專利名稱：電泳粒子、電泳粒子分散液、圖像顯示介質(zhì)、和圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電泳粒子、電泳粒子分散液、圖像顯示介質(zhì)、和圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
通常，CRT或液晶顯示器用于所謂的圖像如文字、靜止圖像和動態(tài)圖像 的顯示終端。雖然這些可以瞬時地顯示和重寫數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，但難以總是攜帶該 裝置，并且存在許多缺陷例如眼睛可能因長時間活動而疲勞或難以在無電源 下顯示。同時，當(dāng)文字或靜態(tài)圖像作為文件等分發(fā)和儲存時，其通過打印機 記錄在紙張介質(zhì)上。紙張介質(zhì)已經(jīng)被廣泛用作所謂的硬拷貝。硬拷貝比顯示 器更容易閱讀，不容易引起疲勞，并且可以自由的姿勢閱讀。而且，它可具 有重量輕的特點，使其可以自由地攜帶。然而，硬拷貝在其使用后被處理和 回收，而且在其回收中仍存在資源節(jié)約方面的問題，因為回收需要大量的人 力和費用。
對具有上述顯示器和硬拷貝兩者優(yōu)點的可重寫并類似紙張的顯示介質(zhì) 的需求已經(jīng)提高，并且已經(jīng)提出使用聚合物分散液晶、雙穩(wěn)態(tài)膽甾醇型液晶、 電變色元件、電泳元件等的顯示介質(zhì)，并且所述顯示介質(zhì)已經(jīng)作為反射顯示 型顯示介質(zhì)從而提供明亮的顯示器并可能成為存儲器而引起了注意。這些之 中，在顯示品質(zhì)和顯示操作時電源消耗方面，電泳元件的使用可能是優(yōu)異的， 這公開于例如日本專利申請/>開No.5173194和日本專利No.2612472。對于 電泳顯示介質(zhì)，其中許多電泳粒子分散在著色分散介質(zhì)中的分散液包封在一 對透明電極之間，所述著色分散介質(zhì)具有不同于分散介質(zhì)的顏色。在這種情 況下，電泳粒子(本部分中也簡稱為"電泳粒子")的表面在分散介質(zhì)中帶電 并且該粒子可以通過透明電極間形成電場而移動。例如，當(dāng)在透明電極中的 一個上提供與電泳粒子的電荷相反的電荷時，電泳粒子:f皮吸？ 1到該電極從而 沉積在該電極附近，從而觀察到電泳粒子的顏色。另一方面，當(dāng)提供與電泳 粒子的電荷相同的電荷時，電泳粒子向相反側(cè)移動，從而觀察到分散介質(zhì)的顏色。因此，
的顏色的原理而進(jìn)4亍。
電泳粒子的帶電主要取決于粒子表面的官能團(tuán)。就是說，由于粒子表面
的離子極性基團(tuán)被離子化并因此帶有電荷，可通過主動向粒子提供離子極性 基團(tuán)使粒子帶電。對于帶正電的極性基團(tuán)，已知的有氨基，而對于帶負(fù)電的
極性基團(tuán)，已知的有羧基、磺?；㈧Ⅴ；?phosphonyl)等。
已經(jīng)廣泛地了解到，當(dāng)電泳粒子至少具有聚合物組分時，含有具有氨基 的單體單元的聚合物可用作正帶電的粒子。例如，在具有乙烯基的單體的加
成聚合物的情況下，具有氨基的單體的實例包括丙烯酸酯和曱基丙烯酸酯 如(曱基)丙烯酸N-曱基氨基乙酯、(曱基)丙烯酸N-乙基氨基乙酯、(曱基)丙 烯酸N,N-二曱基氨基乙S旨、(曱基)丙烯酸N，N-二乙基氨基乙酯、丙烯酸N，N-二丁基氨基乙酯、丙烯酸N,N-二叔丁基氨基乙酯、(曱基)丙烯酸2-N-哌啶基 乙酯、甲基丙烯酸N-苯基氨基乙酯、和曱基丙烯酸N，N-二苯基氨基乙酯； 苯乙烯衍生物如二曱基氨基苯乙烯、N-曱基氨基乙基苯乙烯、二曱基氨基乙 氧基苯乙烯、二苯基氨基乙基苯乙烯、和N-苯基氨基乙基苯乙烯；乙烯基 吡啶型化合物如2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、和2-乙烯基-6曱基吡啶；等 等。
在電泳粒子中，電荷量越大，電泳速度或較低電場下的響應(yīng)性越好，這 在顯示轉(zhuǎn)換速率或降低驅(qū)動電壓的改善方面是優(yōu)選的。對于具有氨基的聚合 物，優(yōu)選的是，氨基具有強堿性。對于這種具有強堿性的單體，提供下面通 式(I)表示的化合物。
其使用實例公開于例如日本專利申請公開No.2004-054248和日本專利 公開No.2006-018236,但是其中的目的是不同的。
如上所述，已經(jīng)提出了電泳粒子，具體來說，通式(I)顯示的化合物具有 強堿性和充足的帶電性質(zhì)，但由于強堿性，其親水性可能過高，并且其可能 在電泳顯示介質(zhì)中與非極性分散介質(zhì)沒有親和性，可能難于穩(wěn)定地分散在分
通式①
4散介質(zhì)中并且可能易于導(dǎo)致其在分散液中聚集或沉淀。對于電泳顯示介質(zhì)的 粒子，在高的帶電性質(zhì)和高的分散穩(wěn)定性之間會存在難以平衡的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題
本發(fā)明的一個目的是提供電泳粒子和電泳粒子分散液，該電泳粒子在較 低電場中的響應(yīng)性和其在分散介質(zhì)中的分散穩(wěn)定性更好，以及提供圖像顯示 介質(zhì)和圖像顯示裝置，所述圖像顯示介質(zhì)和圖像顯示裝置使用該電泳粒子分 散液并在顯示轉(zhuǎn)換特性和其在較低電壓下的顯示穩(wěn)定性方面是優(yōu)異的。
解決所述問題的手段
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供電泳粒子，該電泳粒子在其表面包含聚合
式(II)表示的^:組分的材料獲得的共聚物, '' 、、
