【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電粒子を移動させて表示を行う電気泳動表示素子に用いる分散液およびそれを用いた電気泳動表示素子に関する。
【０００２】
【背景技術】
電気泳動表示素子に用いる分散液においては、従来、分散媒中に分散安定剤として合成樹脂を含有させ、合成樹脂を粒子表面へ付着させ粒子間に立体障害効果を発現させ凝集を防止している。（例えば、特許文献１参照）また、粒子と分散剤の組み合せを酸性物質と塩基性高分子化合物もしくは塩基性物質と酸性高分子化合物の組み合せにして、イオン解離により帯電させ分散安定化をさせている。（例えば、特許文献２参照）非プロトン分散媒中での粒子間の凝集防止、如いては分散安定化にとって高分子化合物を分散安定剤として用いることは非常に重要な技術である。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５５−１０５２２７号公報
【特許文献２】
特開２００２−０６２４５４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように高分子化合物を高絶縁性有機溶媒に溶解させた分散媒を電気泳動表示素子に用いた場合、電気泳動表示素子や分散媒および分散液が室温以下の低温条件下に曝された時に分散安定剤として用いられた高分子化合物の析出などにより白濁などが生じ、著しい表示不良を生じ易かった。また、電気泳動表示素子の表示安定性に対し著しい問題が生じ易かった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、分散液に添加され分散安定剤として用いられる高分子化合物の析出がなく、溶液特性の温度依存性が小さく、さらには表示不良のない良好な映像を安定して表示することができる電気泳動表示素子用分散液を提供するものである。
【０００６】
また、本発明は、分散安定剤として用いられた高分子化合物の析出などにより白濁などが生たり、著しい表示不良が生じることがなく、表示が安定に行える電気泳動表示素子を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下のことを特徴とする分散液により達成される。
即ち、本発明は、帯電粒子と、非プロトン系溶剤からなる分散媒と、分散安定剤として下記一般式（Ｉ）および一般式（ＩＩ）で示される化合物からなる共重合体を含有する電気泳動表示素子用分散液であって、前記共重合体の共重合比が下記一般式（Ｉ）で示される化合物１００モル等量に対し、下記一般式（ＩＩ）で示される化合物が４０モル等量以上１００モル等量以下であり、かつ前記共重合体の重量平均分子量が２０００以上４０００以下であることを特徴する分散液である。
【０００８】
【化２】
【０００９】
（式中、Ｒ１ 、Ｒ３ は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ２ は炭素数１０以上１６以下のアルキル基を示す。）
【００１０】
前記共重合体の含有量が、分散媒１００重量部に対し０．５重量部以上２０重量部以下であることが好ましい。
前記非プロトン系溶剤が、高絶縁炭化水素溶媒であることが好ましい。
また、本発明は、上記の分散液を用いた電気泳動表示素子である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、図１〜図４を参照して本発明の実施の形態について説明する。
なお、本発明における図面は、本発明に係る分散液および電気泳動表示素子の構成を示す図ではあるが、便宜上代表的な構成を模式的に示したものである。
【００１２】
本発明の電気泳動表示素子用分散液（図１，２では帯電粒子１と分散媒２を意味する）は、いわゆる帯電粒子１が水平方向に移動する電気泳動表示素子（図１参照）にも、また帯電粒子１が垂直方向に移動する電気泳動表示素子（図２参照）にも適用できる。
【００１３】
本発明では、水平移動型とは、図１に示すように、第１電極４ａ及び第２電極４ｂの両方をいずれか一方の基板３ａ又は３ｂに沿うように配置し、帯電粒子１が基板３ａ，３ｂに沿って移動するように構成したものを意味する。これに対して、垂直移動型とは、図２に示すように、分散媒２を挟み込むように第１電極４ａ及び第２電極４ｂを別々の基板側に配置し、帯電粒子１が基板３ａ，３ｂに対して垂直方向（法線方向）に移動するように構成したものを意味する。なお、図１ならびに図２に例示した帯電粒子は、負極性に帯電しているものとする。
【００１４】
以下、図１の水平移動型の電気泳動表示素子を一例として説明する。
本発明に係る電気泳動表示素子は、図１に示すように、複数の帯電粒子１と、これらの帯電粒子１が分散された分散媒２とを備え、第１電極４ａと第２電極４ｂ間に電圧を印加して前記帯電粒子１を移動させることにより、画像を表示するよう構成されている。
【００１５】
本発明の電気泳動表示素子は、少なくとも帯電粒子１と、分散媒２および分散安定剤を含有する電気泳動表示素子用の分散液を使用する。
【００１６】
本発明は、帯電粒子１が分散された分散媒２中に、分散安定剤として下記一般式（Ｉ）および一般式（ＩＩ）で示される化合物からなる共重合体を含有することを特徴としている。
【００１７】
【化３】
【００１８】
一般式（Ｉ）および一般式（ＩＩ）中のＲ１ 、Ｒ３ は水素原子またはメチル基を示す。また、Ｒ２ は炭素数１０以上１６以下のアルキル基を示す。アルキル基は直鎖状または分岐状のアルキル基でもよい。
【００１９】
一般式（Ｉ）で示されるアクリル酸アルキルエステルまたはメタアクリル酸アルキルエステルと、一般式（ＩＩ）で示されるアクリル酸またはメタアクリル酸からなるランダム共重合体の共重合比が、一般式（Ｉ）で示されるアクリル酸アルキルエステルまたはメタアクリル酸アルキルエステル１００モル等量に対して、一般式（ＩＩ）で示されるアクリル酸またはメタアクリル酸は４０モル等量以上１００モル等量以下の範囲であることを特徴としている。前記一般式（ＩＩ）で示されるアクリル酸またはメタアクリル酸からなるランダム共重合体の共重合比が４０モル等量を下回ると、比較的、極性の低い材料を母材とする粒子では粒子同士の凝集が急激に増加し、また、比較的、極性の高い材料を母材とする粒子では基板への貼り付きが急激に増加するので好ましくない。また、共重合比が１００モル等量を上回ると、一般式（Ｉ）で示されるアクリル酸アルキルエステルのアルキルエステルのアルキル鎖長によっては、前記ランダム共重合体の非プロトン系溶剤に対する相溶性が悪くなるので好ましくない。
【００２０】
さらに上記一般式（Ｉ）で示されるアクリル酸アルキルエステルまたはメタアクリル酸アルキルエステルと一般式（ＩＩ）で示されるアクリル酸またはメタアクリル酸からなるランダム共重合体の重量平均分子量は２０００以上４０００以下の範囲であることを特徴としている。ランダム共重合体の重量平均分子量が２０００を下回ると、ランダム共重合体に揮発性が生じ好ましくない。また、重量平均分子量が４０００を超えると、一般式（Ｉ）で示されるアクリル酸アルキルエステルのアルキルエステルのアルキル鎖長によっては、分散液中に溶解させた上記ランダム共重合体が室温以下の低温条件下に曝された時に析出を起こし易くなるので好ましくない。
【００２１】
