JP2005345512A - Electrophoretic particles and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
【課題】 原子移動ラジカル重合を用いて顔料粒子の表面に高分子鎖をグラフト化する従来の製造方法は、白色の電気泳動粒子の場合、重合で使用した触媒の残存によって変色するといった課題があった。
【解決手段】 本発明の電気泳動粒子は、顔料粒子の表面に分散性と帯電性を付与する高分子鎖をリニトロキシド媒介重合によって精密に形成し、且つ変色のもとになる触媒を使用しないことから、従来の電気泳動粒子より分散性、帯電性、及び鮮明度に優れた電気泳動粒子、及びその製造方法を提供することができる。
【選択図】 なし
PROBLEM TO BE SOLVED: A conventional production method in which polymer chains are grafted onto the surface of pigment particles by using atom transfer radical polymerization has a problem that in the case of white electrophoretic particles, the color changes due to the remaining catalyst used in the polymerization. It was.
The electrophoretic particles of the present invention precisely form a polymer chain imparting dispersibility and chargeability to the surface of pigment particles by renitroxide-mediated polymerization, and do not use a catalyst that causes discoloration. As a result, it is possible to provide an electrophoretic particle having superior dispersibility, chargeability, and sharpness compared to conventional electrophoretic particles, and a method for producing the same.
[Selection figure] None
Description
本発明は、高分子鎖をグラフト化した電気泳動粒子及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an electrophoretic particle grafted with a polymer chain and a method for producing the same.
近年、情報機器の発達に伴い、低消費電力且つ薄型の表示素子のニーズが増しており、これらのニーズに合わせた表示素子の研究開発が盛んに行われている。 In recent years, with the development of information equipment, the need for low power consumption and thin display elements has increased, and research and development of display elements that meet these needs has been actively conducted.
そのような表示素子の1つとして、電気泳動表示素子がある。 One such display element is an electrophoretic display element.
電気泳動表示素子は、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板を備えており、各基板には電極がそれぞれ形成されている。また基板間隙には、正に帯電されると共に着色された多数の電気泳動粒子、及び電気泳動粒子とは別の色で着色された分散媒が充填されている。更に、隔壁が該間隙を基板の面方向に沿って多数の画素に分割するように配置され、電気泳動粒子の偏在を防止すると共に基板間隙を規定するように構成されている。 The electrophoretic display element includes a pair of substrates arranged with a predetermined gap therebetween, and electrodes are formed on each substrate. The gap between the substrates is filled with a large number of electrophoretic particles that are positively charged and colored, and a dispersion medium that is colored with a color different from the electrophoretic particles. Further, the partition is arranged so as to divide the gap into a large number of pixels along the surface direction of the substrate, and is configured to prevent the uneven distribution of the electrophoretic particles and to define the substrate gap.
このような電気泳動表示素子において、観察者側の電極に正極性の電圧を印加すると共に反対側の電極に負極性の電圧を印加すると、正に帯電されている電気泳動粒子は反対側の電極を覆うように集まり、観察者から表示素子を眺めると、分散媒と同じ色の表示が行われる。一方、観察者側の電極に負極性の電圧を印加すると共に反対側の電極に正極性の電圧を印加すると、電気泳動粒子は観察者側の電極を覆うように集まり、観察者から表示素子を眺めると、電気泳動粒子と同じ色の表示が行われる。このような駆動を画素単位で行うことにより、多数の画素によって任意の画像や文字が表示される。 In such an electrophoretic display element, when a positive voltage is applied to the electrode on the viewer side and a negative voltage is applied to the opposite electrode, the positively charged electrophoretic particles are applied to the opposite electrode. When the display element is viewed from the observer, the same color as the dispersion medium is displayed. On the other hand, when a negative voltage is applied to the electrode on the viewer side and a positive voltage is applied to the electrode on the opposite side, the electrophoretic particles gather to cover the electrode on the viewer side, and the display element is moved from the viewer. When viewed, the same color as the electrophoretic particles is displayed. By performing such driving in units of pixels, an arbitrary image or character is displayed by a large number of pixels.
電気泳動表示素子に用いられる電気泳動粒子は、粒径がそろっていて、着色され、分散媒中で安定して帯電し、かつ分散することが必要であり、さまざまなものが提案されている。 Electrophoretic particles used in electrophoretic display elements have a uniform particle size, are colored, need to be stably charged and dispersed in a dispersion medium, and various types have been proposed.
粒径が比較的均一な粒子を得る方法としては、懸濁重合法が知られている。特許文献1には、重合性単量体に着色剤を分散した組成物を、水系媒体に懸濁して重合を行う電気泳動粒子の製造方法が説明され、着色剤を重合性単量体に均一に分散させるために、着色剤分散媒と着色剤水相移行防止剤を添加する方法が提案されている。 A suspension polymerization method is known as a method for obtaining particles having a relatively uniform particle size. Patent Document 1 describes a method for producing electrophoretic particles in which a composition in which a colorant is dispersed in a polymerizable monomer is suspended in an aqueous medium to perform polymerization, and the colorant is uniformly formed into a polymerizable monomer. In order to make it disperse | distribute to, the method of adding a coloring agent dispersion medium and a coloring agent water phase transfer inhibitor is proposed.
また、粒径を揃え、かつ比重、機械強度などの物理的性質を調節するために、コアとなる粒子を別の材料で被覆したいわゆるコアシェル型の電気泳動粒子も提案されている。特許文献2は、2段階の乳化懸濁重合によってコアシェル構造を作り、コアに残留する2重結合に金属酸化物を反応させて黒く染色する方法を開示する。 In addition, so-called core-shell type electrophoretic particles in which the core particles are coated with another material in order to adjust the physical properties such as the specific particle size and the specific gravity and mechanical strength have been proposed. Patent Document 2 discloses a method of forming a core-shell structure by two-stage emulsion suspension polymerization, and reacting a metal oxide with a double bond remaining in the core to dye it black.
特許文献3には、顔料粒子の表面に重合性基を導入し、これに高分子鎖を結合させることにより、顔料粒子が高分子層で覆われた構造の電気泳動粒子を得る方法が開示されている。 Patent Document 3 discloses a method of obtaining electrophoretic particles having a structure in which pigment particles are covered with a polymer layer by introducing a polymerizable group on the surface of the pigment particles and bonding a polymer chain thereto. ing.
近年、リビングラジカル重合によって鎖長の揃った高分子鎖を母粒子表面に形成し、母粒子をポリマーで被覆する方法が知られるようになってきた。 In recent years, it has become known to form a polymer chain having a uniform chain length on the surface of a mother particle by living radical polymerization and coat the mother particle with a polymer.
特許文献4には、原子移動ラジカル重合開始基をもつ分子を顔料粒子の表面に結合させ、その開始基から原子移動ラジカル重合によって高分子鎖を成長させる方法が提案されている。特許文献5には、原子移動ラジカル重合開始基を含有するモノマーから重合または共重合によって母粒子を得る方法、および、これをコアとして、重合性モノマー溶液中で前記開始基から原子移動ラジカル重合によって高分子鎖をグラフト化させて、鎖長の揃ったポリマーがグラフト結合した複合粒子を得る方法が提案されている。
従来の多くの電気泳動表示素子は、電気泳動分散媒中で電気泳動粒子同士が凝集するのを防止する為に、分散安定剤を電気泳動分散媒に添加して、電気泳動粒子に分散性を付与させていた。また、電気泳動粒子のゼータ電位が低いと、粒子の帯電が充分に起こらず、粒子が安定に電気泳動できないので、帯電剤を電気泳動分散媒に添加して帯電性高めていた。しかしながら、このような方法で付与された電気泳動粒子の分散性と帯電性は、しばしば経時劣化するという問題があった。 In many conventional electrophoretic display elements, in order to prevent the electrophoretic particles from aggregating in the electrophoretic dispersion medium, a dispersion stabilizer is added to the electrophoretic dispersion medium to make the electrophoretic particles dispersible. It was granted. Further, if the zeta potential of the electrophoretic particles is low, the particles are not sufficiently charged, and the particles cannot be stably electrophoresed. Therefore, a charging agent is added to the electrophoretic dispersion medium to improve the chargeability. However, there has been a problem that the dispersibility and chargeability of the electrophoretic particles applied by such a method often deteriorate with time.
一方、電気泳動粒子の表面に分散性および帯電性を高めるためにポリマーを被覆したコアシェル型の電気泳動粒子も提案されているが,従来のコア/シェル型構造の電気泳動粒子は,各粒子のシェルの厚みに、製造方法に由来するバラツキが生じ易く、その結果、電気泳動粒子の分散性や帯電性が不安定となり、安定な電気泳動表示を提供することができなかった。 On the other hand, core-shell type electrophoretic particles in which the surface of the electrophoretic particles is coated with a polymer in order to increase dispersibility and chargeability have also been proposed. The thickness of the shell is likely to vary due to the manufacturing method. As a result, the dispersibility and chargeability of the electrophoretic particles become unstable, and a stable electrophoretic display cannot be provided.
リビングラジカル重合を用いたポリマー粒子の製造方法は,粒径とシェルの厚さを揃えるという課題を解決するものであるが,電気泳動粒子として使用するにはこれを所望の色と濃度で着色する必要がある。また、微粒子表面にグラフト化された高分子鎖は、電気泳動分散媒中で分散機能や帯電機能を発現するように設計されていなければならない。 The manufacturing method of polymer particles using living radical polymerization solves the problem of making the particle size and shell thickness uniform, but for use as electrophoretic particles, it is colored with the desired color and concentration. There is a need. In addition, the polymer chain grafted on the surface of the fine particles must be designed so as to exhibit a dispersion function and a charging function in the electrophoretic dispersion medium.
また、とくに白色の電気泳動粒子の場合は、重合で使用した触媒の残存によって変色することがないようにしなければならない。 In particular, in the case of white electrophoretic particles, it is necessary to prevent discoloration due to the remaining catalyst used in the polymerization.
本発明者は、このような課題を解決する為に種々検討した結果、従来の電気泳動粒子よりも分散性、帯電性、及び鮮明度に優れた電気泳動粒子を見出し、本発明を為すに至ったものである。 As a result of various studies to solve such problems, the present inventor has found electrophoretic particles superior in dispersibility, chargeability, and sharpness than conventional electrophoretic particles, and has led to the present invention. It is a thing.
