通式(II)所示之烷氧矽烷基的乙烯基單體、乙烯酯單體、乙烯基醯胺單體、(甲基)丙烯醯基單體、(甲基)丙烯酸酯單體、(甲基)丙烯醯胺單體、苯乙烯基單體等,具體可列舉出3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三乙氧基(甲氧基)矽烷、乙烯基三乙氧基(甲氧基)矽烷、4-乙烯基丁基三乙氧基(甲氧基)矽烷、8-乙烯基辛基三乙氧基(甲氧基)矽烷、10-甲基丙烯醯氧基癸基三乙氧基(甲氧基)矽烷、10-丙烯醯氧基癸基三乙氧基(甲氧基)矽烷等含矽原子之矽烷系單體,可使用此等當中的1種或組合2種以上而使用。
此外,於1個聚合物中,鍵結部31所含有之鍵結單元的個數,較佳為2以上20以下,尤佳為3以上6以下。超過前述上限值時,鍵結部31之對於分散介質之親和性會低於分散部32,所以會有依據單體M2種類的不同而使第1電泳粒子11的分散性降低、或鍵結部31彼此部分地反應之虞。此外,若少於前述下限值時,會有依據單體M2種類的不同而無法充分地進行與散射系粒子21之鍵結,且因此而使第1電泳粒子11的分散性降低之虞。
此外,鍵結部31所含有之鍵結單元的數目,可採用NMR光譜、IR光譜、元素分析、凝膠滲透層 析(GPC)等泛用分析儀器進行分析而求取。另外,聚合物39中,由於鍵結部31、分散部32及離子性部33為高分子聚合物,所以均具有分子量分布。因此,上述分析結果雖然並不一定完全符合全部聚合物39,但至少若以上述手法所求取之鍵結單元數為2至8時,即可同時達成聚合物39與散射系粒子21之反應性、以及第1電泳粒子11的分散性及電泳性(離子性)。
此外,離子性部33,於本實施形態中,係使複數個第3單體M3聚合而形成之聚合物,並且複數個來自單體M3之離子性單元係進行連結;其中,該單體M3具有酸性基以及與前述酸性基形成鹽之環狀結構,且具有負的離子性。
該構成之離子性部33,係藉由具備離子性單元,而於電泳分散液中可發揮將負的離子性賦予至第1電泳粒子11之功能。
因此,除了分散部32及鍵結部31之外,另具備離子性部33,藉此,嵌段共聚物39係可確實地將負的離子性賦予至第1電泳粒子11。
尤其是,離子性部33係因具備複數個分別具有負的離子性之離子性單元,離子性部33中複數個離子性單元係進行連結,所以與僅具有1個離子性單元之情形相比,可使第1電泳粒子11的離子性更優異。亦即,於後述電泳分散液中,具有具備該離子性部33的聚合物39之第1電泳粒子11,係成為具備負的離子性之電泳粒子(負 電泳粒子)。
單體M3,如前述般,係具有酸性基以及與該酸性基形成鹽之環狀結構,並以可藉由活性自由基聚合(自由基聚合)來聚合之方式具備1個聚合基,並且具有:具備在聚合後會成為具有前述酸性基之側鏈的部位之懸垂型單官能單體成分、以及與前述酸性基形成鹽之環狀結構。
藉由將單體M3構成為具有酸性基者,可使離子性部33確實地成為具有負離子性者。此外,藉由具有環狀結構且使該環狀結構與酸性基形成鹽,而於後述電泳分散液的製造方法中,可使單體M3以優異的溶解性溶解於溶劑中。再者,於電泳分散液中,環狀結構的一部分從酸性基解離,因此而以更優異的分散性使第1電泳粒子分散於電泳分散液中。
此酸性基並無特別限定,例如可列舉出羧基、磺酸基、磷酸基、烷氧化物基等,可使用此等當中的1種或組合2種以上而使用,其中較佳為羧基、磺酸基及磷酸基。藉此,可與環狀結構之間形成鹽。
此等當中,具有羧基或磺酸基之單官能單體成分,例如可列舉出(甲基)丙烯酸、2-丁烯酸(亦即巴豆酸)、3-戊烯酸、4-戊烯酸、4-甲基-4-戊烯酸、4-己烯酸、5-己烯酸、5-庚烯酸、6-庚烯酸、6-辛烯酸、7-甲基-7-辛烯酸、7-壬烯酸、8-壬烯酸、3-苯基-2-丙烯酸(亦即肉桂酸)、(甲基)丙烯酸羧甲酯、(甲基)丙烯酸羧乙酯、乙烯基苯甲酸、乙烯基苯乙酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、苯乙烯磺 酸、乙烯基甲苯磺酸、乙烯基磺酸、(甲基)丙烯酸磺酸基甲酯、2-丙烯-1-磺酸、3-丁烯-1-磺酸等。
此外,環狀結構(離子載體(ionophore)),係在捕集如Na、K般的鹼金屬、如Mg、Ca般的鹼土類金屬等金屬離子之狀態下,與單官能單體成分所具有之酸性基形成鹽。藉由使如此之環狀結構與酸性基形成鹽,而更可提升第1電泳粒子11中之嵌段共聚物39的分散性,並且使嵌段共聚物39確實地帶負電。
此離子載體(環狀結構),較佳係例如可列舉出:含有氧原子、氮原子及硫原子中之至少1種(亦即以氧原子、氮原子或硫原子鍵結亞甲基彼此者);僅以亞甲基所構成者(羥環)等。特佳係以氧原子、氮原子或硫原子(雜原子)鍵結亞甲基彼此者。如此之離子載體,由於為捕集金屬離子之捕集能極高之結構,故較佳。此外,亦具有容易調整環(內側空間)的大小或環的柔軟性,且較容易進行該離子載體的合成之優點。
如此之含有雜原子之離子載體,例如可列舉出冠醚(crown ether)系、氮冠(aza crown)系、穴狀配位子(Cryptand)系、硫化物系(硫醚系)、丙二醇系等。
冠醚系的離子載體,例如可列舉出12-冠-4-醚、2-己基-12-冠-4-醚、2-辛基-12-冠-4-醚、2-癸基-12-冠-4-醚、2-十二烷基-12-冠-4-醚、2-十四烷基-12-冠-4-醚、15-冠-5-醚、2-丁基-15-冠-5-醚、2-己基-15-冠-5-醚、2-十二烷基-15-冠-5-醚、2-十四烷基-15-冠-5-醚、18-冠-6-醚、 2-己基-18-冠-6-醚、2-辛基-18-冠-6-醚、2-十四烷基-18-冠-6-醚、2,3-二辛基-18-冠-6-醚、21-冠-7-醚、2-癸基-21-冠-7-醚、24-冠-8-醚、2-癸基-24-冠-8-醚、2-十二烷基-24-冠-8-醚等。
此外,氮冠系的離子載體,例如可列舉出1,4,7-三丙基-1,4,7-三氮雜環壬烷、2-癸基-1,4,7-三丙基-1,4,7-三氮雜環壬烷、1,4,7-三丁基-1,4,7-三氮雜環壬烷、1,4,7,10-四辛基-1,4,7,10-四氮雜環十二烷、1,4,7,10-四癸基-1,4,7,10-四氮雜環十二烷、1,4,7,10-四(十二烷基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷、1,4,7,10-四(十六烷基)-1,4,7,10-四氮雜環十二烷、1,4,7,10,13-五辛基-1,4,7,10,13-五氮雜環十五烷、1,4,7,10,13-五癸基-1,4,7,10,13-五氮雜環十五烷、1,4,7,10,13,16-六癸基-1,4,7,10,13,16-六氮雜環十八烷、1,4,7,10,13,16-六(十四烷基)-1,4,7,10,13,16-六氮雜環十八烷、1,4,7,10,13,16-六(十六烷基)-1,4,7,10,13,16-六氮雜環十八烷等。
再者,穴狀配位子系的離子載體,例如可列舉出4,10,15-三氧雜-1,7-二氮雜雙環[5.5.5]十七烷、3-十四烷基-4,10,15-三氧雜-1,7-二氮雜雙環[5.5.5]十七烷、4,7,13,18-四氧雜-1,10-二氮雜雙環[8.5.5]二十烷、5-癸基-4,7,13,16,21-五氧雜-1,10-二氮雜雙環[8.8.5]二十三烷、4,7,13,16,21,24-六氧雜-1,10-二氮雜雙環[8.8.8]二十六烷、5-十四烷基-4,7,13,16,21,24-六氧雜-1,10-二氮雜雙環[8.8.8]二十六烷、4,7,10,16,19,24,27-七氧雜-1,13-二氮雜雙環 [11.8.8]二十九烷等。
此外,於1個聚合物中,離子性部33所含有之離子性單元的個數較佳為1以上8以下,尤佳為2以上5以下。超過前述上限值時,離子性部33之對於分散介質之親和性會低於分散部32,所以會有依據單體M3種類的不同而使第1電泳粒子11的分散性降低之虞。此外,少於前述下限值時,會有依據單體M3種類的不同而無法充分地使第1電泳粒子11帶電,且因此而使第1電泳粒子11的分散性降低之虞。
此外,離子性部33所含有之離子性單元的數目,可採用NMR光譜、IR光譜、元素分析、凝膠滲透層析(GPC)等泛用分析儀器進行分析而求取。如前述般,聚合物39中,由於鍵結部31、分散部32及離子性部33為高分子聚合物,所以均具有分子量分布。因此,上述分析結果雖然並不一定完全符合全部聚合物39,但至少若以上述手法所求取之離子性單元數為1至8時,即可同時達成聚合物39與散射系粒子21之反應性、以及第1電泳粒子11的分散性及電泳性(離子性)。
此外,本實施形態中,係說明離子性部33具有酸性基以及與前述酸性基形成鹽之環狀結構之情形,但離子性部33並不限定於此,例如可為省略環狀結構且酸性基單獨存在者,再者,亦可由胺基等鹼性基來取代酸性基。藉由將離子性部33構成為具有鹼性基者,可使離子性部33顯示出正的離子性。
如此之聚合物39為個別地設置有鍵結部31、分散部32及離子性部33之三嵌段共聚物。因此,可將對於散射系粒子21之鍵結性、第1電泳粒子11的分散性、以及第1電泳粒子11的離子性(電泳性),分別獨立地賦予至聚合物39,而使第1電泳粒子11發揮優異的分散性及離子性。
此聚合物39係藉由後述製造方法獲得。例如,當使用後述之可逆加成碎斷鏈轉移聚合(RAFT:Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization)時,可得到較均一的聚合物。因此,相對於鏈轉移劑若添加2至8莫耳當量的單體M2來進行聚合時,可使鍵結部31中的鍵結單元數為上述範圍,再者,相對於鏈轉移劑若添加1至8莫耳當量的單體M3來進行聚合時,可使離子性部33中的離子性單元數為上述範圍。
藉此,藉由將第1電泳粒子11形成為具備聚合物39之構成,可確實地發揮效果,使第1電泳粒子11於電泳分散液中具有優異的分散性及電泳性(離子性)。
以上之具有鍵結部31及分散部32及離子性部33之第1嵌段共聚物39以鍵結部31連結於散射系粒子21的表面而成之本實施形態之第1電泳粒子11,例如可藉由以下方式來製造。
(第1電泳粒子的製造方法)
第1電泳粒子11的製造方法,係具有下述步驟:第1步驟,係藉由活性聚合,將單體M1及單體M2及單體M3 進行聚合且不使單體M1及單體M2共聚合,而獲得嵌段共聚物39;以及第2步驟,係使散射系粒子21所具備之第1官能基與單體M2所具有之第2官能基反應,而形成由複數個嵌段共聚物39連結於散射系粒子21而成之被覆層3。