H CH2 — NH2
在通式(I)中，R表示氬原子或曱基，
CH，
H,C
C—COO—(CxH2x)—，i—O
CH3
通式(I)
通式(II)
通式(II)中，R，表示氬原子或曱基，Rr表示氫原子或碳數(shù)為l-4的烷基， n表示自然數(shù)，且x表示l-3的整數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供電泳粒子分散液，其中上述電泳粒子分散 在非極性溶劑中。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供圖像顯示介質(zhì)，該圖像顯示介質(zhì)在一對導(dǎo) 電層之間包括如上所述的電泳粒子分散液，其中所述導(dǎo)電層的至少 一層是光 學(xué)透明的。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供圖像顯示裝置，其包括如上所述的圖像顯 示介質(zhì)、設(shè)置為向該圖像顯示介質(zhì)提供圖像信息的信息輸入裝置、和設(shè)置為向該圖像顯示介質(zhì)和該信息輸入裝置供應(yīng)電源的電源供應(yīng)裝置。 本發(fā)明的有益效果
根據(jù)本發(fā)明，可提供電泳粒子和電泳粒f分散液，該電泳粒子在較低電 場中的響應(yīng)性和其在分散介質(zhì)中的分散穩(wěn)定性較好，并且可提供圖像顯示介 質(zhì)和圖像顯示裝置，該圖像顯示介質(zhì)和圖像顯示裝置使用該電泳粒子分散液 且在顯示轉(zhuǎn)換特性和在較低電壓下的顯示穩(wěn)定性方面是優(yōu)異的。


圖l是圖像顯示介質(zhì)的橫截面示意圖(l)。 圖2是圖像顯示介質(zhì)的橫截面示意圖(2)。
圖3是圖像顯示裝置的示意圖。
符號或數(shù)字的說明
1:電極(導(dǎo)電層) 2:電極(導(dǎo)電層) 3:微膠嚢
4、 4A、 4B:白色或著色粒子
5:著色分散介質(zhì)
6:粘合支持層
7:分散介質(zhì)
10:圖像顯示裝置
11:圖像顯示介質(zhì)
12:外殼
13:圖像輸入裝置
具體實施例方式
接下來，將參考附圖描述本發(fā)明的某些具體實施方式
。 (第一實施方式)
根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的電泳粒子是在其表面上至少具有聚合物 組分的電泳粒子，其中所述聚合物組分是由至少包括以下通式(I)表示的含有 氨基的單體和以下通式(II)表示的單體的材料獲得的共聚物<formula>formula see original document page 7</formula>[在通式(I)中R表示氫原子或曱基，]
通式(1)
<formula>formula see original document page 7</formula>
通式(n)
通式(I)表示的含有氨基的單體是終端氨基的兩個氫原子沒有被烷基取 代的伯胺并且是強堿性的。就是說，其具有陽粒子的離子強度。因此，由包 括含有氨基的單體的材料獲得的聚合物允許顯示強的和正的帶電性質(zhì)。而 且，通式(II)表示的有機硅大分子單體的聚硅氧烷部分與非極性有機溶劑， 尤其是可優(yōu)選地用于電泳圖像顯示介質(zhì)的分散介質(zhì)如脂肪烴和硅油，具有優(yōu) 異的親和性。具體地說，在其一個端位具有乙烯基的有機硅大分子單體的聚 合物具有梳型結(jié)構(gòu)，其主鏈結(jié)合到許多側(cè)鏈并且該梳型結(jié)構(gòu)部分具有溶劑相
效應(yīng)，從而在分散介質(zhì)中具有良好的分散穩(wěn)定性。
通式(n)表示的有機硅大分子單體可為單一的化合物并且通常制造成具 有不同分子量的化合物的混合物。用于本發(fā)明實施方式的有機硅大分子單體
的分子量不受特別限制并且平均分子量通常為約500-約50000，其中，例如， 通式(II)中x-3且分子量為1000、 5000、或10000的產(chǎn)物實際上是可商購的，
并且任何一種可良好地用作本發(fā)明實施方式的有機硅大分子單體。
本發(fā)明實施方式的電泳粒子的粒徑范圍優(yōu)選為1 pm或更少。如果其大 于1 則粒子在分散介質(zhì)中的分散穩(wěn)定性可能惡化使得其容易沉淀，從
而不利地影響顯示介質(zhì)的顯示記憶特性。另外，如果其大于光波長并且為可 見的尺寸，則不設(shè)置下限。
(第二實施方式)
在根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的電泳粒子中，第一實施方式中的聚合物組分通過化學(xué)鍵接枝在白色或著色粒子的表面上。由于源自在白色或著色粒 子的表面上通式(I)表示的單體組分的氨基的堿性基團(tuán)，以及由通式(II)表示 的單體組分的聚硅氧烷造成的空間位阻效應(yīng)(對粒子間吸引力的位阻)，可提 供具有良好的帶電性質(zhì)和在分散介質(zhì)中的分散穩(wěn)定性的粒子。
對于白色粒子，可使用金屬氧化物如二氧化硅、氧化鋁、和氧化鈦的固 體粒子。對于黑色粒子，可使用例如炭黑、苯胺黑、爐黑、燈黑等。對于青 色粒子，可使用例如酞菁藍(lán)、亞曱基藍(lán)、維多利亞藍(lán)、曱基紫、苯胺藍(lán)、群
青藍(lán)等。對于品紅色粒子，可使用例如若丹明6G色淀、二曱基喹吖啶酮、 指示紅、孟加拉玫瑰紅、若丹明B、茜素色淀等。對于黃色粒子，可4吏用例 如鉻黃、聯(lián)苯胺黃、漢撒黃、萘酚黃、鉬橙、喹啉黃、酒石黃等。