即ち、本発明は、顔料粒子の表面に高分子鎖がグラフト化された電気泳動粒子であって、該粒子表面に有するニトロキシド媒介重合開始基からニトロキシド媒介重合によって高分子鎖がグラフト化されていることを特徴とする。 That is, the present invention is an electrophoretic particle in which a polymer chain is grafted on the surface of a pigment particle, and the polymer chain is grafted by nitroxide-mediated polymerization from a nitroxide-mediated polymerization initiation group on the particle surface. It is characterized by that.
また、本発明は、電気泳動粒子の製造方法であって、ニトロキシド媒介重合開始基の前駆体と反応する官能基を有する顔料粒子と、ニトロキシド媒介重合開始基の前駆体とを反応させ、顔料粒子の表面にニトロキシド媒介重合開始基を導入する工程、次いで該リビングラジカル重合開始基からニトロキシド媒介重合によって高分子鎖をグラフト化する工程の各工程を含むことを特徴とする。 The present invention also relates to a method for producing electrophoretic particles, wherein pigment particles having a functional group that reacts with a precursor of a nitroxide-mediated polymerization initiating group are reacted with a precursor of a nitroxide-mediated polymerization initiating group. The method comprises the steps of introducing a nitroxide-mediated polymerization initiation group onto the surface of the polymer, and then grafting a polymer chain from the living radical polymerization initiation group by nitroxide-mediated polymerization.
本発明の電気泳動粒子は、顔料粒子の表面に分散性と帯電性を付与する高分子鎖をリニトロキシド媒介重合によって精密に形成し、且つ変色のもとになる触媒を使用しないことから、従来の電気泳動粒子より分散性、帯電性、及び鮮明度に優れた電気泳動粒子、及びその製造方法を提供することができる。 Since the electrophoretic particles of the present invention precisely form a polymer chain imparting dispersibility and chargeability to the surface of pigment particles by renitroxide-mediated polymerization and do not use a catalyst that causes discoloration. Electrophoretic particles having superior dispersibility, chargeability, and sharpness compared to the electrophoretic particles, and a method for producing the same can be provided.
1.電気泳動粒子
本発明の電気泳動粒子は、顔料粒子の表面にニトロキシド媒介重合開始基を導入し、次いで、ニトロキシド媒介重合開始基からニトロキシド媒介重合によって高分子鎖をグラフト化することによって得られる。
1. Electrophoretic Particles The electrophoretic particles of the present invention can be obtained by introducing a nitroxide-mediated polymerization initiator group on the surface of pigment particles, and then grafting a polymer chain from the nitroxide-mediated polymerization initiator group by nitroxide-mediated polymerization.
(ニトロキシド媒介重合開始基の導入)
以下、顔料粒子の表面にニトロキシド媒介重合開始基を導入する工程を説明する。
(Introduction of nitroxide-mediated polymerization initiation group)
Hereinafter, a process of introducing a nitroxide-mediated polymerization initiating group on the surface of the pigment particle will be described.
下記の反応式(I)に従って、顔料粒子の表面にニトロキシド媒介重合開始基を導入することができる。即ち、反応溶媒中に顔料粒子とニトロキシド媒介重合開始基の前駆体1を加えて反応させ、顔料粒子の表面にニトロキシド媒介重合開始基を導入することができる。ニトロキシド媒介重合開始基の前駆体のトリエトキシシリル基は、トリメトキシシリル基、あるいはトリクロロシリル基であっても構わない。 According to the following reaction formula (I), a nitroxide-mediated polymerization initiating group can be introduced on the surface of the pigment particle. That is, the nitroxide-mediated polymerization initiating group can be introduced to the surface of the pigment particle by adding the pigment particle and the precursor 1 of the nitroxide-mediated polymerization initiating group 1 to the reaction solvent for reaction. The triethoxysilyl group of the precursor of the nitroxide-mediated polymerization initiating group may be a trimethoxysilyl group or a trichlorosilyl group.
また、顔料粒子は、ニトロキシド媒介重合開始基の前駆体と反応する官能基を有していることが好ましく、官能基を有していない顔料粒子に対しては適宜処理して官能基を導入しておくことが好ましい。官能基としては、水酸基を挙げることができる。 The pigment particles preferably have a functional group that reacts with the precursor of the nitroxide-mediated polymerization initiating group. The pigment particles that do not have a functional group are appropriately treated to introduce a functional group. It is preferable to keep it. Examples of the functional group include a hydroxyl group.
反応溶媒は特に限定されないが、例えば、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ベンゼン、トルエン、キシレン等を使用することができる。 The reaction solvent is not particularly limited, and for example, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, benzene, toluene, xylene and the like can be used.
反応式(I)のニトロキシド媒介重合開始基の前駆体1以外に、以下に記載のニトロキシド媒介重合開始基の前駆体を使用しても良い。いずれもnは1から10の整数である。また、ニトロキシド媒介重合開始基の前駆体のトリエトキシシリル基は、トリメトキシシリル基、あるいはトリクロロシリル基であっても構わない。 In addition to the precursor 1 of the nitroxide-mediated polymerization initiating group of reaction formula (I), the following precursors of nitroxide-mediated polymerization initiating groups may be used. In any case, n is an integer of 1 to 10. Further, the triethoxysilyl group of the precursor of the nitroxide-mediated polymerization initiating group may be a trimethoxysilyl group or a trichlorosilyl group.
(ニトロキシド媒介重合)
次に、反応式(I)のニトロキシド媒介重合開始基が導入された顔料粒子をコア粒子として、高分子鎖を形成する工程について説明する。
(Nitroxide-mediated polymerization)
Next, the process of forming a polymer chain using the pigment particles into which the nitroxide-mediated polymerization initiating group of reaction formula (I) has been introduced as core particles will be described.
上記したコア粒子を反応溶媒に分散させた後、高分子鎖となる重合性モノマーを添加し、反応系を不活性ガスで置換してニトロキシド媒介重合を行う。 After the above core particles are dispersed in a reaction solvent, a polymerizable monomer that becomes a polymer chain is added, and the reaction system is replaced with an inert gas to perform nitroxide-mediated polymerization.
反応溶媒としては、顔料粒子が分散するものであれば特に限定されないが、例えば、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ベンゼン、トルエン、キシレン、ジフェニルエーテル等を使用することができる。あるいは、反応溶媒を使用せずに重合を行っても構わない。 The reaction solvent is not particularly limited as long as the pigment particles are dispersed. For example, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, benzene, toluene, xylene, diphenyl ether and the like can be used. Alternatively, the polymerization may be performed without using a reaction solvent.
不活性ガスとして、窒素ガスやアルゴンガスを使用することができる。
重合温度は、40から150℃の範囲であり、好ましくは、60から120℃の範囲である。重合温度が40℃未満では、形成される高分子鎖が低分子量であったり、あるいは重合が進行し難いので好ましくない。
Nitrogen gas or argon gas can be used as the inert gas.
The polymerization temperature is in the range of 40 to 150 ° C, preferably in the range of 60 to 120 ° C. When the polymerization temperature is less than 40 ° C., the formed polymer chain has a low molecular weight, or polymerization is difficult to proceed, which is not preferable.
また、重合を行う際、粒子に固定化されていないフリーな重合開始種を添加することが好ましい。フリーな重合開始種から生成するフリーポリマーは、粒子にグラフト化された高分子鎖の分子量及び分子量分布の指標とすることができる。 Moreover, when performing superposition | polymerization, it is preferable to add the free superposition | polymerization seed | species which is not fix | immobilized by particle | grains. The free polymer produced from the free polymerization initiating species can be used as an indicator of the molecular weight and molecular weight distribution of the polymer chain grafted to the particles.
フリーな重合開始種としては、粒子に固定化しているニトロキシド媒介重合基と同種のものを選択することが好ましい。つまり、反応式(I)の粒子に対しては、ニトロキシド媒介重合開始基の前駆体1と同様のニトロキシドが好ましい。 As the free polymerization initiating species, it is preferable to select the same species as the nitroxide-mediated polymerization group immobilized on the particles. That is, for the particles of the reaction formula (I), the same nitroxide as the precursor 1 of the nitroxide-mediated polymerization initiating group is preferable.
反応終了後、生成した粒子を洗浄、ろ過、デカンテーション、沈殿分別、遠心分離等の適当な方法によって分離精製して、電気泳動粒子が得られる。 After completion of the reaction, the generated particles are separated and purified by a suitable method such as washing, filtration, decantation, precipitation fractionation, and centrifugation to obtain electrophoretic particles.
電気泳動粒子の濃度は、電気泳動分散媒に対して0.5から50重量%が好ましく、更には1から30重量%が好ましい。 The concentration of the electrophoretic particles is preferably 0.5 to 50% by weight, more preferably 1 to 30% by weight with respect to the electrophoretic dispersion medium.
(高分子鎖となる重合性モノマー及び高分子鎖)
以上の電気泳動粒子の高分子鎖には、帯電機能と分散機能をもたせることができる。
(Polymerizable monomers and polymer chains that become polymer chains)
The polymer chains of the above electrophoretic particles can have a charging function and a dispersion function.
まず初めに、分散機能を有する高分子鎖について、説明する。分散機能を有する高分子鎖は、電気泳動分散媒と親和性の高い高分子であることを特徴とする。ここでいう親和性が高いとは、高分子鎖と電気泳動分散媒が相分離することなく、相溶性に優れていることを意味し、高分子鎖は、電気泳動分散媒中で広がりを持つことによって、粒子間の凝集を防止する立体排除効果を発現する。 First, a polymer chain having a dispersion function will be described. The polymer chain having a dispersion function is a polymer having a high affinity for the electrophoretic dispersion medium. High affinity here means that the polymer chain and the electrophoretic dispersion medium are excellent in compatibility without phase separation, and the polymer chain has a spread in the electrophoretic dispersion medium. Thus, a steric exclusion effect that prevents aggregation between particles is exhibited.
分散機能を有する高分子鎖となる重合性モノマーとしては、上記したように、その重合体が電気泳動分散媒と親和性の高いポリマーであることが求められ、例えば、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン、ブタジエン、イソプレン、イソブチレン等が挙げられ、これらを単独または2種以上を混合して用いてもよい。 As described above, the polymerizable monomer to be a polymer chain having a dispersion function is required to be a polymer having a high affinity with the electrophoretic dispersion medium. For example, 1-hexene, 1-heptene. , 1-octene, 1-decene, butadiene, isoprene, isobutylene and the like, and these may be used alone or in admixture of two or more.