另外,本實施形態中,在第1步驟中,係說明獲得由鍵結部31及離子性部33及分散部32依序連結而成之複數個嵌段共聚物39之情形。
此外,第1步驟中,藉由使用聚合起始劑之活性自由基聚合,而可1)在形成由第1單體M1聚合所得之分散部32後,形成由具有第3官能基之第3單體M3聚合所得之離子性部33,然後形成由具有第2官能基之第2單體M2聚合所得之鍵結部31;或是亦可2)依序形成鍵結部31、離子性部33及分散部32。在此係說明以1)的方法來形成複數個嵌段共聚物39之情形。
以下詳細說明各步驟。
[1]首先,生成由分散部32及離子性部33及鍵結部31依序連結而成之複數個嵌段共聚物39(第1步驟)。
[1-1]首先,藉由使用聚合起始劑之活性聚合,形成由第1單體M1聚合所得之分散部32。
此活性聚合法,可列舉出活性自由基聚合、活性陽離子聚合或活性陰離子聚合等,當中較佳為活性自由基聚合。藉由採用活性自由基聚合,可簡便地使用反應系統中所產生之反應液等,此外,反應的控制性亦良好,而可使單體M1聚合。
再者,根據活性自由基聚合,可容易地將分散部32中的分子量分布設定在1.2以下,結果可使所得之第1電泳粒子11於電泳分散液中發揮均一的分散能。
此外,活性自由基聚合法,可列舉出原子轉移自由基聚合(ATRP)、經由氮氧基(nitroxide)之自由基聚合(NMP)、使用有機碲之自由基聚合(TERP)、以及可逆加成碎斷鏈轉移聚合(RAFT)等,當中較佳係使用可逆加成碎斷鏈轉移聚合(RAFT)。藉由可逆加成碎斷鏈轉移聚合(RAFT),由於未使用金屬觸媒,所以不須擔心金屬污染,此外,於單體M1的聚合時可簡便地進行聚合。此外,可更容易地將分散部32中的分子量分布設定在1.2以下。
聚合起始劑(自由基聚合起始劑)並無特別限定,例如可列舉出2,2’-偶氮雙異丁腈(AIBN)、2,2’-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙酸)二甲酯、1,1’-偶氮雙(環己烷-1-碳腈)、二氫氯化2,2’-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]、2,2’-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]等偶氮起始劑;過硫酸鉀、過硫酸銻等過硫酸鹽等。
此外,採用可逆加成碎斷鏈轉移聚合(RAFT)時,除了聚合起始劑之外,亦可使用鏈轉移劑(RAFT劑)。此鏈轉移劑並無特別限定,例如可列舉出具有二硫酯基、三硫胺甲酸酯基、黃原酸酯(xanthate)基、二硫胺甲酸酯基等官能基之硫化物。
具體而言,鏈轉移劑可列舉出如下述化學 式(1)至(7)所示之化合物,可使用此等當中的1種或組合2種以上而使用。此等化合物,由於較容易取得且容易進行反應的控制,故較佳。
此等當中,鏈轉移劑較佳為上述化學式(6)所示之2-氰基-2-丙基苯二硫酯。藉此可更容易進行反應的控制。
再者,使用可逆加成碎斷鏈轉移聚合(RAFT)時,單體M1、聚合起始劑、鏈轉移劑的比率,可考量所應形成之分散部32的聚合度或單體M1等化合物的反應性來適當地決定,此等的莫耳比較佳為單體:聚合起始劑:鏈轉移劑=500至5:5至0.25:1。藉此,可將由單體M1聚合所得之分散部32的長度(聚合度)設定在適當的大小,並且可容易將該分子量分布設定在1.2以下而高效率地生成該分散部32。
此外,用以調製出藉由活性自由基聚合使單體M1聚合之溶液的溶劑,例如可列舉出:水;甲醇、乙醇、丁醇等醇類;己烷、辛烷、苯、甲苯及二甲苯等烴類;二乙醚或四氫呋喃等醚類;乙酸乙酯等酯類;氯苯、鄰二氯苯等鹵化芳香族烴類等。可單獨使用此等或作為混合溶劑使用。
此外,前述溶液(反應液),較佳係於開始聚合反應前預先進行脫氧處理。脫氧處理係例如可列舉出藉由氬氣、氮氣等惰性氣體而進行之真空脫氣後的取代或沖淋處理等。
此外,於單體M1的聚合反應時,藉由將前述溶液的溫度加熱(加溫)至既定溫度,可更迅速且確實地進行單體的聚合反應。
此加熱溫度,係依據單體M1的種類等而有若干的不同,並無特別限定,較佳為30至100℃左右。此外,關於加熱的時間(反應時間),在將加熱溫度設為前述範圍時,較佳為5至48小時左右。
使用可逆加成碎斷鏈轉移聚合(RAFT)時,於分散部32的單邊末端(前端部)存在有使用後之鏈轉移劑的碎片。並且,具備此碎片之分散部32,係於下一步驟[1-2]中,在使離子性部33聚合於分散部32之反應中作用為鏈轉移劑。
[1-2]接著,以連結於分散部32之方式,形成由帶負電之第3單體M3所聚合成的離子性部33。
藉此,生成由分散部32與離子性部33所連結成之二嵌段共聚物。
本步驟[1-2]中,在使用單體M3形成離子性部33之前,可因應必要而去除前述步驟[1-1]中所使用之未反應的單體M1或溶劑、聚合起始劑等雜質,並進行將分散部32予以單離精製之精製處理(去除處理)。藉此,可使下一步驟[1-3]中所得之聚合物39成為更均一且純度更高者。此精製處理並無特別限定,例如可列舉出管柱層析法、再結晶法、再沉澱法等,可進行此等當中的1種或組合2種以上而進行。
此外,如前述般,使用可逆加成碎斷鏈轉移聚合(RAFT)時,於分散部32的單邊末端存在有使用後之鏈轉移劑的碎片。因此,該構成之離子性部33,可藉由調製含有前述步驟[1-1]完成後所得之分散部32、單體M3、以及聚合起始劑之溶液,並於該溶液中再次進行活性聚合而形成。
另外,本步驟中所使用之溶劑,可使用與前述步驟[1-1]中所列舉者為相同者,此外,於溶液中使單體M3聚合時之條件,可設為與前述步驟[1-1]中所列舉之於溶液中使單體M1聚合時之條件為相同者。
再者,在使用可逆加成碎斷鏈轉移聚合(RAFT)時,於離子性部33的單邊末端(前端部)存在有使用後之鏈轉移劑的碎片。並且,具備此碎片之離子性部33,係於下一步驟[1-3]中,在使鍵結部31聚合於離子性部33 之反應中作用為鏈轉移劑。
[1-3]接著,以連結於由分散部32與離子性部33所連結成之二嵌段共聚物所具備的離子性部33之方式,形成由具有與散射系粒子21所具備之第1官能基有反應性的第2官能基之第2單體M2所聚合成的鍵結部31。
藉此,可生成以由分散部32及離子性部33及鍵結部31依序連結所成之三嵌段共聚物所構成的第1嵌段共聚物39。
本步驟[1-3]中,於使用單體M2形成鍵結部31之前,可因應必要而去除前述步驟[1-2]中所使用之未反應的單體M3或溶劑、聚合起始劑等雜質,並進行將由分散部32與離子性部33所連結成之二嵌段共聚物予以單離精製之精製處理(去除處理)。藉此,可使本步驟[1-3]中所得之聚合物39成為更均一且純度更高者。此精製處理並無特別限定,例如可列舉出管柱層析法、再結晶法、再沉澱法等,可進行此等當中的1種或組合2種以上而進行。
此外,如前述般,在使用可逆加成碎斷鏈轉移聚合(RAFT)時,於離子性部33的單邊末端存在有使用後之鏈轉移劑的碎片。因此,該構成之鍵結部31,可藉由調製含有前述步驟[1-2]完成後所得之由分散部32與離子性部33所連結成之二嵌段共聚物所具備的離子性部33、單體M2、以及聚合起始劑之溶液,並於該溶液中再次進行活性聚合而形成。
另外,本步驟中所使用之溶劑,可使用與 前述步驟[1-1]中所列舉者為相同者,此外,於溶液中使單體M2聚合時之條件,可設為與前述步驟[1-1]中所列舉之於溶液中使單體M1聚合時之條件為相同者。
[2]接著,使散射系粒子21所具備之第1官能基與鍵結部31所具有之複數個第2官能基反應,於此等彼此之間形成化學鍵,藉此將複數個第1嵌段共聚物39連結於散射系粒子21(第2步驟)。
藉此,可得到散射系粒子21的至少一部分經被覆層3所被覆之第1電泳粒子11。其製程可列舉出以下所示之乾式法、濕式法。
《乾式法》
乾式法中,首先,於適當的溶劑中混合聚合物39及散射系粒子21而調製溶液。溶液中,為了促進聚合物39所具備之烷氧矽烷基的水解,可因應必要而添加微量的水、酸、鹼。此外,可因應必要而進行加熱、光照射等。
此時,相對於散射系粒子21的體積,溶劑的體積較佳為1體積%以上20體積%以下左右,尤佳為5體積%以上10體積%以下左右。藉此,由於可增大聚合物39對於散射系粒子21之接觸機會,所以可更確實地將鍵結部31鍵結於散射系粒子21的表面。
接著,藉由超音波照射來進行分散或是使用球磨機、珠磨機等進行攪拌等,使聚合物39高效率地吸附於散射系粒子21的表面後,再去除溶劑。
其次,將去除溶劑所得之粉體,較佳係於 100℃至200℃、1小時以上的條件下進行加熱使烷氧矽烷基分解,並與暴露在散射系粒子21的表面之羥基形成化學鍵,而得到第1電泳粒子11。
繼而,一邊使用離心分離機,一邊再次於溶劑中洗淨數次,藉此而在不形成化學鍵下,去除吸附於散射系粒子21的表面之多餘的聚合物39。
經由以上步驟,可得到經精製之第1電泳粒子11。
《濕式法》
濕式法中,首先於適當的溶劑中混合聚合物39及散射系粒子21而調製溶液。溶液中,為了促進聚合物39所具備之烷氧矽烷基的水解,可因應必要而添加微量的水、酸、鹼。此外,可因應必要而進行加熱、光照射等。
此時,相對於散射系粒子21的體積,溶劑的體積較佳約為1體積%以上20體積%以下左右,尤佳約為5體積%以上10體積%以下左右。藉此,由於可增大聚合物39對於散射系粒子21之接觸機會,所以可更確實地將鍵結部31鍵結於散射系粒子21的表面。
接著,藉由超音波照射來進行分散或是使用球磨機、珠磨機等進行攪拌等,使聚合物39高效率地吸附於散射系粒子21的表面後,於該狀態下,較佳係於100℃至200℃、1小時以上的條件下加熱溶液以使烷氧矽烷基分解,並與暴露在散射系粒子21的表面之羥基形成化學鍵,而得到第1電泳粒子11。
接著,一邊使用離心分離機,一邊再次於溶劑中洗淨數次,在不形成化學鍵下,去除吸附於散射系粒子21的表面之多餘的聚合物39。
經由以上步驟,可得到經精製之第1電泳粒子11。
另外,依據構成聚合物39之單體M1之種類的不同,在使第1電泳粒子11乾燥時會有變得無法分散於分散介質之情形。此時,於洗淨作業時,較佳係以逐次少量地將反應溶劑取代成分散溶劑(不經由乾燥)之溶劑取代法來進行。
此外,本步驟所使用之溶劑,可使用與前述步驟[1-1]中所列舉者為相同者,並亦可使用與後述電泳分散液所具備之分散液所列舉的脂肪族烴類(流動石蠟)及聚矽氧油等。
再者,本實施形態中,係說明將具有離子性基之嵌段共聚物連結於散射系粒子來形成第1電泳粒子11之構成,但並不限定於該構成,第1電泳粒子11係亦可為例如將具有離子性基之偶合劑等連結於散射系粒子之構成。
