JP2014051624A - Dye composition for electrowetting display, and electrowetting display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エレクトロウェッティング表示用染料組成物及びエレクトロウェッティング表示装置に関する。 The present invention relates to a dye composition for electrowetting display and an electrowetting display device.
従来より、互いに混じり合わない2種以上の液体(例えばオイルと親水性液体の2液)を含むセルを備え、電圧の印加により動作(駆動)する光学素子に関する検討が行なわれている。このような光学素子としては、例えば、光シャッターや可変焦点レンズ、画像表示装置などが知られており、近年では、特にエレクトロウェッティング現象を利用した技術が注目されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an optical element that includes a cell containing two or more kinds of liquids that do not mix with each other (for example, two liquids of oil and hydrophilic liquid) and operates (drives) by applying a voltage has been studied. As such an optical element, for example, an optical shutter, a variable focus lens, an image display device, and the like are known. In recent years, in particular, a technique using an electrowetting phenomenon has attracted attention.
エレクトロウェッティング現象を利用した技術の例として、互いに対向配置された第一基板及び第二基板と、複数の画素ユニットを定義する複数の突起と、隣り合う2つの突起の間の画素ユニットに封入された非導電性な第一流体と、第一流体と互いに混和しない導電性又は極性液体である第二流体とを備えたエレクトロウェッティングディスプレイが開示されている(例えば、特許文献1参照)。 As an example of the technology using the electrowetting phenomenon, the first substrate and the second substrate arranged opposite to each other, a plurality of projections defining a plurality of pixel units, and a pixel unit between two adjacent projections There has been disclosed an electrowetting display including a non-conductive first fluid and a second fluid that is a conductive or polar liquid that is immiscible with the first fluid (see, for example, Patent Document 1).
画像表示に用いられる着色成分については、従来から数多くのものが知られており、例えば、アゾ染料、アゾメチン染料、メチン染料、フタロシアニン染料、ピロメテン染料、アントラキノン染料などが使用されている例がある(例えば、特許文献2参照)。 Many coloring components used for image display are conventionally known. For example, there are examples in which azo dyes, azomethine dyes, methine dyes, phthalocyanine dyes, pyromethene dyes, anthraquinone dyes and the like are used ( For example, see Patent Document 2).
上記のように、エレクトロウェッティングディスプレイは、画像表示媒体の一種として近年注目されている表示技術の1つであるが、紙媒体等に代わる表示媒体としては、画像表示する際の表示速度、表示された画像の濃度や識別性、精細さなどの諸特性をそなえていることが求められる。 As described above, the electrowetting display is one of display technologies that have recently attracted attention as a kind of image display medium. However, as a display medium that replaces a paper medium or the like, display speed and display at the time of displaying an image are possible. It is required to have various characteristics such as density, discriminability, and fineness of the obtained image.
諸特性の中でも、表示速度(即ち画像形成性)、表示される画像の識別性や精細さについては、求められる要求は高い。 Among various characteristics, there is a high demand for display speed (that is, image formability) and discrimination and fineness of displayed images.
エレクトロウェッティングディスプレイで表示される画像の濃度を充分に発現させるには、画像形成を担うオイルの着色濃度、つまりオイルに含有される色材濃度を高める必要がある。オイルには、一般に色材として染料が用いられるが、染料はオイル相を構成する非極性溶媒への溶解性が乏しい場合があり、表示特性を高く保ちながら、濃度を画像表示に適する程度にまで高めることは難しい。 In order to fully develop the density of the image displayed on the electrowetting display, it is necessary to increase the coloring density of the oil responsible for image formation, that is, the density of the color material contained in the oil. In general, dyes are used as coloring materials in oils, but dyes may have poor solubility in non-polar solvents that constitute the oil phase, and the concentration is adjusted to a level suitable for image display while maintaining high display characteristics. It is difficult to increase.
一方、非極性溶媒に対する溶解性の高い染料を用いた場合、オイルの色濃度自体は向上するものの、染料量が多くなると、電圧印加したときのオイルの動作感度(応答性)が低下し、画像形成性が著しく損なわれる傾向がある。 On the other hand, when a dye having high solubility in a nonpolar solvent is used, the color density of the oil itself is improved, but when the amount of the dye increases, the operating sensitivity (responsiveness) of the oil when a voltage is applied decreases, and the image The formability tends to be significantly impaired.
そのため、ディスプレイの画像表示性をある程度維持するためには、画像品質を下げざるを得ず、これまで画像表示性(すなわち表示速度等の画像形成性)と画像品質とを両立することができる技術は、未だ確立されるに至っていなかったのが実情である。 Therefore, in order to maintain the image display property of the display to some extent, it is necessary to lower the image quality, and the technology that can achieve both image display properties (that is, image forming properties such as display speed) and image quality so far. The fact is that it has not yet been established.
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、画像表示時の応答性に優れ、バックフロー現象による画像乱れが防止されたエレクトロウェッティング表示用染料組成物及びエレクトロウェッティング表示装置を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above, and provides an electrowetting display dye composition and an electrowetting display device that have excellent responsiveness during image display and prevent image disturbance due to a backflow phenomenon. It is an object to achieve this purpose.
本発明は、下記の知見を得、これらの知見に基づいて達成されたものである。即ち、
画像化に寄与するオイル相に含有される色材は、オイル相を形成する非極性溶媒への溶解性が高いことが応答性等の表示特性を高める上で有利である。溶解性の観点からは対称構造を有する色素化合物が有利な傾向があるが、インデン等のように2つの環が不飽和二重結合で結合され、各環の不飽和二重結合が結合する炭素原子のオルト位の炭素原子にカルボニル基が存在する構造は、非極性溶媒への溶解性が高く、ひいてはオイル相に含めて画像表示に供した際の応答性、及び電圧印加状態でのバックフロー現象の低減効果に優れる。
バックフローとは、電圧印加した状態で保持されたときに収縮して減少したオイルの面積が経時で広がる現象である。
The present invention has been achieved based on the following findings. That is,
The colorant contained in the oil phase that contributes to imaging is advantageous in enhancing the display characteristics such as responsiveness that the solubility in a nonpolar solvent that forms the oil phase is high. From the viewpoint of solubility, a dye compound having a symmetric structure tends to be advantageous. However, a carbon in which two rings are bonded with an unsaturated double bond, such as indene, and the unsaturated double bond of each ring is bonded. The structure in which the carbonyl group is present at the carbon atom in the ortho position of the atom is highly soluble in a non-polar solvent. As a result, the responsiveness when it is included in the oil phase and used for image display, and the backflow with voltage applied Excellent phenomenon reduction effect.
Backflow is a phenomenon in which the area of oil that contracts and decreases when it is held in a state where a voltage is applied widens over time.
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
<1> 非極性溶媒と、下記一般式(1)で表され、25℃、0.1MPaにおける前記非極性溶媒に対する溶解度が1質量%以上である色素化合物と、を含有するエレクトロウェッティング表示用染料組成物である。
下記一般式(1)において、A及びBは、各々独立に、芳香族環又は複素環を表す。
Specific means for achieving the above object are as follows.
<1> For electrowetting display comprising a nonpolar solvent and a dye compound represented by the following general formula (1) and having a solubility in the nonpolar solvent at 25 ° C. and 0.1 MPa of 1% by mass or more. It is a dye composition.
In the following general formula (1), A and B each independently represent an aromatic ring or a heterocyclic ring.
<2> 色素化合物は、炭素数4以上のアルキル基を有する前記<1>に記載のエレクトロウェッティング表示用染料組成物である。
<3> 色素化合物は、下記一般式(2)で表される化合物である前記<1>又は前記<2>に記載のエレクトロウェッティング表示用染料組成物である。
下記の一般式(2)において、R1及びR2は、各々独立に、炭素数4〜30のアルキル基を表す。V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、及びV10は、各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、又はハロゲン原子を表す。
<2> The dye compound is the electrowetting display dye composition according to <1>, wherein the dye compound has an alkyl group having 4 or more carbon atoms.
<3> The dye compound is a dye composition for electrowetting display according to <1> or <2>, which is a compound represented by the following general formula (2).
In the following general formula (2), R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group having 4 to 30 carbon atoms. V 1 , V 2 , V 3 , V 4 , V 5 , V 6 , V 7 , V 8 , V 9 , and V 10 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, aryloxy Represents a group or a halogen atom.
<4> 一般式(2)中のR1及びR2で表されるアルキル基は、分岐構造を有する前記<3>に記載のエレクトロウェッティング表示用染料組成物である。
<5> 総量が組成物全量に対して20質量%以上の色材を含有し、一般式(1)で表され、25℃、0.1MPaにおける前記非極性溶媒に対する溶解度が1質量%以上である色素化合物の含有比率が、色材の総量に対して20質量%以上である前記<1>〜前記<4>のいずれか1つに記載のエレクトロウェッティング表示用染料組成物である。
<4> The alkyl group represented by R 1 and R 2 in the general formula (2) is the dye composition for electrowetting display according to the above <3>, which has a branched structure.
<5> The total amount contains a coloring material of 20% by mass or more based on the total amount of the composition, is represented by the general formula (1), and has a solubility in the nonpolar solvent at 25 ° C. and 0.1 MPa of 1% by mass or more. The dye composition for electrowetting display according to any one of <1> to <4>, wherein a content ratio of a certain coloring compound is 20% by mass or more with respect to a total amount of the coloring material.
<6> 少なくとも一方の表面の少なくとも一部が導電性である第1の基板と、第1の基板の導電性の表面に対向させて配置された第2の基板と、第1の基板の導電性の表面を有する面側の少なくとも一部に配設された疎水性絶縁膜と、疎水性絶縁膜と第2の基板との間に疎水性絶縁膜上を移動可能に設けられた前記<1>〜前記<5>のいずれか1つに記載のエレクトロウェッティング表示用染料組成物と、疎水性絶縁膜と第2の基板との間に、エレクトロウェッティング表示用染料組成物と接して設けられた導電性の親水性液体と、を有する表示部を備え、
親水性液体と第1の基板の導電性の表面との間に電圧を印加し、エレクトロウェッティング表示用染料組成物と親水性液体との界面の形状を変化させることで、画像を表示するエレクトロウェッティング表示装置である。
<6> A first substrate in which at least a part of at least one surface is conductive, a second substrate disposed so as to face the conductive surface of the first substrate, and the conductivity of the first substrate The hydrophobic insulating film disposed on at least a part of the surface side having a conductive surface, and the above-described <1 provided to be movable on the hydrophobic insulating film between the hydrophobic insulating film and the second substrate > To the electrowetting display dye composition according to any one of the above <5>, and the electrowetting display dye composition between the hydrophobic insulating film and the second substrate. An electrically conductive hydrophilic liquid, and a display unit having
By applying a voltage between the hydrophilic liquid and the conductive surface of the first substrate, and changing the shape of the interface between the electrowetting display dye composition and the hydrophilic liquid, the electro It is a wetting display device.
本発明によれば、画像表示時の応答性に優れ、バックフロー現象による画像乱れが防止されたエレクトロウェッティング表示用染料組成物及びエレクトロウェッティング表示装置が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the dye composition for electrowetting displays and electrowetting display apparatus which were excellent in the responsiveness at the time of an image display, and the image disorder by the backflow phenomenon was prevented are provided.
以下、本発明のエレクトロウェッティング表示用染料組成物について詳細に説明すると共に、図面を参照して、エレクトロウェッティング表示装置の実施形態についても詳述することとする。但し、本発明においては、以下に示す実施形態に制限されるものではない。 Hereinafter, the electrowetting display dye composition of the present invention will be described in detail, and embodiments of the electrowetting display device will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments shown below.
本発明のエレクトロウェッティング表示用染料組成物は、非極性溶媒と、以下に示す一般式(1)で表され、25℃、0.1MPaにおける前記非極性溶媒に対する溶解度が1質量%以上である色素化合物とを用いて構成されている。この染料組成物は、必要に応じて、更に、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の各種添加剤を含めて構成することができる。 The dye composition for electrowetting display of the present invention is represented by a nonpolar solvent and the following general formula (1), and the solubility in the nonpolar solvent at 25 ° C. and 0.1 MPa is 1% by mass or more. It is comprised using the pigment compound. This dye composition can further comprise various additives such as a surfactant, an ultraviolet absorber and an antioxidant as required.
本発明のエレクトロウェッティング表示用染料組成物は、後述するようにエレクトロウェッティング表示装置を構成するオイルとして用いられるものである。以下において、本発明のエレクトロウェッティング表示用染料組成物を、単に「染料組成物」又は「オイル」ということがある。 The dye composition for electrowetting display of the present invention is used as oil constituting an electrowetting display device as described later. Hereinafter, the dye composition for electrowetting display of the present invention may be simply referred to as “dye composition” or “oil”.