次に、帯電機能を有する高分子鎖について説明する。帯電機能を有する高分子鎖となる重合性モノマーとしては、塩基性の重合性モノマーあるいは酸性の重合性モノマーやフッ素系の重合性モノマーを使用することができる。 Next, a polymer chain having a charging function will be described. As the polymerizable monomer that becomes a polymer chain having a charging function, a basic polymerizable monomer, an acidic polymerizable monomer, or a fluorine-based polymerizable monomer can be used.
塩基性の重合性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸テトラデシル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル、(メタ)アクリル酸アミノメチル、(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノメチル、(メタ)アクリル酸N,N−ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、4−ビニルピリジン等を挙げることができる。 Examples of basic polymerizable monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic. 2-ethylhexyl acid, heptyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, tetradecyl (meth) acrylate, (meth) Hexadecyl acrylate, octadecyl (meth) acrylate, aminomethyl (meth) acrylate, aminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminomethyl (meth) acrylate, N, N-dimethyl (meth) acrylate Aminoethyl, (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylami , May be mentioned N, N-diethyl (meth) acrylamide, 4-vinylpyridine.
塩基性の重合性モノマーからなる高分子鎖に、酸性添加剤を添加すると、これらの物質間で酸−塩基相互作用が働き、粒子にプラス帯電を付与することができる。また、塩基性の重合性モノマーと酸性添加剤の種類を選択することによって、更に酸性添加剤の添加量を調整することによって、帯電機能を有する高分子鎖が分散機能も兼ね備えることができるので、このような場合には、分散機能を有する高分子鎖を粒子にグラフト化しなくても良い。 When an acidic additive is added to a polymer chain composed of a basic polymerizable monomer, an acid-base interaction works between these substances, and a positive charge can be imparted to the particles. In addition, by selecting the type of the basic polymerizable monomer and the acidic additive, and further adjusting the addition amount of the acidic additive, the polymer chain having a charging function can also have a dispersion function. In such a case, the polymer chain having a dispersing function may not be grafted to the particles.
酸性添加剤としては、電気泳動分散媒に溶解する酸性物質が好ましく、例えば、ロジン酸、ロジン酸エステル、ロジン酸誘導体、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリイソブチレンコハク酸無水物等を使用することができる。 As the acidic additive, an acidic substance that dissolves in the electrophoretic dispersion medium is preferable. For example, rosin acid, rosin acid ester, rosin acid derivative, poly (meth) acrylic acid, polyisobutylene succinic anhydride, etc. may be used. it can.
酸性添加剤の添加量は、その種類によって適宜決められるが、電気泳動分散媒に対して、0.001〜10重量%が好ましく、更には、0.01〜5重量%の範囲が好ましい。 The addition amount of the acidic additive is appropriately determined depending on the kind thereof, but is preferably 0.001 to 10% by weight, and more preferably 0.01 to 5% by weight with respect to the electrophoretic dispersion medium.
一方、酸性の重合性モノマーとしては、(メタ)アクリル酸、2−ブテン酸(クロトン酸)、3−ブテン酸(ビニル酢酸)、3−メチル−3−ブテン酸、3−ペンテン酸、4−ペンテン酸、4−メチル−4−ペンテン酸、4−ヘキセン酸、5−ヘキセン酸、5−メチル−5−ヘキセン酸、5−ヘプテン酸、6−ヘプテン酸、6−メチル−6−ヘプテン酸、6−オクテン酸、7−オクテン酸、7−メチル−7−オクテン酸、7−ノネン酸、8−ノネン酸、8−メチル−8−ノネン酸、8−デセン酸、9−デセン酸、3−フェニル−2−プロペン酸(ケイ皮酸)、カルボキシメチル(メタ)アクリレート、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、ビニル安息香酸、ビニルフェニル酢酸、ビニルフェニルプロピオン酸、マレイン酸、フマル酸、メチレンコハク酸(イタコン酸)、ヒドロキシスチレン、スチレンスルホン酸、ビニルトルエンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スルホメチル(メタ)アクリレート、2−スルホエチル(メタ)アクリレート、2−プロペン−1−スルホン酸、2−メチル−2−プロペン−1−スルホン酸、3−ブテン−1−スルホン酸等を挙げることができる。 On the other hand, as an acidic polymerizable monomer, (meth) acrylic acid, 2-butenoic acid (crotonic acid), 3-butenoic acid (vinyl acetic acid), 3-methyl-3-butenoic acid, 3-pentenoic acid, 4- Pentenoic acid, 4-methyl-4-pentenoic acid, 4-hexenoic acid, 5-hexenoic acid, 5-methyl-5-hexenoic acid, 5-heptenoic acid, 6-heptenoic acid, 6-methyl-6-heptenoic acid, 6-octenoic acid, 7-octenoic acid, 7-methyl-7-octenoic acid, 7-nonenoic acid, 8-nonenoic acid, 8-methyl-8-nonenoic acid, 8-decenoic acid, 9-decenoic acid, 3- Phenyl-2-propenoic acid (cinnamic acid), carboxymethyl (meth) acrylate, carboxyethyl (meth) acrylate, vinyl benzoic acid, vinylphenylacetic acid, vinylphenylpropionic acid, maleic acid, fumaric acid, Len succinic acid (itaconic acid), hydroxystyrene, styrene sulfonic acid, vinyl toluene sulfonic acid, vinyl sulfonic acid, sulfomethyl (meth) acrylate, 2-sulfoethyl (meth) acrylate, 2-propene-1-sulfonic acid, 2-methyl- Examples thereof include 2-propene-1-sulfonic acid and 3-butene-1-sulfonic acid.
酸性の重合性モノマーからなる高分子鎖に、塩基性添加剤を添加すると、これらの物質間で酸−塩基相互作用が働き、粒子にマイナス帯電を付与することができる。また、酸性の重合性モノマーと塩基性添加剤の種類を選択することによって、更に塩基性添加剤の添加量を調整することによって、帯電機能を有する高分子鎖が分散機能も兼ね備えることができるので、このような場合には、分散機能を有する高分子鎖を粒子にグラフト化しなくても良い。 When a basic additive is added to a polymer chain composed of an acidic polymerizable monomer, an acid-base interaction works between these substances, and a negative charge can be imparted to the particles. In addition, by selecting the type of acidic polymerizable monomer and basic additive, and further adjusting the addition amount of the basic additive, the polymer chain having a charging function can also have a dispersing function. In such a case, the polymer chain having a dispersing function may not be grafted to the particles.
塩基性添加剤としては、電気泳動分散媒に溶解する塩基性物質が好ましく、例えば、ポリイソブチレンコハク酸イミド、ポリビニルピリジン、ピリジン、レシチン、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンオキシド、ポリメチルメタクリレート、ポリデシルメタクリレート、ポリドデシルメタクリレート、ポリオクタデシルメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリエステル、ポリエーテル等を使用することができる。 The basic additive is preferably a basic substance that dissolves in the electrophoretic dispersion medium, such as polyisobutylene succinimide, polyvinyl pyridine, pyridine, lecithin, polyvinyl acetate, polyethylene oxide, polymethyl methacrylate, polydecyl methacrylate, Polydodecyl methacrylate, polyoctadecyl methacrylate, polyacrylamide, polyester, polyether, and the like can be used.
塩基性添加剤の添加量は、その種類によって適宜決められるが、電気泳動分散媒に対して、0.001〜10重量%が好ましく、更には、0.01〜5重量%の範囲が好ましい。 The addition amount of the basic additive is appropriately determined depending on the kind thereof, but is preferably 0.001 to 10% by weight, and more preferably 0.01 to 5% by weight with respect to the electrophoretic dispersion medium.
フッ素系の重合性モノマーとしては、トリフルオロメチル(メタ)アクリレート、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロエチル(メタ)アクリレート、ヘプタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、3,3,3−トリフルオロプロピル(メタ)アクリレート、ノナフルオロブチル(メタ)アクリレート、3,3,4,4,4−ペンタフルオロブチル(メタ)アクリレート、ウンデカフルオロペンチル(メタ)アクリレート、4,4,5,5,5−ペンタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、トリデカフルオロヘキシル(メタ)アクリレート、ペンタデカフルオロヘプチル(メタ)アクリレート等を挙げることができる。 Fluoropolymerizable monomers include trifluoromethyl (meth) acrylate, 2,2,2-trifluoroethyl (meth) acrylate, pentafluoroethyl (meth) acrylate, heptafluoropropyl (meth) acrylate, 3,3 , 3-trifluoropropyl (meth) acrylate, nonafluorobutyl (meth) acrylate, 3,3,4,4,4-pentafluorobutyl (meth) acrylate, undecafluoropentyl (meth) acrylate, 4,4 Examples include 5,5,5-pentafluoropentyl (meth) acrylate, tridecafluorohexyl (meth) acrylate, pentadecafluoroheptyl (meth) acrylate, and the like.
フッ素系の重合性モノマーからなる高分子鎖は、電気陰性度の大きなフッ素原子を有することによって粒子にマイナス帯電を付与することができる。 A polymer chain made of a fluorine-based polymerizable monomer can impart a negative charge to particles by having a fluorine atom having a large electronegativity.
フッ素系の重合性モノマーからなる高分子鎖は、電気泳動分散媒に対してあまり親和性が高くないので、分散機能を有する高分子鎖をフッ素系高分子鎖にブロック共重合しておくことが好ましい。 A polymer chain composed of a fluorine-based polymerizable monomer does not have a high affinity for an electrophoretic dispersion medium, so that a polymer chain having a dispersion function may be block-copolymerized with a fluorine-based polymer chain. preferable.
グラフト化される高分子鎖は、分子量分布指数(重量平均分子量/数平均分子量)が1.8以下に制御された高分子鎖であることを特徴とし、分子量分布指数は1.5以下が好ましく、更に1.3以下が好ましい。即ち、グラフト化される高分子鎖の分子量分布指数が1.8を超える場合、鎖長が揃っているとは言い難く、また、電気泳動粒子の分散性や帯電性にバラツキが生じ易くなるので好ましくない。 The polymer chain to be grafted is a polymer chain whose molecular weight distribution index (weight average molecular weight / number average molecular weight) is controlled to 1.8 or less, and the molecular weight distribution index is preferably 1.5 or less Furthermore, 1.3 or less is preferable. That is, when the molecular weight distribution index of the polymer chain to be grafted exceeds 1.8, it is difficult to say that the chain length is uniform, and dispersion and chargeability of the electrophoretic particles are likely to vary. It is not preferable.
