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JP2002107772A - Display element - Google Patents
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JP2002107772A - Display element - Google Patents

Display element

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JP2002107772A
JP2002107772A JP2000293925A JP2000293925A JP2002107772A JP 2002107772 A JP2002107772 A JP 2002107772A JP 2000293925 A JP2000293925 A JP 2000293925A JP 2000293925 A JP2000293925 A JP 2000293925A JP 2002107772 A JP2002107772 A JP 2002107772A
Authority
JP
Japan
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display
liquid
gel
side substrate
contact
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000293925A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Inoue
智博 井上
Okitoshi Kimura
興利 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゲルを用いた表示素子において、従来よりも
コントラストや応答速度の優れた表示素子の提供。 【解決手段】 光透過性の表示側基板とそれに対向する
非表示側基板と、両基板の間に収容された液体と、外部
刺激に応じて膨潤/収縮、または屈曲するゲルを有し、
ゲルの変形による入射光の調節によって表示が行なわれ
る表示素子において、液体と、その液体に接する表示側
基板面との濡れ性が低く設定されていることを特徴とす
る表示素子。
(57) [Problem] To provide a display element using a gel, which is superior in contrast and response speed as compared with the conventional display element. SOLUTION: The display device has a light-transmitting display-side substrate, a non-display-side substrate opposed thereto, a liquid contained between the two substrates, and a gel that swells / shrinks or bends in response to an external stimulus,
A display element in which display is performed by adjusting incident light due to deformation of a gel, wherein wettability between a liquid and a display-side substrate surface in contact with the liquid is set to be low.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ゲルの変形を利用
した表示素子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display element utilizing deformation of a gel.

【0002】[0002]

【従来技術】現在、表示素子としては、CRT、プラズ
マディスプレイ、ELディスプレイ、蛍光表示管などの
自発光型のものと、反射光、透過光を利用する液晶ディ
スプレイのような非発光型のものがあり、それぞれ実用
化されている。近年、情報システムの発展により、長時
間にわたるVDT(Visual Data Term
inal)作業が急増しており、疲労を考慮すると非発
光型の表示画面が望ましい。このため、液晶ディスプレ
イは、最近、CRTに取って代わる勢いで普及が進んで
きたが、視野角が狭く、明暗のコントラストが十分では
なかった。このような問題を解決するために、外部刺激
に応じて膨潤/収縮、または屈曲するゲルを用いて、こ
れらゲルの変形により入射する光を調節して表示を行な
う表示素子が提案されてきた(特開昭61−14992
6号公報、特開昭63−13021号公報、特開平9−
160081号公報)。これらの技術は、高分子ゲルが
温度、電界、光、pH、イオン濃度、溶媒組成などの外
部刺激によって、溶媒を吸収して膨潤したり、排出して
収縮する現象、または屈曲する現象などを利用して、各
画素ごとに入射する光を調節してコントラストを出すこ
とにより表示を行なうものである。このような方式は、
液晶ディスプレイとは異なり、視野角が広く偏向板等も
必要ないため、光の利用効率が高くて明るい点で優れて
いるが、コントラストや応答速度(ゲルの伸縮の速さ)
が十分でない。
2. Description of the Related Art At present, self-luminous display devices such as CRTs, plasma displays, EL displays, and fluorescent display tubes, and non-luminous display devices such as liquid crystal displays utilizing reflected light and transmitted light are available as display elements. Yes, each has been put to practical use. In recent years, with the development of information systems, the VDT (Visual Data Term) for a long time
inal) work is increasing rapidly, and a non-light emitting display screen is desirable in view of fatigue. For this reason, liquid crystal displays have recently become widespread, replacing CRTs, but have a narrow viewing angle and insufficient contrast between light and dark. In order to solve such a problem, there has been proposed a display element which uses a gel which swells / shrinks or bends in response to an external stimulus, and performs display by adjusting incident light by deformation of the gel ( JP-A-61-14992
No. 6, JP-A-63-13021, JP-A-9-
No. 160081). These technologies are based on the phenomenon that the polymer gel absorbs and swells or drains and shrinks, or bends, due to external stimuli such as temperature, electric field, light, pH, ion concentration, and solvent composition. The display is performed by adjusting the incident light for each pixel to provide a contrast. Such a scheme is
Unlike liquid crystal displays, they have a wide viewing angle and do not require a deflecting plate, so they are excellent in terms of light use efficiency and brightness, but they are excellent in contrast and response speed (speed of gel expansion and contraction).
Is not enough.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ゲルを用い
た表示素子において、従来よりもコントラストや応答速
度の優れた表示素子の提供を目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a display device using a gel, which is superior in contrast and response speed as compared with the prior art.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題は、次の1)〜
15)の発明(以下、本発明1〜15という)によって
解決される。 1) 光透過性の表示側基板とそれに対向する非表示側
基板と、両基板の間に収容された液体と、外部刺激に応
じて膨潤/収縮、または屈曲するゲルを有し、ゲルの変
形による入射光の調節によって表示が行なわれる表示素
子において、液体と、その液体に接する表示側基板面と
の濡れ性が低く設定されていることを特徴とする表示素
子。 2)液体と、その液体に接する表示側基板面との後退接
触角が50°以上であることを特徴とする1)記載の表
示素子。 3) 液体に接する表示側基板面が発液処理されている
ことを特徴とする1)又は2)記載の表示素子。 4) 液体と、その液体に接する表示側基板面との濡れ
性が、外部刺激によって可変であるように設定されてい
ることを特徴とする1)又は2)記載の表示素子。 5) 液体と、その液体に接する表示側基板面との濡れ
性が、ゲルの変形を起こす外部刺激に連動して変化する
ように設定されていることを特徴とする4)記載の表示
素子。 6) 液体に接する表示側基板面に導電性高分子化合物
層が設けられ、電界によりイオンがドープ、脱ドープさ
れることにより液体との濡れ性が制御され、かつ、ゲル
が変形して導電性高分子化合物層を有する表示側基板に
接触する際に、液体との濡れ性が低下するように設定さ
れていることを特徴とする5)記載の表示素子。 7) 基板間に収容される液体が着色されていることを
特徴とする1)〜6)のいずれかに記載の表示素子。 8) ゲルを変形させるための外部刺激が電界であるこ
とを特徴とする1)〜7)のいずれかに記載の表示素
子。 9) 少なくとも表示側基板面と接する部分のゲルが絶
縁性であり、他の部分のゲルが導電性であることを特徴
とする8)記載の表示素子。 10) ゲル膨潤時の導電部の長さが、素子の内部厚み
の少なくとも1/3以上であることを特徴とする9)記
載の表示素子。 11) ゲルの絶縁部の収縮時における両基板間に収容
された液体の厚みが、当該液体を透過する400nm〜
700nmの可視光の平均透過率が50%である厚み以
上になるように、ゲルと表示側基板面との間隔が設定さ
れていることを特徴とする9)又は10)記載の表示素
子。 12) ゲルが導電性高分子化合物を含有することを特
徴とする9)〜11)のいずれかに記載の表示素子。 13) 導電性高分子化合物が電解重合法によりゲル中
に複合化されたものであることを特徴とする12)記載
の表示素子。 14) 液体と接する表示側基板面は、その液体との濡
れ性が低く、かつ絶縁層を兼ねるものであることを特徴
とする9)〜13)のいずれかに記載の表示素子。 15) 液体に接する表示側基板面に導電性高分子化合
物層が設けられ、電界によりイオンがドープ、脱ドープ
されることにより、液体との濡れ性が制御され、かつゲ
ルが表示側基板面に接触する際には、導電性高分子化合
物は脱ドープされて絶縁体状態にあるように設定されて
いることを特徴とする9)〜14)のいずれかに記載の
表示素子。
Means for Solving the Problems The above problems are as follows:
15) (hereinafter referred to as the present invention 1 to 15). 1) It has a light-transmitting display-side substrate, a non-display-side substrate opposed thereto, a liquid contained between the two substrates, and a gel that swells / shrinks or bends in response to an external stimulus. Wherein the wettability between a liquid and a display-side substrate surface in contact with the liquid is set to be low. 2) The display element according to 1), wherein the receding contact angle between the liquid and the display-side substrate surface in contact with the liquid is 50 ° or more. (3) The display element according to (1) or (2), wherein the display side substrate surface in contact with the liquid is subjected to liquid generation processing. 4) The display element according to 1) or 2), wherein wettability between the liquid and the display-side substrate surface in contact with the liquid is set to be variable by an external stimulus. 5) The display element according to 4), wherein the wettability between the liquid and the display-side substrate surface in contact with the liquid is set so as to change in conjunction with an external stimulus that causes deformation of the gel. 6) A conductive polymer compound layer is provided on the display-side substrate surface in contact with the liquid, and ions are doped and de-doped by an electric field to control wettability with the liquid, and deform the gel to form a conductive layer. The display element according to 5), wherein the liquid crystal is set so that the wettability with a liquid is reduced when the liquid crystal panel contacts a display-side substrate having a polymer compound layer. 7) The display element according to any one of 1) to 6), wherein the liquid contained between the substrates is colored. 8) The display element according to any one of 1) to 7), wherein the external stimulus for deforming the gel is an electric field. 9) The display element according to 8), wherein at least a portion of the gel that is in contact with the display-side substrate surface is insulative, and another portion of the gel is conductive. 10) The display element according to 9), wherein the length of the conductive portion when the gel swells is at least 1/3 or more of the internal thickness of the element. 11) When the insulating portion of the gel contracts, the thickness of the liquid contained between the two substrates is 400 nm or more, which allows the liquid to pass through.
The display element according to 9) or 10), wherein the distance between the gel and the display-side substrate surface is set so that the average transmittance of 700 nm visible light is 50% or more. 12) The display element according to any one of 9) to 11), wherein the gel contains a conductive polymer compound. 13) The display element according to 12), wherein the conductive polymer compound is compounded in a gel by an electrolytic polymerization method. 14) The display element according to any one of 9) to 13), wherein the display-side substrate surface in contact with the liquid has low wettability with the liquid and also serves as an insulating layer. 15) A conductive polymer compound layer is provided on the display-side substrate surface in contact with the liquid, and ions are doped and de-doped by an electric field, so that wettability with the liquid is controlled and gel is formed on the display-side substrate surface. The display element according to any one of 9) to 14), wherein the conductive polymer compound is set so as to be undoped and in an insulator state when it comes into contact.