画像表示に使用される着色成分としては、従来から種々の染料や顔料が用いられており、画像の記録形態や使用するインク等の組成や特性、画像特性などに応じて、適当な色材が選択されている。エレクトロウェッティング現象を利用した表示技術では、一般に非極性溶媒を用いたオイル層(オイル相)に色材を含有し、オイル層を移動させることにより画像表示が行なわれている。ところが、染料は非極性溶媒への溶解性が低く、溶解性が確保できないとオイル層の応答性が低下したり、電圧印加して画像表示した状態を保ったときのバックフローにより画像乱れが発生することがある。このような画像形成性を損なう色素は、エレクトロウェッティング現象を利用した表示には適していない。このような観点から、本発明の染料組成物においては、
特にエレクトロウェッティング技術のオイル相の着色に使用する色素成分として、不飽和二重結合を中心に特定の対称環構造を持ち、非極性溶媒に対して1質量%以上の溶解度を有する色素化合物を含有する。これにより、染料溶解性が確保され、応答性に優れた画像表示が可能であり、電圧印加状態にあるときのバックフロー現象も抑制される。このように、従来のエレクトロウェッティングディスプレイに比べ、より良好な画像表示特性を実現することができる。
As coloring components used for image display, various dyes and pigments have been used conventionally, and appropriate color materials are used depending on the recording form of the image, the composition and characteristics of the ink used, image characteristics, etc. Is selected. In the display technology using the electrowetting phenomenon, a color material is generally contained in an oil layer (oil phase) using a nonpolar solvent, and image display is performed by moving the oil layer. However, dyes have low solubility in non-polar solvents, and if the solubility cannot be ensured, the responsiveness of the oil layer will decrease, or image disturbance will occur due to backflow when the image is displayed by applying voltage. There are things to do. Such a dye that impairs image formation is not suitable for display using the electrowetting phenomenon. From such a viewpoint, in the dye composition of the present invention,
In particular, as a dye component used for coloring an oil phase in electrowetting technology, a dye compound having a specific symmetric ring structure centered on an unsaturated double bond and having a solubility of 1% by mass or more in a nonpolar solvent. contains. As a result, dye solubility is ensured, image display with excellent responsiveness is possible, and the backflow phenomenon when a voltage is applied is also suppressed. Thus, better image display characteristics can be realized as compared with the conventional electrowetting display.
以下、本発明のエレクトロウェッティング表示用染料組成物を構成する各成分について詳述する。 Hereafter, each component which comprises the dye composition for electrowetting displays of this invention is explained in full detail.
〜色材〜
本発明のエレクトロウェッティング表示用染料組成物は、有色画像を表示する観点から、色材として、下記一般式(1)で表される色素化合物(以下、「本発明における特定色素」ということがある。)の少なくとも1種を含有する。この色素は、25℃、0.1MPaにおける非極性溶媒(例えばノルマルデカン(n-Decane))に対する溶解度が1質量%以上であり、非極性溶媒に対して溶解性を有している。
また、本発明における特定色素は、2つの芳香族環又は複素環が不飽和二重結合で連結され、連結された各環の不飽和二重結合が結合する炭素原子のオルト位に位置する炭素原子がカルボニル構造をなしている染料であり、シアン色を呈する色素である。
~ Color material ~
From the viewpoint of displaying a colored image, the dye composition for electrowetting display of the present invention is a coloring compound represented by the following general formula (1) as a coloring material (hereinafter referred to as “specific dye in the present invention”). At least one kind). This dye has a solubility in a nonpolar solvent (eg, n-decane) at 25 ° C. and 0.1 MPa of 1% by mass or more, and is soluble in a nonpolar solvent.
In addition, the specific dye in the present invention is a carbon that is located at the ortho position of a carbon atom in which two aromatic rings or heterocycles are linked by an unsaturated double bond, and the unsaturated double bond of each linked ring is bonded. It is a dye whose atoms have a carbonyl structure, and is a dye exhibiting a cyan color.
一般式(1)において、A及びBは、各々独立に、芳香族環又は複素環を表す。分子中にこのような2つの環が不飽和二重結合で連結された構造を含み、非極性溶媒に対して溶解性を有している色素であれば、特に制限されるものではない。 In the general formula (1), A and B each independently represent an aromatic ring or a heterocyclic ring. The dye is not particularly limited as long as the dye contains a structure in which such two rings are connected by an unsaturated double bond in the molecule and is soluble in a nonpolar solvent.
A及びBで表される芳香族環には、ベンゼン環、ナフタレン環などが含まれる。
また、A及びBで表される複素環は、3員〜6員の環が好ましく、複素原子には、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等が含まれる。複素環としては、例えば、チオフェン環、ピロール環、ピリジン環、フリル環などが挙げられる。
上記の中では、A及びBは、溶解性と吸収強度の点で、ナフタレン環、チオフェン環、ピロール環が好ましく、ナフタレン環がより好ましい。
The aromatic rings represented by A and B include a benzene ring and a naphthalene ring.
Moreover, the heterocyclic ring represented by A and B is preferably a 3-membered to 6-membered ring, and the heteroatom includes a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, and the like. Examples of the heterocyclic ring include a thiophene ring, a pyrrole ring, a pyridine ring, and a furyl ring.
Among the above, A and B are preferably a naphthalene ring, a thiophene ring, and a pyrrole ring, and more preferably a naphthalene ring in terms of solubility and absorption strength.
A及びBは、無置換でもよく、置換基で置換された構造であってもよい。置換されている場合の置換基としては、例えば、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、又はハロゲン原子などを挙げることができる。これら置換基は、下記一般式(2)のV1〜V10で表されるアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、又はハロゲン原子と同義であり、好ましい態様も同様である。 A and B may be unsubstituted or may have a structure substituted with a substituent. Examples of the substituent when substituted include an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, and a halogen atom. These substituents are synonymous with the alkyl group, aryl group, alkoxy group, aryloxy group, or halogen atom represented by V 1 to V 10 in the following general formula (2), and the preferred embodiments are also the same.
本発明における特定色素は、オイル相の電圧印加時の応答性の点で、25℃、0.1MPaにおける非極性溶媒(例えばノルマルデカン(n-Decane))に対する溶解度が1質量%以上であるものとする。非極性溶媒への溶解性、特に炭化水素系溶媒への溶解性に優れたものが好ましい。溶解度が1質量%以上であることで、エレクトロウェッティング表示装置により適する。
なお、以下において、「25℃、0.1MPaにおけるn−デカンに対する溶解度」を単に「溶解度」ともいう。
本発明における特定色素を、エレクトロウェッティング法の原理で動作する表示装置を製造するための表示用部材であるオイルに適用する場合、溶解度は、3質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることが更に好ましい。溶解度は高ければ高いほど好ましいが、通常その上限値は80質量%程度である。
The specific dye in the present invention has a solubility in a nonpolar solvent (for example, normal decane (n-Decane)) at 25 ° C. and 0.1 MPa in terms of responsiveness when an oil phase voltage is applied. And Those having excellent solubility in nonpolar solvents, particularly those in hydrocarbon solvents are preferred. When the solubility is 1% by mass or more, the electrowetting display device is more suitable.
In the following, “solubility in n-decane at 25 ° C. and 0.1 MPa” is also simply referred to as “solubility”.
When the specific dye in the present invention is applied to oil which is a display member for producing a display device that operates on the principle of the electrowetting method, the solubility is more preferably 3% by mass or more, and 5% by mass. % Or more is more preferable. The higher the solubility, the better, but the upper limit is usually about 80% by mass.
本発明における特定色素は、炭素数4以上のアルキル基を有する構造であることが好ましい。分子構造内に炭素数4以上のアルキル基を有することで、非極性溶媒(例えばノルマルデカン(n-Decane))に対する溶解性により優れる。
炭素数4以上のアルキル基としては、ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、ドデシル基などを挙げることができ、非極性溶媒への溶解性の点で、分岐アルキル基であることが好ましい。
The specific dye in the present invention preferably has a structure having an alkyl group having 4 or more carbon atoms. By having an alkyl group having 4 or more carbon atoms in the molecular structure, the solubility in a nonpolar solvent (for example, n-decane) is excellent.
Examples of the alkyl group having 4 or more carbon atoms include a butyl group, a t-butyl group, a pentyl group, a neopentyl group, a hexyl group, a 2-ethylhexyl group, an octyl group, and a dodecyl group, and can be dissolved in a nonpolar solvent. From the viewpoint of properties, it is preferably a branched alkyl group.
一般式(1)中のAとBとは、同一でも異なっていてもよいが、より良好な応答性を発現させる観点からは、AとBとが同じ環構造を有していることが好ましい。 A and B in the general formula (1) may be the same or different, but from the viewpoint of developing better responsiveness, it is preferable that A and B have the same ring structure. .
また、本発明における特定色素は、分子中に−SO3H、−PO3H2、−CO2H、−OH等の解離性基(NH基を含まない)を有しない色素であることが好ましい。解離性基を有していないことにより、非極性溶媒に対して良好な溶解性を示す。 In addition, the specific dye in the present invention may be a dye that does not have a dissociable group (not including an NH group) such as —SO 3 H, —PO 3 H 2 , —CO 2 H, and —OH in the molecule. preferable. Since it has no dissociable group, it exhibits good solubility in nonpolar solvents.
本発明における特定色素の中では、下記一般式(2)で表される色素化合物が好ましい。この色素は、2つのナフタレン骨格が不飽和二重結合により結合され、不飽和二重結合が結合する環中の炭素のオルト位に位置する炭素原子にカルボニル構造を有している。上記と同様、非極性溶媒に対する溶解性の観点からは、置換基として解離性基を有していないことが好ましい。 Among the specific dyes in the present invention, a dye compound represented by the following general formula (2) is preferable. In this dye, two naphthalene skeletons are bonded by an unsaturated double bond, and the carbon atom located at the ortho position of the carbon in the ring to which the unsaturated double bond is bonded has a carbonyl structure. Similarly to the above, from the viewpoint of solubility in a nonpolar solvent, it is preferable not to have a dissociable group as a substituent.
一般式(2)で表される色素化合物は、非極性溶媒(特に炭化水素系溶媒)に対する溶解性が良好であり、エレクトロウェッティング法の原理で動作する表示装置に適用して画像表示させた場合の応答性、及びバックフロー特性により優れている。この色素は、非極性溶媒に20質量%以上の高濃度で含有して着色溶液(オイル)を調製し、画像表示に供した場合にも、優れた応答性を発現し、バックフロー率が低く抑えられる点で好ましい。エレクトロウェッティング法による場合、色材の濃度は、一般に、優れた応答性とバックフロー率を示す濃度の限界値が高ければ高いほどよい。 The dye compound represented by the general formula (2) has good solubility in nonpolar solvents (particularly hydrocarbon solvents), and is applied to a display device that operates on the principle of the electrowetting method to display an image. The case response and back flow characteristics are superior. Even when this coloring matter is contained in a nonpolar solvent at a high concentration of 20% by mass or more and a colored solution (oil) is prepared and used for image display, it exhibits excellent responsiveness and low backflow rate. It is preferable in that it can be suppressed. In the case of the electrowetting method, the concentration of the coloring material is generally better as the limit value of the concentration showing excellent responsiveness and backflow rate is higher.
一般式(2)において、R1及びR2は、各々独立に、炭素数4〜30のアルキル基を表す。V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、及びV10は、各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、又はハロゲン原子を表す。 In General Formula (2), R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group having 4 to 30 carbon atoms. V 1 , V 2 , V 3 , V 4 , V 5 , V 6 , V 7 , V 8 , V 9 , and V 10 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, aryloxy Represents a group or a halogen atom.
R1、R2で表される炭素数4〜30のアルキル基は、直鎖、分岐鎖、又は環状のいずれの構造を有してもよく、例えば、ブチル基、t−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−ノルボルニル基、1−アダマンチル基などが挙げられる。R1、R2で表されるアルキル基は、非極性溶媒への溶解性が高く、ひいてはエレクトロウェッティング表示装置のオイル層に用いた際の応答性、バックフロー現象の防止の観点から、分岐構造を有するアルキル基が好ましい。また、アルキル基は、他の置換基でさらに置換されてもよく、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子)、アルコキシ基(例えばメトキシ、エトキシ)等で置換されたものでもよい。
また、R1、R2で表されるアルキル基の炭素数は、炭素数4〜20がより好ましく、炭素数6〜12がより好ましい。
The alkyl group having 4 to 30 carbon atoms represented by R 1 and R 2 may have any of a linear, branched, or cyclic structure, such as a butyl group, a t-butyl group, or an isobutyl group. Pentyl group, isopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, 2-ethylhexyl group, dodecyl group, hexadecyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, 1-norbornyl group, 1-adamantyl group and the like. Alkyl groups represented by R 1 and R 2 are highly soluble in non-polar solvents, and are therefore branched from the viewpoint of responsiveness when used in an oil layer of an electrowetting display device and prevention of backflow phenomenon. An alkyl group having a structure is preferred. The alkyl group may be further substituted with another substituent, and may be substituted with a halogen atom (for example, a fluorine atom or a chlorine atom), an alkoxy group (for example, methoxy, ethoxy) or the like.
The number of carbon atoms of the alkyl group represented by R 1, R 2 is more preferably from 4 to 20 carbon atoms, 6 to 12 carbon atoms is more preferred.
V1〜V10で表されるアルキル基は、炭素数1〜30のアルキル基が好ましく、より好ましくは炭素数1〜20のアルキル基であり、直鎖、分岐鎖、又は環状のいずれの構造を有してもよい。アルキル基の例としては、ブチル基、t−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1−ノルボルニル基、1−アダマンチル基などが挙げられる。好ましいアルキル基は、分岐構造を有するアルキル基である。
中でも、溶解性と吸収強度の観点から、炭素数1〜12のアルキル基が更に好ましく、特に好ましくは炭素数1〜8の分岐アルキル基である。
The alkyl group represented by V 1 to V 10 is preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and any structure of linear, branched, or cyclic structure. You may have. Examples of alkyl groups include butyl, t-butyl, isobutyl, pentyl, isopentyl, hexyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, dodecyl, hexadecyl, cyclopentyl, cyclohexyl, Examples include 1-norbornyl group and 1-adamantyl group. A preferred alkyl group is an alkyl group having a branched structure.
Among these, from the viewpoints of solubility and absorption strength, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms is more preferable, and a branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is particularly preferable.
V1〜V10で表されるアリール基は、炭素数6〜30のアリール基が好ましく、より好ましくは炭素数6〜20のアリール基である。アリール基の例としては、フェニル基、2−トリル基が挙げられる。 The aryl group represented by V 1 to V 10 is preferably an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, and more preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. Examples of the aryl group include a phenyl group and a 2-tolyl group.
