顯示元件、感光性組合物以及電潤濕顯示器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種顯示元件、感光性組合物以及電潤濕顯示器。
【背景技術(shù)】
[0002] 電潤濕現(xiàn)象為利用如下情況的現(xiàn)象：例如，通過對具有疏水性表面的電極上的非 混合性的極性液體及無極性液體（通常被著色）施加電壓，所述疏水性表面對極性液體 (無極性液體）的接觸角變化。
[0003] 利用該電潤濕現(xiàn)象的元件顯示出高的亮度及對比度比、大的視角以及快速的開關(guān) 速度等，另外，利用該現(xiàn)象的顯示元件由于不需要正面光或背光，故而消耗電力比較低。因 此，該元件被用于多種光應(yīng)用領(lǐng)域，例如：光纖用光開關(guān)、相機(jī)或者誘導(dǎo)裝置用光快門或者 過濾器、光學(xué)讀取元件、光波導(dǎo)材料以及視頻顯示器像素 （video display pixel)。
[0004] 例如，專利文獻(xiàn)1~專利文獻(xiàn)3中公開了利用如上所述的現(xiàn)象的顯示元件。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利特開2013-542465號公報
[0008] 專利文獻(xiàn)2 :日本專利特開2013-92701號公報
[0009] 專利文獻(xiàn)3 :日本專利特表2013-501259號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010][發(fā)明所欲解決的問題]
[0011] 所述顯示元件通過根據(jù)所施加的電壓的有無，無極性液體的存在狀態(tài)產(chǎn)生變化， 從而顯示出文字或圖形等，因此期望因所施加的電壓的有無所引起的該液體的存在狀態(tài)的 變化平穩(wěn)地進(jìn)行。
[0012] 另外，隨著顯示元件的長壽命化的要求，也要求該液體的存在狀態(tài)的變化長期穩(wěn) 定地進(jìn)行。
[0013] 然而，現(xiàn)有的顯示元件中為了滿足這些要求，仍然存在進(jìn)一步改良的余地。
[0014] 本發(fā)明是鑒于所述要求而形成，問題在于提供一種能夠根據(jù)所施加的電壓的有無 而使無極性液體的存在狀態(tài)平穩(wěn)且長期穩(wěn)定地變化的顯示元件。
[0015] [解決問題的技術(shù)手段]
[0016] 基于所述狀況，本發(fā)明者等人為了解決所述問題而進(jìn)行積極研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過 在如下的顯示元件中，所述隔離壁表面的所述無極性液體的靜態(tài)接觸角在既定的范圍內(nèi)， 能夠解決所述問題，從而完成本發(fā)明，所述顯示元件包括：第1電極層堆；第2電極層堆；收 納空間，包含彼此為非混合性的極性液體及無極性液體，且形成于所述第1電極層堆及所 述第2電極層堆之間；以及隔離壁，劃分所述收納空間。
[0017] 本發(fā)明的構(gòu)成例是如以下所述。
[0018] [1] -種顯示元件，其包括：第1電極層堆、第2電極層堆、形成于所述第1電極層 堆及所述第2電極層堆之間的收納空間、以及劃分所述收納空間的隔離壁，并且
[0019] 在所述收納空間中至少包含彼此為非混合性的極性液體及無極性液體，
[0020] 至少所述第1電極層堆或第2電極層堆的與所述收納空間接觸的面為疏水性，且
[0021] 所述隔離壁表面的所述無極性液體的靜態(tài)接觸角在15°~85°的范圍內(nèi)。
[0022] [2]根據(jù)[1]所述的顯示元件，其中所述隔離壁的使用微小硬度計來測定的馬氏 硬度（Martens hardness)為 110N/mm2 以上。
[0023] [3]根據(jù)[1]或[2]所述的顯示元件，其中所述隔離壁是由感光性組合物所獲得的 膜。
[0024] [4]根據(jù)[1]~[3]中任一項(xiàng)所述的顯示元件，其中所述隔離壁是由負(fù)型感光性組 合物所獲得的膜。
[0025] [5]根據(jù)[4]所述的顯示元件，其中所述負(fù)型感光性組合物包含堿可溶性聚合物、 交聯(lián)劑及光引發(fā)劑。
[0026] [6]根據(jù)[5]所述的顯示元件，其中所述交聯(lián)劑是選自由含乙烯性不飽和基的化 合物、含環(huán)氧基或氧雜環(huán)丁基的化合物以及含烷氧基烷基的化合物所組成的組群中的至少 一種化合物。