また、高分子鎖の数平均分子量は、分散機能型か帯電機能型によって適宜決めれば良いが、高分子鎖が分散機能型の場合、500から1000000の範囲が好ましく、更に1000から500000が好ましい。高分子鎖の数平均分子量が500未満であると、分散機能を発現することが難しく、高分子鎖の数平均分子量が1000000を超えると、電気泳動分散媒に対する溶解性が低下するので好ましくない。 Further, the number average molecular weight of the polymer chain may be appropriately determined depending on the dispersion function type or the charging function type, but when the polymer chain is the dispersion function type, a range of 500 to 1000000 is preferable, and 1000 to 500000 is more preferable. When the number average molecular weight of the polymer chain is less than 500, it is difficult to develop a dispersion function, and when the number average molecular weight of the polymer chain exceeds 1,000,000, the solubility in the electrophoretic dispersion medium decreases, which is not preferable.
尚、高分子鎖のグラフト密度はニトロキシド媒介重合開始基の導入率によって制御することができる。また、高分子鎖の鎖長は、重合性モノマーの添加量や重合時間等によって制御することができる。 The graft density of the polymer chain can be controlled by the introduction rate of the nitroxide-mediated polymerization initiating group. Further, the chain length of the polymer chain can be controlled by the addition amount of the polymerizable monomer, the polymerization time, and the like.
(顔料)
電気泳動粒子のコア粒子となる顔料粒子としては、有機顔料粒子や無機顔料粒子等を使用することができる。有機顔料粒子としては、例えば、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリノン顔料、イソインドリン顔料、ジオキサジン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、チオインジゴ顔料、キノフタロン顔料、アントラキノン顔料、ニトロ顔料、ニトロソ顔料を使用することができ、具体的には、キナクリドンレッド、レーキレッド、ブリリアントカーミン、ペリレンレッド、パーマネントレッド、トルイジンレッド、マダーレーキ等の赤色顔料、ダイアモンドグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、ピグメントグリーンB等の緑色顔料、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー等の青色顔料、ハンザイエロー、ファストイエロー、ジスアゾイエロー、イソインドリノンイエロー、キノフタロンイエロー等の黄色顔料、アニリンブラック、ダイアモンドブラック等の黒色顔料等が挙げられる。
(Pigment)
Organic pigment particles, inorganic pigment particles, and the like can be used as pigment particles that serve as core particles of the electrophoretic particles. Examples of organic pigment particles include azo pigments, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, isoindolinone pigments, isoindoline pigments, dioxazine pigments, perylene pigments, perinone pigments, thioindigo pigments, quinophthalone pigments, anthraquinone pigments, nitro pigments, and nitroso pigments. Specifically, red pigments such as quinacridone red, lake red, brilliant carmine, perylene red, permanent red, toluidine red, madder lake, green pigments such as diamond green lake, phthalocyanine green, pigment green B, Blue pigments such as Victoria Blue Lake, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Hansa Yellow, Fast Yellow, Disazo Yellow, Isoindolinone Yellow, Kinoff Yellow pigments such as Ron yellow, aniline black, black pigments such as diamond black.
無機顔料粒子としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化スズ、硫化亜鉛等などの白色顔料、カーボンブラック、マグネタイト、マンガンフェライトブラック、コバルトフェライトブラック、チタンブラック等の黒色顔料、カドミウムレッド、赤色酸化鉄、モリブデンレッド等の赤色顔料、酸化クロム、ビリジアン、チタンコバルトグリーン、コバルトグリーン、ビクトリアグリーン等の緑色顔料、ウルトラマリンブルー、プルシアンブルー、コバルトブルー等の青色顔料、カドミウムイエロー、チタンイエロー、黄色酸化鉄、黄鉛、クロムイエロー、アンチモンイエロー等の黄色顔料を用いることができる。 Examples of inorganic pigment particles include white pigments such as titanium oxide, aluminum oxide, zinc oxide, lead oxide, tin oxide, and zinc sulfide, and black pigments such as carbon black, magnetite, manganese ferrite black, cobalt ferrite black, and titanium black. Red pigments such as cadmium red, red iron oxide and molybdenum red, green pigments such as chromium oxide, viridian, titanium cobalt green, cobalt green and victoria green, blue pigments such as ultramarine blue, Prussian blue and cobalt blue, cadmium yellow Yellow pigments such as titanium yellow, yellow iron oxide, chrome lead, chrome yellow, and antimony yellow can be used.
顔料粒子の平均粒径は、10nmから2μmが好ましく、更に20nmから1μmが好ましい。顔料粒子の平均粒径が10nm未満では、ハンドリングが極端に低下するので好ましくない。また、顔料粒子の平均粒径が2μmを超えると、顔料粒子の着色度(鮮明度)が低下するので好ましくない。 The average particle diameter of the pigment particles is preferably 10 nm to 2 μm, more preferably 20 nm to 1 μm. If the average particle diameter of the pigment particles is less than 10 nm, handling is extremely lowered, which is not preferable. Further, if the average particle diameter of the pigment particles exceeds 2 μm, the coloring degree (sharpness) of the pigment particles is lowered, which is not preferable.
2.電気泳動表示素子への適用
本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の一実施態様について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の一実施態様を示す断面図である。
2. Application to an Electrophoretic Display Element An embodiment of an electrophoretic display element using electrophoretic particles of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of an electrophoretic display element using electrophoretic particles of the present invention.
図1(a)の電気泳動表示素子において、第1電極1cを設けた第1基板1a、及び第2電極1dを設けた第2基板1bが、隔壁1gを介して所定の間隔で対向するように配置されている。第1基板1a、第2基板1b、及び隔壁1gからなるセル(空間)に、少なくとも電気泳動粒子1eと電気泳動分散媒1fからなる電気泳動分散液が封入されている。また、各電極上には絶縁層1hが形成されている。この電気泳動表示素子は、第2基板1bのある側が表示面である。
In the electrophoretic display element of FIG. 1A, the first substrate 1a provided with the first electrode 1c and the second substrate 1b provided with the second electrode 1d are opposed to each other at a predetermined interval through the
図1(b)は、マイクロカプセルを用いた電気泳動表示素子を示す。前記電気泳動分散液を内包したマイクロカプセル1iが第1基板1a上に配置され、第2基板1bで覆われている。マイクロカプセル1iを用いる場合、絶縁層1hはなくてもよい。 FIG. 1B shows an electrophoretic display element using microcapsules. A microcapsule 1i containing the electrophoretic dispersion is disposed on the first substrate 1a and covered with the second substrate 1b. When the microcapsule 1i is used, the insulating layer 1h may not be provided.
図1において、第1電極1cは個々のセル(又はマイクロカプセル)内の電気泳動分散液に対して、各々独立して所望の電界を印加できる画素電極であり、第2電極1dは全面同一電位で印加する共通電極である。尚、この画素電極にはスイッチ素子が設けられており、不図示のマトリクス駆動回路から行ごとに選択信号が印加され、更に各列に制御信号と駆動トランジスタからの出力が印加されて、個々のセル(又はマイクロカプセル)内の電気泳動分散液に対して所望の電界を印加することができる。個々のセル(又はマイクロカプセル)内の電気泳動粒子1eは、第1電極1cにより印加される電界によって制御され、各画素は電気泳動粒子の色(例えば白色)と分散媒1fの色(例えば青色)を表示する。このような駆動を画素単位で行うことにより、多数の画素によって任意の画像や文字を表示することができる。 In FIG. 1, the first electrode 1c is a pixel electrode that can independently apply a desired electric field to the electrophoretic dispersion liquid in each cell (or microcapsule), and the second electrode 1d has the same potential on the entire surface. This is a common electrode to be applied. This pixel electrode is provided with a switch element, a selection signal is applied to each row from a matrix drive circuit (not shown), and a control signal and an output from the drive transistor are applied to each column. A desired electric field can be applied to the electrophoretic dispersion in the cell (or microcapsule). The electrophoretic particle 1e in each cell (or microcapsule) is controlled by the electric field applied by the first electrode 1c, and each pixel has a color of the electrophoretic particle (for example, white) and a color of the dispersion medium 1f (for example, blue). ) Is displayed. By performing such driving in units of pixels, an arbitrary image or character can be displayed by a large number of pixels.
(電気泳動表示素子の構成)
第1基板1aは、電気泳動表示素子を支持する任意の絶縁部材であり、ガラスやプラスチックなどを用いることができる。
(Configuration of electrophoretic display element)
The first substrate 1a is an arbitrary insulating member that supports the electrophoretic display element, and glass, plastic, or the like can be used.
第1電極1cには、ITO(Indium Tin Oxide)、酸化スズ、酸化インジウム、金、クロムなどの金属蒸着膜等を使用することができ、第1電極1cのパターン形成にはフォトリソグラフィー法を用いことができる。 For the first electrode 1c, a metal vapor-deposited film such as ITO (Indium Tin Oxide), tin oxide, indium oxide, gold, or chromium can be used, and a photolithography method is used for pattern formation of the first electrode 1c. be able to.
第2基板1bは、透明なガラス基板やプラスチック基板等の絶縁部材を用いることができる。 As the second substrate 1b, an insulating member such as a transparent glass substrate or a plastic substrate can be used.
第2電極1dには、ITOや有機導電性膜などの透明電極を使用することができる。 A transparent electrode such as ITO or an organic conductive film can be used for the second electrode 1d.
絶縁層1hとしては、無色透明な絶縁性樹脂を使用することができる。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアルケン樹脂等を使用することができる。 As the insulating layer 1h, a colorless and transparent insulating resin can be used. For example, acrylic resin, epoxy resin, fluorine resin, silicone resin, polyimide resin, polystyrene resin, polyalkene resin, or the like can be used.
隔壁1gの材料には、ポリマー樹脂を使用できる。隔壁形成にはどのような方法を用いても構わないが、例えば、感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィー法によって隔壁を形成する方法、又は予め作製した隔壁を基板に接着する方法、モールドによって隔壁を形成する方法等を用いることができる。
A polymer resin can be used as the material of the
前記電気泳動分散液をセル内に充填する方法は特に限定されないが、インクジェット方式のノズルを使用することができる。 A method for filling the electrophoretic dispersion liquid in the cell is not particularly limited, but an ink jet type nozzle can be used.