V1〜V10で表されるアルコキシ基は、炭素数1〜30のアルコキシ基が好ましく、より好ましくは炭素数1〜20のアルコキシ基である。アルコキシ基の例としては、1−ブトキシ基、2−ブトキシ基、t−ブトキシ基、ドデシルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、シクロアルキルオキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)などが挙げられる。好ましいアルコキシ基は、分岐構造を有するアルコキシ基である。
中でも、溶解性の観点から、炭素数1〜12のアルコキシ基が更に好ましく、特に好ましくは炭素数1〜8の分岐アルキルを有するアルコキシ基である。
The alkoxy group represented by V 1 to V 10 is preferably an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, and more preferably an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms. Examples of the alkoxy group include 1-butoxy group, 2-butoxy group, t-butoxy group, dodecyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, cycloalkyloxy group (for example, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group) and the like. It is done. A preferred alkoxy group is an alkoxy group having a branched structure.
Among these, from the viewpoint of solubility, an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms is more preferable, and an alkoxy group having a branched alkyl having 1 to 8 carbon atoms is particularly preferable.
V1〜V10で表されるアリールオキシ基は、炭素数6〜30のアリールオキシ基が好ましく、より好ましくは炭素数6〜20のアリールオキシ基である。アリールオキシ基の例としては、フェノキシ基、2−トリルオキシ基などが挙げられる。 The aryloxy group represented by V 1 to V 10 is preferably an aryloxy group having 6 to 30 carbon atoms, and more preferably an aryloxy group having 6 to 20 carbon atoms. Examples of the aryloxy group include a phenoxy group and a 2-tolyloxy group.
V1〜V10で表されるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子が挙げられる。中でも、応答性の点で、好ましくはフッ素原子である。 Examples of the halogen atom represented by V 1 to V 10 include a fluorine atom and a chlorine atom. Among them, a fluorine atom is preferable in terms of responsiveness.
以下、上記の一般式(1)〜(2)で表される色素化合物の具体例を示す。本発明においては、これら具体例に制限されるものではない。 Hereinafter, specific examples of the dye compounds represented by the general formulas (1) to (2) will be shown. The present invention is not limited to these specific examples.
本発明における特定色素の分子量としては、100以上1,000未満が好ましく、150以上800未満が更に好ましい。分子量が100以上であることで、非極性溶媒への溶解性が確保でき、1,000未満であることで、吸収強度が高く、かつ画像表示時の応答性を損なわない程度に維持することができる。 The molecular weight of the specific dye in the invention is preferably from 100 to less than 1,000, and more preferably from 150 to less than 800. When the molecular weight is 100 or more, solubility in a nonpolar solvent can be ensured, and when it is less than 1,000, the absorption strength is high and the responsiveness at the time of image display can be maintained at a level that is not impaired. it can.
本発明のエレクトロウェッティング表示用染料組成物は、色材を1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。そのため、本発明の染料組成物は、本発明における特定色素を1種含有して構成されたものでもよいし、2種以上を含有して構成されたものでもよい。 The dye composition for electrowetting display of the present invention may be used alone or in combination of two or more. Therefore, the dye composition of the present invention may be configured to contain one type of the specific pigment in the present invention, or may be configured to include two or more types.
本発明のエレクトロウェッティング表示用染料組成物中に含有される、本発明における特定色素を含む色材の総量としては、染料組成物の全量に対して、10質量%以上が好ましい。色材(本発明における特定色素を含む)の総量は、表示画像の濃度及び鮮明性等を高める観点から、オイル全量に対して、20質量%以上の範囲が好ましく、より好ましくは40質量%以上の範囲であり、さらに好ましくは50質量%以上の範囲である。エレクトロウェッティング表示用染料組成物中に含有される色材の含有比率が高くなると、電圧印加時の染料組成物の応答性が低下するとともに電圧印加状態でのバックフロー現象も悪化し、画像表示性が低下する傾向にある。そのため、色材の含有比率が10質量%以上(好ましくは20質量%以上)である染料組成物の組成において、特に本発明の効果がより奏される。また、色材の総量は、表示装置を構成したときの応答速度を高める観点から、染料組成物全量に対して、80質量%以下であることが好ましく、より好ましくは75質量%以下であり、さらに好ましくは70質量%以下である。中でも、本発明における特定色素の含有比率としては、染料組成物中に含有される色材の総量に対して、20質量%以上である場合がより好ましい。また、本発明における特定色素の染料組成物中における含有比率としては、染料組成物全量に対し、5質量%以上が好適である。 The total amount of the coloring material containing the specific pigment in the present invention contained in the dye composition for electrowetting display of the present invention is preferably 10% by mass or more based on the total amount of the dye composition. The total amount of the coloring material (including the specific pigment in the present invention) is preferably in the range of 20% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, based on the total amount of oil, from the viewpoint of improving the density and clarity of the display image. More preferably, it is the range of 50% by mass or more. When the content ratio of the coloring material contained in the dye composition for electrowetting display is increased, the responsiveness of the dye composition at the time of voltage application is lowered and the backflow phenomenon in the voltage application state is also deteriorated. Tend to decrease. Therefore, the effect of the present invention is particularly achieved in the composition of the dye composition in which the content ratio of the coloring material is 10% by mass or more (preferably 20% by mass or more). The total amount of the color material is preferably 80% by mass or less, more preferably 75% by mass or less, based on the total amount of the dye composition, from the viewpoint of increasing the response speed when the display device is configured. More preferably, it is 70 mass% or less. Especially, as a content rate of the specific pigment | dye in this invention, the case where it is 20 mass% or more with respect to the total amount of the coloring material contained in a dye composition is more preferable. Moreover, as a content ratio in the dye composition of the specific pigment | dye in this invention, 5 mass% or more is suitable with respect to the dye composition whole quantity.
染料組成物中の本発明における特定色素の濃度(C)については、その目的に応じて任意の濃度を選択することができ、染料組成物は任意の濃度にて調製される。エレクトロウェッティングディスプレイ用の色素として用いる場合、色素は、通常0.2質量%以上の濃度で、必要とされるεC値(=ε×C[ε:オイルの吸光係数])に応じて、非極性溶媒に希釈して用いられる。
本発明におけるメチン色素のモル吸光係数については、特に制限はないが、30,000以上である場合が好ましく、特に好ましくは50,000以上である。モル吸光係数が30,000以上であると、高い表示性能と応答性を両立することが容易となる点で好ましい。
About the density | concentration (C) of the specific pigment | dye in this invention in a dye composition, arbitrary density | concentrations can be selected according to the objective, A dye composition is prepared in arbitrary density | concentrations. When used as a dye for an electrowetting display, the dye is usually at a concentration of 0.2% by mass or more, depending on the required εC value (= ε × C [ε: absorption coefficient of oil]). Used diluted in polar solvent.
Although there is no restriction | limiting in particular about the molar extinction coefficient of the methine dye in this invention, The case where it is 30,000 or more is preferable, Most preferably, it is 50,000 or more. A molar extinction coefficient of 30,000 or more is preferable in that it is easy to achieve both high display performance and responsiveness.
〜非極性溶媒〜
本発明のエレクトロウェッティング表示用染料組成物は、非極性溶媒の少なくとも一種を含有する。非極性溶媒とは、比誘電率の値が小さい溶媒(いわゆる無極性溶媒)をいう。非極性溶媒としては、例えば、ノルマル(n−)ヘキサン、ノルマル(n−)デカン、ドデカン、テトラデカン、ヘキサデカン等の脂肪族炭化水素系溶媒(好ましくは、炭素数6〜30の脂肪族炭化水素系溶媒)、脂肪族炭化水素系溶媒がフッ素で置換された溶媒(例えばフルオロカーボンオイル等)、シリコーン系溶媒(例えばシリコーンオイル等)などが挙げられる。中でも、脂肪族炭化水素系溶媒が好ましい。
~ Non-polar solvent ~
The dye composition for electrowetting display of the present invention contains at least one nonpolar solvent. The nonpolar solvent refers to a solvent having a small relative dielectric constant (so-called nonpolar solvent). Examples of the nonpolar solvent include aliphatic hydrocarbon solvents such as normal (n-) hexane, normal (n-) decane, dodecane, tetradecane, hexadecane and the like (preferably aliphatic hydrocarbons having 6 to 30 carbon atoms). Solvent), a solvent in which the aliphatic hydrocarbon solvent is substituted with fluorine (for example, fluorocarbon oil), a silicone solvent (for example, silicone oil), and the like. Of these, aliphatic hydrocarbon solvents are preferred.
非極性溶媒の溶存酸素は、10ppm以下の範囲であることが好ましい。溶存酸素量が10ppmを超えると、劣化しやすく、応答性が低下しやすい。溶存酸素量は、少ないほど好ましく、8ppm以下であることがより好ましい。 The dissolved oxygen in the nonpolar solvent is preferably in the range of 10 ppm or less. When the amount of dissolved oxygen exceeds 10 ppm, it tends to deteriorate and the responsiveness tends to decrease. The smaller the dissolved oxygen content, the better, and more preferably 8 ppm or less.
非極性溶媒のオイル中に占める含有量は、染料組成物(オイル)の全量に対して、30質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましい。非極性溶媒の含有量が30質量%以上であることで、より優れた光シャッター特性が発現される。また、染料組成物に含有される染料の溶解性がより良好に保たれる。 The content of the nonpolar solvent in the oil is preferably 30% by mass or more, and more preferably 40% by mass or more based on the total amount of the dye composition (oil). When the content of the nonpolar solvent is 30% by mass or more, more excellent optical shutter characteristics are exhibited. Moreover, the solubility of the dye contained in the dye composition is kept better.
また、エレクトロウェッティング表示用染料組成物(オイル)には、非極性溶媒以外の他の溶媒が含まれてもよい。この場合、非極性溶媒の染料組成物中に占める比率は、染料組成物中の溶媒全量に対して70質量%以上が好ましく、より好ましくは90質量%以上である。 Further, the electrowetting display dye composition (oil) may contain a solvent other than the nonpolar solvent. In this case, the proportion of the nonpolar solvent in the dye composition is preferably 70% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, based on the total amount of the solvent in the dye composition.
〜各種添加剤〜
本発明のエレクトロウェッティング表示用染料組成物は、必要に応じて、他の成分として、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。添加剤を含有する場合、その含有量は特に制限されるものではないが、通常はオイルの全質量に対して20質量%以下程度で用いられる。
~ Various additives ~
The dye composition for electrowetting display of the present invention may contain various additives such as a surfactant, an ultraviolet absorber and an antioxidant as other components, if necessary. When it contains an additive, its content is not particularly limited, but it is usually used at about 20% by mass or less based on the total mass of the oil.
本発明のエレクトロウェッティング表示用染料組成物は、一種単独の染料を用いて黒色等のインクとして調製されたものでもよく、複数の染料を混合して黒色等のインクとして調製されたものでもよい。
複数の染料を組み合わせて用いる場合、その組み合わせとしては、吸収波長が400〜500nmの範囲のイエロー染料、吸収波長が500〜600nmの範囲のマゼンタ染料、吸収波長が600〜700nmの範囲のシアン染料を混合して用いることが好ましい。
「黒色」とは、450nm、500nm、550nm、600nmにおける各々の透過率のうち、最大値となる透過率と最小値となる透過率との差が20%以下である性質を示し、前記差は、好ましくは15%以下であり、特に好ましくは10%以下である。
The dye composition for electrowetting display of the present invention may be prepared as a black ink using one kind of dye, or may be prepared as a black ink by mixing a plurality of dyes. .
When a plurality of dyes are used in combination, the combination includes a yellow dye having an absorption wavelength in the range of 400 to 500 nm, a magenta dye having an absorption wavelength in the range of 500 to 600 nm, and a cyan dye having an absorption wavelength in the range of 600 to 700 nm. It is preferable to use a mixture.
“Black” means a property in which the difference between the maximum transmittance and the minimum transmittance among the respective transmittances at 450 nm, 500 nm, 550 nm, and 600 nm is 20% or less. , Preferably 15% or less, particularly preferably 10% or less.
次に、本発明のエレクトロウェッティング表示装置の実施形態を図1〜図2を参照して説明する。
既述の本発明のエレクトロウェッティング表示用染料組成物は、後述するように、疎水性絶縁膜と第2の基板との間に疎水性絶縁膜上を移動可能に設けられる非導電性のオイルとして用いられる。また、本実施形態では、導電性を有する第1の基板としてITO付ガラス基板を備え、また、オイルを構成する非極性溶媒としてデカンを、親水性液体として電解質水溶液を用いた構成となっている。
Next, an embodiment of the electrowetting display device of the present invention will be described with reference to FIGS.
As described later, the dye composition for electrowetting display of the present invention described above is a non-conductive oil provided so as to be movable on the hydrophobic insulating film between the hydrophobic insulating film and the second substrate. Used as In the present embodiment, a glass substrate with ITO is provided as the first substrate having conductivity, and decane is used as the nonpolar solvent constituting the oil, and an aqueous electrolyte solution is used as the hydrophilic liquid. .
図1は、本実施形態に係るエレクトロウェッティング表示装置の電圧オフ時における状態を示す。
図1に示すように、本実施形態のエレクトロウェッティング表示装置100は、導電性を有する基板(第1の基板)11と、基板11に対向させて配置された導電性を有する基板(第2の基板)12と、基板11上に配設された疎水性絶縁膜20と、疎水性絶縁膜20及び基板12間のシリコーンゴム壁22aとシリコーンゴム壁22bとにより区画された領域に充填された親水性液体14及びオイル16とを備えている。疎水性絶縁膜20と基板12との間がシリコーンゴム壁22aとシリコーンゴム壁22bとで区画された領域は、オイル16の移動により画像表示を行なう表示部(表示セル)として構成されている。
FIG. 1 shows a state of the electrowetting display device according to the present embodiment when the voltage is off.