【0005】以下、図面を参照しつつ、本発明を詳しく
説明する。図1はゲルを用いた電界制御による反射型表
示素子の一例であるが、本発明では制御方法は電界に限
らないし、ゲルの種類を選択すれば反射型でなく透過型
とすることも可能である。しかし、表示装置の駆動の点
を考慮すると実用的には電界が好ましい。また電界制御
の場合には、画素の上下に電極を設けて電界を印加する
ことになるため、ゲルが接触するのはITOなどの透明
電極であり親水性が強いことから、基板間に収容された
液体が水性であれば一層好適である。さらに本発明で
は、図1に示した方式以外にも、高分子ゲルの屈曲を用
いたものなど、表示側基板と基板間に収容された液体と
の接触をゲルの変形により制御して表示を行なうもので
あれば、過去に提案された公知の方式の何れでも使用可
能である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a reflection type display element by electric field control using a gel. However, in the present invention, the control method is not limited to an electric field, and if a type of gel is selected, it is possible to use a transmission type instead of a reflection type. is there. However, in view of driving of the display device, an electric field is practically preferable. In the case of electric field control, electrodes are provided above and below the pixel and an electric field is applied, and the gel contacts with a transparent electrode such as ITO, which has strong hydrophilicity, and is stored between the substrates. More preferably, the liquid is aqueous. Further, in the present invention, in addition to the method shown in FIG. 1, the display between the display side substrate and the liquid contained between the substrates is controlled by the deformation of the gel, such as one using the bending of a polymer gel. Any known method that has been proposed in the past can be used.

【0006】図1の表示素子は、少なくとも一方が透明
な一対の基板間にゲルと液体を配置し、電界のかけ方に
よってゲルが溶媒を吸収して膨潤したり、溶液を排出し
て収縮したりする現象を利用し、各画素ごとに入射する
光を調節してコントラストを出すことにより表示を行な
うものである。その際、例えば、ゲルを白、液体を黒に
着色するか、逆にゲルを黒、液体を白に着色すれば、溶
媒のみがゲルを通過できるため白黒表示ができる。ま
た、ゲルまたは液体を、黒ではなくRGB(赤緑青)の
三原色に着色すればカラー表示も可能であり、カラーフ
ィルターを用いてもカラー表示は可能である。また、こ
の例ではゲルが縮んでいる時あるいは伸びている時のみ
電界ON(印加)、その他では無電界という駆動方式で
あるが、ゲルの種類によっては、ゲルが縮む時に表示側
の電極が陽極、対向している電極が負極となるように、
そして、ゲルが伸びる時に表示側の電極が負極、対向し
ている電極が陽極となるような電界を印加する駆動方式
も可能であり、その逆も可能である。
In the display device shown in FIG. 1, a gel and a liquid are arranged between a pair of substrates, at least one of which is transparent, and the gel absorbs a solvent and swells or a solution is discharged and contracts depending on how an electric field is applied. The display is performed by adjusting the incident light for each pixel to obtain a contrast by utilizing the phenomenon of the above. At this time, for example, if the gel is colored white and the liquid is colored black, or if the gel is colored black and the liquid is colored white, only the solvent can pass through the gel, so that black and white display can be performed. Color display is also possible if the gel or liquid is colored in three primary colors of RGB (red, green, blue) instead of black, and color display is possible even by using a color filter. In this example, the driving method is such that the electric field is ON (applied) only when the gel is contracted or elongated, and there is no electric field in the other cases. However, depending on the type of the gel, the electrode on the display side is an anode when the gel is contracted. , So that the opposing electrode is a negative electrode,
A driving method in which an electric field is applied such that the electrode on the display side becomes a negative electrode and the electrode facing the anode becomes an anode when the gel elongates, and vice versa is also possible.

【0007】この様な表示素子において、コントラスト
及び応答速度について検討したところ、コントラストに
ついては、ゲルと表示側基板が接触する際に、ゲルと表
示基板間に液体が残ってしまうためコントラストが十分
に出せないということをつきとめた。そこでこの問題を
解決するべく検討した結果、液体に接する表示側基板面
の濡れ性を低く設定することにより、ゲルと表示側基板
間に液体が残らずコントラストの高い画像が得られるこ
とを見出した。また、応答速度については、電界強度が
強いほどゲルの伸縮の速さが速いことが分かったが、ゲ
ルは一般的に充分な導電性を有していないためにゲルの
最上端と表示側基板の透明電極との間にかかる電界強度
(E1)は本来電極間に印加した電界強度(E0)より
小さくなってしまう。そこでこの問題を解決するべく検
討した結果、図2に示すように、少なくとも表示側基板
面と接する部分のゲルを絶縁性とし、他の部分のゲルを
導電性とすることにより解決できることを見出した。こ
の構成によれば、ゲルの一部が導電性で、かつ充分な導
電性を有している場合には、E0=E2とすることがで
き、図1と図2の構成においてセルの内部厚みが同じ場
合、図2のゲル絶縁部には図1の場合よりも大きな電界
をかけることができるため、応答速度を改善することが
できる。
In such a display device, the contrast and the response speed were examined. As for the contrast, when the gel and the display side substrate contacted, a liquid remained between the gel and the display substrate. I found that I couldn't get it. Therefore, as a result of studying to solve this problem, it was found that by setting the wettability of the display-side substrate surface in contact with the liquid to be low, an image with high contrast was obtained without liquid remaining between the gel and the display-side substrate. . Regarding the response speed, it was found that the higher the electric field strength, the faster the gel expands and contracts. However, since the gel generally does not have sufficient conductivity, the top end of the gel and the display side substrate The electric field strength (E1) applied to the transparent electrode becomes smaller than the electric field strength (E0) originally applied between the electrodes. Then, as a result of studying to solve this problem, as shown in FIG. 2, it was found that the gel can be solved by making at least the gel in contact with the display-side substrate surface insulative and making the gel in other portions conductive. . According to this configuration, when a part of the gel is conductive and has sufficient conductivity, E0 = E2 can be satisfied, and the internal thickness of the cell in the configurations of FIGS. When the values are the same, a larger electric field can be applied to the gel insulating portion of FIG. 2 than in the case of FIG. 1, so that the response speed can be improved.