(マイクロカプセル型電気泳動表示素子への適用)
前記電気泳動分散液を内包するマイクロカプセル1iは、界面重合法、in situ 重合法、コアセルベーション法等の既知の方法で得ることができる。
(Application to microcapsule type electrophoretic display elements)
The microcapsule 1i enclosing the electrophoretic dispersion liquid can be obtained by a known method such as an interfacial polymerization method, an in situ polymerization method, or a coacervation method.
マイクロカプセル1iを形成する材料には光を十分に透過させる材料が好ましく、具体的には、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ゼラチン、又はこれらの共重合体等を挙げることができる。 The material forming the microcapsule 1i is preferably a material that transmits light sufficiently. Specifically, urea-formaldehyde resin, melamine-formaldehyde resin, polyester, polyurethane, polyamide, polyethylene, polystyrene, polyvinyl alcohol, gelatin, or These copolymers can be mentioned.
また、マイクロカプセル1iを第1基板1a上に配置する方法は特に制限されないが、インクジェット方式のノズルを使用することができる。 Further, the method for disposing the microcapsule 1i on the first substrate 1a is not particularly limited, but an ink jet type nozzle can be used.
尚、基板上に配置されたマイクロカプセル1iの位置ずれを防止する目的で、マイクロカプセル1iの隙間に光透過性の樹脂バインダーを含浸させて基板上に固定しても良い。光透過性の樹脂バインダーとして、水溶性のポリマーを挙げることができ、例えば、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等を用いることができる。 For the purpose of preventing the displacement of the microcapsule 1i disposed on the substrate, the gap between the microcapsules 1i may be impregnated with a light-transmitting resin binder and fixed on the substrate. Examples of the light-transmitting resin binder include water-soluble polymers, such as polyvinyl alcohol, polyurethane, polyester, acrylic resin, and silicone resin.
第1基板1aと第2基板1bを封止する場合、マイクロカプセル1iの形状が、第1基板1aに対して水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い形状をとるように、押圧下で基板間を封止することが好ましい(図1(b)参照)。 When sealing the first substrate 1a and the second substrate 1b, the microcapsule 1i is pressed down so that the length in the horizontal direction is longer than the length in the vertical direction with respect to the first substrate 1a. It is preferable to seal between the substrates (see FIG. 1B).
(電気泳動分散媒)
電気泳動分散媒1fとしては、高絶縁性でしかも無色透明な液体を挙げることができる。例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ケロシン、ノルマルパラフィン、イソパラフィンなどの脂肪族炭化水素等を使用でき、これらを単独、又は2種以上を混合して用いてもよい。
(Electrophoretic dispersion medium)
An example of the electrophoretic dispersion medium 1f is a highly insulating and colorless and transparent liquid. For example, aliphatic hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, kerosene, normal paraffin, and isoparaffin can be used, and these may be used alone or in admixture of two or more.
電気泳動分散媒1fを着色するにはR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)等の色を有する油溶染料を用いることができる。これらの油溶染料として、アゾ染料、アントラキノン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、ペノリン染料、フタロシアニン染料、金属錯塩染料、ナフール染料、ベンゾキノン染料、シアニン染料、インジゴ染料、キノイミン染料等の油溶染料が好ましく、これらを組み合せて使用しても良い。 In order to color the electrophoretic dispersion medium 1f, an oil-soluble dye having colors such as R (red), G (green), B (blue), C (cyan), M (magenta), and Y (yellow) is used. Can do. These oil-soluble dyes include azo dyes, anthraquinone dyes, quinoline dyes, nitro dyes, nitroso dyes, penoline dyes, phthalocyanine dyes, metal complex dyes, nafur dyes, benzoquinone dyes, cyanine dyes, indigo dyes, and quinoimine dyes. Dyes are preferred, and these may be used in combination.
例えば、以下の油溶染料を挙げることができる。バリファーストイエロー(1101、1105、3108、4120)、オイルイエロー(105、107、129、3G、GGS)、バリファーストレッド(1306、1355、2303、3304、3306、3320)、オイルピンク312、オイルスカーレット308、オイルバイオレット730、バリファーストブルー(1501、1603、1605、1607、2606、2610、3405、)、オイルブルー(2N、BOS、613)、マクロレックスブルーRR、スミプラストグリーンG、オイルグリーン(502、BG)等であり、油溶染料の濃度は、電気泳動分散媒に対して、0.1〜3.5重量%が好ましい。 For example, the following oil-soluble dyes can be mentioned. Bali First Yellow (1101, 1105, 3108, 4120), Oil Yellow (105, 107, 129, 3G, GGS), Bali First Red (1306, 1355, 2303, 3304, 3306, 3320), Oil Pink 312, Oil Scarlet 308, Oil Violet 730, Bali First Blue (1501, 1603, 1605, 1607, 2606, 2610, 3405), Oil Blue (2N, BOS, 613), Macrolex Blue RR, Sumiplast Green G, Oil Green (502 BG) and the like, and the concentration of the oil-soluble dye is preferably 0.1 to 3.5% by weight with respect to the electrophoretic dispersion medium.
(電気泳動分散液)
電気泳動分散液は、少なくとも電気泳動粒子1eと電気泳動分散媒1fを含有する。電気泳動粒子1eを帯電させる為に、前記した酸性添加剤、又は塩基性添加剤を添加するのが好ましい。
(Electrophoretic dispersion)
The electrophoretic dispersion liquid contains at least electrophoretic particles 1e and an electrophoretic dispersion medium 1f. In order to charge the electrophoretic particles 1e, it is preferable to add the above-mentioned acidic additive or basic additive.
(表示例1)
本発明の電気泳動粒子1eを用いた別の電気泳動表示素子の表示例を図2に示す。図2は、白色の電気泳動粒子1e、青色染料で着色した電気泳動分散媒1fからなる電気泳動分散液をセルに充填した場合の表示例である。電気泳動粒子1eは、負に帯電しているものとする。
(Display example 1)
A display example of another electrophoretic display element using the electrophoretic particles 1e of the present invention is shown in FIG. FIG. 2 is a display example when the cell is filled with an electrophoretic dispersion liquid comprising white electrophoretic particles 1e and an electrophoretic dispersion medium 1f colored with a blue dye. The electrophoretic particle 1e is assumed to be negatively charged.
第2電極1dを0Vとし、第1電極1cに負極性の電圧を印加すると、電気泳動粒子1eが第2電極1dに集まり、セルを上から観察すると、白色の電気泳動粒子1eの分布により白色に見える(図2(a))。 When the second electrode 1d is set to 0 V and a negative voltage is applied to the first electrode 1c, the electrophoretic particles 1e gather at the second electrode 1d, and when the cell is observed from above, the distribution of the white electrophoretic particles 1e causes white (Fig. 2 (a)).
一方、第2電極1dを0Vとし、第1電極1cに正極性の電圧を印加すると、電気泳動粒子1eが第1電極1c上に集まり、セルを上から観察すると、青色に見える(図2(b))。 On the other hand, when the second electrode 1d is set to 0 V and a positive voltage is applied to the first electrode 1c, the electrophoretic particles 1e gather on the first electrode 1c, and when the cell is observed from above, it looks blue (FIG. 2 ( b)).
(別の表示例2)
本発明の電気泳動粒子を用いた別の電気泳動表示素子の表示例を図3に示す。図3は、正に帯電した白色の電気泳動粒子1ew、負に帯電した黒色の電気泳動粒子1eb、及び無色透明の電気泳動分散媒1fからなる電気泳動分散液をセルに充填した場合の表示例である。
(Another display example 2)
A display example of another electrophoretic display element using the electrophoretic particles of the present invention is shown in FIG. FIG. 3 shows a display example when a cell is filled with an electrophoretic dispersion liquid composed of positively charged white electrophoretic particles 1ew, negatively charged black electrophoretic particles 1eb, and a colorless and transparent electrophoretic dispersion medium 1f. It is.
第2電極1dを0Vとし、第1電極1cに負極性の電圧を印加すると、黒色の電気泳動粒子が第2電極1dに集まり、白色の電気泳動粒子は第1電極1cに集まる。セルを上から観察すると、黒色の電気泳動粒子の分布により黒色に見える(図3(a))。 When the second electrode 1d is set to 0V and a negative voltage is applied to the first electrode 1c, the black electrophoretic particles gather at the second electrode 1d and the white electrophoretic particles gather at the first electrode 1c. When the cell is observed from above, it appears black due to the distribution of the black electrophoretic particles (FIG. 3A).
一方、第2電極1dを0Vとし、第1電極1cに正極性の電圧を印加すると、白色の電気泳動粒子1ewが第2電極1dに集まり、黒色の電気泳動粒子1ebは第1電極1cに集まるので、セルを上から観察すると、白色の電気泳動粒子1ewの分布により白色に見える(図3(b))。 On the other hand, when the second electrode 1d is set to 0 V and a positive voltage is applied to the first electrode 1c, the white electrophoretic particles 1ew collect on the second electrode 1d, and the black electrophoretic particles 1eb collect on the first electrode 1c. Therefore, when the cell is observed from above, it looks white due to the distribution of the white electrophoretic particles 1ew (FIG. 3B).
印加電圧は、電気泳動粒子の帯電量、電極間距離などによって異なるが、通常は、数Vから数十V程度が必要であり、階調表示は印加電圧や時間によって制御することができる。このような駆動を画素単位で行うことにより、多数の画素によって任意の画像や文字を表示することができる。 The applied voltage varies depending on the amount of charge of the electrophoretic particles, the distance between the electrodes, and the like, but usually, several volts to several tens of volts are necessary, and gradation display can be controlled by the applied voltage and time. By performing such driving in units of pixels, an arbitrary image or character can be displayed by a large number of pixels.
3.水平移動型電気泳動表示素子
本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の他の実施態様について図面を参照しながら説明する。図4は本発明の電気泳動粒子を用いた水平移動型電気泳動表示素子の実施態様を示す断面図である。
3. Horizontally Moving Electrophoretic Display Element Another embodiment of the electrophoretic display element using the electrophoretic particles of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a sectional view showing an embodiment of a horizontal movement type electrophoretic display element using the electrophoretic particles of the present invention.