また、さらに上記一般式（Ｉ）で示されるアクリル酸アルキルエステルまたはメタアクリル酸アルキルエステルにエステル結合されるアルキル側鎖のアルキル基（Ｒ２ ）の炭素数が１０以上かつ１６以下の範囲であることを特徴としている。アルキル基（Ｒ２ ）の炭素数が１０を下回ると、分散液の溶剤である高絶縁性有機溶媒に対する相溶性が著しく低くなり、分散液中に溶解させた上記ランダム共重合体が室温以下の低温条件下に曝された時に相分離を起こし易くなるので好ましくない。また、アルキル基（Ｒ２ ）の炭素数が１６を上回ると、例え重量平均分子量が４０００以下であっても上記ランダム共重合体は室温近傍に結晶化点を持ち低温条件下に曝された時に析出を起こし易くなるので好ましくない。
【００２２】
上記分散液には、帯電粒子の帯電量を高める、あるいは帯電安定性を付与する目的で、帯電制御剤や解離安定剤など、本発明に係る分散安定剤以外の添加剤が含有されていても良い。
【００２３】
本発明の電気泳動表示素子用の分散液においては、帯電粒子の帯電量を高める、あるいは帯電安定性を付与する目的で、金属石鹸が必要に応じて分散媒中に添加できる。具体的には、たとえばナフテン酸コバルト、ナフテン酸ジルコニウム、ナフテン酸銅、ナフテン酸鉄、ナフテン酸鉛、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸亜鉛、オクテン酸コバルト、オクテン酸ジルコニウム、オクテン酸鉄、オクテン酸鉛、オクテン酸ニッケル、オクテン酸マンガン、オクテン酸亜鉛等の金属石鹸が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２４】
さらに本発明の電気泳動表示素子用の分散液においては、帯電粒子の帯電量を高める、あるいは帯電安定性を付与する目的で、ロジンエステルまたはロジン誘導体を使用することができる。ロジンエステルまたはロジン誘導体としては分散媒に可溶であるならば特に限定されないが、たとえばガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン、ロジン変性マレイン酸、ロジン変性ペンタエリスリトール、ロジングリセリンエステル、部分水素添加ロジンメチルエステル、部分水素添加ロジングリセリンエステル、部分水素添加ロジントリエチレングリコールエステル、完全水素添加ロジンペンタエリスリトールエステル、マレイン酸変性ロジンエステル、フマル酸変性ロジンエステル、アクリル酸変性ロジンエステル、マレイン酸変性ロジンペンタエリスリトールエステル、フマル酸変性ロジンペンタエリスリトールエステル、アクリル酸変性ロジングリセリンエステル、マレイン酸変性ロジングリセリンエステル、フマル酸変性ロジングリセリンエステル、アクリル酸変性ロジングリセリンエステル等が挙げられる。
【００２５】
本発明においては、これらの帯電制御剤ならびに帯電安定化剤は、単独または２種類以上混合して用いることができる。
【００２６】
本発明に用いられる帯電粒子とは、分散媒として用いる溶媒との組み合せにおいて、溶媒に対して不溶であり、溶媒中において分散された粒子状態で存在できるものである。また、本発明の帯電粒子の成分は、無機着色材料、有機顔料、高分子材料ならびにそれらの混合物のいずれでもよく、本発明の範囲内であれば特に限定はされない。帯電粒子は、使用する電気泳動表示素子の表示方法に合わせて着色することができる。
【００２７】
帯電粒子としては、無機着色材料からなる粒子を使用することができる。無機着色材料は、粉砕・造粒等の公知の方法で粒子化できる。また、帯電粒子としては、有機顔料からなる粒子を使用することができる。有機顔料は、粉砕・造粒等の公知の方法で粒子化できる。
【００２８】
本発明では、上記の無機着色粒子ならびに有機顔料粒子に対して、表面改質を施して用いることができる。この場合の表面改質の方法としては、顔料粒子に対して通常行われる各種の方法を適用することができ、例えば、高分子材料等の各種化合物を顔料表面にコーティングしたもの、チタネート系・シラン系・アルミニウム系・フッ素系等の各種カップリング剤によるカップリング処理したもの、グラフト重合処理したもの等が挙げられる。また、これらの粒子には、メカノケミカル的な処理を行ってもよい。
【００２９】
さらに本発明の帯電粒子としては、高分子材料からなる粒子を用いることができる。高分子材料としては、分散媒に対して不溶であれば特に限定はされないが、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ジビニルベンゼン樹脂、ポリ尿素、ナイロン、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、テトラフルオロエチレン樹脂、フェノール樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂、ポリメタクリル酸エステル等の高分子材料が挙げられる。
【００３０】
高分子材料からなる粒子は、乳化重合、分散重合、懸濁重合、シード重合等の重合法、高分子材料を溶媒に溶解させた溶液からの粒子析出造粒法、あるいは高分子材料を粉砕して粒子化する方法等の公知の方法から得ることができる。また、高分子材料は、溶媒に対する不溶化を目的として架橋処理を施して使用することもできる。さらに、高分子材料からなる粒子は、着色して使用することもできる。高分子材料からなる粒子の着色としては、粒子を染料で染色する方法、あるいは上記した無機着色材料や有機顔料を高分子材料と溶融混練し、粉砕して着色する方法等の公知の方法で行うことができる。
【００３１】
また、本発明に用いる帯電粒子としては、市販の粒子を用いることができる。例えば、ミクロパール（積水化学工業（株）製）、ナトコスペーサー粒子（ナトコ（株）製）、エポカラー粒子（日本触媒化学工業（株）製）、ケミスノー（総研化学（株）製）、トスパール（ＧＥ東芝シリコーン（株）製）、テクポリマー（積水化成品工業）等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００３２】
さらに本発明に用いる帯電粒子の平均粒子径は、０．１μｍ以上５μｍ以下の範囲が好ましい。本発明では、必要であれば、乾式分級や湿式分級等の公知の方法で粒子の分級を行うことができる。
【００３３】
本発明の帯電粒子を分散させる分散媒の溶媒としては、非プロトン系溶剤が用いられ、例えば導電率の低い高絶縁性有機溶媒が使用される。具体的には、ベンゼン、エチルベンゼン、ドデシルベンゼン、トルエン、キシレン、ナフテン系炭化水素などの芳香族炭化水素溶媒、トリクロロトリフルオロエチレン、臭化エチルなどのハロゲン化炭化水素溶媒、あるいはシリコンオイル、高純度石油等が挙げられるが、中でも脂肪族炭化水素溶媒が好適に使用され、具体的にはアイソパーＧ、Ｈ，Ｍ，Ｌ（いずれもエクソン化学社製）、Ｓｈｅｌｌｓｏｌ（昭和シェルジャパン）、ＩＰソルベント１０１６、１６２０、２０２８、２８３５（出光石油化学）が挙げられる。これらを単独、あるいは２種類以上混合して用いることができる。
【００３４】
本発明の分散液における、前記分散安定剤として用いられる一般式（Ｉ）および一般式（ＩＩ）で示される化合物からなる共重合体の含有量は、分散媒１００重量部に対し０．５重量部以上２０重量部以下であることを特徴としている。共重合体の含有量が０．５重量部を下回ると、粒子分散が不安定となり好ましくない。また、共重合体の含有量が２０重量部を上回ると、分散媒自身が高粘性となりすぎて好ましくない。
【００３５】
本発明に用いる分散媒は、使用する電気泳動表示素子の表示方法に合わせて粒子と異なる色に着色することができる。着色剤としては、分散媒に溶解可能な油溶性染料であれば特に限定はされない。