【0008】本発明において用いることができる外部刺
激によって変形するゲルとしては、例えば液体を吸収し
て膨潤し、液体を排出して収縮する液体吸収性ポリマー
があり、公知のアクリル化合物やジビニルベンゼン、
N,N−メチレンビスアクリルアミドなどの架橋性モノ
マーをグラフト重合したポリエーテル、ポリビニルアル
コール、セルロース、デンプン、ポリアクリル酸系の材
料が挙げられ、その中でも特にアクリルアミド誘導体を
主成分とし、イオン解離モノマー、および架橋性モノマ
ーを重合させた架橋性ポリマー、メタクリル酸メチルと
アクリル酸との共重合体、ポリアクリル酸塩などが好ま
しい。また、外部刺激により屈曲が起こるポリマーとし
ては、ポリアクリル酸とポリビニルアルコール複合体な
どが挙げられる。ゲルを着色するには、カーボンや顔料
などの色素粒子を、ゲル中あるいはゲルの表示面側に吸
着、結合等により固定化すればよい。
The gel which can be used in the present invention and which is deformed by an external stimulus is, for example, a liquid-absorbing polymer which absorbs a liquid and swells and discharges and contracts the liquid.
Examples include polyether, polyvinyl alcohol, cellulose, starch, and polyacrylic acid-based materials obtained by graft-polymerizing a crosslinkable monomer such as N, N-methylenebisacrylamide. Preferred are a crosslinkable polymer obtained by polymerizing a crosslinkable monomer, a copolymer of methyl methacrylate and acrylic acid, a polyacrylate, and the like. Examples of the polymer that bends due to an external stimulus include a polyacrylic acid-polyvinyl alcohol composite. To color the gel, pigment particles such as carbon and pigment may be immobilized in the gel or on the display surface side of the gel by adsorption, bonding, or the like.

【0009】このようなゲルを導電化するには、ゲルに
導電性物質を混入させればよいが、導電性を有する化合
物からなるゲルを用いてもよい。導電性物質の混入は、
ゲル化前の液体状態の間に導電性物質を分散させた後、
ゲル化することにより行うことができる。導電性物質と
しては、金属、金属酸化物、金属窒化物、導電性有機物
などが使用できる。具体的にはAu、Pt、Ag、C
u、Fe、Al、Ti等の金属粒子、In、Sn
、ZnO、CdO、TiO、In−Sn、
SnO−Sbなどの酸化物、TiN、ZrNなどの窒
化物、グラファイト、導電性高分子化合物等の有機物が
挙げられるが、印加される電界下で電気化学的に安定で
あることが必要である。また、その形状としては微粒子
が好ましい。
In order to make such a gel conductive, a conductive substance may be mixed into the gel, but a gel made of a conductive compound may be used. The mixing of conductive materials
After dispersing the conductive material during the liquid state before gelation,
It can be performed by gelling. As the conductive substance, a metal, a metal oxide, a metal nitride, a conductive organic substance, or the like can be used. Specifically, Au, Pt, Ag, C
metal particles such as u, Fe, Al, Ti, In 2 O 3 , Sn
O 2 , ZnO, CdO, TiO 2 , In 2 O 3 —Sn,
Examples include oxides such as SnO 2 —Sb, nitrides such as TiN and ZrN, and organic substances such as graphite and conductive polymer compounds, which need to be electrochemically stable under an applied electric field. . Further, the shape is preferably fine particles.

【0010】これらの導電性物質の中では導電性高分子
化合物が好ましい。これは同じ有機物であることから母
体となるゲルとの親和性が良く、複合体として安定に存
在できるからである。また、ゲル化前は液体であるが、
その液体状態の間に容易に分散安定化できるため、ゲル
合成の面からも導電性高分子化合物を使用することが好
ましい。複合に使用される導電性高分子化合物としては
特に制限はないが、複素五員環化合物、縮合多環化合
物、アミン系化合物の重合体などが挙げられる。具体的
にはポリピロール、ポリチオフェン、ポリフェニレン、
ポリアズレン、ポリアニリン、ポリジフェニルベンジジ
ン、ポリイソチオナフテン及びこれらの誘導体が例示で
き、導電性の高さ、安定性からポリアニリン及びその誘
導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリチオフェン及
びその誘導体が好ましく、最も好ましいのはポリアニリ
ン、ポリピロール、ポリ(3−メチルチオフェン)であ
る。これらの化合物は導電状態で使用される訳であるか
ら、ドープ状態のものであることは言うまでもない。さ
らにドーパントであるイオン種は印加する電界により脱
ドープされにくい高分子ドーパントを使用することが好
ましい。
[0010] Among these conductive substances, a conductive polymer compound is preferable. This is because, since they are the same organic substance, they have good affinity for the gel which is the base material and can stably exist as a complex. It is liquid before gelation,
Since the dispersion can be easily stabilized during the liquid state, it is preferable to use a conductive polymer compound also from the viewpoint of gel synthesis. The conductive polymer compound used for the composite is not particularly limited, and examples thereof include a five-membered heterocyclic compound, a condensed polycyclic compound, and a polymer of an amine compound. Specifically, polypyrrole, polythiophene, polyphenylene,
Polyazulene, polyaniline, polydiphenylbenzidine, polyisothionaphthene and derivatives thereof can be exemplified, and polyaniline and its derivatives, polypyrrole and its derivatives, polythiophene and its derivatives are preferred from the viewpoint of high conductivity and stability, and the most preferred is Polyaniline, polypyrrole, and poly (3-methylthiophene). Since these compounds are used in a conductive state, it goes without saying that they are in a doped state. Further, it is preferable to use a polymer dopant which is not easily dedoped by an applied electric field for the ion species as a dopant.

【0011】図2のような導電部と絶縁部を有するゲル
を作製する方法としては、例えば、基板に導電体を含ん
だ導電性ゲルのプレ(前駆体)溶液を塗布したのち、
熱、紫外線等のエネルギーを与えて導電性ゲル膜を作
り、次いでその上に導電体を含まない絶縁性ゲルのプレ
溶液を塗布し、熱、紫外線等のエネルギーを与えてゲル
膜を作ることにより作製できる。前述のように、図2の
構成によれば、ゲルの一部が導電性で、かつ充分な導電
性を有している場合には、E0=E2とすることがで
き、応答速度が改善されるが、通常ゲル導電部は電極
(ITO、金属等)よりも導電性が劣るため、ある程度
は導電性ゲルのところで電圧降下が起こり、実質上、E
0≧E2となる。しかし、その差は図1の構成に比較し
て小さい。また、この場合にはゲルの導電部にも電界が
かかることになるため、ゲルの導電性の程度により、ゲ
ルの導電部も若干の収縮を示すこととなる。ゲルの導電
部の長さは、その導電性にもよるがセルの内部厚みの1
/3以上であることが好ましい。
As a method for producing a gel having a conductive part and an insulating part as shown in FIG. 2, for example, a pre- (precursor) solution of a conductive gel containing a conductor is applied to a substrate,
Applying energy such as heat and ultraviolet rays to form a conductive gel film, then applying a pre-solution of an insulating gel containing no conductor thereon, and applying heat and ultraviolet light to create a gel film Can be made. As described above, according to the configuration of FIG. 2, when a part of the gel is conductive and has sufficient conductivity, E0 = E2 can be satisfied, and the response speed is improved. However, since the gel conductive portion is usually less conductive than the electrodes (ITO, metal, etc.), a voltage drop occurs to some extent at the conductive gel, and substantially E
0 ≧ E2. However, the difference is smaller than the configuration of FIG. In this case, an electric field is also applied to the conductive portion of the gel, so that the conductive portion of the gel also slightly shrinks depending on the degree of conductivity of the gel. The length of the conductive part of the gel depends on its conductivity, but it is 1 of the internal thickness of the cell.
/ 3 or more.

