本発明は、電気泳動粒子、電気泳動粒子分散液、画像表示媒体及び画像表示装置に関する。
従来、文字や静止画、動画等のいわゆる画像の表示用端末としては、CRTや液晶ディスプレイが用いられている。これらは、デジタルデータを瞬時に表示し、書き換えることができるが、携帯することが困難である。また、長時間の作業で眼が疲労すること、電源をオフにして表示できないこと等の問題がある。
一方、文字や静止画を、配布したり、保存したりするときは、プリンターを用いて、紙媒体に記録される。この紙媒体は、いわゆるハードコピーとして、広く使用されているものである。ハードコピーは、CRTや液晶ディスプレイより文字や静止画を見やすいため、眼が疲労しにくい。また、ハードコピーは、自由な姿勢で読むことができる。さらに、ハードコピーは、軽量であるため、携帯することができる。一方、ハードコピーは、使用された後にリサイクルされるが、多くの労力と費用をリサイクルに要するという問題がある。
このようなディスプレイとハードコピーの両方の長所を併せ持つ画像表示媒体としては、高分子分散型液晶、双安定性コレステリック液晶、エレクトロクロミック素子、電気泳動素子等を用いた画像表示媒体が知られている。これらの画像表示媒体は、反射表示型で明るい表示ができ、メモリ性があることから注目されている。中でも、電気泳動素子を用いた画像表示媒体は、表示品質、表示動作時の消費電力の点で優れ、例えば、特許文献1、2に開示されている。このような画像表示媒体は、一組の透明電極A及びBの間に、着色した分散媒中に、分散媒の色とは異なる色を有する複数の電気泳動粒子を分散させた分散液が封入されている。このとき、電気泳動粒子は、分散媒中で帯電しているため、透明電極A及びBの間に電界を印加することにより、電気泳動粒子を移動させることができる。例えば、透明電極Aに負電圧を印加すると、正帯電の電気泳動粒子が透明電極Aの側に移動するため、透明電極Aの側で電気泳動粒子の色が観測される。逆に、透明電極Aに正電圧を印加すると、正帯電の電気泳動粒子が透明電極Bの側に移動するため、透明電極Aの側で分散媒の色が観測される。このように、透明電極に印加する電圧を変化させることにより、各種の表示を行うことができる。
一般に、電気泳動粒子は、表面の官能基により帯電している。すなわち、表面のイオン性官能基をイオン化することにより、電気泳動粒子は、帯電している。正帯電が可能な官能基としては、アミノ基等が知られており、負帯電が可能な官能基としては、カルボキシル基、スルホニル基、ホスホニル基等が知られている。
また、正帯電の電気泳動粒子を作製する際に、アミノ基を有するモノマーを重合することにより得られるポリマーを使用できることが知られている(特許文献3、4参照)。このとき、アミノ基を有するモノマーの塩基性が強いと、電気泳動粒子は、帯電量が大きくなり、電気泳動速度や低電界における応答性が向上する。その結果、表示切り替え速度を向上させることができ、駆動電圧を低減させることができる。しかしながら、このようなモノマーを用いると、塩基性が強いため、非極性溶媒中における分散安定性が低下し、凝集したり、沈降したりしやすくなるという問題がある。
特開平5−173194号公報
特許第2612472号公報
特開2004−219828号公報
特開2004−240409号公報
本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、低電界における応答性と非極性溶媒中における分散安定性に優れる電気泳動粒子及び該電気泳動粒子を有する電気泳動粒子分散液、該電気泳動粒子分散液を有する画像表示媒体及び該画像表示媒体を有する画像表示装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、電気泳動粒子において、少なくとも一般式
(式中、R
1は、水素原子又はメチル基であり、R
2及びR
3は、それぞれ独立に、炭素数が1以上4以下のアルキル基であり、xは、2以上4以下の整数である。)
で表される第一のモノマーと、一般式
(式中、R
4は、水素原子又はメチル基であり、R
5は、水素原子又は炭素数が1以上4以下のアルキル基であり、nは、自然数であり、yは、1以上3以下の整数である。)
で表される第二のモノマーを共重合することにより得られるポリマーを、白色粒子又は着色粒子の表面に有することを特徴とする