図4(a)の電気泳動表示素子において、第1基板4a上に第1電極4c及び第2電極4dが設けられ、電極間及び第2電極4d上には絶縁層4h、4iがそれぞれ形成されている。絶縁層4hは、着色されていても無色透明であってもよいが、絶縁層4iは無色透明である。第1基板4aと第2基板4bが、隔壁4gを介して所定の間隔で対向するように配置されている。第1基板4a、第2基板4b、及び隔壁4gからなるセル(空間)に、少なくとも電気泳動粒子4eと電気泳動分散媒4fからなる電気泳動分散液が封入されている。この電気泳動表示素子は、第2基板4bのある側が表示面である。
In the electrophoretic display element of FIG. 4A, a
図4(b)は、マイクロカプセルを用いた電気泳動表示素子を示す。前記電気泳動分散液を内包したマイクロカプセル4jが第1基板4a上に配置され、第2基板4bで覆われている。尚、マイクロカプセル4jを用いる場合、絶縁層4iはなくてもよい。
FIG. 4B shows an electrophoretic display element using microcapsules. A microcapsule 4j containing the electrophoretic dispersion is disposed on the
図4において、第2電極4dは個々のセル(又はマイクロカプセル)内の電気泳動分散液に対して、各々独立して所望の電界を印加できる画素電極であり、第1電極4cは全面同一電位で印加する共通電極である。尚、この画素電極にはスイッチ素子が設けられており、不図示のマトリクス駆動回路から行ごとに選択信号が印加され、更に各列に制御信号と駆動 トランジスタからの出力が印加されて、個々のセル(又はマイクロカプセル)内の電気泳動分散液に対して所望の電界を印加することができる。個々のセル(又はマイクロカプセル)内の電気泳動粒子4eは、第2電極4dにより印加される電界によって制御され、各画素は電気泳動粒子の色(例えば黒色)と絶縁層4hの色(例えば白色)を表示する。このような駆動を画素単位で行うことにより、多数の画素によって任意の画像や文字を表示することができる。
In FIG. 4, the second electrode 4 d is a pixel electrode that can independently apply a desired electric field to the electrophoretic dispersion liquid in each cell (or microcapsule), and the
(電気泳動表示素子の構成)
第1基板4aは、電気泳動表示素子を支持する任意の絶縁部材であり、ガラスやプラスチックなどを用いる事ができる。第2基板4bには、透明なガラス基板やプラスチック基板等の絶縁部材を使用することができる。
(Configuration of electrophoretic display element)
The
第1電極4cの材料には、Alなどの光反射性の金属電極を使用する。第1電極4c上に形成する絶縁層4hには、光を散乱させるための微粒子、例えば酸化アルミニウム、酸化チタン等を無色透明の絶縁性樹脂に混ぜ合わせたものを使用できる。無色透明の絶縁性樹脂には、前述した絶縁性樹脂を挙げることができる。あるいは、微粒子を用いずに金属電極表面の凹凸を利用して光を散乱させる方法を用いてもよい。
As a material of the
第2電極4dには表示素子の観察者側からみて暗黒色に見える導電性材料、例えば、炭化チタンや黒色化処理したCr、黒色層を表面に形成したAl、Ti等を使用できる。また、第2電極4dのパターン形成には、フォトリソグラフィー法を用いることができる。 For the second electrode 4d, a conductive material that appears dark black when viewed from the viewer side of the display element, for example, titanium carbide, blackened Cr, Al, Ti, or the like having a black layer formed on the surface can be used. Further, a photolithography method can be used for pattern formation of the second electrode 4d.
続いて第2電極4d上に絶縁層4iを形成する。絶縁層4iには、前記した無色透明な絶縁性樹脂を使用することができる。
Subsequently, an insulating
本実施態様の表示コントラストは、第2電極4dと画素の面積比に大きく依存する為、コントラストを高めるためには第2電極4dの露出面積を画素のそれに対して小さくする必要があり、通常は1:2〜1:5程度が好ましい。 Since the display contrast of this embodiment greatly depends on the area ratio between the second electrode 4d and the pixel, it is necessary to reduce the exposed area of the second electrode 4d with respect to that of the pixel in order to increase the contrast. It is preferably about 1: 2 to 1: 5.
隔壁4gは、前述と同様の隔壁形成方法と材料を用いることができる。前記電気泳動分散液をセル内に充填する方法は特に限定されないが、前述したインクジェット方式のノズルを使用することができる。 For the partition 4g, the same partition formation method and material as described above can be used. A method for filling the electrophoretic dispersion liquid in the cell is not particularly limited, but the above-described inkjet nozzle can be used.
(マイクロカプセル型電気泳動表示素子への適用)
前記電気泳動分散液を内包するマイクロカプセル4jは、前述したように、界面重合法、 in situ 重合法、コアセルベーション法等の既知の方法で得ることができ、マイクロカプセル3jの形成材料には、前記した同様のポリマー材料を使用することができる。
(Application to microcapsule type electrophoretic display elements)
As described above, the microcapsule 4j enclosing the electrophoretic dispersion can be obtained by a known method such as an interfacial polymerization method, an in situ polymerization method, a coacervation method, or the like. The same polymer materials as described above can be used.
また、マイクロカプセル4jを第1基板4a上に配置する方法は特に制限されないが、前述したインクジェット方式のノズルを使用することができる。
Further, the method for disposing the microcapsules 4j on the
尚、基板上に配置されたマイクロカプセル4jの位置ずれを防止する目的で、前述したようにマイクロカプセル4jの隙間に光透過性の樹脂バインダーを含浸させて基板上に固定しても良い。光透過性の樹脂バインダーとして、前述した樹脂を用いることができる。 For the purpose of preventing displacement of the microcapsules 4j arranged on the substrate, the gap between the microcapsules 4j may be impregnated with a light-transmitting resin binder and fixed on the substrate as described above. As the light transmissive resin binder, the above-described resins can be used.
第1基板4aと第2基板4bを封止する場合、マイクロカプセル4jの形状が、第1基板4aに対して水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い形状をとるように、押圧下で基板間を封止することが好ましい(図4(b)参照)。
When sealing the
(電気泳動分散媒)
電気泳動分散媒4fに関しては、前述した同様の液体を使用することができる。
(Electrophoretic dispersion medium)
For the electrophoretic dispersion medium 4f, the same liquid as described above can be used.
(電気泳動粒子)
電気泳動粒子4eには、前述と同様の方法によって得た黒色粒子を使用することができる。本実施態様における電気泳動粒子4eの濃度は、その粒径によって異なるが、電気泳動分散媒4fに対して0.5から10重量%が好ましく、更には1から5重量%が好ましい。電気泳動粒子4eの濃度が0.5重量%未満の場合、第1電極4c上を完全に隠蔽できなくなり、表示コントラストが淡くなるので好ましくない。また、電気泳動粒子4eの濃度が10重量%を越えると着色した第2電極4d上から溢れ出し、表示コントラストが悪くなるので好ましくない。
(Electrophoretic particles)
As the
(表示例)
本発明の電気泳動粒子を用いた水平移動型電気泳動表示素子の表示例を図5に示す。図5は、黒色の電気泳動粒子4e、無色透明な電気泳動分散媒4fからなる電気泳動分散液をセルに充填した場合の表示例である。電気泳動粒子4eは、負に帯電しているものとする。また、絶縁層4h上が白色であり、第2電極4d上が黒色であるものとする。
(Display example)
A display example of a horizontal movement type electrophoretic display element using the electrophoretic particles of the present invention is shown in FIG. FIG. 5 is a display example when the cell is filled with an electrophoretic dispersion liquid composed of black
第1電極4cを0Vとし、第2電極4dに正極性の電圧を印加すると、電気泳動粒子4eが第2電極4d上に集まり、セルを上から観察すると、白色に見える(図5(a))。
When the
一方、第1電極4cを0Vとし、第2電極4dに負極性の電圧を印加すると、電気泳動粒子4eが第1電極4c上に集まり、セルを上から観察すると、黒色に見える(図5(b))。
On the other hand, when the
印加電圧は、電気泳動粒子の帯電量、電極間距離などによって異なるが、通常は、数Vから数十V程度が必要であり、階調表示は印加電圧や時間によって制御することができる。このような駆動を画素単位で行うことにより、多数の画素によって任意の画像や文字を表示することができる。 The applied voltage varies depending on the amount of charge of the electrophoretic particles, the distance between the electrodes, and the like, but usually, several volts to several tens of volts are necessary, and gradation display can be controlled by the applied voltage and time. By performing such driving in units of pixels, an arbitrary image or character can be displayed by a large number of pixels.
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
(実施例1)
トルエン中で酸化チタン粒子(平均粒径200nm、粒子表面に水酸基を含有)とニトロキシド媒介重合開始基の前駆体1(n=10)を反応させて、酸化チタン粒子の表面にニトロキシド媒介重合開始基を導入する。
(Example 1)
Titanium oxide particles (average particle size 200 nm, containing hydroxyl groups on the particle surface) and nitroxide-mediated polymerization initiator precursor 1 (n = 10) are reacted in toluene to form nitroxide-mediated polymerization initiator groups on the surface of titanium oxide particles. Is introduced.
次に、ニトロキシド媒介重合開始基を導入した酸化チタン粒子をトルエンに分散させた後、アクリル酸ドデシルを添加して、反応系を窒素ガスで置換し、ニトロキシド媒介重合を90℃で所定時間行う。また、酸化チタン粒子にグラフト化される高分子鎖の分子量及び分子量分布の指標となるように、フリーな重合開始種として、ニトロキシド媒介重合開始基の前駆体1と同様のニトロキシドを反応系に予め加えておく。重合終了後、洗浄、精製、乾燥工程を経て、目的とする電気泳動粒子を得る。 Next, after dispersing titanium oxide particles into which nitroxide-mediated polymerization initiating groups are introduced in toluene, dodecyl acrylate is added, the reaction system is replaced with nitrogen gas, and nitroxide-mediated polymerization is performed at 90 ° C. for a predetermined time. In addition, as a free polymerization initiating species, a nitroxide similar to the precursor 1 of the nitroxide-mediated polymerization initiating group is previously introduced into the reaction system as an index of the molecular weight and molecular weight distribution of the polymer chain grafted onto the titanium oxide particles. Add it. After completion of the polymerization, the target electrophoretic particles are obtained through washing, purification, and drying steps.