As shown in FIG. 1, an electrowetting display device 100 according to the present embodiment includes a conductive substrate (first substrate) 11 and a conductive substrate (second substrate) disposed to face the substrate 11. Substrate 12), a hydrophobic insulating film 20 disposed on the substrate 11, and a region defined by the silicone rubber wall 22 a and the silicone rubber wall 22 b between the hydrophobic insulating film 20 and the substrate 12. A hydrophilic liquid 14 and an oil 16 are provided. A region defined by the silicone rubber wall 22a and the silicone rubber wall 22b between the hydrophobic insulating film 20 and the substrate 12 is configured as a display unit (display cell) that displays an image by the movement of the oil 16.
従来から、エレクトロウェッティング技術に関して種々の検討がなされているところ、オイル相を形成する非極性溶媒中に染料等の溶媒可溶性の色素を含有すると、画像表示する際の応答性が低下し、電圧印加状態で保った際のバックフローも悪化する傾向がある。これは、表示画像の品質を高めるため、色濃度を高めようとした場合に、より顕著に現れる。オイル相に存在させる色素成分には、種々の染料等を適用可能であるが、その中でも、所定位置にカルボニル基を持つ2つの環が不飽和二重結合で連結された構造を有する色素化合物(本発明における特定色素)は、応答性や電圧印加状態でのバックフロー特性が損なわれにくい。そのため、
数ある色素化合物の中でも、エレクトロウェッティング技術のオイル相の着色に使用する色素成分として、特に、既述の一般式(1)で表される色素化合物(一般式(2)で表される化合物を含む)を含有する染料組成物(オイル)を備えた本発明のエレクトロウェッティング表示装置は、画像表示させたときの表示応答性に優れ、しかも電圧印加状態で表示画像を保持したときのバックフロー現象の抑制効果も大きい。そのため、従来に比べ、より優れた画像表示特性を発現することができる。
Conventionally, various studies have been made on electrowetting technology. When a solvent-soluble pigment such as a dye is contained in a non-polar solvent that forms an oil phase, the responsiveness when displaying an image decreases, and the voltage is reduced. The backflow when kept in the applied state tends to deteriorate. This appears more prominently when trying to increase the color density in order to increase the quality of the display image. Various dyes and the like can be applied to the pigment component present in the oil phase. Among them, a pigment compound having a structure in which two rings having a carbonyl group at a predetermined position are connected by an unsaturated double bond ( The specific dye in the present invention is less likely to deteriorate the responsiveness and the back flow characteristics in a voltage application state. for that reason,
Among the various dye compounds, as the dye component used for coloring the oil phase of the electrowetting technique, in particular, the dye compound represented by the general formula (1) described above (the compound represented by the general formula (2)) The electrowetting display device of the present invention provided with a dye composition (oil) containing an organic compound is excellent in display responsiveness when displaying an image, and when a display image is held in a voltage applied state. The effect of suppressing the flow phenomenon is also great. Therefore, more excellent image display characteristics can be exhibited as compared with the conventional case.
本実施形態のエレクトロウェッティング表示装置100では、基板11は、基材11aと、基材11aに設けられ、導電性を有する導電膜11bとを有しており、基板表面の全面が導電性を示すように構成されている。また、基板12は、基板11と対向する位置に配設されている。基板12は、基板11と同様に、基材12aと、基板12aに設けられ、導電性を有する導電膜12bとを有しており、基板表面の全面が導電性を示すように構成されている。本実施形態では、基板11及び基板12は、透明性のガラス基板と、その上に設けられた透明性のITO膜とで構成されている。 In the electrowetting display device 100 of this embodiment, the substrate 11 includes a base material 11a and a conductive film 11b provided on the base material 11a and having conductivity, and the entire surface of the substrate is conductive. It is configured as shown. Further, the substrate 12 is disposed at a position facing the substrate 11. Similarly to the substrate 11, the substrate 12 includes a base material 12 a and a conductive film 12 b provided on the substrate 12 a and having conductivity, and the entire surface of the substrate is configured to exhibit conductivity. . In this embodiment, the board | substrate 11 and the board | substrate 12 are comprised by the transparent glass substrate and the transparent ITO film | membrane provided on it.
基材11a及び基材12aは、装置の表示形態に応じて、透明性材料又は不透明材料のいずれを用いて形成されたものでもよい。画像を表示する観点からは、基材11a及び基材12aの少なくとも一方は、光透過性を有していることが好ましい。具体的には、基材11a及び基板12の少なくとも一方が、380nm〜770nmの波長領域全域において80%以上(より好ましくは90%以上)の透過率を有していることが好ましい。 The base material 11a and the base material 12a may be formed using either a transparent material or an opaque material according to the display form of the apparatus. From the viewpoint of displaying an image, it is preferable that at least one of the base material 11a and the base material 12a has light transmittance. Specifically, it is preferable that at least one of the base material 11a and the substrate 12 has a transmittance of 80% or more (more preferably 90% or more) in the entire wavelength region of 380 nm to 770 nm.
基材11a及び基材12aに用いる材料の例としては、ガラス基板(例えば、無アルカリガラス基板、ソーダガラス基板、パイレックス(登録商標)ガラス基板、石英ガラス基板等)、プラスチック基板(例えば、ポリエチレンナフタレート(PEN)基板、ポリエチレンテレフタレート(PET)基板、ポリカーボネート(PC)基板、ポリイミド(PI)基板等)、アルミ基板やステンレス基板等の金属基板、シリコン基板等の半導体基板等を用いることができる。中でも、光透過性の観点から、ガラス基板又はプラスチック基板が好ましい。
また、基材として、薄膜トランジスタ(TFT)が設けられたTFT基板を用いることもできる。この場合、導電膜がTFTに接続された形態(すなわち、導電膜がTFTに接続された画素電極である形態)が好適である。これにより、画素ごとに独立して電圧を印加できるようになり、TFTを備えた公知の液晶表示装置と同様に、画像表示装置全体のアクティブ駆動が可能となる。
TFT基板における、TFT、各種配線、積蓄容量等の配置については、公知の配置とすることができ、例えば、特開2009−86668号公報に記載された配置を参照することができる。
Examples of materials used for the base material 11a and the base material 12a include glass substrates (for example, non-alkali glass substrates, soda glass substrates, Pyrex (registered trademark) glass substrates, quartz glass substrates, etc.), plastic substrates (for example, polyethylene substrates). A phthalate (PEN) substrate, a polyethylene terephthalate (PET) substrate, a polycarbonate (PC) substrate, a polyimide (PI) substrate, or the like), a metal substrate such as an aluminum substrate or a stainless steel substrate, a semiconductor substrate such as a silicon substrate, or the like can be used. Among these, a glass substrate or a plastic substrate is preferable from the viewpoint of light transmittance.
Further, a TFT substrate provided with a thin film transistor (TFT) can also be used as a base material. In this case, a mode in which the conductive film is connected to the TFT (that is, a mode in which the conductive film is a pixel electrode connected to the TFT) is preferable. As a result, a voltage can be applied independently for each pixel, and the entire image display device can be actively driven as in a known liquid crystal display device having TFTs.
The arrangement of the TFT, various wirings, product storage capacity, and the like on the TFT substrate can be a known arrangement. For example, the arrangement described in JP-A-2009-86668 can be referred to.
導電膜11b及び導電膜12bは、装置の表示形態に応じて、透明性の膜又は不透明膜のいずれであってもよい。導電膜は、導電性を有する膜のことであり、導電性とは、電圧を印加できる程度の電気伝導性を有していればよく、表面抵抗が500Ω/□以下(好ましくは70Ω/□以下、より好ましくは60Ω/以下、更に好ましくは50Ω/□以下)の性質を有していることをいう。 The conductive film 11b and the conductive film 12b may be either a transparent film or an opaque film depending on the display form of the device. The conductive film is a film having conductivity, and the conductivity is only required to have electrical conductivity to which a voltage can be applied, and the surface resistance is 500Ω / □ or less (preferably 70Ω / □ or less. More preferably 60 Ω / □ or less, and still more preferably 50 Ω / □ or less).
導電膜は、銅膜などの不透明な金属膜、又は透明膜のいずれでもよいが、光透過性を与えて画像表示を行なう観点からは、透明導電膜が好ましい。透明導電膜は、380nm〜770nmの波長領域全域において80%以上(より好ましくは90%以上)の透過率を有していることが好ましい。透明導電膜の例としては、酸化インジウムスズ(ITO:Indium Tin Oxide)、酸化インジウム亜鉛(IZO:Indium Zinc Oxide)、酸化スズ、酸化インジウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化カドミウム、及び酸化マグネシウムの少なくとも1種を含む膜が挙げられる。中でも、透明導電膜としては、光透過性及び導電性の点で、酸化インジウムスズ(ITO)を含む膜が好ましい。
ITOを含む膜における酸化スズの量は、抵抗値を小さくする点で、5〜15質量%の範囲が好ましく、8〜12質量%の範囲がより好ましい。
The conductive film may be either an opaque metal film such as a copper film or a transparent film, but a transparent conductive film is preferred from the viewpoint of providing light transmission and displaying an image. The transparent conductive film preferably has a transmittance of 80% or more (more preferably 90% or more) in the entire wavelength region of 380 nm to 770 nm. Examples of the transparent conductive film include at least indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), tin oxide, indium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, cadmium oxide, and magnesium oxide. A film containing one kind is mentioned. Especially, as a transparent conductive film, the film | membrane containing indium tin oxide (ITO) is preferable at the point of light transmittance and electroconductivity.
The amount of tin oxide in the film containing ITO is preferably in the range of 5 to 15% by mass and more preferably in the range of 8 to 12% by mass in terms of reducing the resistance value.
導電膜の比抵抗としては、特に制限はなく、例えば、1.0×10−3Ω・cm以下とすることができる。 There is no restriction | limiting in particular as specific resistance of an electrically conductive film, For example, it can be 1.0 * 10 < -3 > ohm * cm or less.
好ましい形態として、基板12の導電膜12bに表示画素をなす複数の表示セルに対して共通の電位を付与する一方、基板11の導電膜11bには表示画素(表示セル)毎に独立した電位を付与することで、各表示セル(画素)に独立した電圧を印加する形態が挙げられる。この形態については、公知の液晶表示装置の形態を参照することができる。 As a preferred mode, a common potential is applied to a plurality of display cells forming display pixels on the conductive film 12b of the substrate 12, while an independent potential is applied to the conductive film 11b of the substrate 11 for each display pixel (display cell). By giving, the form which applies the independent voltage to each display cell (pixel) is mentioned. For this mode, a known liquid crystal display mode can be referred to.
本実施形態では、基板12は、基板11と同様に導電性を有する基板として配設されているが、基板12は導電膜を設けずに導電性を有しない態様でもよく、導電膜11bと親水性液体14との間で電圧印加するようにしてもよい。この場合、基板12の構成に特に制限はなく、例えば上記の基材12aに用いられる例として挙げた材料を用いることができる。 In the present embodiment, the substrate 12 is disposed as a conductive substrate in the same manner as the substrate 11. However, the substrate 12 may be provided with a conductive film without providing a conductive film. A voltage may be applied to the liquid 14. In this case, there is no restriction | limiting in particular in the structure of the board | substrate 12, For example, the material quoted as an example used for said base material 12a can be used.
疎水性絶縁膜20は、基板11の導電膜11bの全面に亘って設けられており、少なくともオイル16と接している。この疎水性絶縁膜は、電圧が印加されていないときは(画像非表示時)、主としてオイルと接触した状態にあり、電圧が印加されたときは(画像表示時)、オイルがその表面を移動し、オイルが存在しなくなった領域は親水性液体と接触している状態となる。 The hydrophobic insulating film 20 is provided over the entire surface of the conductive film 11 b of the substrate 11 and is in contact with at least the oil 16. This hydrophobic insulating film is mainly in contact with oil when no voltage is applied (when images are not displayed), and when the voltage is applied (when images are displayed), the oil moves on the surface. However, the region where the oil no longer exists is in contact with the hydrophilic liquid.
疎水性とは、水を接触させたときの接触角が60°以上である性質をいい、好ましくは接触角が70°以上(より好ましくは80°以上)である性質をいう。
接触角は、JIS R3257「基板ガラス表面のぬれ性試験方法」内の「6.静滴法」に記載された方法が適用される。具体的には、接触角測定器(協和界面科学(株)製の接触角計CA−A)を用い、20メモリの大きさの水滴をつくり、針先から水滴を出して、疎水性絶縁膜に接触させて水滴を形成し、10秒静置後、接触角計の覗き穴から水滴の形状を観察したときの接触角θ(25℃)から求められる。
Hydrophobic refers to the property that the contact angle when contacted with water is 60 ° or more, preferably the property that the contact angle is 70 ° or more (more preferably 80 ° or more).
For the contact angle, the method described in “6. Still droplet method” in JIS R3257 “Method for testing wettability of substrate glass surface” is applied. Specifically, using a contact angle measuring device (contact angle meter CA-A manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), water droplets having a size of 20 memories are formed, and water droplets are ejected from the tip of the needle to form a hydrophobic insulating film. It is obtained from the contact angle θ (25 ° C.) when the shape of the water droplet is observed from the viewing hole of the contact angle meter after forming a water droplet by allowing it to come into contact.
絶縁膜の「絶縁」とは、比抵抗が107Ω・cm以上である性質をいい、好ましくは比抵抗が108Ω・cm以上(より好ましくは109Ω・cm以上)である性質をいう。 “Insulation” of an insulating film means a property having a specific resistance of 10 7 Ω · cm or more, preferably a property having a specific resistance of 10 8 Ω · cm or more (more preferably 10 9 Ω · cm or more). Say.