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電気泳動粒子において、前記第二のモノマーは、数平均分子量が500以上50000以下であることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の電気泳動粒子において、前記白色粒子又は着色粒子の表面に前記ポリマーがグラフト化されていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電気泳動粒子において、前記白色粒子又は着色粒子の表面が前記ポリマーで覆われていることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、電気泳動粒子分散液において、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電気泳動粒子が非極性溶媒中に分散されていることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の電気泳動粒子分散液において、前記ポリマーは、前記非極性溶媒に不溶であることを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項5又は6に記載の電気泳動粒子分散液において、前記非極性溶媒に可溶な酸及び/又は該酸の共役塩基をさらに含有することを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項5乃至7のいずれか一項に記載の電気泳動粒子分散液を二つの導電層の間に有する画像表示媒体であって、該二つの導電層の少なくとも一方は、光透過性を有することを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、画像表示装置において、請求項8に記載の画像表示媒体と、該画像表示媒体に電力を供給する手段を有することを特徴とする。
本発明によれば、低電界における応答性と非極性溶媒中における分散安定性に優れる電気泳動粒子及び該電気泳動粒子を有する電気泳動粒子分散液、該電気泳動粒子分散液を有する画像表示媒体及び該画像表示媒体を有する画像表示装置を提供することができる。
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に説明する。
本発明の電気泳動粒子は、一般式
(式中、R
1は、水素原子又はメチル基であり、R
2及びR
3は、それぞれ独立に、炭素数が1〜4のアルキル基であり、xは、2〜4の整数である。)
で表されるモノマーAと、一般式
(式中、R
4は、水素原子又はメチル基であり、R
5は、水素原子又は炭素数が1〜4のアルキル基であり、nは、自然数であり、yは、1〜3の整数である。)
で表されるモノマーB、必要に応じて、さらにモノマーCを共重合することにより得られるポリマーAを、白色粒子又は着色粒子の表面に有する。これにより、低電界における応答性と非極性溶媒中における分散安定性に優れた電気泳動粒子が得られる。
モノマーA(アミノアルキル(メタ)アクリルアミド)は、酸解離定数pKaが大きい塩基性化合物である。一例として、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドは、pKaが10.35である。このため、モノマーAは、1価のカチオン、すなわち、アンモニウム塩として存在する割合が大きい。したがって、本発明の電気泳動粒子分散液で用いられる非極性溶媒中においても、ポリマーAに組み込まれたモノマーAは、アンモニウム塩として存在する割合が大きい。その結果、モノマーAが組み込まれたポリマーAを表面に有する電気泳動粒子は、正に帯電し、低電界における応答性に優れる。
モノマーAとしては、例えば、N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、N,N−ジエチルアミノエチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジエチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジプロピルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノブチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリルアミド、N,N−ジエチルアミノエチルメタクリルアミド、N,N−ジイソプロピルアミノエチルメタクリルアミド、N,N−ジ−n−ブチルアミノエチルメタクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、N−イソプロピルアミノプロピルメタクリルアミド、N−tert−ブチルアミノプロピルメタクリルアミド、N−メチルアミノプロピルメタクリルアミド等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