本発明では、電気泳動表示素子の表示方法に合わせて、粒子径、粒子成分、あるいは着色等が異なる２種類以上の帯電粒子を使用してもよい。
【００３６】
また、本発明の電気泳動表示素子用の分散液は、図３に示すように、マイクロカプセル７内に内包させて用いることができる。マイクロカプセルの内包方法としては、ｉｎ−ｓｉｔｕ法、界面重合法、コアセルベーション法等の通常の方法が挙げられる。
【００３７】
マイクロカプセルの壁材としてはポリウレタン、ポリ尿素、ポリ尿素−ポリウレタン、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、ポリアミド、ポリエステル、ポリスルホンアミド、ポリカーボネート、ポリスルフィネート、エポキシ、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ゼラチン等が挙げられる。
【００３８】
本発明の電気泳動表示装置に用いられるマイクロカプセルの大きさは、１〜５００μｍ程度であり、好ましくは２０〜１００μｍ程度である。
本発明の帯電粒子は分散液に対して任意の重量比で用いることが可能であるが、好ましくは、分散媒１００重量部に対して０．１重量部以上２０重量部以下の範囲である。
【００３９】
次に電気泳動表示素子を、図１を用いて説明する。
透明対向基板３ａ，電極基板３ｂには、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンナフタレ−ト（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）等のポリマーフィルム、ガラス、石英等の無機材料、あるいは表面に絶縁層を有するステンレス基板を使用することができる。なお、観察者側の透明対向基板３ａには、可視光の透過率が高い材料、たとえば透明なポリマーフィルムやガラスを使用するとよい。また、透明対向基板３ａの分散液と接する面にはゴム硬度が１０以上９０以下の範囲にある高分子材料、具体的にはシリコン樹脂、天然ゴム、熱可塑性エラストマー樹脂等を形成させてもよい。
【００４０】
第１電極４ａ，第２電極４ｂには、パターニング可能な導電性材料なら特に限定されないが、例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、アルミ、チタンなどを挙げることができる。なお、図１に示す水平移動型電気泳動表示素子では、一方の第２電極４ｂが画素全体に形成され、他方の第１電極４ａは、第２電極４ｂとは異なる高さに、画素の一部に該第２電極４ｂと重なるように形成されているが、もちろんこれに限られるものではなく、両電極４ａ，４ｂを同一高さに形成しても良い。この場合、第２電極４ｂは画素全体には形成できず、両電極４ａ，４ｂは重なり合うことはない。あるいは電極が画素毎に分割されて形成されていても良い。
【００４１】
さらに、両電極４ａ，４ｂ等を覆うように絶縁層６を形成すると良く、絶縁層を形成した場合には、各電極４ａ，４ｂから帯電粒子１への電荷注入を防止できる。この絶縁層６に用いる材料としては、薄膜でピンホールが形成されにくいものが良い。具体的には、高い透明性を有するポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ノボラック樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。
【００４２】
また、隔壁５にはポリマー樹脂等を使用すれば良い。具体的には、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ノボラック樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。
【００４３】
水平移動型電気泳動表示素子の場合、上述した第１電極４ａ及び第２電極４ｂの内、いずれか一方の電極が配置された領域には帯電粒子１と同じ色を付し、他方の電極が配置された領域には異なる色に着色することができる。この場合、電極自体を着色してもよく、着色層を電極とは別に設けてもよく、電極と重なるように絶縁層６を配置すると共に、その絶縁層６を着色しても良い。
【００４４】
垂直移動型電気泳動表示素子の場合、帯電粒子を分散させる分散媒２を、帯電粒子１と異なる色に着色することができる。
【００４５】
これらにより２色表示が可能となるが、隣接される複数の画素で異なる色を表示することにより、表示装置全体としてはカラー表示をすることもできる。
【００４６】
【実施例】
以下、水平移動型の電気泳動表示素子の実施例に沿って本発明を更に詳細に説明する。
【００４７】
本実施例および比較例においては、図４（ｅ）に示す電気泳動表示素子を作製し、使用した。なお、図４は、本発明に係る電気泳動表示素子の製造方法を示す工程図である。
【００４８】
まず、電極基板３ｂのポリイミド（ＰＩ）フィルムの表面に厚み１００ｎｍでアルミを蒸着して第２電極４ｂを形成する（図４（ａ）参照）。なお、ポリイミドフィルムには５０ｍｍ×５０ｍｍの寸法で２００μｍの厚さのものを用いる。
次に、第２電極４ｂの表面には、酸化チタン微粒子を混合させて白色化させたポリウレタン樹脂層を形成し、絶縁層６とした。
【００４９】
図４（ｂ）に示すように、この絶縁層６の表面には第１電極４ａを、第２電極４ｂと重なるように１つの画素における一部の領域に形成した。そして、この第１電極４ａを覆うように絶縁層６上にポリアクリレート樹脂からなる透明樹脂層９を形成した。なお、この第１電極４ａは、暗黒色の炭化チタンを成膜し、フォトリソグラフィー及びドライエッチングによりライン状にパターニングして形成した。第１電極４ａの厚みは５０ｎｍであり、線幅は３５μｍとする。
【００５０】
そして、絶縁層６の表面には、画素と画素とを仕切るように隔壁５を形成した。この隔壁５は、感光性エポキシ樹脂の塗布、露光及びウエット現像の各工程を行うことにより、高さ３０μｍ、幅１２μｍ、間隔１２０μｍで形成した。その後、隔壁５の上面（透明対向基板３ａとの接合面）に熱融着性の接着層８を形成した。
【００５１】
次に、後述する方法により各実施例および比較例に使用する分散液を調整し隔壁５内に充填した（図４（ｃ）参照）。
また、厚さ２００μｍのＰＥＴフィルムからなる透明対向基板３ａと接着層８の位置合せを行った後（図４（ｄ）参照）、透明対向基板３ａを隔壁５に加熱接着し、本発明の電気泳動表示装置を作製した（図４（ｅ）参照）。なお、第１電極４ａの上部は黒色に視認され、第１電極４ａが配置されていない領域の上部は絶縁層６の白色が視認される。
【００５２】
実施例１
実施例１に使用したアクリル酸アルキルエステルとアクリル酸のランダム共重合体は、アクリル酸ラウリレート１００重量部に対し、アクリル酸１４．４重量部の割合で共重合したランダム共重合体で、重量平均分子量は３０００であった。上記ランダム共重合体はアクリル酸ラウリレート１００モル等量に対し、アクリル酸は４８モル等量に相当する。
【００５３】
次に、分散媒中の溶媒として脂肪族炭化水素溶媒であるアイソパーＨ（エクソン社製）１００重量部と、前記アクリル酸ラウリレートとアクリル酸のランダム共重合体５重量部とを混合し、２４時間攪拌して分散媒を調製した。
【００５４】
このように調製された分散媒を−１０℃の環境下に１０日間放置し、１０日後の分散媒の状態を観察した。その結果、１０日間の低温環境試験ではアクリル酸ラウリレートとアクリル酸のランダム共重合体の結晶化、析出は観察されなかった。
【００５５】