(第2電泳粒子)
接著說明第2電泳粒子。此第2電泳粒子為於表面具有極化基之有色系的電泳粒子,本實施形態中,係以將具有極化基之嵌段共聚物連結於有色系粒子之構成者作為一例來說明。
第3圖係表示本發明之電泳分散液所含有之第2電泳粒子的第1實施形態之縱向剖面圖,第4圖係表示第3圖所示之第2電泳粒子所具有的嵌段共聚物之示意圖,第5圖係用以說明第4圖所示之嵌段共聚物所具備之極化單元所具有的極化基之圖。
第2電泳粒子12(以下有時僅稱為「電泳粒子12」)係具有:有色系粒子(母粒子)22、以及設置在有色系粒子22的表面之被覆層4。
有色系粒子22,係藉由著色於粒子之顏色來辨識第2電泳粒子12的顏色者,可列舉出包含有色顏料粒子者。
該有色顏料粒子,例如可列舉出:苯胺黑、碳黑、鈦黑等黑色顏料;單偶氮、雙偶氮、多偶氮等偶氮系顏料;異吲哚啉酮(Isoindolinone)、鉻黃、黃色氧化鐵、鎘黃、鈦黃、銻等黃色顏料;喹吖啶酮紅(Quinacridone Red)、鉻朱紅(chrome vermilion)等紅色顏料;酞菁藍、陰丹士林藍(Indanthrene Blue)、普魯士藍、群青、鈷藍等藍色顏料;酞菁綠等綠色顏料。可使用此等當中的1種或組合2種以上而使用。
此外,此有色系粒子22,可為藉由以樹脂材料來被覆其表面而經施加塗覆處理者等。此外,樹脂材料係例如可列舉出丙烯酸系樹脂、胺甲酸乙酯系樹脂、脲系樹脂、環氧系樹脂、聚苯乙烯、聚酯等,可使用此等當中的1種或組合2種以上而使用。
藉由適當地選擇作為有色系粒子22所用之顏料粒子、以及被覆所用之樹脂材料的種類,可將第2電泳粒子12的顏色設定為所期望者。
此外,有色系粒子22,必須於其表面具備(暴露出):能夠與後述聚合物49的鍵結部31所具備之單體M2所具有的第2官能基鍵結(反應)之第1官能基。然而,依據顏料粒子及樹脂材料之種類的不同,會有不具有官能基之情形,因此,此時係預先施以酸處理、鹼處理、UV處理、臭氧處理、電漿處理等官能基導入處理,以將第1官能基導入至有色系粒子22的表面。
此外,有色系粒子22的表面所具備之第1官能基與單體M2所具備之第2官能基之組合,只要是可相互反應而連結者即可,並無特別限定,例如可列舉出:異氰酸基與羥基或胺基之組合;環氧基、縮水甘油基或氧雜環丁烷基與羧基、胺基、硫醇基、羥基或咪唑基之組合;胺基與Cl、Br、I等鹵素基之組合;烷氧矽烷基與羥基或烷氧矽烷基之組合等,當中,較佳係第1官能基為羥基且第2官能基為烷氧矽烷基之組合。
形成該組合之有色系粒子22及單體M2,分別可較容易地製備,並且可將單體M2(後述之嵌段共聚物)堅固地連結於有色系粒子22的表面,故可適宜地予以使用。
在此,以下係以有色系粒子22的表面所具備之第1官能基為羥基,且單體M2所具備之第2官能基 為烷氧矽烷基之組合作為一例來說明。
有色系粒子22,其表面的至少一部分(在圖示的構成中幾乎為全體)係經被覆層4所被覆。
被覆層4,係形成為含有複數個第2嵌段共聚物49(以下亦僅稱為「聚合物49」)之構成(請參考第4圖)。
第2嵌段共聚物49,係藉由將具有有助於在分散介質中之分散性的部位(基)之單體M1、具有與第1官能基有反應性的第2官能基之單體M2、以及具備具有主骨架及鍵結於該主骨架之取代基的有機基之第4單體M4(以下亦僅稱為「單體M4」)進行聚合且不使第1單體M1與第2單體M2共聚合而形成者。於來自單體M2之單元中,係藉由第1官能基與第2官能基之反應而連結於前述粒子。
若將第2嵌段共聚物49形成為該構成,即可藉由來自單體M1之單元(以下亦稱為分散單元)而賦予分散性,此外,藉由來自單體M2之單元(以下亦稱為鍵結單元)而連結於有色系粒子22,再者,藉由來自單體M4之單元(以下亦稱為極化單元)而予以極化。因此,具備該構成的第2嵌段共聚物49之第2電泳粒子12,係於電泳分散液中可發揮均一的分散能及極化性。
此第2嵌段共聚物49,於本實施形態中,係依序連結下述者而成:由第1單體M1聚合所得之分散部32、由第4單體M4聚合所得之極化部43、以及由第2 單體M2聚合所得之鍵結部31。該構成的第2嵌段共聚物49中,分散部32是由單體M1聚合而形成,並含有複數個來自單體M1之分散單元;此外,極化部43是由單體M4聚合而形成,並含有複數個來自單體M4之極化單元;再者,鍵結部31是由單體M2聚合而形成,並含有複數個來自單體M2之鍵結單元。此第2嵌段共聚物49所具有之鍵結部31中,係藉由第1官能基與第2官能基之反應,而使有色系粒子22與第2嵌段共聚物49進行化學鍵結。
以下係說明構成第2嵌段共聚物49之分散部32、鍵結部31及極化部43。
分散部32,係於後述電泳分散液中,為了將分散性賦予至第2電泳粒子12,而於被覆層4中設置在有色系粒子22的表面。
此分散部32,係形成為與前述第1電泳粒子11所具備之第1嵌段共聚物39所具有的分散部32為相同之構成,於電泳分散液中,係使複數個單體M1聚合而形成,並且複數個來自單體M1之分散單元係進行連結;其中,該單體M1具有在聚合後會成為有助於在分散介質中之分散性的側鏈之部位。
鍵結部31,係於第2電泳粒子12所具備之被覆層4中,鍵結於有色系粒子22的表面,並藉此將聚合物49連結於有色系粒子22。
此鍵結部31,係形成為與前述第1電泳粒子11所具備之第1嵌段共聚物39所具有的鍵結部31為相 同之構成,係使複數個第2單體M2聚合而形成,並且複數個來自單體M2之鍵結單元(構成單元)係進行連結;其中,該單體M2具有可與有色系粒子22之表面所具備之羥基反應而形成共價鍵之官能基。
此外,極化部43,於本實施形態中,係使複數個第4單體M4聚合而形成之聚合物,並且複數個來自單體M4之極化單元係進行連結;其中,該單體M4具備具有主骨架以及鍵結於該主骨架之取代基的有機基,且具有負或正的極化性。
該構成之極化部43,係藉由具備極化單元,使電子於極化單元中偏向存在(極化),因而於電泳分散液中可發揮將負或正的極化性賦予至第2電泳粒子12之功能。
因此,除了分散部32及鍵結部31之外,另具備極化部43,藉此,嵌段共聚物49可確實地將負或正的極化性(帶電性)賦予至第2電泳粒子12。
尤其,極化部43具有複數個分別具有負或正的極化性之極化單元,使極化部43中複數個極化單元係進行連結,所以與僅具有1個極化單元之情形相比,可使第2電泳粒子12的極化性更優異。亦即,於後述電泳分散液中,具有具備該極化部43之聚合物49的第2電泳粒子12,係成為具備優異的極化性之電泳粒子(電泳粒子)。
單體M4,如前述般,係具備具有主骨架以及鍵結於該主骨架之取代基的有機基作為極化基,且以可 藉由活性自由基聚合(自由基聚合)來聚合之方式具備1個聚合基,並且為具有在聚合後會成為具有前述有機基之側鏈的部位之懸垂型單官能單體。
此單體M4所具備之極化基中,藉由設定取代基的種類(電子吸引性基及/或電子供予性基)、對於前述主骨架之鍵結數及鍵結位置中的至少1個條件,而於主骨架中使電子偏向存在(極化),藉此可控制第2電泳粒子12的極化狀態(帶電狀態)。
亦即,例如在與主骨架的聚合基為相反側之端部(以下亦稱為「主骨架的末端」)側鍵結有電子吸引性基(電子吸引基)作為取代基之極化基中,電子係從主骨架的聚合基側往末端側偏向存在。當導入如此之極化基時,第2電泳粒子12係帶負電。
另一方面,在主骨架的聚合基側鍵結有電子吸引基作為取代基之極化基中,電子係從主骨架的末端側往聚合基側偏向存在。當導入如此之極化基時,第2電泳粒子12係帶正電。
此外,在鍵結有電子供予性基(電子供予基)作為取代基之極化基中,由於產生與前述相反之電子密度的偏向,當導入在主骨架的末端側鍵結有電子供予基之極化基時,第2電泳粒子12帶正電,當導入在主骨架的聚合基側鍵結有電子供予基之極化基時,第2電泳粒子12帶負電。
然後,隨著鍵結於主骨架之取代基的鍵結 數增加,該電子密度的偏向係顯現出增大之傾向。
藉由適當地選擇如此產生電子密度偏向之極化基並將其導入作為單體M4的側鏈,而可將第2電泳粒子12控制(調整)為期望的帶電狀態。
在此,於極化基的主骨架中,較佳為容易產生電子密度偏向之狀態。因此,主骨架較佳係具有π電子非定域化之部分(結構)。藉此,於主骨架中容易發生電子移動,可確實地產生電子密度的偏向。
此π電子非定域化之部分,其全部可為共軛雙鍵呈直線狀地連續之結構,但較佳係其至少一部分具有呈環狀之環狀體者。藉此,於主骨架中,可更容易且平順地發生電子的移動。
該環狀體係存在有各種物質,較佳為芳香族環,特佳為苯環、萘環、吡啶(Pyridine)環、吡咯(Pyrrole)環、噻吩(Thiophene)環、蒽(Anthracene)環、芘(Pyrene)環、並(Perylene)環、並五苯(Pentacene)環、並四苯環、苯並菲(Chrysene)環、薁(Azulene)環、茀(Fluorene)環、聯三伸苯環、菲(Phenanthrene)環、喹啉(Quinoline)環、吲哚(Indole)環、吡(Pyrazine)環、吖啶(Acridine)環、咔唑(Carbazole)環、呋喃(Furan)環、哌喃(Pyran)環、嘧啶(Pyrimidine)環或嗒(Pyridazine)環。藉此,可容易產生環狀體中之電子密度的偏向(極化),結果可使主骨架中之電子密度的偏向變得更顯著。
再者,主骨架較佳係於其末端具有環狀體 且取代基鍵結於環狀體者。藉此,可容易產生環狀體中之電子密度的偏向(極化),結果可使主骨架中之電子密度的偏向變得更顯著。
本發明之電泳粒子中,前述取代基較佳為電子吸引性基或電子供予性基。
藉此,可使第2電泳粒子12確實地帶正電或帶負電。
在此,係以主骨架於其末端具有苯環之情形作為一例來說明。
此時,I:於苯環的2位至6位中之至少3位至5位的3個位置(第5圖(a)中為2位至6位的全部位置),分別鍵結有電子吸引性基T作為取代基時,如第5圖(a)所示,由於電子吸引性基T的存在,故於主骨架中電子會被拉近至末端側而呈偏向存在。因此,第2電泳粒子12帶負電。
II:於苯環的3位、4位及5位中之至少1個位置(第5圖(b)中為3位及4位的位置),分別鍵結有電子吸引性基T作為取代基時,如第5圖(b)所示,由於電子吸引性基T的存在,於主骨架(尤其苯環上)中電子會被拉近至末端側而呈偏向存在。因此,第2電泳粒子12帶負電。
III:於苯環的2位及6位中之至少1個位置(第5圖(c)中為2位及6位的位置),分別鍵結有電子吸引性基T作為取代基時,如第5圖(c)所示,由於電子吸引性基T的存在,於主骨架(尤其苯環上)中電子會被拉近至 聚合基側而呈偏向存在。因此,第2電泳粒子12帶正電。