また、モノマーB(片末端に(メタ)アクリロイルオキシ基を有するシリコーンマクロマー)のポリシロキサン部位は、本発明の電気泳動粒子分散液で用いられる非極性溶媒、特に、脂肪族系炭化水素、シリコーンオイルに対して優れた親和性を有する。ポリマーに組み込まれたモノマーBは、主鎖に対して多くの側鎖が結合した櫛型構造を形成する。モノマーBが組み込まれたポリマーAを表面に有する電気泳動粒子は、櫛型構造が非極性溶媒に相溶して、立体障害(粒子間引力に対する障害)となることにより、非極性溶媒中における分散安定性に優れる。
モノマーBは、分子量が単一の化合物であってもよいが、通常は、分子量分布を有する混合物として製造される。モノマーBの分子量は、特に限定されないが、数平均分子量が500〜50000であることが好ましい。数平均分子量が500未満であると、立体障害による分散安定性が得られないことがあり、50000を超えると、高分子鎖の絡み合い等により電気泳動粒子同士が凝集することがある。なお、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される。市販品としては、y=3で、数平均分子量が1000、5000、10000のものを用いることができる。
モノマーCとしては、例えば、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ビニルラウレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、スチレン、ビニルトルエン、ビニルアセテート、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールトリ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールヘキサントリ(メタ)アクリレート、ぺンタエリスリットテトラ(メタ)アクリレート、1,3−ジブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート等のビニル基を有するモノマーが挙げられ、二種以上併用してもよい。
白色粒子としては、特に限定されないが、二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン等の金属酸化物等を用いることができる。着色粒子としては、特に限定されないが、カーボンブラック、アニリンブラック、ファーネスブラック、ランプブラック等の黒色粒子、フタロシアニンブルー、メチレンブルー、ビクトリアブルー、メチルバイオレット、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー等のシアン粒子、ローダミン6Gレーキ、ジメチルキナクリドン、ウォッチングレッド、ローズベンガル、ローダミンB、アリザリンレーキ等のマゼンタ粒子、クロムイエロー、ベンジジンイエロー、ハンザイエロー、ナフトールイエロー、モリブデンオレンジ、キノリンイエロー、タートラジン等のイエロー粒子等を用いることができる。
本発明の電気泳動粒子は、白色粒子又は着色粒子の表面にポリマーAがグラフト化されていることが好ましい。これにより、非極性溶媒中における電気泳動粒子からのポリマーAの剥離を抑制することができる。白色粒子又は着色粒子の表面にポリマーAをグラフト化する際には、白色粒子又は着色粒子の表面に重合性官能基を形成すればよく、公知の方法を適用することができる。さらに、重合性官能基が形成された粒子と、モノマーAと、モノマーB、必要に応じて、さらにモノマーCを共重合することにより、ポリマーAが粒子の表面にグラフト化されている電気泳動粒子が得られる。
金属酸化物の表面にポリマーAをグラフト化する場合は、重合性官能基を有するカップリング剤で金属酸化物を表面処理することが好ましい。例えば、3−(トリメトキシシリル)プロピルメタクリレート等のビニル基を有するシランカップリング剤を金属酸化物と反応させることにより、金属酸化物の表面にビニル基を形成することができる。
また、カーボンブラックの表面にポリマーAをグラフト化する場合は、例えば、ビニルアニリンをカーボンブラックと反応させることにより、カーボンブラックの表面にビニル基を形成することができる。