電気泳動粒子はクロロホルム中で良好に分散することから、酸化チタン粒子の表面にポリアクリル酸ドデシルがグラフトされていることを確認できる。また、フリーな重合開始種として加えておいたニトロキシドから生成した高分子の分子量と分子量分布を測定したところ、数平均分子量が約5万で、分子量分布指数が1.20であることから、コア粒子にグラフト化された高分子鎖は鎖長の揃った高分子鎖であることを確認できる。 Since the electrophoretic particles are well dispersed in chloroform, it can be confirmed that polydecyl acrylate is grafted on the surface of the titanium oxide particles. In addition, when the molecular weight and molecular weight distribution of the polymer produced from the nitroxide added as a free polymerization starting species were measured, the number average molecular weight was about 50,000 and the molecular weight distribution index was 1.20. It can be confirmed that the polymer chains grafted to the particles are polymer chains having a uniform chain length.
電気泳動粒子(白色粒子)5重量%、オイルブルーN(アルドリッチ)0.1重量%、ロジン酸(酸性添加剤)2.5重量%、電気泳動分散媒としてアイソパーH92.4重量%を用い、電気泳動分散液とした。グラフト化されたポリアクリル酸ドデシルは、ロジン酸との酸−塩基相互作用によって電気泳動粒子にプラス帯電を付与する。また、グラフト化されたポリアクリル酸ドデシルは電気泳動分散媒中で広がりを持つことによって分散機能も発現する。 5% by weight of electrophoretic particles (white particles), 0.1% by weight of oil blue N (Aldrich), 2.5% by weight of rosin acid (acidic additive), and 92.4% by weight of ISOPAR H as an electrophoretic dispersion medium, An electrophoretic dispersion was obtained. The grafted polydecyl acrylate imparts a positive charge to the electrophoretic particles by acid-base interaction with rosin acid. Further, the grafted polydecyl acrylate exhibits a dispersion function by spreading in the electrophoretic dispersion medium.
前記した電気泳動分散液をインクジェット方式のノズルを用いてセルに注入し、電圧印加回路を接続して図1(a)に示した電気泳動表示素子を作製する。 The electrophoretic dispersion liquid described above is injected into the cell using an inkjet nozzle, and a voltage application circuit is connected to produce the electrophoretic display element shown in FIG.
駆動電圧±10Vでコントラスト表示を長時間行ったところ、電気泳動粒子は分散性、帯電性、及び鮮明度に優れ、鮮やかな青白表示を行うことができる。 When contrast display is performed for a long time at a driving voltage of ± 10 V, the electrophoretic particles are excellent in dispersibility, chargeability, and sharpness, and can display vivid blue and white.
(実施例2)
実施例1と同様にして得た電気泳動分散液を用いて、該分散液を内包するマイクロカプセル1iをin situ 重合法によって作製する。マイクロカプセルの膜材質は尿素−ホルムアルデヒド樹脂である。マイクロカプセル1iをインクジェット方式のノズルを用いて第1基板1a上に配置し、電圧印加回路を接続して図1(b)に示した電気泳動表示素子を作製する。
(Example 2)
Using the electrophoretic dispersion liquid obtained in the same manner as in Example 1, microcapsules 1i enclosing the dispersion liquid are prepared by an in situ polymerization method. The membrane material of the microcapsule is urea-formaldehyde resin. The microcapsule 1i is arranged on the first substrate 1a using an inkjet nozzle, and a voltage application circuit is connected to produce the electrophoretic display element shown in FIG.
駆動電圧±10Vでコントラスト表示を長時間行ったところ、電気泳動粒子は分散性、帯電性、及び鮮明度に優れ、鮮やかな青白表示を行うことができる。 When contrast display is performed for a long time at a driving voltage of ± 10 V, the electrophoretic particles are excellent in dispersibility, chargeability, and sharpness, and can display vivid blue and white.
(実施例3)
トルエン中でマグネタイト粒子(平均粒径100nm、粒子表面に水酸基を含有)とニトロキシド媒介重合開始基の前駆体1(n=10)を反応させて、マグネタイト粒子の表面にニトロキシド媒介重合開始基を導入する。
(Example 3)
A nitroxide-mediated polymerization initiating group is introduced onto the surface of magnetite particles by reacting magnetite particles (average particle size 100 nm, containing hydroxyl groups on the particle surface) with nitroxide-mediated polymerization initiating group precursor 1 (n = 10) in toluene. To do.
次に、ニトロキシド媒介重合開始基を導入したマグネタイト粒子をトルエンに分散させた後、アクリル酸オクタデシルを添加して、反応系を窒素ガスで置換し、ニトロキシド媒介重合を90℃で所定時間行う。また、マグネタイト粒子にグラフト化される高分子鎖の分子量及び分子量分布の指標となるように、フリーな重合開始種として、ニトロキシド媒介重合開始基の前駆体1と同様のニトロキシドを反応系に予め加えておく。重合終了後、洗浄、精製、乾燥工程を経て、目的とする電気泳動粒子4eを得る。
Next, after dispersing the magnetite particles introduced with the nitroxide-mediated polymerization initiating group in toluene, octadecyl acrylate is added, the reaction system is replaced with nitrogen gas, and nitroxide-mediated polymerization is performed at 90 ° C. for a predetermined time. Also, as a free polymerization initiating species, the same nitroxide as the precursor 1 of the nitroxide-mediated polymerization initiating group is added to the reaction system in advance so as to be an indicator of the molecular weight and molecular weight distribution of the polymer chain grafted onto the magnetite particles. Keep it. After completion of the polymerization, the
電気泳動粒子4eはクロロホルム中で良好に分散することから、マグネタイト粒子の表面にポリアクリル酸オクタデシルがグラフトされていることを確認できる。また、フリーな重合開始種として加えておいたニトロキシドから生成した高分子の分子量と分子量分布を測定したところ、数平均分子量が約8万で、分子量分布指数が1.26であることから、マグネタイト粒子にグラフト化された高分子鎖は鎖長の揃った高分子鎖であることを確認できる。
Since the
電気泳動粒子4e(黒色粒子)1重量%、ロジン酸(酸性添加剤)0.5重量%、電気泳動分散媒4fとしてアイソパーH98.5重量%を用い、電気泳動分散液とした。グラフト化されたポリメタクリル酸オクタデシルは、ロジン酸との酸−塩基相互作用によって電気泳動粒子4eにプラス帯電を付与する。また、グラフト化されたポリアクリル酸オクタデシルは電気泳動分散媒4f中で広がりを持つことによって分散機能も発現する。
前記した電気泳動分散液をインクジェット方式のノズルを用いてセルに注入し、電圧印加回路を接続して図4(a)に示した電気泳動表示素子を作製する。 The electrophoretic dispersion liquid described above is injected into the cell using an inkjet nozzle, and a voltage application circuit is connected to produce the electrophoretic display element shown in FIG.
駆動電圧±10Vでコントラスト表示を長時間行ったところ、電気泳動粒子4eは分散性、帯電性、及び鮮明度に優れ、鮮やかな白黒表示を行うことができる。
When contrast display is performed for a long time at a drive voltage of ± 10 V, the
(実施例4)
実施例3と同様にして得た電気泳動分散液を用いて、該分散液を内包するマイクロカプセル4jを界面重合法によって作製する。マイクロカプセルの膜材質はポリアミド樹脂である。マイクロカプセル4jをインクジェット方式のノズルを用いて第1基板4a上に配置し、電圧印加回路を接続して図4(b)に示した電気泳動表示素子を作製する。
Example 4
Using an electrophoretic dispersion obtained in the same manner as in Example 3, microcapsules 4j enclosing the dispersion are produced by an interfacial polymerization method. The membrane material of the microcapsule is a polyamide resin. The microcapsule 4j is arranged on the
駆動電圧±10Vでコントラスト表示を長時間行ったところ、電気泳動粒子4eは分散性と帯電性に優れ、鮮やかな白黒表示を行うことができる。
When contrast display is performed for a long time at a drive voltage of ± 10 V, the
(実施例5)
トルエン中でマグネタイト粒子(平均粒径100nm、粒子表面に水酸基を含有)とニトロキシド媒介重合開始基の前駆体5(n=10)を反応させて、マグネタイト粒子の表面にニトロキシド媒介重合開始基を導入する。
(Example 5)
A nitroxide-mediated polymerization initiating group is introduced onto the surface of magnetite particles by reacting magnetite particles (average particle size 100 nm, containing hydroxyl groups on the particle surface) with nitroxide-mediated polymerization initiating group precursor 5 (n = 10) in toluene. To do.
次に、ニトロキシド媒介重合開始基を導入したマグネタイト粒子をジメチルホルムアミドに分散させた後アクリル酸を添加して、反応系を窒素ガスで置換し、ニトロキシド媒介重合を100℃で所定時間行う。アクリル酸が消費された後、イソプレンを反応系に添加してブロック共重合体のグラフト高分子鎖を形成する。アクリル酸とイソプレンのモル比が1:9になるように添加する。また、マグネタイト粒子にグラフト化される高分子鎖の分子量及び分子量分布の指標となるように、フリーな重合開始種として、ニトロキシド媒介重合開始基の前駆体5と同様のニトロキシドを反応系に予め加えておく。重合終了後、洗浄、精製、乾燥工程を経て、目的とする電気泳動粒子4eを得る。
Next, after dispersing the magnetite particles into which nitroxide-mediated polymerization initiating groups are introduced in dimethylformamide, acrylic acid is added, the reaction system is replaced with nitrogen gas, and nitroxide-mediated polymerization is performed at 100 ° C. for a predetermined time. After the acrylic acid is consumed, isoprene is added to the reaction system to form a graft polymer chain of the block copolymer. Add so that the molar ratio of acrylic acid to isoprene is 1: 9. Further, as a free polymerization initiating species, the same nitroxide as the precursor 5 of the nitroxide-mediated polymerization initiating group is added to the reaction system in advance so as to be an indicator of the molecular weight and molecular weight distribution of the polymer chain grafted onto the magnetite particles. Keep it. After completion of the polymerization, the
電気泳動粒子4eはクロロホルム中で良好に分散することから、マグネタイト粒子の表面にポリメタクリル酸とポリイソプレンのブロック共重合体がグラフトされていることを確認できる。また、フリーな重合開始種として加えておいたニトロキシドから生成した高分子の分子量と分子量分布を測定したところ、数平均分子量が約7万で、分子量分布指数が1.28であることから、マグネタイト粒子にグラフト化された高分子鎖は鎖長の揃ったブロック共重合体であることを確認できる。
Since the
電気泳動粒子4e(黒色粒子)1重量%、ポリイソブチレンコハク酸イミド(塩基性添加剤)0.5重量%、電気泳動分散媒4fとしてアイソパーH98.5重量%を用い、電気泳動分散液とした。グラフト化されたブロック共重合体のポリアクリル酸部位は、ポリイソブチレンコハク酸イミドとの酸−塩基相互作用によって、電気泳動粒子4eにマイナス帯電を付与する。また、グラフト化されたブロック共重合体のポリイソプレン部位は電気泳動分散媒4f中で広がりを持つことによって分散機能を発現する。
1% by weight of
前記した電気泳動分散液をインクジェット方式のノズルを用いてセルに注入し、電圧印加回路を接続して図4(a)に示した電気泳動表示素子を作製する。 The electrophoretic dispersion liquid described above is injected into the cell using an inkjet nozzle, and a voltage application circuit is connected to produce the electrophoretic display element shown in FIG.