疎水性絶縁膜は、オイル16との間で親和性を示し、親水性液体14との親和性が低い絶縁膜を用いることができるが、電圧印加を繰り返すことでオイルを移動させることにより生じる膜劣化を抑制する観点から、多官能性化合物に由来する架橋構造を有する膜が好ましい。中でも、疎水性絶縁膜は、重合性基を2つ以上有する多官能性化合物に由来する架橋構造を有する膜がより好ましい。架橋構造は、多官能性化合物の少なくとも1種を(必要に応じ他のモノマーとともに)重合させることにより好適に形成される。
本実施形態では、5員環状パーフルオロジエンを共重合した共重合体で構成されている。
As the hydrophobic insulating film, an insulating film having an affinity with the oil 16 and having a low affinity with the hydrophilic liquid 14 can be used, but a film generated by moving the oil by repeatedly applying a voltage. From the viewpoint of suppressing deterioration, a film having a crosslinked structure derived from a polyfunctional compound is preferable. Among these, the hydrophobic insulating film is more preferably a film having a crosslinked structure derived from a polyfunctional compound having two or more polymerizable groups. The crosslinked structure is suitably formed by polymerizing at least one kind of polyfunctional compound (with other monomers as necessary).
In this embodiment, it is composed of a copolymer obtained by copolymerizing a 5-membered cyclic perfluorodiene.
多官能性化合物は、分子中に重合性基を2つ以上有する化合物である。重合性基としては、ラジカル重合性基、カチオン重合性基、縮合重合性基等が挙げられ、中でも、(メタ)アクリロイル基、アリル基、アルコキシシリル基、α−フルオロアクリロイル基、エポキシ基、−C(O)OCH=CH2等が好ましい。また、多官能性化合物に含まれる2つ以上の重合性基は、同一であっても互いに異なっていてもよい。
架橋構造の形成において、多官能性化合物は、1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
A polyfunctional compound is a compound having two or more polymerizable groups in the molecule. Examples of the polymerizable group include a radical polymerizable group, a cationic polymerizable group, and a condensation polymerizable group. Among them, a (meth) acryloyl group, an allyl group, an alkoxysilyl group, an α-fluoroacryloyl group, an epoxy group, − C (O) OCH═CH 2 and the like are preferable. Two or more polymerizable groups contained in the polyfunctional compound may be the same or different from each other.
In the formation of the crosslinked structure, the polyfunctional compound may be used alone or in combination of two or more.
多官能性化合物としては、公知の多官能の重合性化合物(ラジカル重合性化合物、カチオン重合性化合物、縮合重合性化合物等)を用いることができる。多官能性化合物としては、例えば、多官能アクリレートとして、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、ポリエチレングリコールジ(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、エトキシ化1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジアクリレート、ジメチロールートリシクロデカンジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールジシクロペンタンジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、テトラメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化イソシアヌール酸トリアクリレート、トリ(2−ヒドロキシエチルイソシアヌレート)トリアクリレート、プロポキシレートグリセリルトリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ネオペンチルグリコールオリゴアクリレート、1,4−ブタンジオールオリゴアクリレート、1,6−ヘキサンジオールオリゴアクリレート、トリメチロールプロパンオリゴアクリレート、ペンタエリスリトールオリゴアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート等が挙げられる。 As the polyfunctional compound, known polyfunctional polymerizable compounds (radical polymerizable compounds, cationic polymerizable compounds, condensation polymerizable compounds, etc.) can be used. Examples of the polyfunctional compound include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, ethoxy as polyfunctional acrylate. 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, ethoxylated neopentyl glycol di (meth) acrylate, propoxylated neopentyl glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, Polypropylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, 2-n Butyl-2-ethyl-1,3-propanediol diacrylate, dimethylol-tricyclodecane diacrylate, hydroxypivalic acid neopentyl glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, ethoxylated bisphenol A di (Meth) acrylate, propoxylated bisphenol A di (meth) acrylate, cyclohexanedimethanol di (meth) acrylate, dimethylol dicyclopentane diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, propoxylated trimethylol Propane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, tetramethylolpropane triacrylate, tetramethylol methane triacrylate , Pentaerythritol tetraacrylate, caprolactone-modified trimethylolpropane triacrylate, ethoxylated isocyanuric acid triacrylate, tri (2-hydroxyethyl isocyanurate) triacrylate, propoxylate glyceryl triacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, pentaerythritol Tetraacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, neopentyl glycol oligoacrylate, 1,4-butanediol oligoacrylate, 1,6-hexanediol oligoacrylate, trimethylolpropane oligo Acrylate, pentaerythritol ori Examples include goacrylate, urethane acrylate, epoxy acrylate, and polyester acrylate.
多官能性化合物としては、上記以外にも、例えば、特開2008−181067号公報の段落0031〜0035、特開2008−139378号公報の段落0149〜0155、特開2010−134137号公報の段落0142〜0146等に記載の公知の重合性化合物の中から、多官能の重合性化合物を適宜選択して用いることができる。 As the polyfunctional compound, in addition to the above, for example, paragraphs 0031 to 0035 of JP-A-2008-181067, paragraphs 0149 to 0155 of JP-A-2008-139378, paragraph 0142 of JP-A-2010-134137 From among the known polymerizable compounds described in ˜0146, a polyfunctional polymerizable compound can be appropriately selected and used.
多官能性化合物は、分子中に重合性基を3つ以上(好ましくは4つ以上、より好ましくは5つ以上)有することが好ましい。これにより、膜中における架橋構造の密度を更に増加させることができるので、電圧印加を繰り返したときの疎水性絶縁膜の劣化がさらに抑制される。 The polyfunctional compound preferably has 3 or more polymerizable groups (preferably 4 or more, more preferably 5 or more) in the molecule. Thereby, since the density of the crosslinked structure in the film can be further increased, the deterioration of the hydrophobic insulating film when the voltage application is repeated is further suppressed.
多官能性化合物としては、含フッ素化合物が好ましく、フッ素含有率が分子量の35質量%以上(好ましくは40質量%以上、より好ましくは45質量%以上)である多官能性化合物がより好ましい。多官能性化合物がフッ素原子を(特にフッ素含有率が分子量の35質量%以上)含むことにより、疎水性絶縁膜の疎水性がより向上する。多官能性化合物におけるフッ素含有率の上限には特に制限はないが、上限は、例えば分子量の60質量%(好ましくは55質量%、より好ましくは50質量%)とすることができる。
多官能性化合物である含フッ素化合物としては、例えば、特開2006−28280号公報の段落0007〜0032に記載された含フッ素化合物を用いることができる。
As the polyfunctional compound, a fluorine-containing compound is preferable, and a polyfunctional compound having a fluorine content of 35% by mass or more (preferably 40% by mass or more, more preferably 45% by mass or more) is more preferable. When the polyfunctional compound contains a fluorine atom (particularly, the fluorine content is 35% by mass or more of the molecular weight), the hydrophobicity of the hydrophobic insulating film is further improved. Although there is no restriction | limiting in particular in the upper limit of the fluorine content rate in a polyfunctional compound, For example, an upper limit can be 60 mass% (preferably 55 mass%, more preferably 50 mass%) of molecular weight.
As the fluorine-containing compound which is a polyfunctional compound, for example, the fluorine-containing compounds described in paragraphs 0007 to 0032 of JP-A-2006-28280 can be used.
多官能性化合物の重合方法は、好ましくは塊状重合又は溶液重合である。
重合の開始方法は、重合開始剤(例えばラジカル開始剤)を用いる方法、光又は放射線を照射する方法、酸を加える方法、光酸発生剤を添加した後に光を照射する方法、加熱により脱水縮合させる方法等がある。これらの重合方法、重合の開始方法は、例えば鶴田禎二著、「高分子合成方法」改訂版(日刊工業新聞社刊、1971年)や大津隆行・木下雅悦共著、「高分子合成の実験法」、化学同人、昭和47年、124〜154頁に記載されている。
The polymerization method of the polyfunctional compound is preferably bulk polymerization or solution polymerization.
The polymerization initiation method includes a method using a polymerization initiator (for example, a radical initiator), a method of irradiating light or radiation, a method of adding an acid, a method of irradiating light after adding a photoacid generator, and dehydration condensation by heating. There is a method to make it. These polymerization methods and polymerization initiation methods are described in, for example, Tsuruta Shinji, “Polymer Synthesis Method” revised edition (published by Nikkan Kogyo Shimbun, 1971), Takatsu Otsu and Masato Kinoshita, “Experimental Methods for Polymer Synthesis” ", Chemistry Dojin, 1972, pp. 124-154.
疎水性絶縁膜は、多官能性化合物を含有する硬化性組成物を用いて好適に作製される。硬化性組成物に含まれる多官能性化合物は、1種又は2種以上のいずれでもよく、硬化性組成物は、さらに単官能性化合物を含んでもよい。単官能性化合物としては、公知の単官能モノマーを用いることができる。 The hydrophobic insulating film is preferably produced using a curable composition containing a polyfunctional compound. The polyfunctional compound contained in the curable composition may be one type or two or more types, and the curable composition may further contain a monofunctional compound. A known monofunctional monomer can be used as the monofunctional compound.
硬化性組成物中における多官能性化合物の含有量(2種以上である場合には総含有量;以下同じ)は特に制限はないが、硬化性の観点からは、硬化性組成物の全固形分に対し、30質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましく、50質量%以上が特に好ましい。全固形分とは、溶剤を除いた全成分をいう。 The content of the polyfunctional compound in the curable composition (the total content in the case of two or more; the same applies hereinafter) is not particularly limited, but from the viewpoint of curability, the total solid content of the curable composition 30 mass% or more is preferable with respect to a minute, 40 mass% or more is more preferable, and 50 mass% or more is especially preferable. The total solid content means all components excluding the solvent.
硬化性組成物は、さらに溶剤の少なくとも1種を含むことが好ましい。溶剤としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ベンゼン、トルエン、アセトニトリル、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、シクロヘキサノール、乳酸エチル、乳酸メチル、カプロラクタムなどが挙げられる。
硬化性組成物中における溶剤の含有量(2種以上である場合には総含有量)は、硬化性組成物の全質量に対して、20〜90質量%が好ましく、30〜80質量%がより好ましく、40〜80質量%が特に好ましい。
It is preferable that the curable composition further contains at least one solvent. Examples of the solvent include ethyl acetate, butyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, tetrahydrofuran, dioxane, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, benzene, toluene, acetonitrile, methylene chloride, chloroform. Dichloroethane, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, cyclohexanone, cyclohexanol, ethyl lactate, methyl lactate, caprolactam and the like.
20-90 mass% is preferable with respect to the total mass of a curable composition, and, as for content of the solvent in a curable composition (when it is 2 or more types), 30-80 mass% is preferable. More preferably, 40-80 mass% is especially preferable.
硬化性組成物は、さらに重合開始剤の少なくとも1種を含むことが好ましい。重合開始剤としては、熱及び光の少なくとも一方の作用によりラジカルを発生する重合開始剤が好ましい。
熱の作用によりラジカル重合を開始する重合開始剤としては、有機過酸化物、無機過酸化物、有機アゾ化合物、ジアゾ化合物等が挙げられる。有機過酸化物としては、過酸化ベンゾイル、過酸化ハロゲンベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酸化アセチル、過酸化ジブチル、クメンヒドロぺルオキシド、ブチルヒドロペルオキシドが挙げられる。無機過酸化物としては、例えば、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等、有機アゾ化合物として2−アゾ−ビス−イソブチロニトリル、2−アゾ−ビス−プロピオニトリル、2−アゾ−ビス−シクロヘキサンジニトリル等が、ジアゾ化合物としては、例えばジアゾアミノベンゼン、p−ニトロベンゼンジアゾニウムなどが挙げられる。
It is preferable that the curable composition further contains at least one polymerization initiator. As the polymerization initiator, a polymerization initiator that generates radicals by the action of at least one of heat and light is preferable.
Examples of the polymerization initiator that initiates radical polymerization by the action of heat include organic peroxides, inorganic peroxides, organic azo compounds, diazo compounds, and the like. Examples of the organic peroxide include benzoyl peroxide, halogen benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, acetyl peroxide, dibutyl peroxide, cumene hydroperoxide, and butyl hydroperoxide. Examples of inorganic peroxides include hydrogen peroxide, ammonium persulfate, and potassium persulfate, and organic azo compounds such as 2-azo-bis-isobutyronitrile, 2-azo-bis-propionitrile, 2-azo- Examples of the diazo compound such as bis-cyclohexanedinitrile include diazoaminobenzene and p-nitrobenzenediazonium.
光の作用によりラジカル重合を開始する重合開始剤としては、ヒドロキシアルキルフェノン類、アミノアルキルフェノン類、アセトフェノン類、ベンゾイン類、ベンゾフェノン類、ホスフィンオキシド類、ケタール類、アントラキノン類、チオキサントン類、アゾ化合物、過酸化物類、2,3−ジアルキルジオン化合物類、ジスルフィド化合物類、フルオロアミン化合物類や芳香族スルホニウム類などの化合物が挙げられる。
ヒドロキシアルキルフェノン類の例には、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−プロパン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−ヒロドキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、1−ヒドロキシジメチルフェニルケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンが含まれる。
アミノアルキルフェノン類の例には、2−ジメチルアミノ−2−(4−メチルベンジル)−1−(4−モルフォリン−4−イルフェニル)ブタン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オンが含まれる。
アセトフェノン類の例には、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアセトフェノンが含まれる。
ベンゾイン類の例には、ベンゾインベンゼンスルホン酸エステル、ベンゾイントルエンスルホン酸エステル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル及びベンゾインイソプロピルエーテルが含まれる。
ベンゾフェノン類の例には、ベンゾフェノン、2,4−ジクロロベンゾフェノン、4,4−ジクロロベンゾフェノン及びp−クロロベンゾフェノンが含まれる。
ホスフィンオキシド類の例には、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキシドが含まれる。
また、これらの重合開始剤と併用して増感色素を用いることもできる。
As polymerization initiators that initiate radical polymerization by the action of light, hydroxyalkylphenones, aminoalkylphenones, acetophenones, benzoins, benzophenones, phosphine oxides, ketals, anthraquinones, thioxanthones, azo compounds, Examples include peroxides, 2,3-dialkyldione compounds, disulfide compounds, fluoroamine compounds, and aromatic sulfoniums.