為了通過在白色或著色粒子(簡便起見，也稱為粒子)的表面上接枝聚合 物組分而在粒子表面上形成用于本發(fā)明的實施方式的聚合物組分，可僅需要 提供有助于在白色或著色粒子表面上進(jìn)行聚合反應(yīng)的官能團(tuán)，并且可利用公 知的方法。在具有金屬氧化物如氧化鈦的表面的粒子的情況下，優(yōu)選用具有 有助于聚合反應(yīng)的官能團(tuán)的偶聯(lián)劑處理。例如，為在表面上提供乙烯基，可 進(jìn)行與具有乙烯基的硅烷偶聯(lián)劑如曱基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯的 反應(yīng)。而且，例如當(dāng)粒子為炭黑時，已知的是，允許進(jìn)行與乙烯基苯胺的反 應(yīng)以在炭黑粒子表面上提供乙烯基。其上接枝有本實施方式的聚合物組分的
能團(tuán)的粒;的接枝聚合反:而獲得。' —、 ^ ;'、
(第三實施方式)
在根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的電泳粒子中，本發(fā)明的第一實施方式的 聚合物組分中含有白色或著色粒子。由于白色或著色粒子包含于聚合物組分 中，電泳粒子的表面是聚合物組分層，該聚合物組分層具有源自通式(I)表示 的單體組分的氨基的堿性基團(tuán)和由通式(II)表示的單體組分的聚硅氧烷引起 的空間位阻效應(yīng)(對粒子間吸引力的位阻)，從而提供具有優(yōu)異的帶電性質(zhì)和 在分散介質(zhì)中的分散穩(wěn)定性的粒子。
作為用于獲得根據(jù)該實施方式的電泳粒子的方法，可提供，例如，利用 所謂凝聚的方法，該方法包括將通過通式(I)表示的單體組分和通式(II)表 示的單體組分初步共聚而^是供的聚合物組分溶解在良好可溶的溶劑中，將白 色或著色粒子分散在溶液中，以及加入對于該聚合物組分來說差的溶劑使得
8聚合物組分吸附在白色或著色粒子的表面上；并且提供另一種方法，其包括 在白色或著色粒子分散在非極性溶劑中的條件下加入單體，并且在聚合的同 時在白色或著色粒子的表面上形成聚合物層，如公開于日本專利申請公開
No.2005-265938的，但是不限于這些方法。另外，對于所使用的白色或著色
粒子，可使用為上述第二實施方式提供的粒子。 (第四實施方式)
在根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式的電泳粒子分散液中，電泳粒子分散在非 極性溶劑中，該電泳粒子中至少上述第一實施方式的聚合物組分通過化學(xué)鍵 接枝在白色或著色粒子的表面上。在用于電泳顯示器的情況下，該分散介質(zhì) 可優(yōu)選為具有高的電絕緣性質(zhì)的非極性有機溶劑。對于這種非極性有機溶 劑，可提供例如石蠟烴如戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷和十二烷； 異石蠟烴如異己烷、異辛烷、和異十二烷；烷基環(huán)烷烴如液體石蠟；芳香烴 如苯、甲苯、二甲苯、烷基苯、和溶劑石腦油；以及硅油如二甲基硅油、曱 基苯基硅油、二烷基硅油、烷基苯基硅油、環(huán)聚(二烷基硅氧烷)和環(huán)聚(烷基 苯基硅氧烷)。根據(jù)需要還可進(jìn)一步向非極性溶劑中加入分散劑等以控制分 散粒子的分散。適當(dāng)?shù)卮_定電泳粒子在電泳粒子分散液中的質(zhì)量比以獲得期 望的顏色密度，并且約1質(zhì)量％-約50質(zhì)量0/。是合適的。將各個這些組分加 入、混合并分散到非極性溶劑中從而獲得粒子分散液。在這種情況下，對于 分散裝置，可使用公知的分散裝置如均化器、球磨機、砂磨機、和立式球磨 機(atliter)。
(第五實施方式)
在根據(jù)本發(fā)明的第五實施方式的電泳粒子分散液中，電泳粒子分散在非 極性溶劑中，該電泳粒子中至少根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的聚合物組分含有 白色或著色粒子。
對于非極性溶劑，提供上述用于第四實施方式的非極性溶劑。根據(jù)需要 可進(jìn)一步向非極性溶劑中加入分散劑等以控制分散粒子的分散。適當(dāng)?shù)卮_定 粒子分散液中固體成分的質(zhì)量比以獲得期望的顏色密度，并且約1質(zhì)量％-約50質(zhì)量％是合適的。將各個這些組分加入、混合并分散到非極性溶劑中 從而獲得粒子分散液。在這種情況下，對于分散裝置，可使用公知的分散裝 置如均化器、球磨機、砂磨機、和立式球磨機。
(第六實施方式)
9根據(jù)本發(fā)明的第六實施方式的電泳粒子分散液是這樣的電泳粒子分散 液，其特征在于，上述第四或第五實施方式的聚合物組分是不溶于非極性溶 劑的。由于電泳粒子分散液中用于電泳粒子的聚合物組分不溶于溶劑，電泳 粒子的表面是具有高的電絕緣性質(zhì)的聚合物組分層并且具有良好的帶電性 質(zhì)。用于本實施方式的聚合物可優(yōu)選為由通式(I)和(II)表示的單體以及進(jìn)一 步的另一種單體的組合獲得的共聚物。對于所組合的另一種單體，可提供例 如具有乙烯基的單體如(曱基)丙烯酸2_乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(曱基) 丙烯酸壬酯、(曱基)丙烯酸癸酯、(曱基)丙烯酸月桂酯、(曱基)丙烯酸硬脂酯、 月桂酸乙烯酯、(曱基)丙烯酸曱酯、(曱基)丙烯酸乙酯、(曱基)丙烯酸丁酯、 (曱基)丙烯酸己酯、(曱基)丙烯酸環(huán)己酯、(曱基)丙烯酸千酯、(曱基)丙烯酸 苯酯、苯乙烯、乙烯基曱苯、醋酸乙烯酯、二乙烯基苯、二(曱基)丙烯酸乙 二酯、二(曱基)丙烯酸二甘醇酯、三(曱基)丙烯酸三甘醇酯、二(曱基)丙烯酸 丁二酯、二(曱基)丙烯酸1,6-己二酯、三(曱基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯、三(曱 基)丙烯酸四羥曱基曱烷酯、四(曱基)丙烯酸四羥甲基曱烷酯、二(曱基)丙烯 酸一縮二丙二醇酯、三(甲基)丙烯酸三羥曱基己烷酯、四(曱基)丙烯酸季戊