また、アイソパーＨ（エクソン社製）１００重量部と、前記アクリル酸ラウリレートとアクリル酸のランダム共重合体２０重量部とを混合し、２４時間攪拌して分散媒を調製した。その結果、１０日間の低温環境試験ではアクリル酸ラウリレートとアクリル酸のランダム共重合体の結晶化、析出は観察されなかった。
【００５６】
次に、帯電粒子１として、黒色に着色された液晶スペーサー粒子（粒子Ａとする）（ナトコ（株）製、平均粒径６μｍ）を１重量部と、上記分散媒１００重量部とを混合し、２４時間攪拌して粒子分散液を調製した。
【００５７】
次に、上記分散液を隔壁５内に充填し（図４（ｃ）参照）、厚さ２００μｍのＰＥＴフィルムからなる基板３ａと接着層８の位置合せを行った後（図４（ｄ）参照）、基板３ａを隔壁（端部支持部材）５に加熱接着し、実施例１の電気泳動表示装置を作製した（図４（ｅ）参照）。
このように作製した表示装置を用いて、印加電圧±１５Ｖ、電圧印加時間１００ｍｓｅｃで表示を行った。その結果、良好な白黒表示が得られた。
【００５８】
実施例１に用いた帯電粒子１は、負極性に帯電しているため、電圧が印加された場合には正極性の電極上に速やかに移動する。例えば、図１において、第２電極４ｂを負極性にし、第１電極４ａを正極性にした場合、黒色の帯電粒子１が移動してきて第１電極４ａを覆い、基板３ａの観測者側から見ると、黒色の帯電粒子１と白色領域（第１電極４ａ以外の領域）が認識されることとなり、その画素は白表示を行うこととなる（図１（ａ）参照）。
【００５９】
これと反対に、第２電極４ｂを正極性にし、第１電極４ａを負極性にした場合、黒色帯電粒子１は白色領域（第１電極４ａ以外の領域）に移動するため、基板３ａの観測側から見ると、黒色の第１電極４ａと、黒色粒子１で覆われた白色の絶縁層６が視認され、画素としては黒表示を行うこととなる（図１（ｂ）参照）。
【００６０】
実施例２
実施例２に使用した分散媒は、実施例１と同じく、アクリル酸ラウリレート１００重量部とアクリル酸１４．４重量部のランダム共重合体で、重量平均分子量が３０００のものを使用した。
次に、実施例１と同じく、分散媒中の溶媒として脂肪族炭化水素溶媒であるアイソパーＨ１００重量部と、前記アクリル酸ラウリレートとアクリル酸のランダム共重合体５重量部とを混合し、２４時間攪拌して分散媒を調製した。
【００６１】
次に、帯電粒子１として、黒色に着色された液晶スペーサー粒子（粒子Ｂとする）（積水化学工業（株）製、平均粒径３μｍ）を１重量部と、上記分散媒１００重量部とを混合し、２４時間攪拌して分散液を調製した。
【００６２】
次に、上記分散液を隔壁５内に充填し（図４（ｃ）参照）、厚さ２００μｍのＰＥＴフィルムからなる基板３ａと接着層８の位置合せを行った後（図４（ｄ）参照）、基板３ａを隔壁５に加熱接着し、実施例２の電気泳動表示装置を作製した（図４（ｅ）参照）。
このように作製した表示装置を用いて、印加電圧±２０Ｖ、電圧印加時間１００ｍｓｅｃで表示を行い、良好な白黒表示が得られた。
【００６３】
実施例２に用いた帯電粒子１は、正極性に帯電しているため、電圧が印加された場合には負極性の電極上に速やかに移動する。例えば、図１において、第２電極４ｂを正極性にし、第１電極４ａを負極性にした場合、黒色の帯電粒子１が移動してきて第１電極４ａを覆い、基板３ａの観測者側から見ると、黒色の帯電粒子１と白色領域（第１電極４ａ以外の領域）が認識されることとなり、その画素は白表示を行うこととなる（図１（ａ）参照、但し、電極の極性は逆となっている）。
【００６４】
これと反対に、第２電極４ｂを負極性にし、第１電極４ａを正極性にした場合、黒色の帯電粒子１は白色領域（第１電極４ａ以外の領域）に移動するため、基板３ａの観測側から見ると、黒色の第１電極４ａと、黒色粒子１で覆われた白色の絶縁層６が視認され、画素としては黒表示を行うこととなる（図１（ｂ）参照、但し、電極の極性は逆となっている）。
【００６５】
実施例３〜５および比較例１〜８
以下、実施例３〜５および比較例１〜８について、使用したアクリル酸アルキルエステルとアクリル酸のランダム共重合体のアクリル酸アルキルエステルのアルキル側鎖長、およびランダム共重合体のアクリル酸アルキルエステル１００重量部に対するアクリル酸の共重合重量比、およびランダム共重合体の重量平均分子量を表１に記す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
次に、実施例３〜５および比較例１〜８について、実施例１と同じく、分散媒中の溶媒として脂肪族炭化水素溶媒であるアイソパーＨと、前記アクリル酸ラウリレートとアクリル酸のランダム共重合体とを混合し、２４時間攪拌して分散媒を調整した。
【００６８】
以下、アイソパーＨ１００重量部に対するランダム共重合体の混合重量比を表２に記す。さらに、その分散媒を−１０℃で１０日間の低温環境試験を行った結果を表２に記す。
【００６９】
【表２】
【００７０】
次に、実施例３〜５および比較例１〜８について、実施例１および実施例２と同じく、帯電粒子１として、黒色に着色された粒子Ａまたは粒子Ｂを１重量部と、分散媒１００重量部とを混合し、２４時間攪拌して粒子分散液を調製した。
【００７１】
次に、上記分散液を隔壁５内に充填し（図４（ｃ）参照）、厚さ２００μｍのＰＥＴフィルムからなる基板３ａと接着層８の位置合せを行った後（図４（ｄ）参照）、基板３ａを隔壁５に加熱接着し、実施例１の電気泳動表示装置を作製した（図４（ｅ）参照）。
このように作製した表示装置を用いて、電圧を印加し、白黒表示を行った。
【００７２】
以下、アイソパーＨ１００重量部に対するランダム共重合体の混合重量比、および粒子分散液調整に用いた粒子、および白黒表示の評価結果を表３に記す。
【００７３】
【表３】
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の分散液によると、室温以下の低温条件下に曝された時に、分散液に添加され分散安定剤として用いられる高分子化合物の析出などにより白濁などが生ずることがなく、溶液特性の温度依存性が小さく、著しい表示不良が生じず、また電気泳動表示素子の表示を安定に行うことができる。
また、本発明の電気泳動表示素子は、上記の分散液を用いることにより、分散安定剤として用いられた高分子化合物の析出などにより白濁などが生たり、表示不良が生じることがなく、表示を安定に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水平移動型の電気泳動表示素子のスイッチング概念を示す概念図である。
【図２】本発明の垂直移動型の電気泳動表示素子のスイッチング概念を示す概念図である。
【図３】本発明のマイクロカプセル型の電気泳動表示素子のスイッチング概念を示す概念図である。
【図４】本発明に係る電気泳動表示素子の製造方法の一例を示す工程図である。
【符号の説明】
１ 帯電粒子
２ 分散媒
３ａ 透明対向基板
３ｂ 電極基板
４ａ 第１電極
４ｂ 第２電極
５ 隔壁
６ 絶縁層
７ マイクロカプセル
８ 接着層
９ 透明樹脂層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dispersion for use in an electrophoretic display element that performs display by moving charged particles, and an electrophoretic display element using the same.