【0012】ゲルに混入する導電性物質として導電性高
分子化合物を選択する場合には、電解重合法を用いてゲ
ルに導電性高分子化合物を複合させることができる。こ
の場合絶縁性ゲルを電解重合用の電解液に浸漬させ、ゲ
ル中に充分単量体を拡散させてたのち、電界を印加する
ことにより、電極面から導電性高分子化合物の生成が起
こり、時間の経過と共にゲル中に導電性高分子化合物を
成長させることができる。この方法は、ゲル中への導電
性粒子の分散により導電性ゲルを作製する方法に比べ
て、より導電性の高いゲルを提供できる方法であると共
に、基本的に電解反応によるものであることから、電極
上にのみ選択的に導電性を付与できるという特徴を有す
る。
When a conductive polymer compound is selected as the conductive substance to be mixed into the gel, the gel can be combined with the conductive polymer compound by an electrolytic polymerization method. In this case, the insulating gel is immersed in an electrolytic solution for electrolytic polymerization, and after the monomer is sufficiently diffused in the gel, by applying an electric field, a conductive polymer compound is generated from the electrode surface, The conductive polymer compound can grow in the gel over time. This method is capable of providing a gel having higher conductivity than a method of preparing a conductive gel by dispersing conductive particles in the gel, and is basically based on an electrolytic reaction. The feature is that conductivity can be selectively provided only on the electrode.

【0013】上記電解重合法とは、例えば化学工業19
86年6月号、43頁、高分子35巻2月号(198
6)124頁等に示されているように、単量体と電解質
とを溶媒に溶かして所定の電解槽に入れ、電極を浸漬
し、電流を通して陽極酸化あるいは陰極還元による重合
反応を起こさせる方法である。電解重合法としては、定
電圧電解、定電流電解、定電位電解の何れを用いてもよ
いが、定電流電解、定電位電解が好ましく、特に量産性
の面からは定電流電解が好ましい。
The above-mentioned electrolytic polymerization method refers to, for example, chemical industry 19
June 1986, p. 43, Polymer 35, February (198
6) As shown on page 124 and the like, a method in which a monomer and an electrolyte are dissolved in a solvent and put in a predetermined electrolytic cell, the electrodes are immersed, and a polymerization reaction is caused by anodic oxidation or cathodic reduction through electric current. It is. As the electrolytic polymerization method, any of constant voltage electrolysis, constant current electrolysis, and constant potential electrolysis may be used, but constant current electrolysis and constant potential electrolysis are preferable, and constant current electrolysis is particularly preferable in terms of mass productivity.

【0014】単量体としては、前述した導電性高分子化
合物を与える単量体が用いられる。電解質としては、例
えば、BF 、AsF 、SbF 、PF
ClO 、HSO 、SO 2−、芳香族スルホン
酸、Cl、Br、I等のハロゲンアニオン、高分
子アニオン、あるいは、H、4級アンモニウムカチオ
ン、Li、Na、K等のアルカリ金属のカチオン、高分
子カチオンが挙げられるが、これらに限定されるもので
はない。
As the monomer, a monomer that gives the above-described conductive polymer compound is used. Examples of the electrolyte include BF 4 , AsF 6 , SbF 6 , PF 6 ,
Halogen anions such as ClO 4 , HSO 4 , SO 4 2− , aromatic sulfonic acid, Cl , Br , I , polymer anion, or H + , quaternary ammonium cation, Li, Na, K And the like, but are not limited thereto.

【0015】溶媒としては、例えば、水、アセトニトリ
ル、ベンゾニトリル、プロピレンカーボネイト、γ−ブ
チロラクトン、ジクロルメタン、ジオキサン、ジメチル
フォルムアミド、あるいはニトロメタン、ニトロプロパ
ン、ニトロベンゼン、などのニトロ系溶媒が挙げられる
が、特にこれらに限定されるものではない。またこれら
を二種以上混合して用いることもできる。
Examples of the solvent include water, acetonitrile, benzonitrile, propylene carbonate, γ-butyrolactone, dichloromethane, dioxane, dimethylformamide, and nitro solvents such as nitromethane, nitropropane, and nitrobenzene. It is not limited to these. These can be used in combination of two or more.

【0016】導電性を有する化合物からなるゲルの例と
しては、導電性高分子化合物のゲルが挙げられる。導電
性高分子化合物のゲルとは、その名の通り導電性高分子
化合物としての性質とゲルとしての性質とを併せ持つも
のであり、その構造は、導電性高分子化合物が架橋した
ものである。具体的には単量体としての複素五員環化合
物、縮合多環化合物、アミン系化合物等に少量の架橋剤
を加えて重合を行い三次元構造体としたものである。こ
のような材料はドープ状態で導電性を有すると共に、通
常ドープ状態で縮小、脱ドープ状態で拡大というゲルの
挙動も示すものであり、好ましく使用できるゲルであ
る。
An example of the gel made of a compound having conductivity is a gel of a conductive polymer compound. As the name implies, a gel of a conductive polymer compound has both properties as a conductive polymer compound and properties as a gel, and its structure is a crosslinked conductive polymer compound. Specifically, a three-dimensional structure is obtained by adding a small amount of a cross-linking agent to a five-membered heterocyclic compound, a condensed polycyclic compound, an amine compound, or the like as a monomer and performing polymerization. Such a material has conductivity in a doped state, and also exhibits a gel behavior of contracting in a doped state and expanding in a undoped state, and is a gel that can be preferably used.

【0017】導電性ゲルの上部に位置する絶縁性ゲルの
厚みは、ゲル収縮時に表示側基板とゲル上面との間に液
体が進入した場合(図2に示すON状態)と、ゲル伸長
時にゲルが表示側基板面に接触している場合(図2に示
すOFF状態)との間で、充分コントラストがとれるよ
うな厚みとする必要がある。その厚みはゲルの種類及び
使用する液体により適宜設定されるべきもので一概には
決められないが、ゲルの絶縁部の収縮時における両基板
間に収容された液体の厚みが、当該液体を透過する40
0nm〜700nmの可視光の平均透過率が50%であ
る厚み以上になるように、ゲルと表示側基板面との間隔
(液体が進入してくる間隔)を設定することが、表示素
子のコントラストを出す上で好ましい。
The thickness of the insulating gel located above the conductive gel is determined when the liquid enters between the display-side substrate and the upper surface of the gel when the gel contracts (ON state shown in FIG. 2), and when the gel elongates. It is necessary that the thickness be such that a sufficient contrast can be obtained between the case where is in contact with the display side substrate surface (OFF state shown in FIG. 2). The thickness of the liquid, which should be appropriately set depending on the type of the gel and the liquid to be used, and cannot be unconditionally determined. Do 40
Setting the distance between the gel and the display-side substrate surface (the distance at which liquid enters) so that the average transmittance of visible light of 0 nm to 700 nm is equal to or greater than the thickness of 50% is a contrast of the display element. It is preferable to obtain

【0018】両基板間に収容される液体としては、ゲル
内に吸収される性質のものである必要があり、かつ、ゲ
ルを着色して用いる場合には無色又は淡色であることが
望ましく、例えば、水、メタノール、エタノールなどの
アルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケ
トン類、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホル
ムアミドなどの非プロトン性極性溶媒類、四塩化炭素、
クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素類、テトラヒド
ロフラン、ジエチルエーテルなどのエーテル類、イソペ
ンタン、ベンゼンなどの炭化水素類が挙げられる。本発
明は、これらの液体と表示側基板の濡れ性を低く抑える
ものであり、そのためには後述するように、液体と接す
る基板面を表面処理したり、新たな層を設けたりして濡
れ性を調節する方法、あるいは基板に合わせた溶媒を選
ぶ方法が考えられるが、いずれにしても上記溶媒の選択
は重要である。
The liquid contained between the two substrates must have a property of being absorbed in the gel, and when the gel is used by coloring, it is preferably colorless or pale. Water, alcohols such as methanol and ethanol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, aprotic polar solvents such as N-methylpyrrolidone and N, N-dimethylformamide, carbon tetrachloride,
Examples include halogenated hydrocarbons such as chloroform, ethers such as tetrahydrofuran and diethyl ether, and hydrocarbons such as isopentane and benzene. The present invention suppresses the wettability between these liquids and the display-side substrate. For this purpose, as described later, the surface of the substrate in contact with the liquid is surface-treated, or a new layer is provided to form the wettability. There is a method of adjusting the temperature or a method of selecting a solvent according to the substrate. In any case, the selection of the solvent is important.