[0027] [7]根據(jù)[5]或[6]所述的顯示元件，其中所述堿可溶性聚合物是具有選自由羧 基、酚性羥基及硅烷醇基所組成的組群中的至少一種官能基的化合物。
[0028] [8]根據(jù)[5]~[7]中任一項(xiàng)所述的顯示元件，其中所述堿可溶性聚合物是選自由 丙烯酸樹脂、聚酰亞胺、聚苯并噁唑、聚硅氧烷、聚烯烴、具有卡多（cardo)骨架的樹脂以及 酚醛清漆樹脂所組成的組群中的至少一種聚合物。
[0029] [9]根據(jù)[5]~[8]中任一項(xiàng)所述的顯示元件，其中所述堿可溶性聚合物的重量平 均分子量為1000~100000。
[0030] [10] -種感光性組合物，其用以形成隔離壁，所述隔離壁對第1電極層堆、第2電 極層堆及收納空間進(jìn)行劃分，所述收納空間形成于所述第1電極層堆及所述第2電極層堆 之間且包含彼此為非混合性的極性液體及無極性液體，并且該隔離壁表面的所述無極性液 體的靜態(tài)接觸角在15°~85°的范圍內(nèi)。
[0031] [11]根據(jù)[10]所述的感光性組合物，其為包含堿可溶性聚合物、交聯(lián)劑及光引發(fā) 劑的負(fù)型組合物。
[0032] [12] -種電潤濕顯示器，其包含根據(jù)[1]~[9]中任一項(xiàng)所述的顯示元件。
[0033] [13]根據(jù)[12]所述的電潤濕顯示器，其包含彩色濾光片層。
[0034] [發(fā)明的效果]
[0035] 依據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種可根據(jù)所施加的電壓的有無而使無極性液體的存在狀 態(tài)平穩(wěn)且長期穩(wěn)定地變化的顯示元件。
【附圖說明】
[0036] 圖1是表示本發(fā)明的顯示元件的一例的剖面概略圖。
[0037] 圖2是實(shí)施例中獲得的隔離壁（格子狀圖案化涂膜）的概略平面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 《顯示元件》
[0039] 例如圖1所表示，本發(fā)明的顯示元件包括：第1電極層堆11、第2電極層堆12、形 成于所述第1電極層堆11及所述第2電極層堆12之間的收納空間16、以及劃分所述收納 空間16的隔離壁13 ;并且
[0040] 在所述收納空間16中至少包含彼此為非混合性的極性液體15及無極性液體14，
[0041] 至少所述第1電極層堆11或第2電極層堆12的與所述收納空間16接觸的面為 疏水性，且
[0042] 所述隔離壁表面13的所述無極性液體14的靜態(tài)接觸角在15°~85°的范圍內(nèi)。
[0043] 圖1中，第1電極層堆11的與所述收納空間16接觸的面為疏水性。因此，顯示元 件10中，在未施加電壓的情況（圖1的"關(guān)閉（turn off) "）下，無極性液體（著色液體）14 是以覆蓋第1電極層堆11表面的方式平坦地存在。另一方面，在對該顯示元件10施加電 壓的情況（圖1的"開啟（turn on) "）下，無極性液體14在隔離壁13附近成為大致半球 狀而存在。
[0044] 如上所述，本發(fā)明的顯示元件根據(jù)所施加的電壓的有無而使無極性液體的存在狀 態(tài)變化，通過使用經(jīng)著色的無極性液體，例如可顯示出著色狀態(tài)及透明狀態(tài)。
[0045] 本發(fā)明的顯示元件可以是具有一個像素區(qū)域（圖元）的元件，所述一個像素區(qū)域 (圖元）是將所述收納空間以四個隔離壁等劃分而成，但通常為具有將所述收納空間以多 個隔離壁劃分而成的多個像素區(qū)域的元件，各像素區(qū)域是以在顯示元件的顯示面?zhèn)瓤蛇M(jìn)行 全彩顯示的方式分別形成。而且，對于每個像素區(qū)域，利用電潤濕現(xiàn)象來使無極性液體的存 在狀態(tài)變化，借此變更顯示面?zhèn)鹊娘@示色。
[0046] 〈隔離壁〉
[0047] 所述隔離壁對形成于第1電極層堆及第2電極層堆之間的收納空間進(jìn)行劃分。所 述隔離壁通常只要是在連續(xù)存在的像素區(qū)域（圖元）中，在鄰接的像素區(qū)域之間發(fā)揮不阻 礙無極性液體的往來的作用的壁，則并無特別限制。
[0048] 因此，所述隔離壁可如圖1所示，與第1電極層堆11及第2電極層堆12的兩者接 觸，但如圖1所示，在無極性液體14存在于收納空間16的第1電極層堆11側(cè)的情況下，也 可以僅存在于第1堆11側(cè)而不與第2電極層堆12接觸。在后者的情況下，所述隔離壁可 與第1電極層堆11接觸，也可以在與第1電極層堆11之間空出微小的間隙而存在。