[0002]
[Background]
In dispersions used in electrophoretic display elements, conventionally, a synthetic resin is included as a dispersion stabilizer in a dispersion medium, and the synthetic resin is adhered to the particle surface to express a steric hindrance effect between the particles and prevent aggregation. . (For example, refer to Patent Document 1) Further, the combination of particles and a dispersant is a combination of an acidic substance and a basic polymer compound or a combination of a basic substance and an acidic polymer compound, and is charged by ionic dissociation to stabilize dispersion. Yes. (For example, refer to Patent Document 2) It is a very important technique to use a polymer compound as a dispersion stabilizer for preventing aggregation between particles in an aprotic dispersion medium, and for stabilizing the dispersion.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-55-105227
[Patent Document 2]
JP 2002-062454 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When a dispersion medium in which a polymer compound is dissolved in a highly insulating organic solvent as described above is used for an electrophoretic display element, the electrophoretic display element, the dispersion medium, and the dispersion liquid are exposed to a low temperature condition of room temperature or lower. Occasionally, the precipitation of the polymer compound used as a dispersion stabilizer caused white turbidity and the like, and it was easy to cause remarkable display defects. In addition, a significant problem easily occurs with respect to the display stability of the electrophoretic display element.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. There is no precipitation of a polymer compound added to a dispersion and used as a dispersion stabilizer, the temperature dependence of the solution characteristics is small, and further, display failure is not caused. Disclosed is a dispersion for an electrophoretic display element that can stably display a good image.
[0006]
The present invention also provides an electrophoretic display element capable of stably displaying without causing white turbidity or the like due to precipitation of a polymer compound used as a dispersion stabilizer. .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is achieved by a dispersion characterized by the following.
That is, the present invention is an electrophoresis comprising a charged particle, a dispersion medium comprising an aprotic solvent, and a copolymer comprising a compound represented by the following general formula (I) or general formula (II) as a dispersion stabilizer. A dispersion for a display device, wherein the copolymerization ratio of the copolymer is 40 mole equivalents of a compound represented by the following general formula (II) with respect to 100 mole equivalents of the compound represented by the following general formula (I). The dispersion is characterized in that it is 100 mol equivalent or less and the weight average molecular weight of the copolymer is 2000 or more and 4000 or less.
[0008]
[Chemical 2]
(Wherein R 1 , R 3 Represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 Represents an alkyl group having 10 to 16 carbon atoms. )
[0010]
The content of the copolymer is preferably 0.5 parts by weight or more and 20 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the dispersion medium.
The aprotic solvent is preferably a highly insulating hydrocarbon solvent.
Moreover, this invention is an electrophoretic display element using said dispersion liquid.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The drawings in the present invention are diagrams showing the configurations of the dispersion liquid and the electrophoretic display element according to the present invention, but the typical configurations are schematically shown for convenience.
[0012]
The dispersion liquid for electrophoretic display elements of the present invention (meaning charged particles 1 and dispersion medium 2 in FIGS. 1 and 2) is also applied to an electrophoretic display element (see FIG. 1) in which the charged particles 1 move in the horizontal direction. The present invention can also be applied to an electrophoretic display element (see FIG. 2) in which the charged particles 1 move in the vertical direction.
[0013]
In the present invention, the horizontal movement type means that both the first electrode 4a and the second electrode 4b are arranged along one of the substrates 3a or 3b as shown in FIG. , 3b, it is configured to move along. On the other hand, in the vertical movement type, as shown in FIG. 2, the first electrode 4a and the second electrode 4b are arranged on separate substrates so as to sandwich the dispersion medium 2, and the charged particles 1 are disposed on the substrates 3a, 3a, It means a structure configured to move in the vertical direction (normal direction) with respect to 3b. Note that the charged particles illustrated in FIGS. 1 and 2 are negatively charged.
[0014]
Hereinafter, the horizontal movement type electrophoretic display element of FIG. 1 will be described as an example.
As shown in FIG. 1, the electrophoretic display element according to the present invention includes a plurality of charged particles 1 and a dispersion medium 2 in which these charged particles 1 are dispersed, and includes a first electrode 4a and a second electrode 4b. An image is displayed by applying a voltage to and moving the charged particles 1.
[0015]
The electrophoretic display element of the present invention uses a dispersion for an electrophoretic display element containing at least charged particles 1, a dispersion medium 2, and a dispersion stabilizer.
[0016]
The present invention is characterized in that a dispersion medium 2 in which charged particles 1 are dispersed contains a copolymer composed of a compound represented by the following general formula (I) and general formula (II) as a dispersion stabilizer. .
[0017]
[Chemical 3]
[0018]
R in general formula (I) and general formula (II) 1 , R 3 Represents a hydrogen atom or a methyl group. R 2 Represents an alkyl group having 10 to 16 carbon atoms. The alkyl group may be a linear or branched alkyl group.
[0019]
The copolymerization ratio of the acrylic acid alkyl ester or methacrylic acid alkyl ester represented by the general formula (I) and the random copolymer comprising the acrylic acid or methacrylic acid represented by the general formula (II) is represented by the general formula (I The acrylic acid or methacrylic acid represented by the general formula (II) is in the range of 40 mol equivalent or more and 100 mol equivalent or less with respect to 100 mol equivalent of the acrylic acid alkyl ester or methacrylic acid alkyl ester represented by It is characterized by being. When the copolymerization ratio of the random copolymer composed of acrylic acid or methacrylic acid represented by the general formula (II) is less than 40 molar equivalents, the particles having relatively low polarity material as the base material In the case of particles having a relatively high polarity material as a base material, the adhesion to the substrate increases rapidly, which is not preferable. Further, when the copolymerization ratio exceeds 100 molar equivalents, the compatibility of the random copolymer with an aprotic solvent depends on the alkyl chain length of the alkyl ester of the acrylic acid alkyl ester represented by the general formula (I). Since it gets worse, it is not preferable.
[0020]
Furthermore, the weight average molecular weight of the random copolymer comprising the acrylic acid alkyl ester or methacrylic acid alkyl ester represented by the general formula (I) and the acrylic acid or methacrylic acid represented by the general formula (II) is 2,000 or more and 4,000 or less. It is characterized by being in the range. When the weight average molecular weight of the random copolymer is less than 2000, the random copolymer is undesirably volatile. When the weight average molecular weight exceeds 4000, depending on the alkyl chain length of the alkyl ester of the acrylic acid alkyl ester represented by the general formula (I), the random copolymer dissolved in the dispersion may have a low temperature of room temperature or lower. It is not preferable because it tends to cause precipitation when exposed to conditions.