本発明の電気泳動粒子は、白色粒子又は着色粒子の表面がポリマーAで覆われていることが好ましい。これにより、低電界における応答性と非極性溶媒中における分散安定性をさらに向上させることができる。白色粒子又は着色粒子の表面をポリマーAで覆う際には、公知の方法を適用することができる。例えば、ポリマーAを良溶媒に溶解させた溶液中に、白色粒子又は着色粒子を分散させた後、ポリマーAの貧溶媒を添加することにより、ポリマーAを粒子の表面に吸着させる所謂コアセルベーションを適用することができる。また、白色粒子又は着色粒子を非極性溶媒中に分散させた後、モノマーAと、モノマーB、必要に応じて、さらにモノマーCを添加し、重合させることにより、粒子の表面にポリマーAを形成してもよい(特開2005−265938号公報参照)。
本発明の電気泳動粒子は、粒径が1μm以下であることが好ましい。粒径が1μmを超えると、非極性溶媒中における分散安定性が低下して沈降しやすくなって、本発明の表示媒体における表示メモリ性に悪影響を及ぼすことがある。なお、本発明の電気泳動粒子の粒径は、光の波長より大きく、視認できる大きさであれば、下限は、特に限定されない。
本発明の電気泳動粒子分散液は、本発明の電気泳動粒子が非極性溶媒中に分散されている。これにより、低電界における応答性と非極性溶媒中における分散安定性に優れた電気泳動粒子分散液が得られる。
一般に、電気泳動粒子分散液に用いる分散媒としては、電気絶縁性が高い非極性溶媒が好ましい。非極性溶媒としては、特に限定されないが、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン等のパラフィン系炭化水素、イソヘキサン、イソオクタン、イソドデカン等のイソパラフィン系炭化水素、流動パラフィン等のアルキルナフテン系炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、アルキルベンゼン、ソルベントナフサ等の芳香族炭化水素、ジメチルシリコーンオイル、フェニルメチルシリコーンオイル、ジアルキルシリコーンオイル、アルキルフェニルシリコーンオイル、環状ポリジアルキルシロキサン、環状ポリアルキルフェニルシロキサン等のシリコーンオイル等が挙げられる。
このとき、ポリマーAが非極性溶媒に不溶であることが好ましい。これにより、非極性溶媒中における電気泳動粒子からのポリマーAの剥離を抑制することができる。
本発明の電気泳動粒子分散液は、非極性溶媒に可溶な酸及び/又はその共役塩基をさらに含有することが好ましい。これにより、電気泳動粒子をさらに正に帯電させることができる。具体的には、非極性溶媒に可溶な酸が電気泳動粒子の表面のアミノ基との相互作用により電気泳動粒子に吸着した後、中和して、4級アンモニウム塩が生成する。
非極性溶媒に可溶な酸としては、特に限定されないが、酸性基を有するモノマーDと、酸性基を有さないモノマーEを共重合することにより得られるポリマーが好ましい。モノマーDとしては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、フマル酸、桂皮酸、クロトン酸、ビニル安息香酸、2−メタクリロキシエチルコハク酸、2−メタクリロキシエチルマレイン酸、2−メタクリロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−メタクリロキシエチルトリメリット酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−スルホエチルメタクリレート、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−クロロアミドホスホキシプロピルメタクリレート、2−メタクリロキシエチルアシッドホスフェート、ヒドロキシスチレン等が挙げられる。モノマーEは、そのホモポリマーが非極性溶媒に可溶であれば、特に限定されない。モノマーEは、非極性溶媒によって異なることもあるが、例えば、そのホモポリマーが脂肪族系炭化水素、芳香族系炭化水素、シリコーンオイル等の非極性溶媒に可溶であるモノマーBを用いることができる。
また、非極性溶媒に可溶な酸としては、長鎖アルキル基を有する酸を用いてもよい。
なお、電気泳動粒子の分散性を制御するために、電気泳動粒子分散液は、必要に応じて、分散剤等を含有してもよい。
本発明の電気泳動粒子分散液は、所望の濃度の色が得られるように、電気泳動粒子の含有量を適宜調整することができるが、通常、1〜50重量%程度である。
本発明の電気泳動粒子分散液は、非極性溶媒中に、電気泳動粒子、必要に応じて、さらに非極性溶媒に可溶な酸、分散剤等を添加して、混合分散させることにより得られる。混合分散させる手段としては、ホモジナイザー、ボールミル、サンドミル、アトライター等の公知の手段を用いることができる。