IV:於苯環的2位至6位中之至少3位至5位的3個位置(第5圖(d)中為2位至5位的4個位置),分別鍵結有電子供予性基G作為取代基時,如第5圖(d)所示,由於電子供予性基G的存在,於主骨架中電子會被拉近至聚合基側而呈偏向存在。因此,第2電泳粒子12帶正電。
V:於苯環的3位、4位及5位中之至少1個位置(第5圖(e)中為4位),鍵結有電子供予性基G作為取代基時,如第5圖(e)所示,由於電子供予性基G的存在,於主骨架(尤其苯環上)中電子會被推壓至聚合基側而呈偏向存在。因此,第2電泳粒子12帶正電。
VI:於苯環的2位及6位中之至少1個位置(第5圖(f)中為2位),鍵結有電子供予性基G作為取代基時,如第5圖(f)所示,由於電子供予性基G的存在,於主骨架(尤其苯環上)中電子會被推壓至末端側而呈偏向存在。因此,第2電泳粒子12帶負電。
此外,可分別組合前述II的構成與前述VI的構成、以及前述III的構成與前述V的構成。藉此,於主骨架(尤其苯環上)中可使電子密度的偏向變得更顯著。
此外,主骨架可僅由1個前述環狀體來構成,或是可為由複數個環狀體以直鏈狀方式鍵結而成之結構。後者之主骨架的具體例,例如可列舉如下述式(A-1)至(A-3)等。
惟,前述式(A-1)至(A-3)中,式中的n表示1以上的整數。
另外,前述式(A-1)至(A-3)所示之主骨架中,取代基較佳係鍵結於末端的環狀體者,但亦可鍵結於末端以外的其他環狀體。
此外,電子吸引性基T只要是顯示出相較於氫原子而可更強力地拉近(吸引)電子之傾向的取代基即可,並無特別限定,例如可列舉出F、Cl、Br、I等鹵素原子、氰基、硝基、羧基、三氟甲基、甲醯基、磺酸基等。此等當中,電子吸引性基較佳係選自由鹵素原子、氰基、硝基、羧基及三氟甲基所成群組的至少1種。此等之拉近電子之能力為特別高。
另一方面,電子供予性基G,只要是顯示出 相較於氫原子而可更強力地推壓(供予)電子之傾向的取代基即可,並無特別限定,例如可列舉出胺基、烷基、烷氧基、羥基等。此等當中,電子供予性基較佳係選自由胺基、烷基及烷氧基所成群組的至少1種。此等之推壓電子之能力為特別高。
烷基較佳為碳數1至30者,尤佳為1至18者。烷氧基較佳為碳數1至30者,尤佳為1至18者。烷基及烷氧基中,碳數過多時,烷基本身及烷氧基本身均會顯示出容易凝聚之傾向,結果會有難以將第2電泳粒子12的帶電狀態調整為期望狀態之虞。
此外,主骨架的總碳數較佳為6至40,尤佳為6至35。總碳數過少時,電子難以非定域化,因此會有無法有效率地產生電子的偏向之虞,另一方面,總碳數過多時,會有難以將極化基導入至單體M4的側鏈之虞。
具有如此之有機基之單官能單體成分的具體例,例如可列舉出於前述第1電泳粒子11中所說明之在具有酸性基之單官能單體成分中,具備有機基來取代該酸性基者。
再者,於1個聚合物中,極化部43所含有之極化單元的個數,較佳為1以上8以下,尤佳為2以上5以下。超過前述上限值時,極化部43之對於分散介質之親和性會低於分散部32,所以會有依據單體M4種類的不同而使第2電泳粒子12的分散性降低之虞。此外,少於前述下限值時,會有依據單體M4種類的不同而無法充分地 使第2電泳粒子12極化,且因此而使第2電泳粒子12的電泳性降低之虞。
此外,極化部43所含有之極化單元的數目,可採用NMR光譜、IR光譜、元素分析、凝膠滲透層析(GPC)等泛用分析儀器進行分析而求取。如前述般,聚合物49中,由於鍵結部31、分散部32及極化部43為高分子聚合物,所以均具有分子量分布。因此,上述分析結果雖然並不一定完全符合全部聚合物49,但至少若以上述手法所求取之極化單元數為1至8時,即可同時達成聚合物49與有色系粒子22之反應性、以及第2電泳粒子12的分散性及電泳性(極化性)。
該聚合物49為各自個別地設置有鍵結部31、分散部32及極化部43之三嵌段共聚物。因此,可將對於有色系粒子22之鍵結性、第2電泳粒子12的分散性、以及第2電泳粒子12的極化性(電泳性),分別獨立地賦予至聚合物49,因而使第2電泳粒子12發揮優異的分散性及極化性。
此聚合物49係藉由後述製造方法獲得。例如,若使用後述之可逆加成碎斷鏈轉移聚合(RAFT),即可得到較均一的聚合物。因此,相對於鏈轉移劑若添加2至8莫耳當量的單體M2來進行聚合時,可使鍵結部31中的鍵結單元數為上述範圍,再者,相對於鏈轉移劑若添加1至8莫耳當量的單體M4來進行聚合時,可使極化部43中的極化單元數為上述範圍。
藉此,將第2電泳粒子12形成為具備聚合物49之構成,因而可確實地發揮效果,使第2電泳粒子12於電泳分散液中具有優異的分散性及電泳性(極化性)。
以上之具有鍵結部31及分散部32及極化部43之第2嵌段共聚物49在鍵結部31中連結於有色系粒子22的表面之本實施形態之第2電泳粒子12,係例如可藉由以下方式來製造。
(第2電泳粒子的製造方法)
第2電泳粒子12的製造方法,係具有下述步驟:第1步驟,係藉由活性聚合,將單體M1及單體M2及單體M4進行聚合且不使單體M1及單體M2共聚合,而獲得嵌段共聚物49;以及第2步驟,係使有色系粒子22所具備之第1官能基與單體M2所具有之第2官能基反應,而形成複數個嵌段共聚物49連結於有色系粒子22之被覆層4。
本實施形態中,第1步驟中,係說明獲得由鍵結部31及極化部43及分散部32依序連結而成之複數個嵌段共聚物49之情形。
此外,第1步驟中,藉由使用聚合起始劑之活性自由基聚合,而可1A)在形成由第1單體M1聚合所得之分散部32後,形成由具有第3官能基之第4單體M4聚合所得之極化部43,然後形成由具有第2官能基之第2單體M2聚合所得之鍵結部31;或是亦可2A)依序形成鍵結部31、極化部43及分散部32。在此係說明以1A)的方法來形成複數個嵌段共聚物49之情形。
以下詳細說明各步驟。
[1A]首先,生成由分散部32及極化部43及鍵結部31依序連結而成之複數個嵌段共聚物49(第1步驟)。
[1A-1]首先,與前述第1電泳粒子之製造方法的前述步驟[1-1]相同地,形成由第1單體M1聚合所得之分散部32。
[1A-2]接著,使用第4單體M4來取代第3單體M3,除此之外係與前述第1電泳粒子之製造方法的前述步驟[1-2]相同地,以連結於分散部32之方式,形成由帶負電之第4單體M4所聚合成之極化部43,藉此而生成由分散部32與極化部43所連結成之二嵌段共聚物。
[1A-3]接著,與前述第1電泳粒子之製造方法的前述步驟[1-3]相同地,以連結於由分散部32與極化部43所連結成之二嵌段共聚物所具備的極化部43之方式,形成由具有與有色系粒子22所具備之第1官能基有反應性的第2官能基之單體M2所聚合成的鍵結部31。
藉此,可生成以由分散部32及極化部43及鍵結部31依序連結而成之三嵌段共聚物所構成的第2嵌段共聚物49。
[2A]接著,與前述第1電泳粒子之製造方法的前述步驟[2]相同地,使有色系粒子22所具備之第1官能基與鍵結部31所具有之複數個第2官能基反應,於此等彼此之間形成化學鍵,藉此將複數個第2嵌段共聚物49連結於有色系粒子22(第2步驟)。
藉此,可得到有色系粒子22的至少一部分經被覆層4所被覆之第2電泳粒子12。
此外,本實施形態中,係說明將具有極化基之嵌段共聚物連結於有色系粒子來形成第2電泳粒子之構成,但並不限定於該構成,第2電泳粒子係例如可為具有極化基之偶合劑等連結於有色系粒子之構成。
《第2實施形態》
接著,分別說明第1及第2電泳粒子的第2實施形態。
(第1電泳粒子)
第6圖係表示第1電泳粒子的第2實施形態所具有之嵌段共聚物之示意圖。
以下,關於第2實施形態之第1電泳粒子,係以與前述第1實施形態之第1電泳粒子之相異點為中心來說明,且對於相同事項省略其說明。
本實施形態之第1電泳粒子11,係如第6圖所示,除了鍵結於散射系粒子21之嵌段共聚物39的構成為不同之外,其他與第2圖所示之前述第1實施形態之第1電泳粒子11相同。
亦即,第2實施形態之第1電泳粒子11中,嵌段共聚物39係以由第1單體M1聚合所得之分散部32、及由第2單體M2與第3單體M3共聚合所得之鍵結/離子性部34所連結而成者。該構成之嵌段共聚物39中,分散部32是由單體M1聚合而形成,並含有複數個來自單體M1之分散單元;此外,鍵結/離子性部34是由第2單體 M2與第3單體M3共聚合而形成,並含有複數個來自單體M2之鍵結單元與來自單體M3之離子性單元。此嵌段共聚物39所具有之鍵結/離子性部34中,係藉由散射系粒子21所具備之第1官能基與鍵結單元所具備之第2官能基的反應,而使散射系粒子21與第1嵌段共聚物39進行化學鍵結。
鍵結/離子性部34,於本發明中,係使具有可與散射系粒子21之表面所具備之第1官能基反應而形成共價鍵的第2官能基之第2單體M2、與負離子化之第3單體M3以複數個進行共聚合而形成之無規共聚物,並且來自單體M2之鍵結單元與來自單體M3之離子性單元係以複數個而無規地進行連結。
該構成的鍵結/離子性部34,係藉由具備鍵結單元,而於第1電泳粒子11所具備之被覆層3中可發揮鍵結於散射系粒子21的表面之功能,並且藉由具備離子性單元,而於電泳分散液中可發揮將負離子性賦予至第1電泳粒子11之功能。
亦即,鍵結/離子性部34,係兼具前述第1實施形態中所說明之鍵結部31及離子性部33所具備的功能。因此,具備分散部32與鍵結/離子性部34之本實施形態之嵌段共聚物39,可發揮與具備分散部32、離子性部33及鍵結部31之前述第1實施形態之嵌段共聚物39相同的功能。
於1個聚合物39中,鍵結/離子性部34所 含有之鍵結單元數較佳為2以上10以下,尤佳為3以上6以下。此外,離子性單元數較佳為1以上8以下,尤佳為2以上5以下。
此外,具有具備分散部32與鍵結/離子性部34之本實施形態之嵌段共聚物39的電泳粒子,係可藉由將前述第1實施形態中所說明之電泳粒子的製造方法的前述第1步驟改採用生成由分散部32與鍵結/離子性部34所連結成之複數個嵌段共聚物39的步驟(第1步驟)而獲得,以下係說明本實施形態之第1步驟。
第1步驟中,藉由使用聚合起始劑之活性自由基聚合,而可1B)在形成由第1單體M1聚合所得之分散部32後,形成由第2單體M2與第3單體M3共聚合所得之鍵結/離子性部34;或是亦可2B)依序形成鍵結/離子性部34及分散部32。在此係說明以1B)的方法來形成複數個嵌段共聚物39之情形。
以下詳細說明各步驟。
[1B-1]首先,形成由第1單體M1聚合所得之分散部32。