[0021]
Furthermore, the alkyl group (R) of the alkyl side chain that is ester-bonded to the acrylic acid alkyl ester or methacrylic acid alkyl ester represented by the above general formula (I) 2 ) Is in the range of 10 or more and 16 or less. Alkyl group (R 2 ) Is less than 10, the compatibility of the dispersion with the highly insulating organic solvent, which is the solvent of the dispersion, becomes extremely low, and the random copolymer dissolved in the dispersion is exposed to low temperature conditions below room temperature. This is not preferable because phase separation is likely to occur. In addition, an alkyl group (R 2 When the number of carbon atoms in () exceeds 16, even if the weight average molecular weight is 4000 or less, the random copolymer has a crystallization point in the vicinity of room temperature and is liable to precipitate when exposed to low temperature conditions. Absent.
[0022]
The dispersion may contain additives other than the dispersion stabilizer according to the present invention, such as a charge control agent and a dissociation stabilizer, for the purpose of increasing the charge amount of the charged particles or imparting charge stability. good.
[0023]
In the dispersion for an electrophoretic display element of the present invention, a metal soap can be added to the dispersion medium as necessary for the purpose of increasing the charge amount of charged particles or imparting charging stability. Specifically, for example, cobalt naphthenate, zirconium naphthenate, copper naphthenate, iron naphthenate, lead naphthenate, manganese naphthenate, zinc naphthenate, cobalt octenoate, zirconium octenoate, iron octenoate, lead octenoate, Although metal soaps, such as nickel octenoate, manganese octenoate, and zinc octenoate, are mentioned, it is not limited to these.
[0024]
Furthermore, in the dispersion for electrophoretic display elements of the present invention, a rosin ester or a rosin derivative can be used for the purpose of increasing the charge amount of charged particles or imparting charging stability. The rosin ester or rosin derivative is not particularly limited as long as it is soluble in a dispersion medium. , Partially hydrogenated rosin glycerin ester, partially hydrogenated rosin triethylene glycol ester, fully hydrogenated rosin pentaerythritol ester, maleic acid modified rosin ester, fumaric acid modified rosin ester, acrylic acid modified rosin ester, maleic acid modified rosin pentaerythritol ester , Fumaric acid modified rosin pentaerythritol ester, acrylic acid modified rosin glycerin ester, maleic acid modified rosin glycerin ester, fumaric acid modified logistic Glycerol esters, such as acrylic acid-modified rosin glycerin ester.
[0025]
In the present invention, these charge control agents and charge stabilizers can be used alone or in admixture of two or more.
[0026]
The charged particles used in the present invention are insoluble in a solvent in combination with a solvent used as a dispersion medium, and can exist in a particle state dispersed in the solvent. The component of the charged particle of the present invention may be any of an inorganic coloring material, an organic pigment, a polymer material, and a mixture thereof, and is not particularly limited as long as it is within the scope of the present invention. The charged particles can be colored according to the display method of the electrophoretic display element to be used.
[0027]
As the charged particles, particles made of an inorganic coloring material can be used. The inorganic coloring material can be formed into particles by a known method such as pulverization and granulation. Further, as the charged particles, particles made of an organic pigment can be used. The organic pigment can be made into particles by a known method such as pulverization and granulation.
[0028]
In the present invention, the above-mentioned inorganic colored particles and organic pigment particles can be used after surface modification. As a surface modification method in this case, various methods usually performed on pigment particles can be applied. For example, a pigment surface coated with various compounds such as a polymer material, titanate silane Examples thereof include those subjected to coupling treatment with various coupling agents such as aluminum, aluminum and fluorine, and those subjected to graft polymerization. These particles may be subjected to mechanochemical treatment.
[0029]
Furthermore, as the charged particles of the present invention, particles made of a polymer material can be used. The polymer material is not particularly limited as long as it is insoluble in the dispersion medium, but polyester, polymethacrylate, polyacrylate, polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyethyl methacrylate, polyethyl acrylate, polyacrylonitrile, polystyrene, Divinylbenzene resin, polyurea, nylon, urethane resin, melamine resin, tetrafluoroethylene resin, phenol resin, phenol novolac epoxy resin, cresol novolac epoxy resin, cyclic aliphatic epoxy resin, glycidyl ester epoxy resin, polymethacrylic acid Examples thereof include polymer materials such as esters.
[0030]
Particles made of a polymer material can be obtained by polymerization methods such as emulsion polymerization, dispersion polymerization, suspension polymerization, seed polymerization, particle precipitation granulation from a solution in which the polymer material is dissolved in a solvent, or by pulverizing the polymer material. And can be obtained from known methods such as a method for forming particles. The polymer material can also be used after being subjected to a crosslinking treatment for the purpose of insolubilization in a solvent. Furthermore, the particles made of a polymer material can be used by coloring. The coloring of the particles made of the polymer material is carried out by a known method such as a method of dyeing the particles with a dye or a method of melting and kneading the above-mentioned inorganic coloring material or organic pigment with the polymer material, pulverizing and coloring. be able to.
[0031]
Commercially available particles can be used as the charged particles used in the present invention. For example, Micropearl (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.), Natoko Spacer Particles (manufactured by Natco Co., Ltd.), Epocolor Particles (manufactured by Nippon Shokubai Chemical Industry Co., Ltd.), Chemisnow (manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.), Tospearl ( GE Toshiba Silicone Co., Ltd.), techpolymer (Sekisui Chemicals Co., Ltd.) and the like are mentioned, but not particularly limited.
[0032]
Furthermore, the average particle diameter of the charged particles used in the present invention is preferably in the range of 0.1 μm to 5 μm. In the present invention, if necessary, the particles can be classified by a known method such as dry classification or wet classification.
[0033]
As the solvent of the dispersion medium for dispersing the charged particles of the present invention, an aprotic solvent is used, for example, a highly insulating organic solvent having low conductivity. Specifically, aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, ethylbenzene, dodecylbenzene, toluene, xylene, naphthenic hydrocarbons, halogenated hydrocarbon solvents such as trichlorotrifluoroethylene, ethyl bromide, or silicon oil, high purity Petroleum and the like can be mentioned, among which aliphatic hydrocarbon solvents are preferably used. Specifically, Isopar G, H, M, L (all manufactured by Exxon Chemical Co., Ltd.), Shellsol (Showa Shell Japan), IP Solvent 1016 1620, 2028, 2835 (Idemitsu Petrochemical). These can be used alone or in admixture of two or more.
[0034]
In the dispersion liquid of the present invention, the content of the copolymer composed of the compounds represented by the general formula (I) and the general formula (II) used as the dispersion stabilizer is 0.5% by weight with respect to 100 parts by weight of the dispersion medium. It is characterized by being no less than 20 parts by weight and no more than parts. When the content of the copolymer is less than 0.5 parts by weight, the particle dispersion becomes unstable, which is not preferable. On the other hand, if the copolymer content exceeds 20 parts by weight, the dispersion medium itself becomes too viscous, which is not preferable.
[0035]
The dispersion medium used in the present invention can be colored in a different color from the particles in accordance with the display method of the electrophoretic display element used. The colorant is not particularly limited as long as it is an oil-soluble dye that can be dissolved in a dispersion medium.