【0019】また、液体を着色して用いる場合には、ゲ
ル内に入り込まない色素を上記溶媒中に(必要に応じて
界面活性剤などを用いて)分散させて用いる。その際、
用いる色素は特に限定されず公知のものでよく、分散方
法等も一般的な方法でよい。従って、公知の親水性イン
ク、親油性インクなどを用いることもできる。更に、液
体は、必要に応じて塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩
化カルシウム、塩化アンモニウム、過塩素酸リチウムな
どの電解質塩を添加して用いる。
When the liquid is used after being colored, a dye that does not enter the gel is used by dispersing it in the above-mentioned solvent (using a surfactant or the like, if necessary). that time,
The dye to be used is not particularly limited and may be a known dye, and a general dispersion method or the like may be used. Therefore, known hydrophilic inks, lipophilic inks and the like can also be used. Further, the liquid is used by adding an electrolyte salt such as sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride, ammonium chloride and lithium perchlorate as necessary.

【0020】基板については、表示側では透明でなけれ
ばならず、ガラス、透明プラスチックフィルムなどが用
いられるが、内部の液体と接する面の濡れ性が重要とな
る。表示側と反対側の基板は、透過型表示素子の場合に
は、表示側と同様な透明基板を用い、反射型表示素子の
場合には、ゲルの白色化などによりゲル自身に反射機能
を持たせるときは表示側と同様な透明基板を用いてもよ
く、ゲルに反射機能を持たせないときはAlやSUS
(ステンレス)などの金属板、ガラスやプラスチックフ
ィルム上にAlやCrなどの金属膜を形成し反射効果を
高めた基板などが用いられる。
The substrate must be transparent on the display side, and a glass, transparent plastic film, or the like is used. The wettability of the surface in contact with the liquid inside is important. In the case of a transmissive display element, a transparent substrate similar to the display side is used as the substrate on the side opposite to the display side, and in the case of a reflective display element, the gel itself has a reflection function by whitening the gel. A transparent substrate similar to that on the display side may be used when making the display, and Al or SUS is used when the gel does not have a reflection function.
A metal plate such as (stainless steel) or a substrate having a metal film such as Al or Cr formed on a glass or plastic film to enhance the reflection effect is used.

【0021】外部刺激が電界の場合には基板に付随して
電極が必要となるが、使用する電極としては、表示基板
側では透明電極が必要であり、In、SnO
ZnO、CdO、TiO、In−Sn、SnO
−Sb等の酸化物薄膜、TiN、ZrN等の導電性窒
化物薄膜など公知のものが用いられる。一方、表示側と
反対側の基板上に用いる電極としては、上記透明電極の
他に、Pt、Au、Cu、Al等の金属薄膜などが挙げ
られる。
When the external stimulus is an electric field, an electrode is required to accompany the substrate. As an electrode to be used, a transparent electrode is required on the display substrate side, and In 2 O 3 , SnO 2 ,
ZnO, CdO, TiO 2, In 2 O 3 -Sn, SnO
Known materials such as an oxide thin film such as 2- Sb and a conductive nitride thin film such as TiN and ZrN are used. On the other hand, examples of the electrode used on the substrate on the side opposite to the display side include a metal thin film such as Pt, Au, Cu, and Al, in addition to the transparent electrode.

【0022】本発明では、液体と、その液体に接する表
示側基板面との濡れ性を低くするが、ここでいう濡れ性
が低い状態としては、液体と、その液体に接触する表示
側基板面との接触角が後退接触角で50°以上であるこ
とが望ましい。接触角とは図3に示したように、固体表
面上において液滴の表面と固体表面とのなす角のうち液
滴を含む方の角のことを言い、後退接触角は、液体を滴
下して濡らした後に液体を吸い取り、その時残った液滴
の接触角を光学系で拡大して測定することにより求めら
れるものである。
In the present invention, the wettability between the liquid and the display-side substrate surface in contact with the liquid is reduced. The low wettability herein refers to the state in which the liquid and the display-side substrate surface in contact with the liquid. It is desirable that the contact angle with the receding contact angle is 50 ° or more. As shown in FIG. 3, the contact angle refers to the angle between the surface of the droplet and the surface of the solid, which includes the droplet, and the receding contact angle refers to the angle at which the liquid drops. This is determined by sucking the liquid after wetting and then measuring the contact angle of the remaining liquid droplet by enlarging it with an optical system.

【0023】後退接触角を50゜以上とするには、表示
側基板の液体に接する面が発液処理されていると非常に
効果的である。また、濡れ性を熱や電界などの外部刺激
で変化させることができれば、用いる液体を代えても濡
れ性を制御することができるので非常に好都合であり、
ゲルの変形を起こす外部刺激に連動して変化することが
できれば更にその効果が高められる。即ち、表示側基板
とゲルが接触する際に、基板と液体との濡れ性が低下し
てゲルが基板から離れる際には、基板は液体に接触する
ため濡れ性が増大することになり、更なるコントラスト
の向上が可能となる。
In order to set the receding contact angle to 50 ° or more, it is very effective if the surface of the display-side substrate which is in contact with the liquid has been subjected to liquid generation processing. Also, if the wettability can be changed by an external stimulus such as heat or an electric field, it is very convenient because the wettability can be controlled even when the liquid used is changed,
The effect is further enhanced if it can be changed in conjunction with an external stimulus that causes gel deformation. That is, when the gel contacts the display side substrate and the gel, the wettability between the substrate and the liquid decreases and when the gel separates from the substrate, the substrate comes into contact with the liquid and the wettability increases. It is possible to improve the contrast.

【0024】濡れ性を変化させるための手段としては、
液体に接する表示側基板面に導電性高分子化合物層を設
けることが有効である。導電性高分子化合物は電界によ
りイオンがドープ、脱ドープすると共に、その表面の濡
れ性が変化する。さらに、印加されている電界に伴いゲ
ルの変形が同時に進行するようにしてもよく、その場合
には、導電性高分子化合物にゲルが接触するときは、導
電性高分子化合物は絶縁状態で且つ濡れ性の低い状態
(脱ドープ状態)となり、ゲルが導電性高分子化合物か
ら離れているときは、導電性高分子化合物は導電状態で
且つ濡れ性の高い状態(ドープ状態)となる。また、本
発明では、ゲルの変形を利用した表示素子の中でも、特
に、ゲルと表示側基板間への液体の残留を問題とするた
め、基板間に収容する液体が着色されているタイプの場
合に効果が大きい。
Means for changing the wettability include:
It is effective to provide a conductive polymer compound layer on the display-side substrate surface in contact with the liquid. The conductive polymer compound is doped and undoped with ions by an electric field, and the wettability of the surface changes. Further, the gel may be deformed simultaneously with the applied electric field. In this case, when the gel contacts the conductive polymer compound, the conductive polymer compound is in an insulated state and When the wettability is low (de-dope state) and the gel is separated from the conductive polymer compound, the conductive polymer compound is in a conductive state and has a high wettability (doped state). Further, in the present invention, among the display elements utilizing the deformation of the gel, in particular, in the case of the type in which the liquid to be stored between the substrates is colored in order to cause a problem of liquid remaining between the gel and the display side substrate. Great effect.