四醇酯、二(曱基)丙烯酸1,3-二丁二醇酯、和三(曱基)丙烯酸三羥曱基乙烷酯，
并且可使用這些單體的一種，或兩種或多種?？蓛?yōu)選地確定所組合的這種其 (第七實施方式)
根據(jù)本發(fā)明的第七實施方式的電泳粒子分散液進(jìn)一步含有能溶于在該 電泳粒子分散液中使用的非極性溶劑的酸。能溶于非極性溶劑的酸通過吸附 在根據(jù)上述實施方式的電泳粒子分散液中電泳粒子的表面上，這是通過其與 所述表面上作為堿性基團(tuán)的氨基的相互作用進(jìn)行的，并且該電泳粒子通過酸 -堿解離產(chǎn)生離子而進(jìn)一步帶正電。
含有用于本實施方式的能溶于非極性溶劑的酸的物質(zhì)不受特別限制，并 且優(yōu)選由具有酸基團(tuán)的單體和另 一單體獲得的共聚物。這種另 一聚合物優(yōu)選 能溶于其中使用了其均聚物的非極性溶劑中。對于具有酸基團(tuán)的單體的實 例，可以是(曱基)丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、衣康酸、衣康酸酐、富馬酸、
肉桂酸、巴豆酸、乙烯基苯曱酸、琥珀酸2-曱基丙烯酰氧乙酯、馬來酸2-曱基丙烯酰氧乙酯、六水合鄰苯二曱酸2-曱基丙烯酰氧乙酯、偏苯三酸2-甲基丙烯酰氧乙酯、乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、苯乙烯磺酸、曱基丙烯酸2-磺基乙酯、2-丙烯酰胺-2-曱基丙磺酸、甲基丙烯酸3-氯酰胺磷氧丙酯、酸式 磷酸2-曱基丙烯酰氧乙酉旨(2隱methacryloxyethyl acid phosphate)、羥基苯乙烯 等。其均聚物能溶于非極性溶劑的單體也取決于所使用的非極性溶劑，然而， 由上述通式(II)表示的單體的均聚物能溶于多種非極性溶劑，如脂肪烴、芳 香經(jīng)、和石圭油。
(第八實施方式)
參考圖1所示的圖像顯示介質(zhì)的示意圖(l)，描述本發(fā)明的第八實施方 式。圖1中，"1"和"2"是指由導(dǎo)電層組成的電極且其中至少一層為光學(xué) 透明的。對于電極，可使用由金屬如Al、 Ag、 Ni、和Cu或透明電導(dǎo)體如ITO、 Sn02、和ZnO:Al通過賊射法、真空沉積法、CVD法、涂布法等形成的薄膜， 或者導(dǎo)電劑和溶劑或合成樹脂粘合劑的混合物的涂層等。對于導(dǎo)電劑，可使 用例如陽離子聚合物電解質(zhì)如聚曱基千基三曱基氯化銨和聚烯丙基聚曱基 氯化銨、陰離子聚合物電解質(zhì)如聚苯乙烯磺酸S旨(鹽)和聚丙烯酸S旨(鹽)、和 氧化鋅、氧化錫、氧化銦等的導(dǎo)電細(xì)粒子。導(dǎo)電層可以厚到使其自身具有自 支持功能，或者導(dǎo)電層可提供在具有自支持功能的基板(圖中未示出)上，并 且這兩種情況都可優(yōu)選地使用。而且，導(dǎo)電層1和2可以是顯示各向異性電 導(dǎo)率的層，或者是具有圖案化為使導(dǎo)電部分在厚度方向穿透的段或多點型段 的層，并且在任一種情況下，由于允許電場通過使電源的電極與部分導(dǎo)電層 1和2接觸而施加在導(dǎo)電層1和2之間，白色或著色粒子可以確定性的移動。 為進(jìn)行顯示，可僅提供用于在導(dǎo)電層1和2之間施加電壓的裝置。
圖1中"3"是指含有電泳粒子分散液的微膠嚢。該微膠嚢不是本發(fā)明 實施方式的必要特征，或者，下述的粒子分散液可以通過光刻蝕法等方式包 封在具有細(xì)微分隔壁的小室中。總之，因為可防止由于粒子的重力或聚集導(dǎo) 致粒子的偏移，優(yōu)選用多個細(xì)微小室分隔兩個電極間的空間。制造微膠嚢的 方法不受特別限制，并且可使用公知的方法如凝聚法和相分離法。
在本實施方式中，"4"是指白色電泳粒子。對于白色電泳粒子4，可使 用上述用于本發(fā)明實施方式的電泳粒子中的白色粒子。
在本實施方式中，"5"是指為具有黑色、藍(lán)色等的非極性溶劑的分散介 質(zhì)，并且非極性有機溶劑可具有不同于白色粒子顏色的顏色。根據(jù)需要，可 將分散劑等加入到著色分散介質(zhì)中以控制分散粒子的分散。對于用于著色分 散介質(zhì)的染料的實例，可提供能溶于分散介質(zhì)的油溶性染料，并且可優(yōu)選使用在顏色目錄(Colourlndex)中分類為溶劑型染料的染料。這些染料包括各種 顏色的偶氮型、蒽醌型、酞菁型、和三芳基曱烷型染料。對于代表性的油染 料，可提供例如醇溶黑(SB、 SSBB、 AB)、苯胺黑堿(SA、 SAP、 SAPL、 EE、 EEL、 EX、 EXBP、 EB)、油黃(105、 107、 129、 3G、 GGS)、油橙(201、 PS、 PR)、堅牢橙、油紅(5B、 RR、 OG)、油猩紅、油粉紅312、油紫#730、馬 高列斯藍(lán)(macrolexblue)RR、 sumiplast綠G、油棕(GR、 416)、蘇丹黑X60、 油綠(502、 BG)、油藍(lán)(613、 2N、 BOS)、油黑(HBB、 860、 BS)、 varifast黃 (1101、 1105、 3108、 4120)、 varifast橙(3209、 3210)、 varifast紅(1306、 1355、 2303、 3304、 3306、 3320)、 varifast粉紅23ION、 varifast棕(2402、 3405)、 varifast藍(lán)(3405、 1501、 1603、 1605、 1607、 2606、 2610)、 varifast紫(1701 、 1702)、和varifast黑(1802、 1807、 3804、 3810、 3820、 3830)，但是它們也 可為除了本文描述的染料之外的油性染料或油溶性染料，除非它們與本發(fā)明 的目的相反。