In the present invention, two or more kinds of charged particles having different particle diameters, particle components, or coloring may be used in accordance with the display method of the electrophoretic display element.
[0036]
Moreover, the dispersion liquid for electrophoretic display elements of the present invention can be used by being encapsulated in microcapsules 7 as shown in FIG. Examples of the microcapsule encapsulation method include ordinary methods such as an in-situ method, an interfacial polymerization method, and a coacervation method.
[0037]
Microcapsule wall materials include polyurethane, polyurea, polyurea-polyurethane, urea-formaldehyde resin, melamine-formaldehyde resin, polyamide, polyester, polysulfonamide, polycarbonate, polysulfinate, epoxy, polyacrylate, polymethacrylic acid Examples include esters, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, and gelatin.
[0038]
The size of the microcapsule used in the electrophoretic display device of the present invention is about 1 to 500 μm, preferably about 20 to 100 μm.
The charged particles of the present invention can be used in an arbitrary weight ratio with respect to the dispersion, but preferably in the range of 0.1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the dispersion medium.
[0039]
Next, the electrophoretic display element will be described with reference to FIG.
For the transparent counter substrate 3a and the electrode substrate 3b, polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), polyimide (PI), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), polysulfone A polymer film such as (PSF), an inorganic material such as glass or quartz, or a stainless steel substrate having an insulating layer on the surface can be used. For the transparent counter substrate 3a on the observer side, a material having a high visible light transmittance, such as a transparent polymer film or glass, may be used. Further, a polymer material having a rubber hardness in the range of 10 or more and 90 or less, specifically silicon resin, natural rubber, thermoplastic elastomer resin, or the like may be formed on the surface of the transparent counter substrate 3a in contact with the dispersion. .
[0040]
The first electrode 4a and the second electrode 4b are not particularly limited as long as they are conductive materials that can be patterned, and examples thereof include indium tin oxide (ITO), aluminum, and titanium. In the horizontal movement type electrophoretic display element shown in FIG. 1, one second electrode 4b is formed on the entire pixel, and the other first electrode 4a has a height different from that of the second electrode 4b. However, the present invention is not limited to this, and both electrodes 4a and 4b may be formed at the same height. In this case, the second electrode 4b cannot be formed on the entire pixel, and the electrodes 4a and 4b do not overlap. Alternatively, the electrode may be divided for each pixel.
[0041]
Furthermore, it is preferable to form the insulating layer 6 so as to cover both the electrodes 4a, 4b, etc. When the insulating layer is formed, charge injection from the electrodes 4a, 4b to the charged particles 1 can be prevented. The material used for the insulating layer 6 is preferably a thin film that is difficult to form pinholes. Specific examples include a highly transparent polyimide resin, polyester resin, polyacrylate resin, polymethacrylate resin, polycarbonate resin, polyarylate resin, novolac resin, and epoxy resin.
[0042]
The partition wall 5 may be made of a polymer resin or the like. Specific examples include polyimide resins, polyester resins, polyacrylate resins, polymethacrylate resins, polycarbonate resins, polyarylate resins, novolac resins, and epoxy resins.
[0043]
In the case of a horizontal movement type electrophoretic display element, the same color as that of the charged particles 1 is given to the region where one of the first electrode 4a and the second electrode 4b is arranged, and the other electrode is The arranged regions can be colored in different colors. In this case, the electrode itself may be colored, a colored layer may be provided separately from the electrode, the insulating layer 6 may be disposed so as to overlap the electrode, and the insulating layer 6 may be colored.
[0044]
In the case of the vertical movement type electrophoretic display element, the dispersion medium 2 for dispersing the charged particles can be colored in a color different from that of the charged particles 1.
[0045]
These enable two-color display. However, the display device as a whole can perform color display by displaying different colors with a plurality of adjacent pixels.
[0046]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to an example of a horizontal movement type electrophoretic display element.
[0047]
In this example and comparative example, the electrophoretic display element shown in FIG. 4E was prepared and used. FIG. 4 is a process diagram showing a method for manufacturing an electrophoretic display element according to the present invention.
[0048]
First, the second electrode 4b is formed by depositing aluminum with a thickness of 100 nm on the surface of the polyimide (PI) film of the electrode substrate 3b (see FIG. 4A). A polyimide film having a size of 50 mm × 50 mm and a thickness of 200 μm is used.
Next, a polyurethane resin layer whitened by mixing fine titanium oxide particles was formed on the surface of the second electrode 4 b to form an insulating layer 6.
[0049]
As shown in FIG. 4B, the first electrode 4a is formed on the surface of the insulating layer 6 in a partial region of one pixel so as to overlap the second electrode 4b. And the transparent resin layer 9 which consists of polyacrylate resin was formed on the insulating layer 6 so that this 1st electrode 4a might be covered. The first electrode 4a was formed by forming a dark black titanium carbide and patterning it in a line shape by photolithography and dry etching. The thickness of the first electrode 4a is 50 nm, and the line width is 35 μm.
[0050]
A partition wall 5 was formed on the surface of the insulating layer 6 so as to partition the pixel. The partition walls 5 were formed with a height of 30 μm, a width of 12 μm, and an interval of 120 μm by performing the steps of applying a photosensitive epoxy resin, exposure, and wet development. Thereafter, a heat-fusible adhesive layer 8 was formed on the upper surface of the partition wall 5 (bonding surface with the transparent counter substrate 3a).
[0051]
Next, the dispersion liquid used for each Example and Comparative Example was prepared by a method described later and filled in the partition walls 5 (see FIG. 4C).
Further, after aligning the transparent counter substrate 3a made of a PET film having a thickness of 200 μm and the adhesive layer 8 (see FIG. 4D), the transparent counter substrate 3a is heated and bonded to the partition wall 5 to provide the electric An electrophoretic display device was produced (see FIG. 4E). In addition, the upper part of the 1st electrode 4a is visually recognized by black, and the white of the insulating layer 6 is visually recognized by the upper part of the area | region where the 1st electrode 4a is not arrange | positioned.
[0052]
Example 1
The random copolymer of acrylic acid alkyl ester and acrylic acid used in Example 1 is a random copolymer copolymerized at a ratio of 14.4 parts by weight of acrylic acid with respect to 100 parts by weight of acrylic acid laurate. The molecular weight was 3000. The random copolymer corresponds to 48 mole equivalents of acrylic acid relative to 100 mole equivalents of acrylic acid laurate.
[0053]
Next, 100 parts by weight of Isopar H (manufactured by Exxon), an aliphatic hydrocarbon solvent, as a solvent in the dispersion medium and 5 parts by weight of a random copolymer of acrylic acid laurate and acrylic acid are mixed for 24 hours. A dispersion medium was prepared by stirring.
[0054]
The dispersion medium thus prepared was left in an environment of −10 ° C. for 10 days, and the state of the dispersion medium after 10 days was observed. As a result, crystallization and precipitation of a random copolymer of acrylic acid laurate and acrylic acid were not observed in the low temperature environment test for 10 days.
[0055]
Further, 100 parts by weight of Isopar H (manufactured by Exxon) and 20 parts by weight of a random copolymer of acrylic acid laurate and acrylic acid were mixed and stirred for 24 hours to prepare a dispersion medium. As a result, crystallization and precipitation of a random copolymer of acrylic acid laurate and acrylic acid were not observed in the low temperature environment test for 10 days.