形成此分散部32之方法,係使用與前述第1實施形態的步驟[1-1]所說明者為相同之方法。
此外,使用可逆加成碎斷鏈轉移聚合(RAFT)作為使分散部32聚合之方法時,於分散部32的單邊末端(前端部)存在有使用後之鏈轉移劑的碎片。然後,具備此碎片之分散部32,係於下一步驟[1B-2]中,在使鍵結/離子 性部34聚合於分散部32之反應中作用為鏈轉移劑。
[1B-2]接著,以連結於分散部32之方式,形成由具有與散射系粒子21所具備之第1官能基有反應性的第2官能基之第2單體M2、與負離子化之第3單體M3共聚合而成的鍵結/離子性部34。
藉此,生成以由分散部32與鍵結/離子性部34所連結成之二嵌段共聚物所構成之聚合物39。
本步驟[1B-2]中,於使用單體M2及單體M3形成鍵結/離子性部34之前,可因應必要而去除前述步驟[1B-1]中所使用之未反應的單體M1或溶劑、聚合起始劑等雜質,並進行將分散部32予以單離精製之精製處理(去除處理)。藉此,可使本步驟[1B-2]中所得之聚合物39成為更均一且純度更高者。此精製處理並無特別限定,例如可列舉出管柱層析法、再結晶法、再沉澱法等,可進行此等當中的1種或組合2種以上而進行。
此外,如前述般,使用可逆加成碎斷鏈轉移聚合(RAFT)時,於分散部32的單邊末端存在有使用後之鏈轉移劑的碎片。因此,該構成之鍵結/離子性部34,係可藉由調製含有前述步驟[1B-1]完成後所得之分散部32、單體M2及單體M3、以及聚合起始劑之溶液,並於該溶液中再次進行活性聚合而形成。
另外,本步驟中所使用之溶劑,係可使用與前述第1實施形態的步驟[1-1]中所列舉者為相同者,此外,於溶液中使單體M2及單體M3聚合時之條件,可設為 與前述第1實施形態的步驟[1-1]中所列舉之於溶液中使單體M1聚合時之條件為相同者。
藉由採用以上之步驟[1B-1]、[1B-2],可藉由2步驟來生成具備分散部32與鍵結/離子性部34之本實施形態之嵌段共聚物39。
藉由具備由如此之分散部32與鍵結/離子性部34所連結成的嵌段共聚物39之第2實施形態之第1電泳粒子11,也可得到與前述第1實施形態相同之效果。
(第2電泳粒子)
接著,說明第2電泳粒子的第2實施形態。
第7圖係表示第2電泳粒子的第2實施形態所具有之嵌段共聚物之示意圖。
以下,關於第2實施形態之第2電泳粒子,係以與前述第1實施形態之第2電泳粒子之相異點為中心來說明,且對於相同事項省略其說明。
本實施形態之第2電泳粒子12,係如第7圖所示,除了鍵結於有色系粒子22之嵌段共聚物49的構成為不同之外,其他與第4圖所示之前述第1實施形態之第2電泳粒子12相同。
亦即,第2實施形態之第2電泳粒子12中,第2嵌段共聚物49,係以由第1單體M1聚合所得之分散部32、由第2單體M2與第4單體M4共聚合所得之鍵結/極化部44所連結而成者。該構成之嵌段共聚物49中,分散部32是由單體M1聚合而形成,並含有複數個來自單體 M1之分散單元;此外,鍵結/極化部44是由第2單體M2與第4單體M4共聚合而形成,並含有複數個來自單體M2之鍵結單元與來自單體M4之極化單元。此嵌段共聚物49所具有之鍵結/極化部44中,係藉由有色系粒子22所具備之第1官能基與鍵結單元所具備之第2官能基的反應,而使有色系粒子22與第2嵌段共聚物49進行化學鍵結。
鍵結/極化部44,係使具有可與有色系粒子22之表面所具備之第1官能基反應而形成共價鍵的第2官能基之第2單體M2、與極化為負或正之第4單體M4以複數個進行共聚合而形成之無規共聚物,並且來自單體M2之鍵結單元與來自單體M4之極化單元係以複數個而無規地進行連結。
該構成的鍵結/極化部44,係藉由具備鍵結單元,而於第2電泳粒子12所具備之被覆層3中可發揮鍵結於有色系粒子22的表面之功能,並且藉由具備極化單元,而於電泳分散液中可發揮將負或正的極化賦予至第2電泳粒子12之功能。
亦即,鍵結/極化部44,係兼具前述第1實施形態中所說明之鍵結部31及極化部43所具備的功能。因此,具備分散部32與鍵結/極化部44之本實施形態之嵌段共聚物49,可發揮與具備分散部32、極化部43及鍵結部31之前述第1實施形態之第2嵌段共聚物49相同的功能。
於1個聚合物49中,鍵結/極化部44所含 有之鍵結單元數,較佳為2以上10以下,尤佳為3以上6以下。此外,極化單元數較佳為1以上8以下,尤佳為2以上5以下。
此外,具有具備分散部32與鍵結/極化部44之本實施形態之第2嵌段共聚物49的第2電泳粒子12,係可藉由將前述第1實施形態中所說明之第2電泳粒子12的製造方法的前述第1步驟改採用生成由分散部32與鍵結/極化部44所連結成之複數個嵌段共聚物49之步驟(第1步驟)而獲得,以下係說明本實施形態之第1步驟。
此第1步驟中,藉由使用聚合起始劑之活性自由基聚合,而可1C)在形成由第1單體M1聚合所得之分散部32後,形成由第2單體M2與第4單體M4共聚合所得之鍵結/極化部44;或是亦可2C)依序形成鍵結/極化部44與分散部32。在此係說明以1C)的方法來形成複數個嵌段共聚物49之情形。
以下詳細說明各步驟。
[1C-1]首先,形成由第1單體M1聚合所得之分散部32。
形成此分散部32之方法,係使用與前述第1實施形態的步驟[1B-1]所說明者為相同之方法。
此外,使用可逆加成碎斷鏈轉移聚合(RAFT)作為使分散部32聚合之方法時,於分散部32的單邊末端(前端部)存在有使用後之鏈轉移劑的碎片。具備此碎片之分散部32,係於下一步驟[1C-2]中,在使鍵結/極化部44 聚合於分散部32之反應中作用為鏈轉移劑。
[1C-2]接著,以連結於分散部32之方式,形成由具有與有色系粒子22所具備之第1官能基有反應性的第2官能基之第2單體M2、與極化為負或正之第4單體M4所共聚合而成的鍵結/極化部44。
藉此,生成以由分散部32與鍵結/極化部44所連結成之二嵌段共聚物所構成之聚合物49。
另外,本步驟[1C-2]中,於使用單體M2及單體M4形成鍵結/極化部44之前,可因應必要而去除前述步驟[1C-1]中所使用之未反應的單體M1或溶劑、聚合起始劑等雜質,並進行將分散部32予以單離精製之精製處理(去除處理)。藉此,可使本步驟[1C-2]中所得之聚合物49成為更均一且純度更高者。此精製處理並無特別限定,例如可列舉出管柱層析法、再結晶法、再沉澱法等,可進行此等當中的1種或組合2種以上而進行。
此外,如前述般,使用可逆加成碎斷鏈轉移聚合(RAFT)時,於分散部32的單邊末端存在有使用後之鏈轉移劑的碎片。因此,該構成之鍵結/極化部44,可藉由調製含有前述步驟[1C-1]完成後所得之分散部32、單體M2及單體M4、以及聚合起始劑之溶液,並於該溶液中再次進行活性聚合而形成。
本步驟中所使用之溶劑,可使用與前述第1實施形態的步驟[1-1]中所列舉者為相同者,此外,於溶液中使單體M2及單體M4聚合時之條件,可設為與前述第1 實施形態的步驟[1-1]中所列舉之於溶液中使單體M1聚合時之條件為相同者。
藉由採用以上步驟[1C-1]、[1C-2],可藉由2步驟來生成具備分散部32與鍵結/極化部44之本實施形態之嵌段共聚物49。
藉由具備由該分散部32與鍵結/極化部44所連結成的嵌段共聚物49之第2實施形態之第2電泳粒子12,也可得到與前述第1實施形態相同之效果。
《第3實施形態》
接著,分別說明第1及第2電泳粒子的第3實施形態。
(第1電泳粒子)
第8圖係表示第1電泳粒子的第3實施形態所具有之嵌段共聚物之示意圖。
以下,關於第3實施形態之第1電泳粒子,係以與前述第1實施形態之第1電泳粒子之相異點為中心來說明,且對於相同事項省略其說明。
本實施形態之第1電泳粒子11,係如第8圖所示,除了鍵結於散射系粒子21之嵌段共聚物39的構成為不同之外,其他與第2圖所示之前述第1實施形態之第1電泳粒子11相同。
亦即,第3實施形態之第1電泳粒子11中,第1嵌段共聚物39係依序連結下述者而成:由第1單體M1聚合所得之分散部32、由第2單體M2聚合所得之鍵結部31、以及由第3單體M3聚合所得之離子性部33。
亦即,本實施形態中,於第1嵌段共聚物39中,鍵結部31、分散部32及離子性部33之連結順序係與第1實施形態不同,是以鍵結部31為中央,並於兩端具備分散部32與離子性部33而構成。
該構成之第1嵌段共聚物39中,分散部32是由單體M1聚合而形成,並含有複數個來自單體M1之分散單元;此外,鍵結部31是由單體M2聚合而形成,並含有複數個來自單體M2之鍵結單元;再者,離子性部33是由單體M3聚合而形成,並含有複數個來自單體M3之離子性單元。
此第1嵌段共聚物39所具有之鍵結部31中,係藉由散射系粒子21所具備之第1官能基與鍵結單元所具備之第2官能基的反應,而使散射系粒子21與第1嵌段共聚物39進行化學鍵結。分散部32係藉由具備分散單元,而於電泳分散液中可發揮將分散性賦予至第1電泳粒子11之功能。再者,離子性部33係藉由具備離子性單元,而於電泳分散液中可發揮將負的離子性賦予至第1電泳粒子11之功能。
因此,由分散部32及鍵結部31及離子性部33依序連結而成之本實施形態之第1嵌段共聚物39,可發揮與由分散部32及離子性部33及鍵結部31依序連結而成之第1實施形態之第1嵌段共聚物39相同的功能。
此外,具有依序具備分散部32及鍵結部31及離子性部33而成之本實施形態之第1嵌段共聚物39的 第1電泳粒子11,係可藉由將前述第1實施形態中所說明之第1電泳粒子的製造方法的前述第1步驟改採用生成由分散部32及鍵結部31及離子性部33依序連結而成之複數個嵌段共聚物39之步驟(第1步驟)而獲得,以下係說明本實施形態之第1步驟。
另外,在該第1步驟中,藉由使用聚合起始劑之活性自由基聚合,而可1D)在形成由第1單體M1聚合所得之分散部32後,形成由第2單體M2聚合所得之鍵結部31,然後形成由第3單體M3聚合所得之離子性部33;或是亦可2D)依序形成離子性部33、鍵結部31及分散部32。在此係說明以1D)的方法來形成複數個嵌段共聚物39之情形。
此時,將前述第1實施形態中所說明之第1電泳粒子的製造方法的前述第1步驟中之步驟[1-1]至[1-3],依照步驟[1-1]、步驟[1-3]、步驟[1-2]的順序來實施,亦即將步驟[1-2]及步驟[1-3]的順序反轉,藉此可形成本實施形態之第1嵌段共聚物39。
藉由具備由如此之分散部32及離子性部33及鍵結部31依序連結而成的第1嵌段共聚物39之第3實施形態之第1電泳粒子,也可得到與前述第1實施形態相同之效果。
(第2電泳粒子)
接著,說明第2電泳粒子的第3實施形態。