Examples of hydroxyalkylphenones include 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propan-1-one, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -Phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, 2-hydroxy-1- {4- [4- (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] phenyl} -2 -Methyl-propan-1-one, 1-hydroxydimethylphenyl ketone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone.
Examples of aminoalkylphenones include 2-dimethylamino-2- (4-methylbenzyl) -1- (4-morpholin-4-ylphenyl) butan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino -1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1,2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one is included.
Examples of acetophenones include 2,2-diethoxyacetophenone and p-dimethylacetophenone.
Examples of benzoins include benzoin benzene sulfonate, benzoin toluene sulfonate, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether and benzoin isopropyl ether.
Examples of benzophenones include benzophenone, 2,4-dichlorobenzophenone, 4,4-dichlorobenzophenone and p-chlorobenzophenone.
Examples of phosphine oxides include 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide.
A sensitizing dye can also be used in combination with these polymerization initiators.
重合開始剤の含有量は特に制限されないが、硬化性組成物の全固形分に対して0.1〜15質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜10質量%であり、特に好ましくは2〜5質量%である。 Although content in particular of a polymerization initiator is not restrict | limited, 0.1-15 mass% is preferable with respect to the total solid of a curable composition, More preferably, it is 0.5-10 mass%, Especially preferably, it is 2 ˜5 mass%.
硬化性組成物は、必要に応じて、その他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、無機酸化物微粒子、シリコーン系あるいはフッ素系の防汚剤、滑り剤、重合禁止剤、シランカップリング剤、界面活性剤、増粘剤、レベリング剤等が挙げられる。
その他の成分を含有する場合、その含有量は、硬化性樹脂組成物の全固形分に対して0〜30質量%の範囲であることが好ましく、0〜20質量%の範囲であることがより好ましく、0〜10質量%の範囲であることが特に好ましい。
The curable composition may contain other components as necessary. Examples of other components include inorganic oxide fine particles, silicone-based or fluorine-based antifouling agents, slipping agents, polymerization inhibitors, silane coupling agents, surfactants, thickeners, leveling agents and the like.
When other components are contained, the content thereof is preferably in the range of 0 to 30% by mass and more preferably in the range of 0 to 20% by mass with respect to the total solid content of the curable resin composition. A range of 0 to 10% by mass is particularly preferable.
疎水性絶縁膜の膜厚は、特に制限されるものではないが、50nm〜10μmが好ましく、より好ましくは100nm〜1μmである。疎水性絶縁膜の膜厚が上記範囲であると、絶縁性と駆動電圧とのバランスの点で好ましい。 The thickness of the hydrophobic insulating film is not particularly limited, but is preferably 50 nm to 10 μm, more preferably 100 nm to 1 μm. When the thickness of the hydrophobic insulating film is in the above range, it is preferable in terms of the balance between the insulating property and the driving voltage.
〜疎水性絶縁膜の形成方法〜
疎水性絶縁膜は、下記の方法により好適に作製できる。すなわち、
基板11の導電性が付与されている面(本実施形態では基板11の導電膜11bの表面)に、多官能性化合物を含有する硬化性組成物を付与して硬化性層を形成する硬化性層形成工程と、形成された硬化性層中の多官能性化合物を重合させて該硬化性層を硬化させる硬化工程とを有する方法である。このような方法により、架橋構造を有する疎水性絶縁膜が形成される。
~ Method of forming hydrophobic insulating film ~
The hydrophobic insulating film can be suitably produced by the following method. That is,
Curability for forming a curable layer by applying a curable composition containing a polyfunctional compound to the surface of the substrate 11 to which conductivity is imparted (in this embodiment, the surface of the conductive film 11b of the substrate 11). It is a method having a layer forming step and a curing step in which the polyfunctional compound in the formed curable layer is polymerized to cure the curable layer. By such a method, a hydrophobic insulating film having a crosslinked structure is formed.
基板11上に硬化性層である疎水性絶縁膜20を形成する場合、公知の塗布法又は転写法により行なうことができる。
塗布法による場合、基板11上に硬化性組成物を塗布し(好ましくは乾燥させて)硬化性層を形成する。塗布法としては、例えば、スピンコート法、スリットコート法、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、エクストルージョンコート法等の公知の方法を用いることができる。
転写法による場合、あらかじめ硬化性組成物を用いて形成された硬化性層を有する転写材料を準備しておき、該転写材料の硬化性層を基板11上に転写することにより、基板11上に硬化性層を形成する。転写法の詳細については、例えば、特開2008−202006号公報の段落0094〜0121や特開2008−139378号公報の段落0076〜0090を参照することができる。
When the hydrophobic insulating film 20 that is a curable layer is formed on the substrate 11, it can be performed by a known coating method or transfer method.
In the case of the coating method, a curable composition is applied (preferably dried) on the substrate 11 to form a curable layer. Examples of the coating method include known methods such as spin coating, slit coating, dip coating, air knife coating, curtain coating, roller coating, wire bar coating, gravure coating, and extrusion coating. Can be used.
In the case of the transfer method, a transfer material having a curable layer formed using a curable composition in advance is prepared, and the curable layer of the transfer material is transferred onto the substrate 11, thereby being transferred onto the substrate 11. A curable layer is formed. For details of the transfer method, for example, paragraphs 0094 to 0121 of JP-A-2008-202006 and paragraphs 0076 to 0090 of JP-A-2008-139378 can be referred to.
硬化性層の硬化(多官能性化合物の重合)は、例えば、活性エネルギー線の照射(以下、露光ともいう)及び加熱の少なくとも一方を施すことにより行なえる。
露光に用いられる活性エネルギー線としては、例えば、紫外線(g線、h線、i線等)、電子線、X線が好ましく用いられる。露光は、プロキシミティ方式、ミラープロジェクション方式、ステッパー方式等の公知の露光装置を用いて行なってもよい。露光時の露光量は、例えば、10mJ/cm2〜2000mJ/cm2とすることができ、50mJ/cm2〜1000mJ/cm2が好ましい。
露光の際には、所定のフォトマスクを介して露光し、次いでアルカリ溶液などの現像液を用いて現像することにより、所望とするパターンにパターニングされた疎水性絶縁膜を得ることも可能である。
また、加熱は、例えば、ホットプレートや炉を用いた公知の方法により行なうことができる。加熱温度は適宜設定できるが、例えば100℃〜280℃とすることができ、150℃〜250℃が好ましい。加熱時間も適宜設定できるが、例えば、2分〜120分とすることができ、5分〜60分が好ましい。
Curing of the curable layer (polymerization of a polyfunctional compound) can be performed, for example, by applying at least one of irradiation with active energy rays (hereinafter also referred to as exposure) and heating.
As active energy rays used for exposure, for example, ultraviolet rays (g rays, h rays, i rays, etc.), electron beams, and X rays are preferably used. The exposure may be performed using a known exposure apparatus such as a proximity method, a mirror projection method, or a stepper method. Exposure amount at the time of exposure, for example, be a 10mJ / cm 2 ~2000mJ / cm 2 , 50mJ / cm 2 ~1000mJ / cm 2 is preferred.
At the time of exposure, it is possible to obtain a hydrophobic insulating film patterned into a desired pattern by exposing through a predetermined photomask and then developing using a developer such as an alkaline solution. .
The heating can be performed by a known method using a hot plate or a furnace, for example. Although heating temperature can be set suitably, it can be set as 100 to 280 degreeC, for example, and 150 to 250 degreeC is preferable. Although heating time can also be set suitably, it can be set, for example as 2 minutes-120 minutes, and 5 minutes-60 minutes are preferable.
本実施形態において、疎水性絶縁膜20と基板12との間には、親水性液体14とオイル16とが注入されている。 In the present embodiment, a hydrophilic liquid 14 and an oil 16 are injected between the hydrophobic insulating film 20 and the substrate 12.
親水性液体14とオイル16とは、互いに混じり合わない液体であり、図1〜図2に示すように、界面17A又は界面17Bを境に互いに分離して存在している。なお、図1〜図2において、界面17Aは、電圧オフ状態での親水性液体14とオイル16との界面を表し、界面17Bは、電圧オン状態における親水性液体14とオイル16との界面を表す。 The hydrophilic liquid 14 and the oil 16 are liquids that do not mix with each other, and are separated from each other at the interface 17A or the interface 17B as shown in FIGS. 1 to 2, an interface 17A represents an interface between the hydrophilic liquid 14 and the oil 16 in a voltage-off state, and an interface 17B represents an interface between the hydrophilic liquid 14 and the oil 16 in a voltage-on state. Represent.
オイル16は、非極性溶媒、及び既述の一般式(1)で表され、25℃、0.1MPaにおける前記非極性溶媒に対する溶解度が1質量%以上である色素化合物を少なくとも含有する非導電性の液体(エレクトロウェッティング表示用染料組成物)であり、色素の含有比率がオイル組成全体に対して10質量%以上である場合が好ましい。
オイルは、色素を含むことで着色されており、該色素の含有比率を10質量%以上(好ましくは20質量%以上)の範囲とすると、コントラスト比がより高く、識別性や鮮明さにより優れた画像が得られる。このような濃度で染料を含む組成では、電圧印加したときのオイルの応答性が低下しやすく、画像表示性が損なわれやすいが、本発明では、既述の一般式(1)で表される色素化合物を色材として含有することで、オイルの応答性を向上し、電圧印加時のバックフローを抑制して、画像表示性に優れたエレクトロウェッティング表示装置が得られる。
The oil 16 is a nonpolar solvent and a nonconductive material that is represented by the general formula (1) described above and contains at least a dye compound having a solubility in the nonpolar solvent at 25 ° C. and 0.1 MPa of 1% by mass or more. The liquid (dye composition for electrowetting display) and the content ratio of the pigment is preferably 10% by mass or more based on the whole oil composition.
The oil is colored by containing a pigment, and when the content ratio of the pigment is 10% by mass or more (preferably 20% by mass or more), the contrast ratio is higher, and the discrimination and clarity are more excellent. An image is obtained. In a composition containing a dye at such a concentration, the responsiveness of oil when a voltage is applied is liable to deteriorate and the image display property is liable to be impaired, but in the present invention, it is represented by the general formula (1) described above. By containing the coloring compound as a color material, the responsiveness of oil is improved, the backflow at the time of voltage application is suppressed, and an electrowetting display device having excellent image display properties can be obtained.
非導電性とは、比抵抗が106Ω・cm以上(好ましくは107Ω・cm以上)である性質をいう。 Non-conductive means a property having a specific resistance of 10 6 Ω · cm or more (preferably 10 7 Ω · cm or more).
オイルは、比誘電率が小さいことが好ましい。オイルの比誘電率は、10.0以下の範囲が好ましく、2.0〜10.0の範囲がより好ましい。比誘電率がこの範囲内であると、比誘電率が10.0を超える場合と比較して、応答速度が速く、より低い電圧で駆動(動作)させ得る点で好ましい。
比誘電率は、オイルをセルギャップ10μmのITO透明電極付きガラスセルに注入し、得られたセルの電気容量を、エヌエフ株式会社製の型式2353LCRメーター(測定周波数:1kHz)を用いて20℃、40%RHにて測定される値である。
The oil preferably has a low dielectric constant. The relative dielectric constant of the oil is preferably in the range of 10.0 or less, and more preferably in the range of 2.0 to 10.0. It is preferable that the relative permittivity is within this range in that the response speed is faster than that when the relative permittivity exceeds 10.0, and it can be driven (operated) at a lower voltage.
The relative dielectric constant was determined by injecting oil into a glass cell with an ITO transparent electrode having a cell gap of 10 μm, and measuring the electric capacity of the obtained cell at 20 ° C. using a model 2353 LCR meter (measurement frequency: 1 kHz) manufactured by NF Corporation. It is a value measured at 40% RH.
オイルの粘度としては、20℃での動的粘度で10mPa・s以下であることが好ましい。中でも、粘度は、0.01mPa・s以上が好ましく、更には0.01mPa・s以上8mPa・s以下がより好ましい。オイルの粘度が10mPa・s以下であることで、粘度が10mPa・sを超える場合と比較して、応答速度が速くより低い電圧で駆動させ得る点で好ましい。なお、動的粘度は、粘度計(500型、東機産業(株)製)を用いて20℃に調整して測定される値である。 The viscosity of the oil is preferably 10 mPa · s or less in terms of dynamic viscosity at 20 ° C. Among these, the viscosity is preferably 0.01 mPa · s or more, and more preferably 0.01 mPa · s or more and 8 mPa · s or less. It is preferable that the viscosity of the oil is 10 mPa · s or less because the response speed is high and the oil can be driven at a lower voltage than when the viscosity exceeds 10 mPa · s. The dynamic viscosity is a value measured by adjusting to 20 ° C. using a viscometer (500 type, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
オイルは、実質的に後述する親水性液体と混ざり合わないことが好ましい。具体的には、オイルの親水性液体に対する溶解度(25℃)が、0.1質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以下がより好ましく、0.001質量%以下が特に好ましい。 It is preferable that the oil does not substantially mix with the hydrophilic liquid described later. Specifically, the solubility (25 ° C.) of the oil in the hydrophilic liquid is preferably 0.1% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or less, and particularly preferably 0.001% by mass or less.