図1に、本発明の画像表示媒体の一例を示す。画像表示媒体10は、上部電極(導電層)11及び下部電極(導電層)12の間に、本発明の電気泳動粒子分散液を含有するマイクロカプセル13及び接着支持層14が有し、接着支持層14は、マイクロカプセル13を上部電極11及び下部電極12の間に保持する。なお、上部電極11及び下部電極12の少なくとも一方は、光透過性を有し、マイクロカプセル13内では、白色の電気泳動粒子13aが黒色、青色等に着色した非極性溶媒13b中に分散されている。
電極11及び12としては、Al、Ag、Ni、Cu等の金属や、ITO、SnO2、ZnO:Al等の透明導電体がスパッタリング法、真空蒸着法、CVD法、塗布法等で薄膜状に形成されたもの、ポリメチルベンジルトリメチルクロライド、ポリアリルポリメチルアンモニウムクロライド等のカチオン性高分子電解質、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩等のアニオン性高分子電解質や、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム微粉末等の導電剤を溶媒、樹脂等と混合した塗布液を塗布することにより形成されたもの等が用いられる。上部電極11及び下部電極12は、自己支持機能を有する程度に厚くてもよいし、自己支持機能を有する基体(不図示)上に設けられていてもよい。また、上部電極11及び下部電極12は、異方導電性を示す層であってもよいし、厚さ方向に導電性部分が貫通したパターン状ないしマルチドット状のセグメントを有する層であってもよい。このとき、上部電極11及び下部電極12の一部に電源電極を接続すれば、上部電極11及び下部電極12の間に電界を印加することができるので、電気泳動粒子13aを移動させることができる。
マイクロカプセル13内の電気泳動粒子分散液中の固形分は、所望の濃度の色が得られるように適宜調整することができるが、通常、0.1〜25重量%程度である。電気泳動粒子分散液は、着色した非極性溶媒13b中に電気泳動粒子13aを加え、混合分散させることにより得られる。マイクロカプセル13は、得られた電気泳動粒子分散液を用いて、コアセルベーション法、相分離法等の公知の方法を用いて調製することができる。
本発明においては、マイクロカプセル13の代わりに、フォトリソグラフィー等により隔壁を設けた微細なセル内に、本発明の電気泳動粒子分散液を封入したものを用いてもよい。このように、2つの電極間を微細なセルで区切ることにより、重力による電気泳動粒子の偏りや電気泳動粒子同士の凝集を抑制することができる。
非極性溶媒13bは、電気泳動粒子13aの分散媒であり、電気泳動粒子13aとは異なる色に着色されている。非極性溶媒13bを着色するために用いられる染料としては、非極性溶媒13bに可溶な染料を用いることができ、Colour Indexにおいて、Solvent dyeに分類される染料が好ましい。このような染料としては、特に限定されないが、アゾ系、アントラキノン系、フタロシアニン系、トリアリルメタン系の各色の染料、具体的には、スピリットブラック(SB、SSBB、AB)、ニグロシンベース(SA、SAP、SAPL、EE、EEL、EX、EXBP、EB)、オイルイエロー(105、107、129、3G、GGS)、オイルオレンジ(201、PS、PR)、ファーストオレンジ、オイルレッド(5B、RR、OG)、オイルスカーレット、オイルピンク312、オイルバイオレット#730、マクロレックスブルーRR、スミプラストグリーンG、オイルブラウン(GR、416)、スーダンブラックX60、オイルグリーン(502、BG)、オイルブルー(613、2N、BOS)、オイルブラック(HBB、860、BS)、バリファーストイエロー(1101、1105、3108、4120)、バリファーストオレンジ(3209、3210)、バリファーストレッド(1306、1355、2303、3304、3306、3320)、バリファーストピンク2310N、バリファーストブラウン(2402、3405)、バリファーストブルー(3405、1501、1603、1605、1607、2606、2610)、バリファーストバイオレット(1701、1702)、バリファーストブラック(1802、1807、3804、3810、3820、3830)等の油性染料が挙げられる。
接着支持層14は、上部電極11及び下部電極12に接着する材料であれば、特に限定されないが、透明であり、電気的絶縁性に優れることが好ましく、無溶剤型の硬化材料が特に好ましい。このような材料としては、光硬化型のエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。