[0056]
Next, as charged particles 1, 1 part by weight of liquid crystal spacer particles colored with black (referred to as particle A) (manufactured by NATCO Co., Ltd., average particle size 6 μm) and 100 parts by weight of the dispersion medium are mixed. The mixture was stirred for 24 hours to prepare a particle dispersion.
[0057]
Next, the dispersion liquid is filled into the partition wall 5 (see FIG. 4C), and the substrate 3a made of a PET film having a thickness of 200 μm is aligned with the adhesive layer 8 (see FIG. 4D). The substrate 3a was heat-bonded to the partition wall (end support member) 5 to produce the electrophoretic display device of Example 1 (see FIG. 4E).
Using the display device thus manufactured, display was performed with an applied voltage of ± 15 V and a voltage application time of 100 msec. As a result, a good monochrome display was obtained.
[0058]
Since the charged particles 1 used in Example 1 are negatively charged, they move quickly onto the positive electrode when a voltage is applied. For example, in FIG. 1, when the second electrode 4b has a negative polarity and the first electrode 4a has a positive polarity, the black charged particles 1 move to cover the first electrode 4a and are viewed from the observer side of the substrate 3a. Then, the black charged particles 1 and the white area (area other than the first electrode 4a) are recognized, and the pixel performs white display (see FIG. 1A).
[0059]
On the contrary, when the second electrode 4b is made positive and the first electrode 4a is made negative, the black charged particles 1 move to the white region (region other than the first electrode 4a), so that the observation of the substrate 3a is performed. When viewed from the side, the black first electrode 4a and the white insulating layer 6 covered with the black particles 1 are visually recognized, and the pixel performs black display (see FIG. 1B).
[0060]
Example 2
As in Example 1, the dispersion medium used in Example 2 was a random copolymer of 100 parts by weight of acrylic acid laurate and 14.4 parts by weight of acrylic acid and having a weight average molecular weight of 3000.
Next, as in Example 1, 100 parts by weight of Isopar H which is an aliphatic hydrocarbon solvent as a solvent in the dispersion medium and 5 parts by weight of a random copolymer of acrylic acid laurate and acrylic acid are mixed for 24 hours. A dispersion medium was prepared by stirring.
[0061]
Next, as charged particles 1, 1 part by weight of liquid crystal spacer particles colored black (referred to as particle B) (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., average particle size 3 μm) and 100 parts by weight of the dispersion medium The mixture was mixed and stirred for 24 hours to prepare a dispersion.
[0062]
Next, the dispersion liquid is filled into the partition wall 5 (see FIG. 4C), and the substrate 3a made of a PET film having a thickness of 200 μm is aligned with the adhesive layer 8 (see FIG. 4D). ), The substrate 3a was heated and bonded to the partition wall 5, and the electrophoretic display device of Example 2 was manufactured (see FIG. 4E).
Using the display device thus manufactured, display was performed with an applied voltage of ± 20 V and a voltage application time of 100 msec, and a good monochrome display was obtained.
[0063]
Since the charged particles 1 used in Example 2 are positively charged, they move quickly onto the negative electrode when a voltage is applied. For example, in FIG. 1, when the second electrode 4b has a positive polarity and the first electrode 4a has a negative polarity, the black charged particles 1 move to cover the first electrode 4a and are viewed from the observer side of the substrate 3a. Then, the black charged particles 1 and the white region (region other than the first electrode 4a) are recognized, and the pixel performs white display (see FIG. 1A, where the polarity of the electrode is Vice versa).
[0064]
On the other hand, when the second electrode 4b is negative and the first electrode 4a is positive, the black charged particles 1 move to the white region (region other than the first electrode 4a). When viewed from the observation side, the black first electrode 4a and the white insulating layer 6 covered with the black particles 1 are visually recognized, and the pixel performs black display (see FIG. 1B, however, The polarity of the electrodes is reversed).
[0065]
Examples 3-5 and Comparative Examples 1-8
Hereinafter, for Examples 3 to 5 and Comparative Examples 1 to 8, the alkyl side chain length of the acrylic acid alkyl ester of the random copolymer of acrylic acid alkyl and acrylic acid used, and the acrylic acid alkyl ester of the random copolymer Table 1 shows the copolymer weight ratio of acrylic acid relative to 100 parts by weight and the weight average molecular weight of the random copolymer.
[0066]
[Table 1]
[0067]
Next, with respect to Examples 3 to 5 and Comparative Examples 1 to 8, as in Example 1, the random co-polymerization of Isopar H, which is an aliphatic hydrocarbon solvent, and the lauric acid acrylate and acrylic acid as the solvent in the dispersion medium. The coalescence was mixed and stirred for 24 hours to prepare a dispersion medium.
[0068]
Hereinafter, the mixing weight ratio of the random copolymer to 100 parts by weight of Isopar H is shown in Table 2. Further, Table 2 shows the results of a low-temperature environment test conducted on the dispersion medium at −10 ° C. for 10 days.
[0069]
[Table 2]
[0070]
Next, in Examples 3 to 5 and Comparative Examples 1 to 8, as in Examples 1 and 2, as charged particles 1, 1 part by weight of black colored particles A or particles B, and dispersion medium 100 Part by weight was mixed and stirred for 24 hours to prepare a particle dispersion.
[0071]
Next, the dispersion liquid is filled into the partition wall 5 (see FIG. 4C), and the substrate 3a made of a PET film having a thickness of 200 μm is aligned with the adhesive layer 8 (see FIG. 4D). ), The substrate 3a was bonded to the partition wall 5 by heating to produce the electrophoretic display device of Example 1 (see FIG. 4E).
Using the display device thus manufactured, a voltage was applied to perform black and white display.
[0072]
Hereinafter, the mixing weight ratio of the random copolymer with respect to 100 parts by weight of ISOPAR H, the particles used for adjusting the particle dispersion, and the evaluation results of black and white display are shown in Table 3.
[0073]
[Table 3]
[0074]
【The invention's effect】
As described above, according to the dispersion of the present invention, white turbidity may occur due to precipitation of a polymer compound added to the dispersion and used as a dispersion stabilizer when exposed to a low temperature condition below room temperature. In addition, the temperature dependence of the solution characteristics is small, no remarkable display failure occurs, and the display of the electrophoretic display element can be performed stably.
In addition, the electrophoretic display element of the present invention uses the above-mentioned dispersion liquid, so that white turbidity or the like does not occur due to precipitation of a polymer compound used as a dispersion stabilizer, and a display defect does not occur. It can be performed stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a switching concept of a horizontal movement type electrophoretic display element of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a switching concept of a vertical movement type electrophoretic display element of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a switching concept of the microcapsule type electrophoretic display element of the present invention.
FIG. 4 is a process diagram showing an example of a method for producing an electrophoretic display device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 charged particles
2 Dispersion medium
3a Transparent counter substrate
3b electrode substrate
4a First electrode
4b Second electrode
5 Bulkhead
6 Insulation layer
7 Microcapsules
8 Adhesive layer
9 Transparent resin layer