適當(dāng)?shù)卮_定微膠嚢中電泳粒子分散液中固體成分的重量比從而獲得期 望的顏色密度，并且優(yōu)選約0.1質(zhì)量％-約25質(zhì)量％。如前所述，對于制造電 泳粒子分散液的方法，該電泳粒子分散液可以通過將白色電泳粒子加入、混 合和分散到著色非極性溶劑中獲得。在這種情況下，對于分散裝置，可使用 公知的分散裝置如均化器、球磨機、砂磨機、和立式球磨機。微膠嚢可以通 過凝聚法、相分離法等利用電泳粒子分散液而制造。
在本實施方式中，"6"是指將微膠嚢保持在導(dǎo)電層l和2之間的粘合支 持層。對于該粘合支持層6，可使用允許粘合到導(dǎo)電層的任意公知的材料， 并且其優(yōu)選為透明的且其電絕緣性質(zhì)是優(yōu)異的。具體地說，優(yōu)選為無溶劑型 可固化材料。對于這種材料，可提供光固化型環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、和丙 烯酰樹脂。
為制造根據(jù)本實施方式的圖像顯示介質(zhì)，將通過混合如上獲得的含有粒 子分散液的微膠嚢3和允許提供粘合支持層6的粘合劑而提供的混合物涂布 到電極1或2上，并涂布相反的電極2或1。對于涂布方法，可使用公知的 膜涂布法如刮刀法、線棒法、浸漬法和旋涂法并且沒有特別限制。圖像顯示 介質(zhì)可更容易地通過這些方法制造。
(第九實施方式)
參考圖2描述本發(fā)明的第九實施方式。圖2中，除了微膠嚢3的成分之
12夕卜，其與根據(jù)第八實施方式的圖像顯示介質(zhì)相同。圖2中，微膠嚢3中的"4A" 和"4B"是指白色或著色電泳粒子，并且"4A"和"4B"的顏色和帶電極 性彼此不同。圖2中，"7"是指分散介質(zhì)，并且其優(yōu)選是無色和透明的，因 為基于白色或著色電泳粒子4A和4B之間的顏色差異的圖像對比度不會受 到不利地影響。根據(jù)需要，可將分散劑等加入到分散介質(zhì)7中以控制電泳粒 子的分散。對于構(gòu)成粒子分散液的白色電泳粒子的實例，可提供根據(jù)第八實 施方式的白色電泳粒子。對于著色電泳粒子的實例，可提供#4居本發(fā)明的實 施方式使用著色粒子的電泳粒子，其描述于實施方式l、 2和3中。圖2中， "1"和"2"是導(dǎo)電層，其中的至少一層是光學(xué)透明的。對于導(dǎo)電層，可使 用上述材料。當(dāng)使電源的電極與部分導(dǎo)電層1和2接觸時，電場允許施加到 導(dǎo)電層1和2之間，使得兩種粒子4A和4B可以確定性地和4皮此反向地移 動。為了進(jìn)行顯示，可以僅提供導(dǎo)電層1和2之間施加電壓的裝置，這是方 便的。
總的來說，根據(jù)該實施方式的圖像顯示介質(zhì)還可以類似于根據(jù)第七實施 方式的圖像顯示介質(zhì)那樣制造，除了加入著色電泳粒子。 (第十實施方式)
參考圖3描述根據(jù)本發(fā)明的第十實施方式的圖像顯示裝置。如圖3所示， 根據(jù)本發(fā)明的該實施方式的圖像顯示裝置10包括圖像顯示介質(zhì)11，且進(jìn)一 步包括信息輸入裝置13和未在圖中顯示的驅(qū)動電路、操作電路和內(nèi)部存儲 器、電源裝置等。顯示介質(zhì)的電極形成點陣，且打開特定的點以顯示整體圖 像。圖3中，"12"是指外殼。而且，電源裝置可配有內(nèi)部電源例如電池或 從外部電源接收電源的電源接收裝置，如插座。
進(jìn)一步具體描述本發(fā)明的實施例。然而，本發(fā)明不限于下面描述的實施 例。另外，在實施例和對比例的描述中，除非另外說明，"份"、"％"等以 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供。
(實施例1)
(白色電泳粒子的制造)
在配有攪拌器的反應(yīng)器中制備93份乙醇和7份水的混合溶劑，其pH通 過冰醋酸調(diào)節(jié)到4.5。在溶解16份甲基丙烯酸3-(三曱氧基曱硅烷基)丙酯之 后，加入100份氧化鈦并持續(xù)攪拌10分鐘。然后，在加入180份乙醇和進(jìn)行攪拌之后，將通過離心回收的固體成分放置一天一夜，隨后在70。C下真空
干燥4小時以獲得經(jīng)表面處理的氧化鈦。在另一個配有攪拌器、溫度計和回 流冷凝器的反應(yīng)器中，準(zhǔn)備130份曱苯，并溶解99份甲基丙烯酰氧丙基改 性的有機硅(Chisso Corporation生產(chǎn)，Silaplane FM-0711;通式(II)的化合物， 其中x=3且分子量為約1000)和l份烯丙胺。向其中加入50份曱苯和溶解于 其中的75份經(jīng)表面處理的氧化鈦和0.5份偶氮二異丁腈，并在氮氣氛中70 。C下進(jìn)行加熱和攪拌6小時。在完成反應(yīng)后，用曱苯洗滌固體成分并對其反 復(fù)進(jìn)行離心，最終在70°C下真空干燥4小時以獲得期望的白色電泳粒子。 (圖像顯示介質(zhì)的制造和操作)
將10份尿素、1份間苯二酚和10份乙烯-馬來酸酐共聚物溶解在290份 水中，并且用氫氧化鈉水溶液將pH調(diào)節(jié)為3.5。而且，通過以下方式制備粒 子分散液將3份上述白色電泳粒子加入到30份染料(由Bayer AG生產(chǎn)， 馬高列斯藍(lán)RR)在異石蠟烴溶劑(由Exxon Chemical Company生產(chǎn)，Isopar G) 中的飽和溶液中并進(jìn)行超聲分散。加入分散液并進(jìn)一步將25份曱醛溶液加 入到該水溶液中，在50。C下加熱和攪拌3小時。在反應(yīng)完成之后，通過吸濾、 沖洗和干燥獲得微膠嚢。