画像表示媒体10は、マイクロカプセル13と、接着支持層14となる接着剤を混合した混合物を上部電極11又は下部電極12に塗布し、上部電極11及び下部電極12を張り合わせることにより得られる。塗布方法としては、特に限定されないが、ブレード、ワイヤーバー、ディッピング、スピンコート等の公知の方法を用いることができる。
図2に、本発明の画像表示媒体の他の例を示す。画像表示媒体20は、マイクロカプセル13の代わりにマイクロカプセル23を用いた以外は、画像表示媒体10と同一である。マイクロカプセル23内では、電気泳動粒子23a及び23bが非極性溶媒23c中に分散されている。電気泳動粒子23a及び23bは、色及び帯電極性がそれぞれ異なる。非極性溶媒23cは、電気泳動粒子23a及び23bの色の違いに基づく画像のコントラストに悪影響を与えないため、無色透明であることが好ましい。このとき、電極11及び12の一部に電源電極を接続すれば、上部電極11及び下部電極12の間に電界を印加することができるので、電気泳動粒子23a及び23bをそれぞれ逆方向に移動させることができる。
図3に、本発明の画像表示装置の一例を示す。画像表示装置30は、画像表示媒体10、画像表示媒体10に画像情報を入力する情報入力手段31、筺体32、駆動回路(不図示)、演算回路(不図示)、内部メモリ(不図示)、画像表示媒体10及び情報入力手段31に電力を供給する電力供給手段(不図示)等を備えている。画像表示媒体10の上部電極11及び下部電極12は、ドットマトリックスを形成し、指定のドットをON表示することにより、全体として画像を表示する。電力供給手段としては、電池等の内部電力を備えていてもよいし、外部の電源から受電するコンセント等の受電装置を備えていてもよい。
なお、画像表示装置30において、画像表示媒体10の代わりに、画像表示媒体20を用いてもよい。
本発明の画像表示装置としては、本発明の画像表示媒体と、画像表示媒体に電力を供給する手段を有するものであれば、特に限定されないが、PDA、電子書籍端末等の携帯端末等が挙げられる。
実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は、実施例に限定されるものではない。なお、実施例及び比較例の説明において、特に断らない場合は、部、%等は、重量基準である。
(実施例1)
撹拌機を備えた反応容器に、エタノール93部及び水7部を混合した溶媒を入れ、氷酢酸でpH4.5に調整した。次に、3−(トリメトキシシリル)プロピルメタクリレート16部を加えて溶解させた後、酸化チタン100部を加えて10分間攪拌した。さらに、エタノール180部を加えて攪拌し、遠心分離で回収した固形分を一昼夜放置した後、70℃で4時間真空乾燥して、表面処理酸化チタンを得た。
撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応容器内で、トルエン130部に、メタクリロキシプロピル変性シリコーンのサイラプレーンFM−0711(モノマーBにおいて、y=3、数平均分子量約1000)(チッソ社製)99部及びN,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド1部を溶解させた。次に、トルエン50部に、表面処理酸化チタン75部及びアゾビスイソブチロニトリル0.5部を溶解させたものを加え、窒素雰囲気下、70℃で6時間加熱攪拌した。反応終了後、固形分を、遠心分離を繰り返すことによりトルエンで洗浄し、最後に70℃で4時間真空乾燥して、白色の電気泳動粒子を得た。
イソパラフィン系炭化水素溶媒Isopar G(エクソン化学社製)に、染料マクロレックスブルーRR(バイエル社製)を飽和させた溶液30部に、電気泳動粒子3部を加え、超音波分散し、電気泳動粒子分散液を得た。
水290部に、尿素10部、レソルシノール1部、エチレン−無水マレイン酸共重合体10部を溶解させた後、水酸化ナトリウム水溶液でpH3.5に調整した。次に、電気泳動粒子分散液を加え、さらにホルムアルデヒド溶液25部を加えて、50℃で3時間加熱撹拌した。反応終了後、吸引ろ過し、水洗し、乾燥することにより、マイクロカプセルを得た。
得られたマイクロカプセルを、ヒートシール用のウレタン樹脂中に分散させ、ITO電極付きガラス基板上にワイヤーバーで塗布した。次に、もう一枚のITO電極で塗布膜を挟みラミネートし、画像表示媒体を得た。