【0025】次に表示側基板と基板間に収容する液体と
の濡れ性を低くする方法を挙げると、液体と接する基板
面を表面処理したり、新たな層を設けたりして濡れ性を
調節する方法と、基板と溶媒の組み合わせを選ぶ方法が
ある。前者についてさらに詳しく説明すると、まず、液
体と接する基板面を、用いる液体が親水性であれば疎水
化、親油性であれば親水化させることが考えられる。基
板の疎水化は、例えばアルキル基のような疎水基を含ん
だ重合体層を設けたり、シラン系、チタン系などのカッ
プリング剤を用いて表面処理を行なうことにより達成で
きる。また、基板の親水化は、例えばスルホン酸基、カ
ルボキシル基、水酸基、アミノ基、シアノ基などの親水
基を含んだ重合体層を設けることにより達成できる。さ
らに、いずれの液体に対しても有効な発液化処理をして
おけば、液体の種類によらず使用できるので好ましい。
発液化は、例えばフッ化アルキル基、シロキサン基など
を持つ重合体層を設けることなどによって達成できる
が、所望の発液性さえ得られれば特に限定されるもので
はない。
Next, a method for reducing the wettability between the display-side substrate and the liquid contained between the substrates is as follows. The surface of the substrate in contact with the liquid is surface-treated, or a new layer is provided to adjust the wettability. And a method of selecting a combination of a substrate and a solvent. To explain the former in more detail, first, it is conceivable to make the surface of the substrate in contact with the liquid hydrophobic if the liquid used is hydrophilic, or hydrophilic if the liquid used is lipophilic. Hydrophobicization of the substrate can be achieved, for example, by providing a polymer layer containing a hydrophobic group such as an alkyl group, or by performing a surface treatment using a silane-based or titanium-based coupling agent. The hydrophilicity of the substrate can be achieved by providing a polymer layer containing a hydrophilic group such as a sulfonic acid group, a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, and a cyano group. Further, it is preferable that any liquid is subjected to an effective liquefaction treatment because it can be used regardless of the type of liquid.
Liquefaction can be achieved by, for example, providing a polymer layer having a fluoroalkyl group, a siloxane group, or the like, but is not particularly limited as long as the desired liquid repellency can be obtained.

【0026】フッ化アルキル基を持つ重合体としては、
ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ四フッ
化エチレン、エチレン−四フッ化エチレン共重合体、四
フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル
共重合体等のフッ素系樹脂が挙げられる。シロキサン基
などを持つ重合体としては、ジメチルシリコーン、メチ
ルフェニルシリコーン、シリコーンのアミノ変性体、エ
ポキシ変性体、カルボキシル変性体、メタクリル変性
体、フェノール変性体、アルキル変性体等のシリコーン
系樹脂が挙げられる。これらの重合体を溶媒に溶解また
は分散させ、基板を浸漬させるなどして基板表面を発液
化する。その他、ゾルゲル法、バイロゾル法、CVD
(化学気相成長法)、真空蒸着、イオンプレーティング
法などにより発液化層を形成しても良い。
As the polymer having a fluorinated alkyl group,
Fluorinated resins such as polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, and tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer are exemplified. Examples of the polymer having a siloxane group include silicone resins such as dimethyl silicone, methyl phenyl silicone, amino-modified silicone, epoxy-modified, carboxyl-modified, methacryl-modified, phenol-modified and alkyl-modified silicone. . These polymers are dissolved or dispersed in a solvent, and the surface of the substrate is liquefied, for example, by immersing the substrate. In addition, sol-gel method, virosol method, CVD
(Chemical vapor deposition), vacuum deposition, ion plating or the like may be used to form the liquefied layer.

【0027】本発明のさらに好ましい形態として、熱や
電界などの外部刺激により、前記濡れ性を変化させる方
法がある。濡れ性を変化させるには、いわゆる平版印刷
の技術を用いることができる。例えば、フッ化アルキル
基及び/又はシロキサン基含有重合体と親水性基含有重
合体からなる共重合体層を表示側基板の液体との接触面
に形成しておき、加熱により基板間に収容する液体に対
する濡れ性を変化させたり、ポリオレフィン系フィルム
またはシートの表面を化学処理してスルホン酸基を導入
し表面を親水性としてから、加熱によりスルホン酸基の
一部または殆どの部分を消失させて疎水性にし基板間に
収容する液体との濡れ性を変化させる。これら平版印刷
の技術以外にも、濡れ性を変化させる技術であれば特に
限定されない。
As a further preferred embodiment of the present invention, there is a method of changing the wettability by an external stimulus such as heat or an electric field. To change the wettability, a so-called planographic printing technique can be used. For example, a copolymer layer composed of a polymer containing a fluorinated alkyl group and / or a siloxane group and a polymer containing a hydrophilic group is formed on the surface of the display-side substrate in contact with the liquid, and is housed between the substrates by heating. Change the wettability to liquid or chemically treat the surface of the polyolefin film or sheet to introduce sulfonic acid groups to make the surface hydrophilic, and then remove some or most of the sulfonic acid groups by heating. It is made hydrophobic to change the wettability with the liquid contained between the substrates. Other than these lithographic techniques, there is no particular limitation as long as it is a technique that changes wettability.

【0028】例えば、導電性高分子化合物もこのような
目的に利用できる材料であり、これはドープ状態、脱ド
ープ状態で表面エネルギーが異なり液体に対する濡れ性
も異なるため、ドープ、脱ドープ状態を電界で電気化学
的に制御することにより液体に対する濡れ性も制御でき
ることになる。この場合、図4に示したように、電界に
よってゲルの変形を制御すると同時に、イオンをドー
プ、脱ドープすることにより、ゲルが変形して導電性高
分子化合物層を有する表示側基板に接触する際に液体と
の濡れ性を低下させることが可能となり、表示側基板が
ゲルと接触する時には液体との濡れ性が低下し、液体と
接触する時には液体との濡れ性が増大するようなシステ
ムもできるので極めて有効である。また、図4は水性着
色液体を用いた例であるが、油性着色液体でもゲルの種
類、外部刺激の電界などを変更すれば実施可能である。
導電性高分子化合物の例としては、ポリアニリン、ポリ
ピロール、ポリチオフェン、ポリアズレン、ポリフェニ
レン、ポリアセチレン、ポリアセン(フェノール樹脂の
特殊な熱縮合反応によって得られる耐酸性・耐薬品性・
耐熱性に優れた導電性高分子化合物。)、ポリフタロシ
アニン、ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリピリジ
ン、ポリジフェニルベンジジン等の高分子化合物及びこ
れらの誘導体などが挙げられる。
For example, a conductive polymer compound is also a material that can be used for such a purpose, and since it has different surface energies in a doped state and a undoped state and different wettability to a liquid, the doped and undoped states can be used in an electric field. Thus, the wettability to the liquid can be controlled by electrochemically controlling the pressure. In this case, as shown in FIG. 4, at the same time as controlling the deformation of the gel by the electric field, by doping and undoping ions, the gel is deformed and comes into contact with the display-side substrate having the conductive polymer compound layer. When the display-side substrate comes into contact with the gel, the wettability with the liquid decreases, and when the display-side substrate comes into contact with the liquid, the wettability with the liquid increases. It is very effective because it can. FIG. 4 shows an example in which an aqueous colored liquid is used. However, an oil-based colored liquid can be implemented by changing the type of gel, the electric field of an external stimulus, and the like.
Examples of conductive polymer compounds include polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyazulene, polyphenylene, polyacetylene, and polyacene (acid resistance and chemical resistance obtained by a special thermal condensation reaction of phenolic resin).
Conductive polymer compound with excellent heat resistance. ), Polyphthalocyanine, poly (3-methylthiophene), polypyridine, polydiphenylbenzidine, and other high-molecular compounds, and derivatives thereof.