本発明のエレクトロウェッティング表示装置のOD(画像濃度)値は、高いほど画像の識別性や鮮明さがより向上する。そのため、本発明における特定色素の極大吸収波長におけるOD値は、オイル層の厚み当たり0.5/μm以上が好ましく、より好ましくは0.65/μm以上であり、更に好ましくは1.0/μm以上である。 The higher the OD (image density) value of the electrowetting display device of the present invention, the better the image discrimination and clarity. Therefore, the OD value at the maximum absorption wavelength of the specific dye in the present invention is preferably 0.5 / μm or more per thickness of the oil layer, more preferably 0.65 / μm or more, and still more preferably 1.0 / μm. That's it.
親水性液体14は、導電性の親水性液体である。導電性とは、比抵抗105Ω・cm以下(好ましくは104Ω・cm以下)の性質をいう。 The hydrophilic liquid 14 is a conductive hydrophilic liquid. The conductivity means a property having a specific resistance of 10 5 Ω · cm or less (preferably 10 4 Ω · cm or less).
親水性液体は、例えば、電解質及び水性溶媒を含んで構成される。
電解質としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、テトラブチルアンモニウムクロリド等の塩が挙げられる。親水性液体中における電解質の濃度は、0.1〜10mol/Lが好ましく、0.1〜5mol/Lがより好ましい。
水性溶媒としては、水及びアルコールが好適であり、さらに水以外の水性溶媒を含んでいてもよい。アルコールとしては、エタノール、エチレングリコール、グリセリン等が挙げられる。
水性溶媒は、界面活性剤を含まない方が応答性の観点から好ましい。
The hydrophilic liquid includes, for example, an electrolyte and an aqueous solvent.
Examples of the electrolyte include salts such as sodium chloride, potassium chloride, and tetrabutylammonium chloride. The concentration of the electrolyte in the hydrophilic liquid is preferably 0.1 to 10 mol / L, and more preferably 0.1 to 5 mol / L.
As the aqueous solvent, water and alcohol are suitable, and an aqueous solvent other than water may be further contained. Examples of the alcohol include ethanol, ethylene glycol, glycerin and the like.
The aqueous solvent preferably contains no surfactant from the viewpoint of responsiveness.
エレクトロウェッティング表示装置100には、導電膜11bと親水性液体14を介して導電膜12bとの間に電圧を印加するための電源25(電圧印加手段)及びこの電圧をオン/オフするためのスイッチ26が電気的に接続されている。 In the electrowetting display device 100, a power source 25 (voltage applying means) for applying a voltage between the conductive film 11b and the conductive film 12b via the hydrophilic liquid 14 and for turning on / off the voltage are provided. The switch 26 is electrically connected.
本実施形態では、基板12に設けられている導電膜12bに電圧印加することで、親水性液体14への電圧(電位)の印加が行なえるようになっている。このように、本実施形態では、基板12の親水性液体14に接する側の表面が導電性を有する構成(基材12aの親水性液体14に接する側に導電膜としてITO膜が存在する構成)となっているが、この形態に限られるものではない。例えば、基板12に導電膜12bを設けずに親水性液体14中に電極を差し込んで、差し込まれた電極によって親水性液体14に電圧(電位)を印加するようにしてもよい。 In the present embodiment, a voltage (potential) can be applied to the hydrophilic liquid 14 by applying a voltage to the conductive film 12 b provided on the substrate 12. As described above, in this embodiment, the surface of the substrate 12 on the side in contact with the hydrophilic liquid 14 is conductive (the structure in which the ITO film is present as the conductive film on the side of the base 12a in contact with the hydrophilic liquid 14). However, it is not limited to this form. For example, an electrode may be inserted into the hydrophilic liquid 14 without providing the conductive film 12b on the substrate 12, and a voltage (potential) may be applied to the hydrophilic liquid 14 by the inserted electrode.
次に、エレクトロウェッティング表示装置100の動作(電圧オフ状態及び電圧オン状態)について説明する。 Next, the operation (voltage off state and voltage on state) of the electrowetting display device 100 will be described.
図1に示すように、電圧オフ状態では、疎水性絶縁膜20とオイル16との親和性が高いことから、疎水性絶縁膜20の全面にオイル16が接した状態となっている。エレクトロウェッティング表示装置100のスイッチ26をオンして電圧が印加されると、親水性液体14とオイル16との界面は、図1の界面17Aから図2に示す界面17Bに変形する。このとき、疎水性絶縁膜20とオイル16との接触面積が減少し、図2に示すようにオイル16がセルの端に移動する。この現象は、電圧印加により疎水性絶縁膜20の表面に電荷が発生し、この電荷によって、親水性液体14が、疎水性絶縁膜20に接していたオイル16を押しのけて疎水性絶縁膜20に接触するために生じる現象である。
エレクトロウェッティング表示装置100のスイッチ26をオフし、電圧の印加をオフ状態とすると、再び図1の状態に戻る。
エレクトロウェッティング表示装置100では、図1及び図2に示す動作が繰り返し行なわれる。
As shown in FIG. 1, in the voltage off state, the affinity between the hydrophobic insulating film 20 and the oil 16 is high, so that the oil 16 is in contact with the entire surface of the hydrophobic insulating film 20. When a voltage is applied by turning on the switch 26 of the electrowetting display device 100, the interface between the hydrophilic liquid 14 and the oil 16 is deformed from the interface 17A in FIG. 1 to the interface 17B shown in FIG. At this time, the contact area between the hydrophobic insulating film 20 and the oil 16 decreases, and the oil 16 moves to the end of the cell as shown in FIG. In this phenomenon, a charge is generated on the surface of the hydrophobic insulating film 20 by applying a voltage, and the hydrophilic liquid 14 pushes off the oil 16 that has been in contact with the hydrophobic insulating film 20 by this charge, and the hydrophobic insulating film 20 This is a phenomenon that occurs due to contact.
When the switch 26 of the electrowetting display device 100 is turned off and voltage application is turned off, the state returns to the state shown in FIG.
In the electrowetting display device 100, the operations shown in FIGS. 1 and 2 are repeated.
上記では、エレクトロウェッティング表示装置の実施形態について、図1及び図2を参照して説明したが、本実施形態に限定されるものではない。
例えば、図1及び図2では、基板11において、導電膜11bが基材11aの表面全体に亘って設けられているが、導電膜11bが基材11aの表面の一部にのみ設けられた形態であってもよい。また、基板12では、導電膜12bが基材12aの表面全体に亘って設けられているが、導電膜12bが基材12aの表面の一部にのみ設けられた形態であってもよい。
In the above, the embodiment of the electrowetting display device has been described with reference to FIGS. 1 and 2, but is not limited to this embodiment.
For example, in FIGS. 1 and 2, in the substrate 11, the conductive film 11b is provided over the entire surface of the base material 11a, but the conductive film 11b is provided only on a part of the surface of the base material 11a. It may be. Moreover, in the board | substrate 12, although the electrically conductive film 12b is provided over the whole surface of the base material 12a, the form with which the electrically conductive film 12b was provided only in a part of surface of the base material 12a may be sufficient.
また、実施形態において、オイル16に染料を含めて所望の色(例えば黒、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、イエロー等)に着色することにより、エレクトロウェッティング表示装置の画像表示を担う画素として機能させることができる。この場合、オイル16が、例えば、画素のオン状態及びオフ状態を切り替える光シャッターとして機能する。この場合、エレクトロウェッティング表示装置は、透過型、反射型、半透過型のいずれの方式に構成されてもよい。 Further, in the embodiment, the pixel responsible for image display of the electrowetting display device by coloring the oil 16 with a desired color (for example, black, red, green, blue, cyan, magenta, yellow, etc.). Can function as. In this case, the oil 16 functions as an optical shutter that switches between an on state and an off state of the pixel, for example. In this case, the electrowetting display device may be configured in any of a transmission type, a reflection type, and a transflective type.
また、本実施形態におけるエレクトロウェッティング表示装置は、第1の基板及び第2の基板の少なくとも一方の外側(オイルに対向する面の反対側)に、紫外線カット層を有していてもよい。これにより、表示装置の耐光性を更に向上させることができる。
紫外線カット層としては公知のものを用いることができ、例えば、紫外線吸収剤を含有する紫外線カット層(例えば紫外線カットフィルム)を用いることができる。紫外線カット層は、波長380nmの光を90%以上吸収することが好ましい。
紫外線カット層は、第1の基板及び第2の基板の少なくとも一方の外側に接着剤を用いて貼り付ける方法等、公知の方法により設けることができる。
In addition, the electrowetting display device according to the present embodiment may have an ultraviolet cut layer on the outer side (opposite the surface facing the oil) of at least one of the first substrate and the second substrate. Thereby, the light resistance of a display apparatus can further be improved.
A well-known thing can be used as an ultraviolet cut layer, for example, the ultraviolet cut layer (for example, ultraviolet cut film) containing a ultraviolet absorber can be used. The ultraviolet cut layer preferably absorbs 90% or more of light having a wavelength of 380 nm.
The ultraviolet cut layer can be provided by a known method such as a method of attaching an adhesive to the outside of at least one of the first substrate and the second substrate.
エレクトロウェッティング表示装置では、図1に示す構造(疎水性絶縁膜20と基板12との間がシリコーンゴム壁22aとシリコーンゴム壁22bとで例えば格子状に区画された領域(表示セル))を表示部となる一画素とし、この表示セルを複数個2次元方向に配列することによって、画像表示が可能になる。このとき、導電膜11bは、一画素(表示セル)毎に独立してパターニングされた膜であってもよいし(例えばアクティブマトリクス型の画像表示装置の場合など)、複数の画素(表示セル)に跨るストライプ状にパターニングされた膜であってもよい(例えばパッシブマトリクス型の画像表示装置の場合など)。 In the electrowetting display device, the structure shown in FIG. 1 (a region (display cell) in which the space between the hydrophobic insulating film 20 and the substrate 12 is partitioned in a lattice shape by a silicone rubber wall 22a and a silicone rubber wall 22b), for example. An image can be displayed by setting one display pixel and arranging a plurality of display cells in a two-dimensional direction. At this time, the conductive film 11b may be a film patterned independently for each pixel (display cell) (for example, in the case of an active matrix image display device), or a plurality of pixels (display cells). Alternatively, the film may be patterned in a stripe shape across the substrate (for example, in the case of a passive matrix image display device).
エレクトロウェッティング表示装置100は、基材11a及び基材12aとして、ガラス、プラスチック(ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等)等の光透過性を有する基板を用い、かつ導電膜11b、12b及び疎水性絶縁膜20として光透過性を有する膜を用いることにより、透過型の表示装置とすることができる。この透過型の表示装置の画素において、表示セルの外部に反射板を設けることで、反射型の表示装置とすることもできる。
また、例えば、導電膜11bとして、反射板としての機能を兼ね備えた膜(例えばAl膜、Al合金膜などの金属膜)を用いたり、基材11aとして、反射板としての機能を兼ね備えた基板(例えばAl基板、Al合金基板などの金属基板)を用いたりすることで、反射型の画像表示装置の画素とすることもできる。
The electrowetting display device 100 uses a substrate having optical transparency such as glass or plastic (polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.) as the base material 11a and the base material 12a, and the conductive films 11b and 12b and the hydrophobic insulation. By using a light-transmitting film as the film 20, a transmissive display device can be obtained. In the pixel of the transmissive display device, a reflective display device can be provided by providing a reflection plate outside the display cell.
In addition, for example, a film having a function as a reflection plate (for example, a metal film such as an Al film or an Al alloy film) is used as the conductive film 11b, or a substrate having a function as a reflection plate as the base material 11a ( For example, by using a metal substrate such as an Al substrate or an Al alloy substrate, a pixel of a reflective image display device can be obtained.
本実施形態のエレクトロウェッティング表示装置100を構成する表示セルや画像表示装置のその他の構成は、例えば、特開2009−86668号公報、特開平10−39800、特表2005−517993、特開2004−252444、特開2004−287008、特表2005−506778、特表2007−531917号公報、特開2009−86668号公報等に記載の公知の構成とすることができる。また、公知のアクティブマトリクス型又はパッシブマトリクス型の液晶表示装置の構成も参照することができる。 Other configurations of the display cell and the image display device that constitute the electrowetting display device 100 of the present embodiment are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-86668, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-39800, Special Table 2005-517993, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004. -252444, JP-A-2004-287008, JP-T-2005-506778, JP-T-2007-531917, JP-A-2009-86668, and the like. Reference can also be made to the structure of a known active matrix type or passive matrix type liquid crystal display device.
エレクトロウェッティング表示装置は、表示セル(表示画素)に加え、必要に応じてバックライト、セルギャップ調整用のスペーサ、封止用のシール材等、公知の液晶表示装置と同様の部材を用いて構成することができる。このとき、オイル及び親水性液体は、例えば、基板11上のシリコーンゴム壁によって区画された領域にインクジェット法により付与することで設けられてもよい。 In addition to display cells (display pixels), the electrowetting display device uses the same members as known liquid crystal display devices, such as a backlight, a spacer for adjusting a cell gap, and a sealing material for sealing. Can be configured. At this time, the oil and the hydrophilic liquid may be provided by, for example, applying to the region partitioned by the silicone rubber wall on the substrate 11 by an ink jet method.