下部電極を基準にして、上部電極に−5Vを印加すると、電気泳動粒子は、速やかに上部電極側に移動し、上部電極側から見ると、電気泳動粒子に起因する白色に見えた。次に、同様に、上部電極に+5Vを印加すると、電気泳動粒子は、速やかに下部電極側に移動し、上部電極側から見ると、染料に起因する青色に見えた。このとき、白色表示時の光反射率(入射光量に対する反射光量の割合)は45%であった。また、この白色表示のまま、電圧の印加を停止して1日放置したところ、光反射率は、ほとんど変化しなかった。
(実施例2)
撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応容器内で、トルエン130部に、ラウリルメタクリレート100部を溶解させた。次に、トルエン50部に、表面処理酸化チタン(実施例1参照)75部及びアゾビスイソブチロニトリル0.5部を溶解させたものを加え、窒素雰囲気下、70℃で6時間加熱攪拌した。反応終了後、固形分を、遠心分離を繰り返すことによりトルエンで洗浄し、最後に70℃で4時間真空乾燥して、白色の電気泳動粒子を得た。
撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応容器内で、水3000部に、カーボンブラック100部と37%の塩酸3部を加えた。次に、4−ビニルアニリン25部を加えて、65℃で加熱攪拌し、10%の亜硝酸ナトリウム水溶液12部を滴下し、3時間加熱攪拌した。反応終了後、固形分を、遠心分離を繰り返すことにより水で洗浄し、最後に40℃で4時間真空乾燥して、表面処理カーボンブラックを得た。
撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応容器内で、トルエン100部に、サイラプレーンFM−0711(チッソ社製)99部及びN,N−ジメチルアミノエチルメタクリルアミド1部を溶解させた。次に、表面処理カーボンブラック50部及びアゾビスイソブチロニトリル0.5部を加え、窒素雰囲気下、70℃で6時間加熱攪拌した。反応終了後、冷却して、テトラヒドロフラン500部を加えて攪拌したものを、メタノール3000部中に投入し、固形分を沈殿させた。さらに、固形分をろ過により回収した後、テトラヒドロフランで洗浄し、最後に70℃で4時間真空乾燥して、黒色の電気泳動粒子を得た。
Isopar G(エクソン化学社製)20部に、白色の電気泳動粒子15部及び黒色の電気泳動粒子0.7部及び油溶性界面活性剤Solsperse17000(ルブリゾール社製)0.1部を加え、超音波分散し、電気泳動粒子分散液を得た。
水290部に、尿素10部、レソルシノール1部、エチレン−無水マレイン酸共重合体10部を溶解させた後、水酸化ナトリウム水溶液でpH3.5に調整した。次に、電気泳動分散液を加え、さらにホルムアルデヒド溶液25部を加えて、50℃で3時間加熱撹拌した。反応終了後、吸引ろ過し、水洗し、乾燥することにより、マイクロカプセルを得た。
得られたマイクロカプセルを、ヒートシール用のウレタン樹脂中に分散させ、ITO電極付きガラス基板上にワイヤーバーで塗布した。次に、もう一枚のITO電極で塗布膜を挟みラミネートし、画像表示媒体を得た。
下部電極を基準にして、上部電極に−5Vを印加すると、黒色の電気泳動粒子は、速やかに上部電極側に移動し、白色の電気泳動粒子は、速やかに下部電極側に移動し、上部電極側から見ると、黒色に見えた。次に、同様に、上部電極に+5Vを印加すると、白色の電気泳動粒子は、速やかに上部電極側に移動し、黒色の電気泳動粒子は、速やかに下部電極側に移動し、上部電極側から見ると、白色に見えた。このとき、白色表示時の光反射率は45%であった。また、この白色表示のまま、電圧の印加を停止して1日間放置したところ、光反射率は、ほとんど変化しなかった。
(実施例3)
撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応容器内で、シリコーンオイルKF−96L 1cs(信越化学社製)180部に、サイラプレーンFM−0711(チッソ社製)14部、メタクリル酸ジメチルアミノエチル(東京化成社製)6部及び重合開始剤アゾビスジメチルバレロニトリル0.1部を溶解させ、窒素雰囲気下、60℃で6時間加熱した。反応終了後、シリコーンオイルを蒸発除去し、均一で透明な樹脂分散剤を得た。
撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応容器内で、樹脂分散剤1部、カーボンブラック1.5部及びシリコーンオイル200部を、氷冷しながらホモジナイザーで1時間超音波照射し、カーボンブラックを分散した。次に、メタクリル酸メチル6部、メタクリロキシプロピル変性シリコーンのサイラプレーンFM−0725(モノマーBにおいて、y=3、数平均分子量約10000)(チッソ社製)3部、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド0.1部及び重合開始剤アゾビスジメチルバレロニトリル0.05部を加え、60℃で6時間反応させた。反応終了後、固形分を回収、乾燥することにより、黒色の電気泳動粒子を得た。
得られた黒色の電気泳動粒子を用いた以外は、実施例2と同様にして、画像表示媒体を得た。
下部電極を基準にして、上部電極に−5Vを印加すると、黒色の電気泳動粒子は、速やかに上部電極側に移動し、白色の電気泳動粒子は、速やかに下部電極側に移動し、上部電極側から見ると、黒色に見えた。次に、同様に、上部電極に+5Vを印加すると、白色の電気泳動粒子は、速やかに上部電極側に移動し、黒色の電気泳動粒子は、速やかに下部電極側に移動し、上部電極側から見ると、白色に見えた。このとき、白色表示時の光反射率は、45%であった。また、この白色表示のまま、電圧の印加を停止して1日放置したところ、光反射率は、ほとんど変化しなかった。
(実施例4)
撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応容器内で、シリコーンオイルKF−96L 1cs(信越化学社製)180部に、サイラプレーンFM−0711(チッソ社製)18部、メタクリル酸(東京化成社製)2部及び重合開始剤アゾビスジメチルバレロニトリル0.1部を溶解させ、窒素雰囲気下、60℃で6時間加熱した。反応終了後、シリコーンオイルを蒸発除去し、均一で透明な酸性樹脂を得た。
Isopar G(エクソン化学社製)20部に、白色の電気泳動粒子15部及び黒色の電気泳動粒子0.7部、油溶性界面活性剤Solsperse17000(ルブリゾール社製)0.1部及び酸性樹脂0.1部を加え、超音波分散し、電気泳動粒子分散液を得た以外は、実施例3と同様にして、画像表示媒体を得た。
下部電極を基準にして、上部電極に−5Vを印加すると、黒色の電気泳動粒子は、速やかに上部電極側に移動し、白色の電気泳動粒子は、速やかに下部電極側に移動し、上部電極側から見ると、黒色に見えた。次に、同様に、上部電極に+5Vを印加すると、白色の電気泳動粒子は、速やかに上部電極側に移動し、黒色の電気泳動粒子は、速やかに下部電極側に移動し、上部電極側から見ると、白色に見えた。このとき、白色表示時の光反射率は、45%であった。また、この白色表示のまま、電圧の印加を停止して1日放置したところ、光反射率は、ほとんど変化しなかった。
(比較例1)
白色の電気泳動粒子を製造する際に、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドの代わりに、メタクリル酸ジメチルアミノエチルを用いた以外は、実施例1と同様にして、画像表示媒体を得た。
下部電極を基準にして、上部電極に+5Vを印加したとき、白色表示時の光反射率は、30%であり、実施例1と同等の光反射率を得るためには、上部電極に+10V以上の電圧を印加する必要があった。
(比較例2)
黒色の電気泳動粒子を製造する際に、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリルアミドの代わりに、メタクリル酸ジメチルアミノエチルを用いた以外は、実施例2と同様にして、画像表示媒体を得た。
下部電極を基準にして、上部電極に+5Vを印加したとき、白色表示時の光反射率は、25%であり、実施例1と同等の光反射率を得るためには、上部電極に+10V以上の電圧を印加する必要があった。
(比較例3)
黒色の電気泳動粒子を製造する際に、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリルアミドの代わりに、メタクリル酸ジメチルアミノエチルを用いた以外は、実施例3と同様にして、画像表示媒体を得た。
下部電極を基準にして、上部電極に+5Vを印加したとき、白色表示時の光反射率は、30%であり、実施例1と同等の光反射率を得るためには、上部電極に+10V以上の電圧を印加する必要があった。
本発明の画像表示媒体の一例を示す図である。
本発明の画像表示媒体の他の例を示す図である。
本発明の画像表示装置の一例を示す図である。
符号の説明
10、20 画像表示媒体
11 上部電極
12 下部電極
13、23 マイクロカプセル
13a、23a、23b 電気泳動粒子
13b、23c 非極性溶媒
14 接着支持層
30 画像表示装置
31 情報入力手段
32 筺体