將所得的微膠嚢分散在用于熱封的聚氨酯樹脂中，并且將它們用線棒涂 布到具有ITO電極的玻璃基板上。然后，所涂布的膜^f皮，另一個層壓在其上 的ITO電才及夾芯。
當(dāng)參考下部ITO電極的-5V施加在上部ITO電極上時，白色電泳粒子快 速移動到上部電極側(cè)，并且從上部基板表面看時，觀察到白色。然后，當(dāng)+5V 施加在上部電極上時，白色電泳粒子快速移動到下部電極側(cè)，并且從上部基 板側(cè)看時，清楚地觀察到由電泳介質(zhì)中染料的顏色而得到的顏色。白色顯示 的光反射率(反射光的量與入射白光的量的比例)為45%。而且，當(dāng)在白色的 條件下停止施加電壓并將它們放置一天時，在光反射率中僅發(fā)現(xiàn)很小的變 化。
(實施例2)
(白色電泳粒子的制造)
在配有攪拌器、溫度計和回流冷凝器的反應(yīng)器中，準(zhǔn)備130份曱苯并在 其中溶解100份曱基丙烯酸月桂酯。向其中加入50份曱苯和溶解于其中的 75份實施例1中獲得的經(jīng)表面處理的氧化鈦和0.5份偶氮二異丁腈，并在氮氣氛中70。C下進(jìn)行加熱和攪拌6小時。在反應(yīng)完成后，用曱苯洗滌固體成分 并對其反復(fù)進(jìn)行離心，最終在70°C下真空干燥4小時以獲得期望的白色電泳 粒子。
(黑色電泳粒子的制造)
在配有攪拌器、溫度計和回流冷凝器的反應(yīng)器中，準(zhǔn)備3000份水并加 入100份炭黑和3份37%的鹽酸。將25份4-乙烯基苯胺加入到其中之后， 在65。C下進(jìn)行加熱和攪拌并向其中滴加12份10%的亞硝酸鈉水溶液。而且， 持續(xù)進(jìn)行加熱和攪拌3小時以完成反應(yīng)，然后，用水洗滌固體成分并對其反 復(fù)進(jìn)行離心，最終在4(TC下真空干燥4小時以獲得經(jīng)表面處理的炭黑。在攪 拌之后，在另一個配有攪拌器、溫度計和回流冷凝器的反應(yīng)器中，準(zhǔn)備IOO 份曱苯并在其中溶解99份曱基丙烯酰氧丙基改性的有機硅(Chisso Corporation生產(chǎn)，Silaplane FM-0711;通式(II)的化合物，其中x-3且分子量 為約1000)和1份曱基烯丙胺。向其中加入50份上述經(jīng)表面處理的炭黑和 0.5份偶氮二異丁腈，并在氮氣氣氛中70。C下進(jìn)行加熱和攪拌6小時。在反 應(yīng)完成后，冷卻并加入500份四氫呋喃并進(jìn)行攪拌，并且將它們投入3000 份曱醇中以沉淀固體成分。通過過濾回收的固體成分用四氫呋喃洗滌，最終 在70°C下真空干燥4小時以獲得期望的黑色電泳粒子。
(圖像顯示介質(zhì)的制造和操作)
將10份尿素、1份間苯二酚和10份乙烯-馬來酸酐共聚物溶解在290份 水中并且用氫氧化鈉水溶液將pH調(diào)節(jié)為3.5。而且，通過以下方式制備粒子 分散液將15份上述白色電泳粒子、0.7份上述黑色電泳粒子、和0.1份油 溶性表面活性劑(Lubrizol Corporation生產(chǎn)，Solsperse 17000)加入到20份異 石蠟烴溶劑(Exxon Chemical Company生產(chǎn)，Isopar G)中并進(jìn)行超聲分散，之 后，將分散液加入到水溶液中并進(jìn)一步加入25份曱醛溶液，并且在50。C下 加熱和攪拌3小時。在反應(yīng)完成之后，通過吸濾、沖洗和干燥獲得微膠嚢。
將所得的上述微膠嚢分散在用于熱封的聚氨酯樹脂中，并且它們通過線 棒涂布到具有ITO電極的玻璃基板上。然后，所涂布的膜用層壓在其上的另 一個ITO電極夾芯以制造圖像顯示介質(zhì)。
當(dāng)參考下部ITO電極的-5V施加在上部ITO電極上時，黑色電泳粒子快 速移動到上部電極側(cè)，同時白色電泳粒子快速移動到下部電4及側(cè)，并且從上 部基板表面看時，觀察到黑色。然后，當(dāng)+5V施加在上部ITO電極上時，白色電泳粒子快速移動到上部電極側(cè)，同時黑色電泳粒子快速移動到下部電極 側(cè),并且從上部電極側(cè)看時，觀察到白色。白色顯示的光反射率(反射光的量 與入射白光的量的比例)為45%。而且，當(dāng)在白色的條件下停止施加電壓并 將它們放置 一 天時，在光反射率中僅發(fā)現(xiàn)很小的變化。
(實施例3)
本實施例中的黑色電泳粒子基于公開于日本專利申請公開
No.2005-265938的制造復(fù)合粒子的方法制造。 (用于制造黑色電泳粒子的分散劑的制造)
通過將14份曱基丙烯酰氧丙基改性的有機硅(由Chisso Corporation生產(chǎn) 的Silaplane FM-0711)、 6份曱基丙烯酸二曱基氨基乙酉旨(由Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.生產(chǎn))、和0.1份作為聚合引發(fā)劑的偶氮雙二曱基戊腈溶解在 180份硅油(由Shin-Etsu Chemical Co., Ltd生產(chǎn)的KF-96L lcs)中并且在氮氣 氣氛中60。C下進(jìn)行加熱6小時。在完成反應(yīng)之后，蒸除硅油以獲得均勻且透 明的樹脂。
(黑色電泳粒子的制造)
在配有攪拌器、溫度計和回流冷凝器的反應(yīng)器中，結(jié)合1份上述分散劑、
