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公開番号2024123769
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-12
出願番号2023031431
出願日2023-03-01
発明の名称電場応答性粒子及びその製造方法、並びに電気泳動用媒体
出願人国立大学法人千葉大学,Tianma Japan株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類G02F 1/167 20190101AFI20240905BHJP(光学)
要約【課題】電場応答性粒子及びその製造方法と、電場応答性粒子を含む電気泳動用媒体とを提供する。
【解決手段】
電場応答性粒子10は、カーボンブラックからなる芯材11と、芯材11の表面に結合され、正電荷を有する官能基を含む第1ポリマー21と、を備える。正電荷を有する官能基は、第四級アンモニウム基又はその塩であり、電場応答性粒子10は、液体媒体中において正電荷に帯電する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
電場応答性粒子は、
カーボンブラックと、
前記カーボンブラックの表面に結合され、正電荷を有する官能基を含む第１ポリマーを備え、
前記第１ポリマーに含まれる前記官能基は、第四級アンモニウム基又はその塩であり、
前記電場応答性粒子は、液体媒体中において正電荷に帯電する、電場応答性粒子。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第１ポリマーは、アゾ基を介して、前記カーボンブラックの表面に結合される、請求項１に記載の電場応答性粒子。
【請求項３】
前記電場応答性粒子は、動的光散乱法による平均粒径が１ｎｍ～１０μｍであり、多分散度多分散指数が０．３以下である、請求項１に記載の電場応答性粒子。
【請求項４】
電場応答性粒子は、
カーボンブラックと、
前記カーボンブラックの表面に結合され、正電荷を有する官能基を含む第１ポリマーと、
前記第１ポリマーに対して積層され、負電荷を有する官能基を含む第２ポリマーと、を備え、
前記第２ポリマーは前記第１ポリマーに対して静電的に吸着されており、
前記電場応答性粒子は、液体媒体中において負電荷に帯電する、電場応答性粒子。
【請求項５】
前記第１ポリマーに含まれる前記官能基は、第四級アンモニウム基又はその塩である、請求項４に記載の電場応答性粒子。
【請求項６】
前記第１ポリマーは、アゾ基を介して、前記カーボンブラックの表面に結合される、請求項４に記載の電場応答性粒子。
【請求項７】
前記第２ポリマーに含まれる前記官能基は、カルボキシル基、スルホ基、リン酸基、又はこれらの塩である、請求項４に記載の電場応答性粒子。
【請求項８】
電場応答性粒子は、
カーボンブラックと、
前記カーボンブラックの表面に結合され、正電荷を有する官能基を含む第１ポリマーと、
前記第１ポリマーに対して積層され、負電荷を有する官能基を含む第２ポリマーと、
前記第２ポリマーに対して積層され、正電荷を有する官能基を含む第３ポリマーと、を備え、
前記第２ポリマーは前記第１ポリマーに対して静電的に吸着されており、
前記第３ポリマーは前記第２ポリマーに対して静電的に吸着されており、
前記電場応答性粒子は、液体媒体中において正電荷に帯電する、電場応答性粒子。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電場応答性粒子と、
前記電場応答性粒子が分散される溶媒と、を含む、電気泳動用媒体。
【請求項１０】
液体媒体中において正電荷に帯電する電場応答性粒子の製造方法であって、
ニトロ基を含む重合開始基に単量体を重合させ、ニトロ基を含む第１ポリマーを形成する重合工程と、
前記第１ポリマーに含まれるニトロ基をアミノ基に変換する変換工程と、
ジアゾカップリングにより、アミノ基を有する前記第１ポリマーをカーボンブラック表面に結合させる結合工程と、
を含み、
前記重合工程で、第四級アンモニウム基を有する単量体を用いて前記第１ポリマーを重合する、又は、
前記重合工程で、アミノ基を含む単量体を用いて前記第１ポリマーを重合し、且つ、前記結合工程後に、ハロゲン化アルキルを用いて前記第１ポリマーに含まれるアミノ基を第四級アンモニウム基とする四級化工程を更に行う、電場応答性粒子の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電場応答性粒子及びその製造方法、並びに電気泳動用媒体に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
銀行ＡＴＭ（Automatic Teller Machine）などの産業機器では操作パネルの背後からの覗き見（ショルダーハッキング）防止に対して高い関心が寄せられてきた。近年、ノートパソコン、スマートフォン、及びタブレット等の携帯型端末が普及し、プライバシー保護の観点からも覗き見対策への要望が高まっている。
【０００３】
現在までに開発されている覗き見対策技術としては、視野角の制限技術を基盤としていくつかの手法が提案されている。例えば、液晶ディスプレイそのものを新たに設計する方法では、スイッチ液晶層を液晶メインパネル上部へ配置する。この方法では、スイッチ液晶層のオン／オフの切り替えが可能であるが、遮蔽性は必ずしも高くない。一方、比較的安価な製品としては、遮光部がマイクロルーバー状に配列されたフィルムがある。このフィルムでは、遮蔽性に優れるが、遮蔽が不要な場合には、フィルムを脱着することが必要となる。このため、遮蔽機能のオン／オフの切り替えが可能であり、遮蔽性に優れたプライバシーフィルタを実現することが期待されている。
【０００４】
ここで、カーボンブラックは優れた遮光性及び耐熱性を有し、優れた黒色であるため、電気泳動粒子としてプライバシーフィルタへ利用することが期待される。しかし、カーボンブラック単体では、電気的に中性であるため、電場応答性を発揮することが困難である。
【０００５】
また、オン／オフ切り替え可能で遮光性に優れたプライバシーフィルタの実現において、重要な役割を担っているのはカーボンブラック分散体である。しかし、カーボンブラック分散体では、カーボンブラックは凝集性が高く、各種溶媒中における分散安定性が必ずしも高くないという課題がある。更に、カーボンブラックに電気泳動性を付与するためには、電荷の導入量を増大させなければならないという課題がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
Advances in Polymer Technology, 2021, 2021, 1-11
Journal of Materials Chemistry A, 2014,2, 16039-16050
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
カーボンブラック表面への高分子鎖を導入する方法としては、例えば、非特許文献１では、ポリドーパミンによりカーボンブラックを被覆した後に原子移動ラジカル重合を行う方法が、非特許文献２では、カーボンブラック表面を酸化した後に原子移動ラジカル重合を行う方法が、それぞれ報告されている。しかし、これらの方法では、カーボンブラックの電場応答性の評価には至っていない。
【０００８】
このように、カーボンブラックに電荷導入させた電場応答性を有するカーボンブラックが求められている。
【０００９】
また、プライバシーフィルタ以外にも、電子ペーパーのような装置でも、同様にカーボンブラックを用いた電場応答性粒子が求められている。
【００１０】
本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明は、電場応答性粒子及びその製造方法と、電場応答性粒子を含む電気泳動用媒体とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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