[0049] 此外，在所述隔離壁與第1電極層堆或第2電極層堆接觸的情況下，可與第1電極 層堆或第2電極層堆一體化，也可以粘接于第1電極層堆或第2電極層堆上。
[0050] 所述隔離壁表面的無極性液體的靜態(tài)接觸角只要滿足15°~85°，則并無特別 限制，優(yōu)選為20°~80°，特別優(yōu)選為25°~75°。具體而言，該接觸角可利用下述實(shí)施 例中記載的方法來測定。
[0051] 若隔離壁表面的無極性液體的靜態(tài)接觸角在所述范圍內(nèi)，則可根據(jù)對顯示元件施 加的電壓的有無，而使無極性液體的存在狀態(tài)平穩(wěn)且長期穩(wěn)定地變化。
[0052] 認(rèn)為其原因在于：例如，通過隔離壁表面與無極性液體的親和性處于特定的關(guān)系， 則當(dāng)施加電壓時，無極性液體并不牢固地附著于該隔離壁上，當(dāng)結(jié)束電壓的施加時，無極性 液體平穩(wěn)地轉(zhuǎn)移至具有疏水性表面的電極層堆表面，且在該轉(zhuǎn)移時，難以產(chǎn)生因成為在隔 離壁上附著有無極性液體的狀態(tài)而引起的著色狀態(tài)的顏色欠缺等。
[0053] 此外，對本發(fā)明的顯示元件施加的電壓只要是可使無極性液體的存在狀態(tài)變化的 程度的電壓，則并無特別限制。
[0054] 所述隔離壁的使用微小硬度計來測定的馬氏硬度優(yōu)選為llON/mm2以上，更優(yōu)選為 130N/mm 2以上，特別優(yōu)選為 140N/mm2~300N/mm2。
[0055] 具體而言，該馬氏硬度可利用下述實(shí)施例中記載的方法來測定。
[0056] 若隔離壁的馬氏硬度在所述范圍內(nèi)，則能夠充分防止無極性液體在像素區(qū)域間的 往來，另外，能夠獲得耐久性優(yōu)異的顯示元件。
[0057] 具有這種馬氏硬度的隔離壁可通過適當(dāng)調(diào)整下述交聯(lián)劑的種類或量，或在下述表 面處理步驟中對被覆膜的表面的膜的硬度進(jìn)行調(diào)整而獲得。具體而言，若添加二季戊四醇 六丙烯酸酯等官能基數(shù)多的交聯(lián)劑，則馬氏硬度提高，若進(jìn)行1，9_壬烷二丙烯酸酯等官能 基數(shù)少的交聯(lián)劑，則存在馬氏硬度下降的傾向。另外，通過增加交聯(lián)劑的使用量，可提高馬 氏硬度。
[0058] 所述隔離壁的高度（第1電極層堆與第2電極層堆的間隔方向的長度，圖1的上 下方向的長度）只要是能夠發(fā)揮阻礙無極性液體在各像素區(qū)域間的往來的作用的長度，則 并無特別限制。
[0059] 另外，所述隔離壁的厚度（和第1電極層堆與第2電極層堆的間隔方向大致垂直 的方向的長度，圖1的左右方向的長度）也只要是能夠發(fā)揮阻礙無極性液體在各像素區(qū)域 間的往來的作用的長度，則并無特別限制，就隔離壁的強(qiáng)度等方面而言，所述隔離壁的厚度 為1 μ m~50 μ m,優(yōu)選為5 μ m~40 μ m。
[0060] 所述隔離壁可以是一層的膜，也可以是包括黑色矩陣（black matrix，BM)層、增強(qiáng) 層或者表面被覆層等的積層體。另外，所述隔離壁可以是未開孔的膜，也可以是開有格子狀 或狹縫狀的孔的膜。
[0061] [感光性組合物]
[0062] 就能夠容易制成具有將收納空間以多個隔離壁劃分而成的多個像素區(qū)域的顯示 元件等方面而言，所述隔離壁優(yōu)選為由感光性組合物所獲得的膜。
[0063] 這種感光性組合物可以是正型感光性組合物，也可以是負(fù)型感光性組合物，能夠 容易制成具有將收納空間以多個隔離壁劃分而成的多個像素區(qū)域的顯示元件，就獲得歷經(jīng) 長期而難以產(chǎn)生顯示性下降的顯示元件等方面而言，優(yōu)選為負(fù)型感光性組合物。
[0064] 所述感光性組合物并無特別限制，就獲得歷經(jīng)長期而性質(zhì)的變化小的隔離壁等方 面而言，優(yōu)選為包含堿可溶性聚合物、交聯(lián)劑及光引發(fā)劑的組合物，這種組合物例如可列舉 日本專利特開2006-154434號公報或日本專利特開2007-293306號公報中記載的組合物。
[0065] 感光性組合物能夠容易形成隔離壁，所述隔離壁對第1電極層堆、第2電極層堆、 以及收納空間進(jìn)行劃分，所述收納空間形成于所述第1電極層堆及所述第2電極層堆之間 且包含彼此為非混合性的極性液體及無極性液體，并且該隔離壁