1.5份炭黑和200份硅油，在冷卻的同時通過均化器施加超聲波1小時，從 而分散炭黑。向其中加入6份甲基丙烯酸曱酯、3份曱基丙烯酰氧丙基改性 的有機硅(Chisso Corporation生產(chǎn)，Silaplane FM-0725;通式(II)的化合物， 其中x=3且分子量為約10000)、 O.l份烯丙基胺、和0.05份作為聚合引發(fā)劑 的偶氮雙二曱基戊腈并在60。C下進(jìn)行反應(yīng)6小時。在反應(yīng)完成后，僅回收并 干燥固體成分量，從而生產(chǎn)期望的黑色電泳粒子。 (圖像顯示介質(zhì)的制造和操作)
圖像顯示介質(zhì)類似于實施例2制造，除了實施例2中的黑色電泳粒子用 實施例3中的黑色電泳粒子替代。
當(dāng)參考下部no電極的-5V施加在上部ITO電4及上時，黑色電泳粒子快 速移動到上部電極側(cè)，同時白色電泳粒子快速移動到下部電極側(cè)，并且從上 部基板表面看時，觀察到黑色。然后，當(dāng)+5V施加在上部電極上時，白色電 泳粒子快速移動到上部電極側(cè)，同時黑色電泳粒子快速移動到下部電極側(cè)， 并且從上部電極側(cè)看時，觀察到白色。白色顯示的光反射率(反射光的量與 入射白光的量的比例)為45%。而且，當(dāng)在白色的條件下停止施加電壓并將它們放置 一 天時，在光反射率中僅發(fā)現(xiàn)很小的變化。 (實施例4)
(能溶于非極性溶劑的酸的制造)
通過將18份曱基丙烯酰氧丙基改性的有機硅(Chisso Corporation生產(chǎn)， Silaplane FM-0711)、 2份曱基丙蜂酸(Tokyo Chemical Industry Co" Ltd.生 產(chǎn))、和0.1份作為聚合引發(fā)劑的偶氮雙二曱基戊腈溶解在180份硅油 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd生產(chǎn)，KF-96L lcs)中提供溶液并且在氮氣氛中 60。C下進(jìn)行加熱6小時。在反應(yīng)完成之后，蒸發(fā)并除去硅油以獲得均勻且透 明的樹脂。
(圖像顯示介質(zhì)的制造和操作)
圖像顯示介質(zhì)類似于實施例3制造，除了將0.1份上述酸加入到作為實 施例3中的分散介質(zhì)的異石蠟烴溶劑中。
當(dāng)參部下部ITO電極的-5V施加在上部ITO電極上時，黑色電泳粒子快 速移動到上部電極側(cè)，同時白色電泳粒子快速移動到下部電極側(cè)，并且從上 部基板表面看時，觀察到黑色。然后，當(dāng)+5V施加在上部電極上時，白色電 泳粒子快速移動到上部電極側(cè)，同時黑色電泳粒子快速移動到下部電^f及側(cè)， 并且從上部電極側(cè)看時，觀察到白色。白色顯示的光反射率(反射光的量與 入射白光的量的比例)為45%。而且，當(dāng)在白色的條件下停止施加電壓并將 它們放置一 天時，在光反射率中僅發(fā)現(xiàn)很小的變化。
(對比例1)
(圖像顯示介質(zhì)的制造和操作)
圖像顯示介質(zhì)類似于實施例1制造，除了對于實施例1中的白色電泳粒 子用曱基丙烯酸二乙基氨基乙酯替代烯丙胺，并且進(jìn)行類似于實施例1的電 壓施加測試。在5V的施加電壓下，所得的白色顯示的光反射率僅為30%, 并且需要等于或大于10V的施加電壓以獲得與實施例1中白色顯示相當(dāng)?shù)墓?反射率。
(對比例2)
圖像顯示介質(zhì)類似于實施例2制造，除了對于實施例2中的黑色電泳粒 子用曱基丙烯酸二乙基氨基乙酯替代曱基烯丙胺，并且進(jìn)行類似于實施例1 的電壓施加測試。在5V的施加電壓下，所得的白色顯示的光反射率僅為 25%,并且需要等于或大于10V的施加電壓以獲得與實施例2中白色顯示相當(dāng)?shù)墓夥瓷渎省?(對比例3)
圖像顯示介質(zhì)類似于實施例3制造，除了對于實施例3中的黑色電泳粒 子用曱基丙烯酸二曱基氨基乙酯替代烯丙胺，并且進(jìn)行類似于實施例1的電
壓施加測試。在5V的施加電壓下，所得的白色顯示的光反射率僅為30%, 并且需要等于或大于10V的施加電壓以獲得與實施例3中白色顯示相當(dāng)?shù)墓?反射率。 [附錄]
本發(fā)明的典型實施方式(l)-(9)如下所述
實施方式(l)是特征在于其表面上包含聚合物組分的電泳粒子，所述聚合 物組分是由至少包含以下通式(I)表示的單體組分和以下通式(II)表示的單體 組分的材料獲得的共聚物。
根據(jù)上述實施方式(l),可提供顯示出其帶電性質(zhì)和分散穩(wěn)定性之間有較 好平衡的電泳粒子，因為電泳粒子的粒子表面包含由至少包含通式(I)和通式 (II)的單體組分的材料獲得的聚合物。
實施方式(2)是上述實施方式(1)的電泳粒子，其特征在于，通式(II)表示 的單體的平均分子量為500-50000。
根據(jù)上述實施方式(2),可提供顯示出其帶電性質(zhì)和分散穩(wěn)定性之間有尤 其更好平衡的電泳粒子，因為通式(II)表示的單體的平均分子量在上述范圍 中。實施方式(3)是上述實施方式(1)或(2)的電泳粒子，其特征在于，聚合物
組分通過化學(xué)鍵接枝在白色或著色粒子的表面上。
根據(jù)上述實施方式(3),可獲得具有優(yōu)異的帶電性質(zhì)和優(yōu)異的分散穩(wěn)定性 的電泳粒子，因為聚合物組分通過化學(xué)鍵接技在白色或著色粒子的表面上， 使得聚合物組分層可以確定地并牢固地形成在白色或著色粒子表面上。
實施方式(4)是上述實施方式(1)或(2)的電泳粒子，其特征在于，聚合物 組分中含有白色或著色粒子。
根據(jù)上述實施方式(4),可獲得具有優(yōu)異的帶電性質(zhì)和優(yōu)異的分散穩(wěn)定性 的電泳粒子，因為聚合物組分中含有白色或著色粒子，使得粒子表面可以被 聚合物組分完全覆蓋。