【0029】[0029]

【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定さ
れるものではない。
The present invention will be described below in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0030】実施例1 スパッタリング法によりITO電極を形成したガラス基
板1(図5参照)上に、シランカップリング剤として、
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(日本ユニカー
A1110)の0.5%エタノール溶液を塗布し、10
0℃で10分間加熱して表面をカップリング処理し疎水
化処理を行なった。この疎水化処理を行なった表面と、
本実施例で用いる黒色水性インクの接触角(後退接触
角)を測定したところ、62°であった。次に、アクリ
ルアミド/アクリル酸/ビニルアルコール/酸化チタン
(平均粒子径0.2μm)をモル比659/40/1/
200で混合し、開始剤として過硫酸アンモニウムを加
えて共重合した溶液を、上記疎水化したものとは別のI
TOを形成したガラス基板2上に約3μm塗布し、加熱
により架橋してアクリル酸−アクリルアミド共重合体白
色ゲルを形成した。次いで上記ガラス基板1とガラス基
板2とで、周縁部にスペーサーとして配置した10μm
のマイラーフィルムを挟み、周縁部をシールして空セル
を作製し、このセル内に電解質を含有した黒色の水性イ
ンクを満たしてゲルを膨潤させ、図5に示したような評
価セルとした。この状態ではゲルが表示側基板1の電極
に接触しており、白表示を示している。この評価セルに
対して、基板2側の電極を+、基板1側の電極を−とし
て3Vの電圧を印加すると、ゲルは収縮して表示側基板
1から離れ、そこには黒インクが満たされ、表示基板側
からは黒表示が示された。次に電界を切ると、ゲルはも
との膨潤状態にもどり、再び最初の白表示が確認でき、
反射率から求めた白、黒のコントラストは9.6であっ
た。また、電界ON、OFFの繰り返しを多数回行なっ
ても、白、黒のコントラストはしっかり維持された。
Example 1 A silane coupling agent was formed on a glass substrate 1 (see FIG. 5) on which an ITO electrode was formed by a sputtering method.
A 0.5% ethanol solution of γ-aminopropyltrimethoxysilane (Nihon Unicar A1110) was applied, and 10
The surface was subjected to a coupling treatment by heating at 0 ° C. for 10 minutes to perform a hydrophobic treatment. A surface subjected to this hydrophobic treatment,
When the contact angle (receding contact angle) of the black aqueous ink used in this example was measured, it was 62 °. Next, acrylamide / acrylic acid / vinyl alcohol / titanium oxide (average particle size: 0.2 μm) was used in a molar ratio of 659/40/1 /
The solution was mixed at 200 and copolymerized by adding ammonium persulfate as an initiator.
About 3 μm was applied onto the glass substrate 2 on which TO was formed, and crosslinked by heating to form an acrylic acid-acrylamide copolymer white gel. Next, a 10 μm glass substrate 1 and a glass substrate 2 were arranged as spacers at the periphery.
The mylar film was sandwiched, and the periphery was sealed to form an empty cell. The cell was filled with a black aqueous ink containing an electrolyte to swell the gel, thereby obtaining an evaluation cell as shown in FIG. In this state, the gel is in contact with the electrodes of the display-side substrate 1 and shows white display. When a voltage of 3 V is applied to the evaluation cell with the electrode on the substrate 2 side being + and the electrode on the substrate 1 side being-, the gel shrinks and separates from the display side substrate 1 and is filled with black ink. Black display was shown from the display substrate side. Next, when the electric field is turned off, the gel returns to the original swelling state, and the first white display can be confirmed again,
The contrast between white and black determined from the reflectance was 9.6. Even when the electric field was repeatedly turned ON and OFF many times, the contrast between white and black was firmly maintained.

【0031】実施例2 N−イソプロピルアクリルアミド4.8g、アクリル酸
0.1g、N,N−メチレンビスアクリルアミド80m
g、過硫酸アンモニウム40mg、を冷水60mlと混
合し、テトラメチルエチレンジアミン150μlを添加
して減圧にて脱気しモノマー溶液とした。ガラス基板1
に実施例1と同様な表面処理を行ない、これとAlを蒸
着した別のガラス基板2とで、周縁部にスペーサーとし
て配置した10μmのマイラーフィルムを挟み、周縁部
をシールして空セルを作製した。このセルに上記モノマ
ー溶液を満たし30分間室温で放置してゲル化した後、
実施例1と同様な黒色の水性インクを添加して、図5に
示したような評価セルとした。この場合、電極のないガ
ラス基板が表示側であり、ガラス基板2上の電極は抵抗
発熱層として作用する。ゲルは膨潤して表示側基板1に
接触しており、入射光はAl電極面で反射されて明表示
を示している。なお、黒色水性インクに対する表示側基
板の接触角は実施例1と同様である。この評価セルの電
極に周波数1kHzの電気パルス信号(パルス高20
V、パルス長5msec)を印加したところ、ゲルは収
縮して表示側基板1から離れ、そこには黒インクが満た
され、表示基板側からは黒(暗)表示が示された。次に
パルス信号を切ると、ゲルはもとの膨潤状態にもどり、
再び最初の明表示が確認でき、反射率から求めた明、暗
のコントラストは9.0であった。また、電気パルス信
号ON、OFFの繰り返しを多数回行なっても、明、暗
のコントラストはしっかり維持された。
Example 2 4.8 g of N-isopropylacrylamide, 0.1 g of acrylic acid, 80 m of N, N-methylenebisacrylamide
g and 40 mg of ammonium persulfate were mixed with 60 ml of cold water, 150 μl of tetramethylethylenediamine was added, and the mixture was degassed under reduced pressure to obtain a monomer solution. Glass substrate 1
Then, the same surface treatment as in Example 1 was performed, and a 10-μm mylar film disposed as a spacer on the periphery was sandwiched between this and another glass substrate 2 on which Al was deposited, and the periphery was sealed to form an empty cell. did. After filling the cell with the monomer solution and leaving it at room temperature for 30 minutes to gel,
The same black aqueous ink as in Example 1 was added to obtain an evaluation cell as shown in FIG. In this case, the glass substrate without electrodes is the display side, and the electrodes on the glass substrate 2 act as a resistance heating layer. The gel swells and is in contact with the display-side substrate 1, and the incident light is reflected on the Al electrode surface to show a bright display. The contact angle of the display side substrate with respect to the black aqueous ink is the same as in the first embodiment. An electric pulse signal with a frequency of 1 kHz (pulse height 20) is applied to the electrodes of this evaluation cell.
V, a pulse length of 5 msec), the gel contracted and separated from the display-side substrate 1, which was filled with black ink, and a black (dark) display was shown from the display substrate side. Next, when the pulse signal is turned off, the gel returns to its original swelling state,
The first bright display was again confirmed, and the contrast between light and dark determined from the reflectance was 9.0. Even when the electrical pulse signal was repeatedly turned ON and OFF many times, the contrast between light and dark was firmly maintained.