第9圖係表示第2電泳粒子的第3實施形態 所具有之嵌段共聚物之示意圖。
以下,關於第3實施形態之第2電泳粒子,係以與前述第1實施形態之第2電泳粒子之相異點為中心來說明,且對於相同事項省略其說明。
本實施形態之第2電泳粒子12,係如第9圖所示,除了鍵結於有色系粒子22之嵌段共聚物49的構成為不同之外,其他與第4圖所示之前述第1實施形態之第2電泳粒子12相同。
亦即,第3實施形態之第2電泳粒子12中,第2嵌段共聚物49係依序連結下述者而成:由第1單體M1聚合所得之分散部32、由第2單體M2聚合所得之鍵結部31、以及由第3單體M3聚合所得之極化部43。
亦即,本實施形態中,於第2嵌段共聚物49中,鍵結部31、分散部32及極化部43之連結順序係與第1實施形態不同,是以鍵結部31為中央,並於兩端具備分散部32與極化部43而構成。
該構成之第2嵌段共聚物49中,分散部32是由單體M1聚合而形成,並含有複數個來自單體M1之分散單元;此外,鍵結部31是由單體M2聚合而形成,並含有複數個來自單體M2之鍵結單元;再者,極化部43是由單體M3聚合而形成,並含有複數個來自單體M3之離子性單元。
此第2嵌段共聚物49所具有之鍵結部31中,係藉由有色系粒子22所具備之第1官能基與鍵結單元 所具備之第2官能基的反應,而使有色系粒子22與第2嵌段共聚物49進行化學鍵結。此外,分散部32係藉由具備分散單元,而於電泳分散液中可發揮將分散性賦予至第2電泳粒子12之功能。再者,極化部43係藉由具備極化單元,而於電泳分散液中可發揮將負或正的極化賦予至第2電泳粒子12之功能。
因此,由分散部32及鍵結部31及極化部43依序連結而成的本實施形態之第2嵌段共聚物49,可發揮與由分散部32及極化部43及鍵結部31依序連結而成之第1實施形態之第2嵌段共聚物49相同的功能。
此外,具有依序具備分散部32及鍵結部31及極化部43之本實施形態之第2嵌段共聚物49的第2電泳粒子12,係可藉由將前述第1實施形態中所說明之第2電泳粒子的製造方法的前述第1步驟改採用生成由分散部32及鍵結部31及極化部43依序連結而成之複數個第2嵌段共聚物49之步驟(第1步驟)而獲得,以下係說明本實施形態之第1步驟。
另外,在該第1步驟中,藉由使用聚合起始劑之活性自由基聚合,而可1E)在形成由第1單體M1聚合所得之分散部32後,形成由第2單體M2聚合所得之鍵結部31,然後形成由第3單體M3聚合所得之極化部43;或是亦可2E)依序形成極化部43、鍵結部31及分散部32。在此係說明以1E)的方法來形成複數個嵌段共聚物39之情形。
此時,將前述第1實施形態中所說明之第2電泳粒子的製造方法的前述第1步驟中之步驟[1A-1]至[1A-3],依照步驟[1A-1]、步驟[1A-3]、步驟[1A-2]的順序來實施,亦即將步驟[1A-2]及步驟[1A-3]的順序反轉,藉此可形成本實施形態之第2嵌段共聚物49。
藉由具備由該分散部32及極化部43及鍵結部31依序連結而成的第2嵌段共聚物49之第3實施形態之第2電泳粒子,也可得到與前述第1實施形態相同之效果。
〈電泳分散液〉
接著,說明本發明之電泳分散液。
電泳分散液係使上述第1電泳粒子11與第2電泳粒子12分散(懸浮)於分散介質(液相分散介質)而成者。
分散介質較佳係使用沸點為100℃以上且具有較高的絕緣性者。該分散介質,係例如可列舉出各種水(例如蒸餾水、純水等)、丁醇或甘油等醇類、丁基溶纖劑等溶纖劑(cellosolve)類、乙酸丁酯等酯類、二丁基酮等酮類、戊烷等脂肪族烴類(流動石蠟)、環己烷等脂環型烴類、二甲苯等芳香族烴類、二氯甲烷等鹵化烴類、吡啶等芳香族雜環、乙腈等腈類、N,N-二甲基甲醯胺等醯胺類、羧酸鹽、聚矽氧油或其他各種油類等,此等可單獨使用或用作為混合物。
當中,分散介質較佳為以脂肪族烴類(流動 石蠟)或聚矽氧油為主成分者。以流動石蠟或聚矽氧油為主成分之分散介質,由於第1電泳粒子11及第2電泳粒子12的凝聚抑制效果高,所以可抑制第10圖所示之電泳顯示裝置920的顯示性能隨時間產生劣化之情形。此外,流動石蠟或聚矽氧油係由於不具有不飽和鍵,所以耐候性優異,且亦具有安全性高之優點。
此外,分散介質較佳係使用相對介電常數為1.5以上3以下者,尤佳係使用相對介電常數為1.7以上2.8以下者。該分散介質係使第1電泳粒子11及第2電泳粒子12的分散性優異,並且電絕緣性亦良好。因此,有益於實現消耗電力小且可達成對比高的顯示之電泳顯示裝置920。另外,該介電常數之值係於50Hz中所測得之值,且是對於含有之水分量為50ppm以下且溫度25℃之分散介質所測得之值。
此外,分散介質中,可因應必要而添加例如電解質、界面活性劑(陰離子性或陽離子性)、金屬皂、樹脂材料、橡膠材料、油類、清漆(varnish)、由化合物等的粒子所構成之荷電控制劑、潤滑劑、穩定化劑、各種染料等各種添加劑。
此外,電泳粒子於分散介質中之分散,係例如可將塗料混合法、球磨法、介質研磨法、超音波分散法、攪拌分散法等中之1種或2種以上加以組合而進行。
如此之電泳分散液中,第1電泳粒子11及第2電泳粒子12係分別藉由被覆層3及被覆層4所具有之 聚合物39及聚合物49的作用而發揮優異的分散能,並且分別藉由被覆層3及被覆層4所具有之聚合物39及聚合物49的作用而發揮優異的離子性及極化性。
此外,於含有此等第1電泳粒子11及第2電泳粒子12之電泳分散液(本發明之電泳分散液)中,除了此等粒子11、12之外,亦可含有於表面具有離子性基之散射系或是於表面具有極化基之有色系的第3電泳粒子。
〈電泳顯示裝置〉
接著,說明適合使用本發明的電泳片之電泳顯示裝置(本發明之電泳顯示裝置)。
第10圖係示意性地表示電泳顯示裝置之實施形態的縱向剖面之圖,第11圖係表示第10圖所示之電泳顯示裝置的動作原理之示意圖。以下,就說明上的簡便,係以第10圖及第11圖中的上側為「上」,以下側為「下」進行說明。
第10圖所示之電泳顯示裝置920係具有:電泳顯示片(前面)921、電路基板(背面)922、接合電泳顯示片921與電路基板922之接著劑層98、以及氣密地密封電泳顯示片921與電路基板922之間的間隙之密封部97。
電泳顯示片(本發明之電泳片)921係具有:基板912,係具備平板狀的基部92與設置在基部92的下面的第2電極94;以及顯示層9400,係設置在該基板912的下面(一面)側,且由形成為矩陣狀之區隔壁940與電泳分散液910所構成。
另一方面,電路基板922係具有:對向基板911,係具備平板狀的基部91與設置在基部91的上面的複數個第1電極93;電路(圖中未顯示),係設置在該對向基板911(基部91)且包含例如TFT等開關元件;以及驅動IC(圖中未顯示),係驅動該開關元件。
以下依序說明各部分的構成。
基部91及基部92,係分別由片狀(平板狀)的構件所構成,且具有支撐並保護配置在此等之間之各構件的功能。
各基部91、92可分別為具有可撓性者或是硬質者中的任一種,但較佳為具有可撓性者。藉由使用具有可撓性之基部91、92,可獲得具有可撓性之電泳顯示裝置920,亦即,可獲得對於例如建構電子紙而言為有用之電泳顯示裝置920。
此外,在將各基部(基材層)91、92構成為具有可撓性者時,此等較佳係分別由樹脂材料所構成。
此外,如此之基部91、92的平均厚度,係分別因應構成材料、用途等來適當地設定,並無特別限定,較佳為20至500μm左右,尤佳為25至250μm左右。
於此等基部91、92之區隔壁940側的面,亦即基部91的上面及基部92的下面,分別設置有形成為層狀(膜狀)之第1電極93及第2電極94。
若將電壓施加於第1電極93及第2電極94之間,則於此等之間產生電場,該電場係作用於第1電泳粒子11及第2電泳粒子12。
本實施形態中,第2電極94被設為共通電極,第1電極93被設為分割成矩陣狀(行列狀)之個別電極(連接於開關元件之像素電極),第2電極94與1個第1電極93重疊之部分係構成1像素。
各電極93、94的構成材料,只要分別為實質上具有導電性者即可,並無特別限定。
該電極93、94的平均厚度,係分別因應構成材料、用途等來適當地設定,並無特別限定,較佳為0.05至10μm左右,尤佳為0.05至5μm左右。
此外,各基部91、92及各電極93、94中,配置在顯示面側之基部及電極(本實施形態中為基部92及第2電極94)分別具有光穿透性,亦即實質上為透明(無色透明、有色透明或半透明)。
電泳顯示片921中,係以接觸於第2電極94的下面之方式而設置顯示層9400。
此顯示層9400之構成,係將電泳分散液(上述本發明之電泳分散液)910收納(封入)至由區隔壁940所劃分之複數個像素空間9401內。
區隔壁940,係以分割為矩陣狀之方式形成於對向基板911與基板912之間。
區隔壁940的構成材料,係例如可列舉出丙烯酸系樹脂、胺甲酸乙酯系樹脂、烯烴系樹脂等熱塑性樹脂、環氧系樹脂、三聚氰胺系樹脂、酚系樹脂等熱硬化性樹脂等各種樹脂材料,可使用此等當中的1種或組合2種 以上而使用。
像素空間9401內所收納之電泳分散液910,係使第1電泳粒子11與第2電泳粒子12分散(懸浮)於分散介質96而成者,並適合使用本發明之電泳分散液。本實施形態中,第1電泳粒子11係適合使用白色粒子,第2電泳粒子則適合使用黑色粒子。
該電泳顯示裝置920中,若將電壓施加於第1電極93及第2電極94之間,則隨著於此等之間所產生之電場,使第1電泳粒子11及第2電泳粒子12朝向任一電極進行電泳。
本實施形態中,係使用具有負的離子性(帶負電)者作為第1電泳粒子(白色粒子)11,並使用具有正的極化性(帶正電)者作為第2電泳粒子(黑色粒子)12。
使用該第1電泳粒子11時,若將第1電極93設為正電位,則如第11圖(A)所示,第1電泳粒子(白色粒子)11會往第1電極93側移動,並集中在第1電極93。另一方面,第2電泳粒子(黑色粒子)12會往第2電極94側移動,並集中在第2電極94。因此,從上方(顯示面側)觀看電泳顯示裝置920時,係觀看到第2電泳粒子(黑色粒子)12的顏色,亦即觀看到黑色。此時,本發明中,第2電泳粒子(黑色粒子)12係因具有極化部43,故藉由極化性而將帶電性賦予至第2電泳粒子12。藉由如此之極化性,而可提高集中在第2電極94之第2電泳粒子(黑色粒子)12的保持性。結果可更顯著地辨識到有色系粒子22所著色之 黑色。