實施方式(5)是電泳粒子分散液，其特征在于，上述實施方式(l)-(4)中任 一項描述的電泳粒子分散在非極性溶劑中。
根據(jù)上述實施方式(5),可獲得具有更好的帶電性質(zhì)和更好的分散穩(wěn)定性 的電泳粒子分散液，因為包含電泳粒子的粒子分散在非極性溶劑中。
實施方式(6)是上述實施方式(5)的電泳粒子分散液，其特征在于，聚合 物組分不溶于非極性溶劑。
根據(jù)上述實施方式(6),可獲得較高絕緣性質(zhì)和優(yōu)異帶電性質(zhì)的電泳粒 子，因為聚合物組分不溶于非極性溶劑，使得聚合物組分在白色或著色粒子 表面上的涂層膜可長期保持。
實施方式(7)是上述實施方式(5)或(6)的電泳粒子分散液，其特征在于， 包括能溶于非極性溶劑的酸。
根據(jù)上述實施方式(7),粒子可顯示強的和正的帶電性質(zhì)，并且可改進(jìn)粒 子的電泳性質(zhì)，因為電泳粒子分散液進(jìn)一步包含能溶于非極性溶劑的酸，使 得可通過其與粒子表面上氨基之間的酸-堿解離促進(jìn)氨基的離子化。
實施方式(8)是在至少其中的一個是光學(xué)透明的導(dǎo)電層對之間包含上述 實施方式(5)-(7)中任一項所述的電泳粒子分散液的圖像顯示介質(zhì)。
根據(jù)上述實施方式(8),可提供在較低電壓下的響應(yīng)和長期顯示穩(wěn)定性方 面優(yōu)異的圖像顯示介質(zhì)，因為其包含上述的電泳粒子分散液。
實施方式(9)是一種圖像顯示裝置，其特征在于，包含上述實施方式(8) 的圖像顯示介質(zhì)、配置為向該圖像顯示介質(zhì)提供圖像信息的信息輸入裝置、 和配置為向該圖像顯示介質(zhì)和信息輸入裝置供應(yīng)電源的電源供應(yīng)裝置。根據(jù)上述實施方式(9),可提供在較低電壓下的響應(yīng)和長期顯示穩(wěn)定性方 面優(yōu)異的圖像顯示介質(zhì)，因為其包含上述的電泳粒子分散液。
雖然以上已經(jīng)具體描述了本發(fā)明的實施方式和實施例，但本發(fā)明不限于 所述實施方式或?qū)嵤├?，并且本發(fā)明的實施方式和實施例可在不偏離本發(fā)明 的精神或范圍的情況下改變或調(diào)整。
本發(fā)明要求基于2007年5月18日在日本提交的日本專利申請No. 2007-133331的外國優(yōu)選權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用引入本文。 工業(yè)應(yīng)用性
本發(fā)明可以應(yīng)用到電泳粒子和使用其的圖像顯示裝置，特別是使用其的 電泳粒子、電泳粒子分散液、以及圖像顯示介質(zhì)和圖像顯示裝置。
權(quán)利要求
1.一種電泳粒子，所述電泳粒子在其表面上包含聚合物組分，所述聚合物組分是由至少包含以下通式(I)表示的單體組分和以下通式(II)表示的單體組分的材料獲得的共聚物 id="icf0001" file="A2008800004440002C1.tif" wi="38" he="24" top= "53" left = "70" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>通式(I)在通式(I)中，R表示氫原子或甲基， id="icf0002" file="A2008800004440002C2.tif" wi="115" he="23" top= "89" left = "23" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>通式(II)在通式(II)中，R1表示氫原子或甲基，R1’表示氫原子或碳數(shù)為1-4的烷基，n表示自然數(shù)，且x表示1-3的整數(shù)。
2. 權(quán)利要求1的電泳粒子，其中通式(II)表示的單體的平均分子量為 500-50000。
3. 權(quán)利要求1的電泳粒子，其中所述聚合物組分通過化學(xué)4定接枝到白色 或著色粒子的表面上。
4. 權(quán)利要求1的電泳粒子，其中所述聚合物組分在其中含有白色或著色 粒子。
5. —種電泳粒子分散液，其中權(quán)利要求1的電泳粒子分散在非極性溶劑中。
6. 權(quán)利要求5的電泳粒子分散液，其中所述聚合物組分不溶于非極性溶
7. 權(quán)利要求5的電泳粒子分散液，其包含溶于非極性溶劑的酸。
8. —種圖像顯示介質(zhì)，其在一對導(dǎo)電層之間包含權(quán)利要求5的電泳粒子 分散液，所述導(dǎo)電層的至少一層是光學(xué)透明的。
9. 一種圖像顯示裝置，其包含權(quán)利要求8的圖像顯示介質(zhì)、設(shè)置為向該 圖像顯示介質(zhì)提供圖像信息的信息輸入裝置、和設(shè)置為向該圖像顯示介質(zhì)和 該信息輸入裝置供應(yīng)電源的電源供應(yīng)裝置。
全文摘要
公開了一種電泳粒子，該電泳粒子在其表面上包含聚合物組分，所述聚合物組分是由至少包含以下通式(I)表示的單體組分和以下通式(II)表示的單體組分的材料獲得的共聚物，在通式(I)中R表示氫原子或甲基，在通式(II)中R₁表示氫原子或甲基，R₁’表示氫原子或碳數(shù)為1-4的烷基，n表示自然數(shù)，且x表示1-3的整數(shù)。
文檔編號G02F1/167GK101542380SQ20088000044
公開日2009年9月23日 申請日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月18日
發(fā)明者內(nèi)城禎久, 柳澤匡浩 申請人:株式會社理光