本実施形態のエレクトロウェッティング表示装置100は、例えば、基板11を準備する基板準備工程と、基板11の導電性表面側に疎水性絶縁膜20を形成する工程と、基板11の疎水性絶縁膜20形成面上を区画する隔壁を形成する隔壁形成工程と、隔壁により区画された領域に(例えばインクジェット法により)オイル16及び親水性液体14を付与する付与工程と、付与工程後の基板11のオイル16及び親水性液体14が付与された側に基板12を重ねてセル(表示部)を形成するセル形成工程と、必要に応じて基板11と基板12とをセルの周囲で接着することでセルを封止する封止工程とを有する方法が挙げられる。基板11と基板12との接着は、液晶表示装置の作製に通常用いられるシール材を用いて行なうことができる。
また、隔壁形成工程の後であってセル形成工程の前に、セルギャップ調整用のスペーサを形成するスペーサ形成工程が設けられていてもよい。
The electrowetting display device 100 of the present embodiment includes, for example, a substrate preparation step for preparing the substrate 11, a step for forming the hydrophobic insulating film 20 on the conductive surface side of the substrate 11, and a hydrophobic insulating film for the substrate 11. 20, a partition forming step for forming a partition partitioning on the formation surface, an applying step for applying the oil 16 and the hydrophilic liquid 14 to the regions partitioned by the partition (for example, by an ink jet method), and the substrate 11 after the applying step A cell forming step of forming a cell (display unit) by superimposing the substrate 12 on the side to which the oil 16 and the hydrophilic liquid 14 are applied, and, if necessary, bonding the substrate 11 and the substrate 12 around the cell. And a sealing step for sealing the cell. Adhesion between the substrate 11 and the substrate 12 can be performed using a sealing material usually used for manufacturing a liquid crystal display device.
In addition, a spacer forming step for forming a cell gap adjusting spacer may be provided after the partition wall forming step and before the cell forming step.
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist thereof.
(実施例1)
−1.着色溶液の調製−
下記の色素化合物P−1〜P−2(既述の一般式(1)で表される色素化合物)及び比較用の色素化合物H−1〜H−3と、有機溶剤であるノルマルデカン(n-Decane)とを混合して着色された5種の10質量%ノルマルデカン溶液(着色組成物)を調製した。得られたノルマルデカン溶液を50℃で加熱した後、室温下で12時間放置して上澄み液を得た。溶け残った染料の量を秤量することで、25℃、0.1MPaにおける各色素のノルマルデカンへの溶解度を算出した。溶解度を下記表1に示す。
Example 1
-1. Preparation of coloring solution
The following dye compounds P-1 to P-2 (the dye compound represented by the general formula (1) described above) and the dye compounds H-1 to H-3 for comparison, and normal decane (n -Decane) were mixed to prepare 5 kinds of 10% by mass normal decane solutions (colored compositions). The obtained normal decane solution was heated at 50 ° C. and then allowed to stand at room temperature for 12 hours to obtain a supernatant. By measuring the amount of undissolved dye, the solubility of each pigment in normal decane at 25 ° C. and 0.1 MPa was calculated. The solubility is shown in Table 1 below.
前記表1に示すように、一般式(1)で表される色素化合物に包含される化合物P−1〜P−2では、炭化水素系溶媒であるノルマルデカンに対し、高い溶解度を示し、デカンに良好に溶解した染料インクを得ることができた。したがって、この化合物P−1,P−2は、エレクトロウェッティング法の原理で動作する表示部の作製に好適である。 As shown in Table 1, the compounds P-1 to P-2 included in the dye compound represented by the general formula (1) exhibit high solubility in normal decane which is a hydrocarbon solvent, and decane. Thus, a dye ink that was well dissolved in the ink was obtained. Therefore, the compounds P-1 and P-2 are suitable for manufacturing a display portion that operates on the principle of the electrowetting method.
−2.テストセルの作製−
透明電極として厚み100nmのインジウムスズオキサイド(ITO)膜が付いたガラス基板(10mm×10mm)のITO膜の表面に、フッ素系ポリマー(商品名:サイトップ、旭硝子社製、型番CTL−809M)を厚み600nmとなるように塗布し、フッ素ポリマー層を形成して疎水性絶縁膜とした。続いて、このフッ素ポリマー層上に、1cm×1cmサイズのシリコーンゴム(厚み50μmのシール材;扶桑ゴム社製のシリウス(商品名))の中心部から8mm×8mm×50μmサイズの四面体を切り抜いて作製した額縁状のシリコーンゴム壁を置いて表示部を形成した。このシリコーンゴム壁で取り囲まれた中に、上記のようにして調製した染料インクを厚み4μmとなるように注入した。注入された染料インクの上に、エチレングリコールを厚み46μmとなるように注入した。その上部からさらにITO膜付ガラス基板を、ITO膜が染料インクや電解質水溶液と向き合うようにして置き、固定化した。このようにして、図1に示す構造を有するエレクトロウェッティングテストセルを作製した。
-2. Test cell fabrication
On the surface of the ITO film of a glass substrate (10 mm × 10 mm) with an indium tin oxide (ITO) film having a thickness of 100 nm as a transparent electrode, a fluoropolymer (trade name: Cytop, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., model number CTL-809M) The film was applied to a thickness of 600 nm, and a fluoropolymer layer was formed to form a hydrophobic insulating film. Subsequently, a tetrahedron of 8 mm × 8 mm × 50 μm size is cut out from the center of this fluoropolymer layer from the center of 1 cm × 1 cm size silicone rubber (50 μm thick sealing material; Sirius (trade name) manufactured by Fuso Rubber Co., Ltd.). A display part was formed by placing a frame-shaped silicone rubber wall. Inside the silicone rubber wall, the dye ink prepared as described above was injected to a thickness of 4 μm. On the injected dye ink, ethylene glycol was injected to a thickness of 46 μm. From above, a glass substrate with an ITO film was further placed and fixed so that the ITO film faced the dye ink and the aqueous electrolyte solution. In this manner, an electrowetting test cell having the structure shown in FIG. 1 was produced.
−3.評価−
2枚のITO膜付ガラス基板の各ITO膜(透明電極)に、信号発生器にて100V直流電圧を印加(フッ素ポリマー層(疎水性絶縁膜)が形成されている側のITO電極にマイナス電圧を印加)し、表示セル(図2中の表示セル30)を観察したところ、染料インクがフッ素ポリマー層の表面を一方向に移動し、フッ素ポリマー層上を覆う面積が縮小していることを確認した。このときの染料インクの応答性、及び電圧を印加したままの状態で保持したときのバックフロー現象の程度を評価した。結果を下記の表2〜表4に示す。
-3. Evaluation-
A 100 V DC voltage is applied to each ITO film (transparent electrode) of the two glass substrates with ITO film by a signal generator (a negative voltage is applied to the ITO electrode on the side where the fluoropolymer layer (hydrophobic insulating film) is formed). And the display cell (display cell 30 in FIG. 2) was observed. The dye ink moved in one direction on the surface of the fluoropolymer layer, and the area covering the fluoropolymer layer was reduced. confirmed. The responsiveness of the dye ink at this time and the degree of the backflow phenomenon when the voltage ink was held as it was applied were evaluated. The results are shown in Tables 2 to 4 below.
電圧印加による面積の縮小については、下記式(1)で算出される面積収縮率[%]により、バックフロー現象については、下記式(2)で算出されるバックフロー比率[%]により、それぞれ評価した。
a)応答時間[msec]=電圧未印加状態から電圧印加を開始し、印加時点から最も縮んだ状態に達するまでに要した時間
b)面積収縮率[%]=(最も縮んだ時の染料インクの面積)/(電圧印加前の染料インクの面積)×100 ・・・(1)
c)バックフロー比率[%]=(電圧印加状態で5秒経過した後の染料インクの面積)/(最も縮んだ時の染料インクの面積)×100 ・・・(2)
また、OD(画像濃度)は、TOPCOM社製の分光放射計SR−3を用いて、染料の極大吸収波長におけるOD値を測定し、評価した。OD値は、オイル層の厚み1μmあたりの値である。
For area reduction by voltage application, the area shrinkage rate [%] calculated by the following formula (1), and for the backflow phenomenon, by the backflow ratio [%] calculated by the following formula (2), respectively. evaluated.
a) Response time [msec] = Time required to start voltage application from a voltage non-applied state and reach the most contracted state from the time of application b) Area shrinkage ratio [%] = (Dye ink when contracted most) Area) / (area of dye ink before voltage application) × 100 (1)
c) Backflow ratio [%] = (Area of dye ink after 5 seconds in voltage application state) / (Area of dye ink when contracted most) × 100 (2)
The OD (image density) was evaluated by measuring the OD value at the maximum absorption wavelength of the dye using a spectroradiometer SR-3 manufactured by TOPCOM. The OD value is a value per 1 μm thickness of the oil layer.
前記表2〜表4に示すように、染料濃度により発現する効果の程度に差が現れるものの、一般式(1)で表される色素化合物を用いて構成された表示装置は、良好な応答性を示し、しかも画像表示後(電圧印加状態)のバックフロー現象は小さく抑えられていた。 As shown in Tables 2 to 4, although a difference appears in the degree of the effect expressed by the dye concentration, the display device configured using the dye compound represented by the general formula (1) has good responsiveness. In addition, the backflow phenomenon after image display (voltage application state) was suppressed to a small level.
(実施例2)
シアン色素として一般式(1)で表される色素化合物である化合物P−1(以下、シアン染料P−1)を用い、この化合物P−1と、下記構造のイエロー染料Y−1と、オレンジ染料O−1と、マゼンタ染料M−1とを混合し、下記組成よりなる黒インクB−1を調製した。
<黒インクB−1組成>
・イエロー染料Y−1 ・・・5mg
・オレンジ染料O−1 ・・・6mg
・マゼンタ染料M−1 ・・・11mg
・シアン染料P−1 ・・・18mg
・ノルマルデカン ・・・60mg
(Example 2)
A compound P-1 (hereinafter referred to as cyan dye P-1), which is a dye compound represented by the general formula (1), is used as a cyan dye. This compound P-1, yellow dye Y-1 having the following structure, orange Dye O-1 and magenta dye M-1 were mixed to prepare black ink B-1 having the following composition.
<Black ink B-1 composition>
・ Yellow dye Y-1 ... 5mg
・ Orange dye O-1 ... 6mg
・ Magenta dye M-1 ... 11mg
・ Cyan dye P-1 ... 18mg
・ Normal decane ... 60mg
次いで、実施例1と同様にして、エレクトロウェッティングテストセルを作製し、評価を行なった。結果を下記表5に示す。 Next, in the same manner as in Example 1, an electrowetting test cell was produced and evaluated. The results are shown in Table 5 below.
表5に示されるように、実施例1と同様に、高い応答性を示し、しかも画像表示後(電圧印加状態)のバックフロー現象が小さく抑えられていた。 As shown in Table 5, as in Example 1, high responsiveness was exhibited, and the backflow phenomenon after image display (voltage application state) was suppressed to a small level.
11・・・第1の基板
11a,12a・・・基材
11b,12b・・・ITO膜
12・・・第2の基板
14・・・親水性液体
16・・・オイル
17A、17B・・・親水性液体とオイルとの界面
20・・・疎水性絶縁膜
22a、22b・・・シリコーンゴム壁
30・・・表示セル
100・・・エレクトロウェッティング表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... 1st board | substrate 11a, 12a ... Base material 11b, 12b ... ITO film 12 ... 2nd board | substrate 14 ... Hydrophilic liquid 16 ... Oil 17A, 17B ... Interface 20 between hydrophilic liquid and oil ... hydrophobic insulating films 22a, 22b ... silicone rubber wall 30 ... display cell 100 ... electrowetting display device
Claims (6)
〔式中、A及びBは、各々独立に、芳香族環又は複素環を表す。〕 A dye composition for electrowetting display, comprising: a nonpolar solvent; and a dye compound represented by the following general formula (1) and having a solubility in the nonpolar solvent at 25 ° C. and 0.1 MPa of 1% by mass or more: .
[Wherein, A and B each independently represents an aromatic ring or a heterocyclic ring. ]
〔式中、R1及びR2は、各々独立に、炭素数4〜30のアルキル基を表す。V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、及びV10は、各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、又はハロゲン原子を表す。〕 The dye composition for electrowetting display according to claim 1 or 2, wherein the pigment compound is a compound represented by the following general formula (2).
[Wherein, R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group having 4 to 30 carbon atoms. V 1 , V 2 , V 3 , V 4 , V 5 , V 6 , V 7 , V 8 , V 9 , and V 10 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, aryloxy Represents a group or a halogen atom. ]
前記第1の基板の導電性の表面に対向させて配置された第2の基板と、
前記第1の基板の導電性の表面を有する面側の少なくとも一部に配設された疎水性絶縁膜と、
前記疎水性絶縁膜と前記第2の基板との間に疎水性絶縁膜上を移動可能に設けられた請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のエレクトロウェッティング表示用染料組成物と、
前記疎水性絶縁膜と前記第2の基板との間に、前記エレクトロウェッティング表示用染料組成物と接して設けられた導電性の親水性液体と、
を有する表示部を備え、
前記親水性液体と前記第1の基板の導電性の表面との間に電圧を印加し、前記エレクトロウェッティング表示用染料組成物と前記親水性液体との界面の形状を変化させることで画像を表示するエレクトロウェッティング表示装置。
A first substrate having at least a portion of at least one surface conductive;
A second substrate disposed opposite the conductive surface of the first substrate;
A hydrophobic insulating film disposed on at least a part of a surface side having a conductive surface of the first substrate;
The dye composition for electrowetting display according to any one of claims 1 to 5, wherein the dye composition is provided between the hydrophobic insulating film and the second substrate so as to be movable on the hydrophobic insulating film. When,
A conductive hydrophilic liquid provided in contact with the electrowetting display dye composition between the hydrophobic insulating film and the second substrate;
A display unit having
An image is obtained by applying a voltage between the hydrophilic liquid and the conductive surface of the first substrate to change the shape of the interface between the electrowetting display dye composition and the hydrophilic liquid. Electrowetting display device to display.
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