與此相反,若將第1電極93設為負電位,則如第11圖(B)所示,第1電泳粒子(白色粒子)11會往第2電極94側移動,並集中在第2電極94。另一方面,第2電泳粒子(黑色粒子)12會往第1電極93側移動,並集中在第1電極93。因此,從上方(顯示面側)觀看電泳顯示裝置920時,係觀看到第1電泳粒子(白色粒子)11的顏色,亦即觀看到白色。此時,本發明中,第1電泳粒子(白色粒子)11係因具有離子性部33,故藉由離子性而將帶電性賦予至第1電泳粒子11。藉由如此之離子性,而降低集中在第2電極94之第1電泳粒子(白色粒子)11的保持性。因而使集中在第2電極94之第1電泳粒子11彼此間的開離距離增大。結果可藉由散射系粒子21使光更顯著地散射,因此可藉由該散射而更確實地辨識到白色。
如上所述,由於可進行黑色及白色的顯示,所以電泳顯示裝置920可發揮優異的顯示特性。
在如此之構成中,藉由適當地設定第1電泳粒子(白色粒子)11、第2電泳粒子(黑色粒子)12的帶電量、電極93或電極94的極性、電極93、94間的電位差等,而於電泳顯示裝置920的顯示面側,因應第1電泳粒子(白色粒子)11及第2電泳粒子(黑色粒子)12之顏色的組合、或是集合於電極93、94之粒子的數目等,來顯示期望的資訊(圖像)。
此外,第1電泳粒子11及第2電泳粒子12 的比重,較佳係設定為與分散介質96的比重幾乎相等。藉此,第1電泳粒子11及第2電泳粒子12,即使在停止對電極93、94施加電壓後,於分散介質96中亦可長時間滯留在一定的位置。亦即,可長時間保持顯示於電泳顯示裝置920之資訊。
另外,第1電泳粒子11及第2電泳粒子12的平均粒徑較佳為0.1至10μm左右,尤佳為0.1至7.5μm左右。藉由將第1電泳粒子11及第2電泳粒子12的平均粒徑設為前述範圍,可確實地防止第1電泳粒子11及第2電泳粒子12彼此的凝聚、或是於分散介質96中的沉降,結果可較佳地防止電泳顯示裝置920之顯示品質的惡化。
本實施形態中,電泳顯示片921與電路基板922係經由接著劑層98而接合。藉此可更確實地固定電泳顯示片921與電路基板922。
接著劑層98的平均厚度並無特別限定,較佳為1至30μm左右,尤佳為5至20μm左右。
於基部91與基部92之間且沿著此等的邊緣部而設置密封部97。藉由此密封部97,可氣密地密封各電極93、94、顯示層9400及接著劑層98。藉此可防止水分浸入電泳顯示裝置920內,而更確實地防止電泳顯示裝置920之顯示性能的惡化。
密封部97的構成材料,可使用與上述區隔壁940的構成材料所列舉者為相同者。
〈電子機器〉
接著,說明本發明之電子機器。
本發明之電子機器係具備前述電泳顯示裝置920。
《電子紙》
首先,說明將本發明之電子機器適用在電子紙時之實施形態。
第12圖係表示將本發明之電子機器適用在電子紙時之實施形態之透視圖。
第12圖所示之電子紙600係具備:由具有與紙同樣的質感與柔軟性之可覆寫片(rewritable sheet)所構成之本體601、以及顯示單元602。
該電子紙600中,顯示單元602是由前述電泳顯示裝置920所構成。
《顯示器》
接著,說明將本發明之電子機器適用在顯示器時之實施形態。
第13圖係表示將本發明之電子機器適用在顯示器時之實施形態之圖。當中,第13圖中的(a)為剖面圖,(b)為俯視圖。
第13圖所示之顯示器(顯示裝置)800係具備:本體部801、以及以裝卸自如之方式設置在該本體部801之電子紙600。
本體部801,係於其側部(第13圖(a)中為右側)形成有可插入電子紙600之插入口805,此外,於內部設置有兩組運送輥對802a、802b。當經由插入口805而將 電子紙600插入本體部801內時,電子紙600係在由運送輥對802a、802b所夾持之狀態下設置在本體部801。
此外,於本體部801的顯示面側(第13圖(b)中為紙面的面前側)形成有矩形的孔部803,於該孔部803中嵌入有透明玻璃板804。藉此,可從本體部801的外部觀看設置在本體部801之狀態的電子紙600。亦即,該顯示器800中,係在透明玻璃板804中觀看設置在本體部801之狀態的電子紙600而構成顯示面。
此外,於電子紙600的插入方向前端部(第13圖(a)中為左側)設置有端子部806,於本體部801的內部設置有在將電子紙600設置在本體部801之狀態下供端子部806連接之插槽(socket)807。於此插槽807,係電性連接有控制器(controller)808與操作部809。
在如此之顯示器800中,電子紙600係以裝卸自如之方式設置在本體部801,亦能夠以從本體部801卸下之狀態來攜帶使用。
此外,在如此之顯示器800中,電子紙600是由前述電泳顯示裝置920所構成。
本發明之電子機器,並不限定於適用在上述者,例如可列舉出電視、觀景窗(viewfinder)型、監視器直視型的攝錄影機、汽車用導航裝置、呼叫器(pager)、電子記事本、電子計算機、電子報紙、文書處理器、個人電腦、工作站、電視電話、POS終端、具備觸控面板之機器等,於此等各種電子機器的顯示部可適用電泳顯示裝置 920。
以上係根據圖示的實施形態來說明本發明之電泳分散液、電泳片、電泳裝置及電子機器,但本發明並不限定於此,各部的構成係可取代為具有同樣功能之任意構成者。此外,於本發明中,亦可附加其他的任意構成物。
由於本案的圖為電泳粒子之剖面圖及示意圖等,未用以表示電泳分散液之組成成分結構,並非本案申請專利範圍的代表圖。故本案無指定代表圖。

Claims (16)

  1. 一種電泳分散液,其特徵為含有:於表面具有離子性基之散射系的第1電泳粒子、於表面具有極化基之有色系的第2電泳粒子、以及分散介質。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電泳分散液,其中,前述離子性基為酸性基或鹼性基。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電泳分散液,其中,前述離子性基為前述酸性基,且進一步具有與前述酸性基形成鹽之環狀結構。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電泳分散液,其中,前述第1電泳粒子具有:於表面具有第1官能基之散射系粒子、以及鍵結於前述散射系粒子之第1嵌段共聚物;其中,前述第1嵌段共聚物係藉由將第1單體、第2單體及第3單體進行聚合且不使前述第1單體與前述第2單體共聚合而形成者,其中,該第1單體係具有有助於在分散介質中之分散性的部位,該第2單體係具有與前述第1官能基具有反應性的第2官能基,該第3單體係具有前述酸性基及前述環狀結構;於來自前述第2單體之單元中,係藉由前述第1官能基與前述第2官能基之反應而連結於前述散射系粒子。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電泳分散液,其中,前 述第1嵌段共聚物係以由前述第1單體聚合所得之分散部、由前述第2單體聚合所得之鍵結部、以及由前述第3單體聚合所得之離子性部連結而成者。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之電泳分散液,其中,前述分散部之重量平均分子量為10,000以上100,000以下。
  7. 如申請專利範圍第5或6項所述之電泳分散液,其中,前述鍵結部為由2個以上10個以下的前述第2單體聚合而形成者。
  8. 如申請專利範圍第4至7項中任一項所述之電泳分散液,其中,前述第1單體係如下述通式(I)所示之聚矽氧巨單體: 式中,R1表示氫原子或甲基,R2表示氫原子或碳數1至4的烷基,R3表示包含碳數1至6為止的烷基及環氧乙烷或環氧丙烷的醚基中之1種之結構,n表示0以上的整數。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電泳分散液,其中,前述聚矽氧巨單體之分子量為1,000以上50,000以下。
  10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項所述之電泳分散液,其中,前述極化基為具有主骨架、以及鍵結於前述主骨架之取代基的有機基。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之電泳分散液,其中,前述第2電泳粒子具有:於表面具有第1官能基之有色系粒子、以及鍵結於前述有色系粒子之第2嵌段共聚物;其中,前述第2嵌段共聚物係藉由將第1單體、第2單體及第4單體進行聚合且不使前述第1單體與前述第2單體共聚合而形成者,其中,該第1單體係具有有助於在分散介質中之分散性的部位,該第2單體係具有與前述第1官能基具有反應性的第2官能基,該第4單體係具有前述有機基;於來自前述第2單體之單元中,係藉由前述第1官能基與前述第2官能基之反應而連結於前述有色系粒子。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之電泳分散液,其中,前述第2嵌段共聚物係以由前述第1單體聚合所得之分散部、由前述第2單體聚合所得之鍵結部、以及由前述第4單體聚合所得之極化部連結而成者。
  13. 如申請專利範圍第1至12項中任一項所述之電泳分散液,其中,前述分散介質為聚矽氧油。
  14. 一種電泳片,其特徵為包含:基板、以及配置在前述基板的上方且分別收納申請專利範圍第1至13項中任一項所述之電泳分散液的複數個構造體。
  15. 一種電泳裝置,其特徵為具備如申請專利範圍第14項所述之電泳片。
  16. 一種電子機器,其特徵為具備如申請專利範圍第15項所述之電泳裝置。
TW105107522A 2015-03-27 2016-03-11 電泳分散液、電泳片、電泳裝置及電子機器 TWI699604B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015067724A JP6560882B2 (ja) 2015-03-27 2015-03-27 電気泳動分散液、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器
JP2015-067724 2015-03-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201634998A true TW201634998A (zh) 2016-10-01
TWI699604B TWI699604B (zh) 2020-07-21

Family