駆動電圧±10Vでコントラスト表示を長時間行ったところ、電気泳動粒子4eは分散性、帯電性、及び鮮明度に優れ、鮮やかな白黒表示を行うことができる。
When contrast display is performed for a long time at a drive voltage of ± 10 V, the
(実施例6)
実施例5と同様にして得た電気泳動分散液を用いて、該分散液を内包するマイクロカプセル4jを界面重合法によって作製する。マイクロカプセルの膜材質はポリアミド樹脂である。マイクロカプセル4jをインクジェット方式のノズルを用いて第1基板4a上に配置し、電圧印加回路を接続して図4(b)に示した電気泳動表示素子を作製する。
(Example 6)
Using an electrophoretic dispersion obtained in the same manner as in Example 5, microcapsules 4j enclosing the dispersion are produced by an interfacial polymerization method. The membrane material of the microcapsule is a polyamide resin. The microcapsule 4j is arranged on the
駆動電圧±10Vでコントラスト表示を長時間行ったところ、電気泳動粒子4eは分散性、帯電性、及び鮮明度に優れ、鮮やかな白黒表示を行うことができる。
When contrast display is performed for a long time at a drive voltage of ± 10 V, the
(実施例7)
実施例5と同様にして、マグネタイト粒子の表面にニトロキシド媒介重合開始基を導入する。
(Example 7)
In the same manner as in Example 5, a nitroxide-mediated polymerization initiating group is introduced on the surface of the magnetite particles.
次に、ニトロキシド媒介重合開始基を導入したマグネタイト粒子をジメチルホルムアミドに分散させた後、アクリル酸アミノエチルを添加して、反応系を窒素ガスで置換し、ニトロキシド媒介重合を100℃で所定時間行う。アクリル酸アミノエチルが消費された後、イソプレンを反応系に添加してブロック共重合体のグラフト高分子鎖を形成する。アクリル酸アミノエチルとイソプレンのモル比が1:9になるように添加する。また、マグネタイト粒子にグラフト化される高分子鎖の分子量及び分子量分布の指標となるように、フリーな重合開始種として、ニトロキシド媒介重合開始基の前駆体5と同様のニトロキシドを反応系に予め加えておく。重合終了後、洗浄、精製、乾燥工程を経て、目的とする電気泳動粒子4eを得る。
Next, after dispersing the magnetite particles into which nitroxide-mediated polymerization initiating groups are introduced in dimethylformamide, aminoethyl acrylate is added, the reaction system is replaced with nitrogen gas, and nitroxide-mediated polymerization is performed at 100 ° C. for a predetermined time. . After the aminoethyl acrylate is consumed, isoprene is added to the reaction system to form a graft polymer chain of the block copolymer. Add so that the molar ratio of aminoethyl acrylate to isoprene is 1: 9. Further, as a free polymerization initiating species, the same nitroxide as the precursor 5 of the nitroxide-mediated polymerization initiating group is added to the reaction system in advance so as to be an indicator of the molecular weight and molecular weight distribution of the polymer chain grafted onto the magnetite particles. Keep it. After completion of the polymerization, the
電気泳動粒子4eはクロロホルム中で良好に分散することから、マグネタイト粒子の表面にポリアクリル酸アミノエチルとポリイソプレンのブロック共重合体がグラフトされていることを確認できる。また、フリーな重合開始種として加えておいたニトロキシドから生成した高分子の分子量と分子量分布を測定したところ、数平均分子量が約6万で、分子量分布指数が1.29であることから、マグネタイト粒子にグラフト化された高分子鎖は鎖長の揃ったブロック共重合体であることを確認できる。
Since the
電気泳動粒子4e(黒色粒子)1重量%、ロジン酸(酸性添加剤)0.5重量%、電気泳動分散媒4fとしてアイソパーH98.5重量%を用い、電気泳動分散液とした。グラフト化されたブロック共重合体のポリアクリル酸アミノエチル部位は、ロジン酸との酸−塩基相互作用によって、電気泳動粒子4eにプラス帯電を付与する。また、グラフト化されたブロック共重合体のポリイソプレン部位は電気泳動分散媒4f中で広がりを持つことによって分散機能を発現する。
前記した電気泳動分散液をインクジェット方式のノズルを用いてセルに注入し、電圧印加回路を接続して図4(a)に示した電気泳動表示素子を作製する。 The electrophoretic dispersion liquid described above is injected into the cell using an inkjet nozzle, and a voltage application circuit is connected to produce the electrophoretic display element shown in FIG.
駆動電圧±10Vでコントラスト表示を長時間行ったところ、電気泳動粒子4eは分散性、帯電性、及び鮮明度に優れ、鮮やかな白黒表示を行うことができる。
When contrast display is performed for a long time at a drive voltage of ± 10 V, the
(実施例8)
実施例7と同様にして得た電気泳動分散液を用いて、該分散液を内包するマイクロカプセル4jをin situ重合法によって作製する。マイクロカプセルの膜材質はメラミン−ホルムアルデヒド樹脂である。マイクロカプセル4jをインクジェット方式のノズルを用いて第1基板4a上に配置し、電圧印加回路を接続して図4(b)に示した電気泳動表示素子を作製する。
(Example 8)
Using the electrophoretic dispersion obtained in the same manner as in Example 7, microcapsules 4j enclosing the dispersion are produced by an in situ polymerization method. The membrane material of the microcapsule is melamine-formaldehyde resin. The microcapsule 4j is arranged on the
駆動電圧±10Vでコントラスト表示を長時間行ったところ、電気泳動粒子4eは分散性、帯電性、及び鮮明度に優れ、鮮やかな白黒表示を行うことができる。
When contrast display is performed for a long time at a drive voltage of ± 10 V, the
(実施例9)
実施例1と同様にして得た電気泳動粒子(白色粒子)5重量%、ロジン酸(酸性添加剤)2.5重量%、実施例5と同様にして得た電気泳動粒子(黒色粒子)3重量%、ポリイソブチレンコハク酸イミド(塩基性添加剤)1.5重量%、電気泳動分散媒としてアイソパーH88重量%を用い、電気泳動分散液とした。電気泳動分散媒において、白色の電気泳動粒子はプラス帯電を示し、一方、黒色の電気泳動粒子はマイナス帯電を示す。
Example 9
5% by weight of electrophoretic particles (white particles) obtained in the same manner as in Example 1, 2.5% by weight of rosin acid (acidic additive), and 3 electrophoretic particles (black particles) obtained in the same manner as in Example 5. % By weight, 1.5% by weight of polyisobutylene succinimide (basic additive), 88% by weight of Isopar H as an electrophoretic dispersion medium were used as an electrophoretic dispersion. In the electrophoretic dispersion medium, white electrophoretic particles are positively charged, while black electrophoretic particles are negatively charged.
前記した電気泳動分散液をインクジェット方式のノズルを用いてセルに注入し、電圧印加回路を接続して図1(a)に示した電気泳動表示素子を作製する。 The electrophoretic dispersion liquid described above is injected into the cell using an inkjet nozzle, and a voltage application circuit is connected to produce the electrophoretic display element shown in FIG.
駆動電圧±10Vでコントラスト表示(図3)を長時間行ったところ、電気泳動粒子は分散性、帯電性、及び鮮明度に優れ、鮮やかな白黒表示を行うことができる。 When contrast display (FIG. 3) is performed for a long time at a drive voltage of ± 10 V, the electrophoretic particles are excellent in dispersibility, chargeability, and sharpness, and can perform vivid black and white display.
(実施例10)
実施例9と同様にして得た電気泳動分散液を用いて、該分散液を内包するマイクロカプセル1iをin situ重合法によって作製する。マイクロカプセルの膜材質はメラミン−ホルムアルデヒド樹脂である。マイクロカプセル1iをインクジェット方式のノズルを用いて第1基板1a上に配置し、電圧印加回路を接続して図1(b)に示した電気泳動表示素子を作製する。
(Example 10)
Using the electrophoretic dispersion liquid obtained in the same manner as in Example 9, microcapsules 1i enclosing the dispersion liquid are prepared by an in situ polymerization method. The membrane material of the microcapsule is melamine-formaldehyde resin. The microcapsule 1i is arranged on the first substrate 1a using an inkjet nozzle, and a voltage application circuit is connected to produce the electrophoretic display element shown in FIG.
駆動電圧±10Vでコントラスト表示(図3)を長時間行ったところ、電気泳動粒子は分散性、帯電性、及び鮮明度に優れ、鮮やかな白黒表示を行うことができる。 When contrast display (FIG. 3) is performed for a long time at a drive voltage of ± 10 V, the electrophoretic particles are excellent in dispersibility, chargeability, and sharpness, and can perform vivid black and white display.
1a 第1基板
1b 第2基板
1c 第1電極
1d 第2電極
1e 電気泳動粒子
1f 電気泳動分散媒
1g 隔壁
1h 絶縁層
1i マイクロカプセル
4a 第1基板
4b 第2基板
4c 第1電極
4d 第2電極
4e 電気泳動粒子
4f 電気泳動分散媒
4g 隔壁
4h 絶縁層
4i 絶縁層
4j マイクロカプセル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a 1st board | substrate 1b 2nd board | substrate 1c 1st electrode 1d 2nd electrode 1e Electrophoretic particle 1f
Claims (11)
The method for producing electrophoretic particles according to claim 9, wherein the functional group that reacts with the precursor of the nitroxide-mediated polymerization initiating group is a hydroxyl group.
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