ID=55628923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105107522A TWI699604B (zh) 2015-03-27 2016-03-11 電泳分散液、電泳片、電泳裝置及電子機器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9804472B2 (zh)
EP (1) EP3081984A3 (zh)
JP (1) JP6560882B2 (zh)
KR (1) KR102569985B1 (zh)
CN (2) CN112649998B (zh)
TW (1) TWI699604B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6629551B2 (ja) 2015-09-18 2020-01-15 イー インク コーポレイション 電気泳動粒子、電気泳動粒子の製造方法、電気泳動分散液、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器
CN111273499A (zh) * 2020-03-27 2020-06-12 深圳秋田微电子股份有限公司 一种具有稳态的电泳显示液及其制备方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05173193A (ja) 1991-12-25 1993-07-13 Dainippon Printing Co Ltd 電気泳動表示用の分散系およびその分散系を用いた電気泳動表示素子
JP4612314B2 (ja) * 2004-02-16 2011-01-12 セイコーエプソン株式会社 帯電制御方法、電気泳動粒子、電気泳動表示装置および電子機器
JP2005300969A (ja) * 2004-04-13 2005-10-27 Canon Inc 電気泳動粒子、電気泳動分散液及びそれらを用いた電気泳動表示素子
JP2005352424A (ja) * 2004-06-14 2005-12-22 Canon Inc 電気泳動粒子、電気泳動分散液及びそれらを用いた電気泳動表示素子
CN100432817C (zh) * 2005-04-19 2008-11-12 精工爱普生株式会社 电泳粒子的制造方法、电泳分散液、微囊、电泳显示装置和电子机器
JP5034286B2 (ja) 2005-04-19 2012-09-26 セイコーエプソン株式会社 電気泳動粒子の製造方法
JP5171005B2 (ja) * 2006-03-17 2013-03-27 富士フイルム株式会社 高分子化合物およびその製造方法、並びに顔料分散剤
JP2008076492A (ja) * 2006-09-19 2008-04-03 Ricoh Co Ltd 電気泳動分散液及びこれを用いた画像表示装置
JP2008145713A (ja) * 2006-12-08 2008-06-26 Ricoh Co Ltd ポリマーグラフト微粒子、その製造方法、電気泳動分散液及びこれを利用した画像表示装置
JP4484915B2 (ja) * 2007-10-30 2010-06-16 セイコーエプソン株式会社 電気泳動表示シート、電気泳動表示装置および電子機器
US8709601B2 (en) * 2009-01-30 2014-04-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Block copolymer nanoparticle compositions
US20120190782A1 (en) * 2009-10-16 2012-07-26 Zhang-Lin Zhou Dual color electronically addressable ink
JP2013174819A (ja) * 2012-02-27 2013-09-05 Fuji Xerox Co Ltd 電気泳動粒子、電気泳動粒子分散液、表示媒体、及び表示装置
JP5972193B2 (ja) * 2013-02-28 2016-08-17 イー インク コーポレイション 表示用粒子、表示用粒子分散液、表示媒体、及び表示装置
JP6326856B2 (ja) * 2013-06-24 2018-05-23 セイコーエプソン株式会社 電気泳動粒子、電気泳動分散液、表示シート、表示装置および電子機器

Also Published As

Publication number Publication date
KR102569985B1 (ko) 2023-08-22
KR20160115797A (ko) 2016-10-06
CN106019758A (zh) 2016-10-12
JP6560882B2 (ja) 2019-08-14
EP3081984A2 (en) 2016-10-19
TWI699604B (zh) 2020-07-21
JP2016186624A (ja) 2016-10-27
EP3081984A3 (en) 2017-05-24
CN112649998B (zh) 2024-08-20
CN112649998A (zh) 2021-04-13
US9804472B2 (en) 2017-10-31
CN106019758B (zh) 2021-01-15
US20160282696A1 (en) 2016-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6303577B2 (ja) 電気泳動粒子の製造方法、電気泳動粒子、電気泳動分散液、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器
US10597541B2 (en) Electrophoretic particle, method of manufacturing electrophoretic particle, electrophoresis dispersion liquid, electrophoresis sheet, electrophoresis device, and electronic apparatus
CN104204932A (zh) 包括核和无规共聚物涂层的电泳显示器用粒子
JP5927938B2 (ja) 電気泳動粒子、電気泳動粒子の製造方法、電気泳動分散液、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器
TWI699604B (zh) 電泳分散液、電泳片、電泳裝置及電子機器
US10968354B2 (en) Electrophoretic dispersion liquid, production method of electrophoretic dispersion liquid, electrophoretic sheet, electrophoretic device and electronic apparatus
CN105585677B (zh) 电泳粒子的制造方法、电泳粒子、电泳分散液、电泳片、电泳装置及电子设备
US20190256662A1 (en) Method of manufacturing electrophoretic particle, electrophoretic particle, electrophoretic dispersion liquid, electrophoretic sheet, electrophoretic device, and electronic apparatus
JP2016186625A (ja) 電気泳動粒子、電気泳動粒子の製造方法、電気泳動分散液、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器
JP6564597B2 (ja) 電気泳動粒子、電気泳動分散液、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器
US20150277206A1 (en) Method for preparing electrophoretic particle, electrophoretic particle, electrophoretic dispersion, electrophoretic sheet, electrophoretic apparatus, and electronic appliance
JP2017116883A (ja) 電気泳動粒子、電気泳動分散液、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器
JP2017146457A (ja) 電気泳動分散液、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器
JP2015191023A (ja) 電気泳動粒子の製造方法、電気泳動粒子、電気泳動分散液、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器
JP2017054003A (ja) 電気泳動分散液、電気泳動分散液の製造方法、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器
JP2016133738A (ja) 電気泳動粒子、電気泳動粒子の製造方法、電気泳動分散液、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器
JP2017187615A (ja) 電気泳動分散液、電気泳動分散液の製造方法、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器
JP2015191025A (ja) 電気泳動粒子の製造方法、電気泳動粒子、電気泳動分散液、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器
JP2015191024A (ja) 電気泳動粒子の製造方法、電気泳動粒子、電気泳動分散液、電気泳動シート、電気泳動装置および電子機器