【0032】実施例3 実施例1と同様なITO電極を形成したガラス基板上
に、パーフルオロ構造を持つ熱可塑性樹脂であるサイト
ップCTX−805A(旭化成株式会社製)の5%溶液
を、CT−solv.100(旭化成株式会社製)で
0.1%まで希釈したものを塗布し、150℃で2時間
加熱乾燥して発液処理を行なった。この発液処理を行な
った表面と、本実施例で用いる黒色油性インクとの接触
角(後退接触角)を測定したところ、84°であった。
次にN,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド3
g、メチレンビスアクリルアミド0.1g、アゾビスイ
ソブチロニトリル0.1g、酸化チタン(平均粒子径
0.2μm)0.5g、ジメチルホルムアミド(DM
F)15mlを混合して、60℃で24時間重合を行な
い、白色のポリN,N−ジメチルアミノプロピルアクリ
ルアミドゲルを作製した。これを実施例1と同様な評価
セルに導入し、続いてテトラシアノキノジメタン(TC
NQ)のDMF溶液を添加してゲルを膨潤させた後、黒
色の油性インクを添加して評価セルを作製した。この評
価セルに対し実施例1と同様な条件の電圧を印加する
と、ゲルは収縮して表示側基板から離れ、そこには黒イ
ンクが満たされ、表示基板側からは黒表示が示された。
次に電界を切ると、ゲルはもとの膨潤状態にもどり、白
表示が確認でき、再び最初の白表示が確認でき、反射率
から求めた白、黒のコントラストは11.2であった。
また、電界ON、OFFの繰り返しを多数回行なって
も、白、黒のコントラストはしっかり維持された。
Example 3 A 5% solution of Cytop CTX-805A (Asahi Kasei Corporation), which is a thermoplastic resin having a perfluoro structure, was placed on a glass substrate on which an ITO electrode was formed in the same manner as in Example 1. -Solv. A solution diluted to 0.1% with 100 (manufactured by Asahi Kasei Corporation) was applied, and dried by heating at 150 ° C. for 2 hours to perform a liquid generation treatment. The contact angle (receding contact angle) between the liquid-treated surface and the black oil-based ink used in this example was measured and found to be 84 °.
Next, N, N-dimethylaminopropylacrylamide 3
g, methylenebisacrylamide 0.1 g, azobisisobutyronitrile 0.1 g, titanium oxide (average particle diameter 0.2 μm) 0.5 g, dimethylformamide (DM
F) 15 ml was mixed and polymerized at 60 ° C. for 24 hours to produce a white poly N, N-dimethylaminopropylacrylamide gel. This was introduced into the same evaluation cell as in Example 1, and subsequently, tetracyanoquinodimethane (TC
After adding a DMF solution of NQ) to swell the gel, a black oil-based ink was added to prepare an evaluation cell. When a voltage under the same conditions as in Example 1 was applied to this evaluation cell, the gel shrank and separated from the display side substrate, which was filled with black ink, and black display was shown from the display substrate side.
Next, when the electric field was cut off, the gel returned to the original swelling state, white display was confirmed, the first white display was confirmed again, and the contrast between white and black determined from the reflectance was 11.2.
Even when the electric field was repeatedly turned ON and OFF many times, the contrast between white and black was firmly maintained.

【0033】実施例4 実施例1と同様なITO電極を形成したガラス基板上に
公知の電解重合法によりポリピロール薄膜を形成した。
以後、実施例1と同様なゲルを用いて評価セルを作製し
た。この場合、電界が印加されない時には、ポリピロー
ルは脱ドープ状態で疎水性を示し、本実施例で用いる水
性の黒色インクに対する接触角(後退接触角)は59°
であって濡れ性が低いが、電界が印加されるとアニオン
のドープが起こり親水性へと変化して黒色の水性インク
に対する接触角(後退接触角)が35°になり濡れ性が
向上する。即ち、電圧が印加されている暗表示の時はイ
ンクとの濡れ性が良く、電圧が印加されていない明表示
の時にはインクとの濡れ性が低下する濡れ性可変の表示
側電極を持ったセルである。このセルについて実施例1
と同様な評価を行なったところ、反射率から求めた明、
暗のコントラストは8.7であった。また、電界ON、
OFFの繰り返しを多数回行なっても、明、暗のコント
ラストはしっかり維持された。
Example 4 A polypyrrole thin film was formed on a glass substrate on which an ITO electrode was formed in the same manner as in Example 1 by a known electrolytic polymerization method.
Thereafter, an evaluation cell was prepared using the same gel as in Example 1. In this case, when no electric field is applied, polypyrrole exhibits hydrophobicity in the undoped state, and the contact angle (receding contact angle) with the aqueous black ink used in this embodiment is 59 °.
Although the wettability is low, when an electric field is applied, doping of anions occurs, the hydrophilicity is changed, and the contact angle (receding contact angle) with the black aqueous ink becomes 35 °, thereby improving the wettability. That is, a cell having a variable wettability display-side electrode that has good wettability with ink during dark display when voltage is applied, and has low wettability with ink during bright display without voltage applied. It is. Example 1 for this cell
When the same evaluation was performed, the brightness obtained from the reflectance,
The dark contrast was 8.7. In addition, electric field ON,
Even if the OFF operation was repeated many times, the contrast between light and dark was firmly maintained.

【0034】比較例1 実施例1において、ガラス基板上のITO面にシランカ
ップリング剤による疎水化処理を行なわなかったとこ
ろ、実施例1で使用した液体との接触角(後退接触角)
は14°であった。この基板を用いて、実施例1と同様
な評価セルを作製して評価したところ、電界印加の黒状
態から無印加の白状態になる時に、黒色インクが表示側
電極面に付着したまま膨潤したゲルが電極面に接触する
ため、明るい白表示が得られず、白黒のコントラストが
6.5に低下した。
Comparative Example 1 In Example 1, the ITO surface on the glass substrate was not subjected to the hydrophobizing treatment with the silane coupling agent, and the contact angle with the liquid used in Example 1 (receding contact angle) was obtained.
Was 14 °. Using this substrate, an evaluation cell similar to that of Example 1 was prepared and evaluated. When the cell changed from a black state where an electric field was applied to a white state where no electric field was applied, the black ink swelled while adhering to the display-side electrode surface. Since the gel was in contact with the electrode surface, a bright white display was not obtained, and the black and white contrast was reduced to 6.5.

【0035】比較例2 実施例2において、ガラス基板上にシランカップリング
剤による疎水化処理を行なわなかったところ、実施例2
で使用した液体との接触角(後退接触角)は10°であ
った。この基板を用いて、実施例2と同様な評価セルを
作製して評価したところ、電気信号パルス印加の暗状態
から無印加の明状態になる時に、黒色インクが表示側電
極面に付着したまま膨潤したゲルが電極面に接触するた
め、明るい明表示が得られず、明暗のコントラストが
5.6に低下した。
Comparative Example 2 In Example 2, the glass substrate was not subjected to a hydrophobizing treatment with a silane coupling agent.
The contact angle (receding contact angle) with the liquid used in the above was 10 °. Using this substrate, an evaluation cell similar to that of Example 2 was prepared and evaluated. When the state changed from a dark state in which an electric signal pulse was applied to a light state in which no electric signal was applied, black ink remained attached to the display-side electrode surface. Since the swollen gel was in contact with the electrode surface, a bright bright display was not obtained, and the contrast between light and dark was reduced to 5.6.

【0036】比較例3 実施例3において、ガラス基板上のITO面にパーフル
オロ構造を持つ熱可塑性樹脂による発液処理を行なわな
かったところ、実施例3で使用した液体との接触角(後
退接触角)は22°であった。この基板を用いて、実施
例3と同様な評価セルを作製して評価したところ、電界
印加の黒状態から、無印加の白状態になる時に、黒色イ
ンクが表示側電極面に付着したまま膨潤したゲルが電極
面に接触するため、明るい白表示が得られず、白黒のコ
ントラストが6.3に低下した。
Comparative Example 3 In Example 3, the liquid surface was not treated with a thermoplastic resin having a perfluoro structure on the ITO surface on the glass substrate, but the contact angle with the liquid used in Example 3 (receding contact) Corner) was 22 °. Using this substrate, an evaluation cell similar to that of Example 3 was prepared and evaluated. When the cell changed from a black state in which an electric field was applied to a white state in which no electric field was applied, the black ink swelled while adhering to the display-side electrode surface. Since the gel thus contacted the electrode surface, a bright white display was not obtained, and the black and white contrast was reduced to 6.3.

【0037】実施例5 ITO電極を形成したガラス基板1およびガラス基板2
を用意した。アクリルアミド/アクリル酸/ビニルアル
コールをモル比で659/40/1で混合し、開始剤と
して過硫酸アンモニウム及びカーボン粉末を加えて共重
合した溶液を、ITOを形成したガラス基板2上に約3
μm塗布し、加熱により架橋してアクリル酸−アクリル
アミド共重合体ゲルを形成した。次に上記アクリルアミ
ド/アクリル酸/ビニルアルコール混合物に開始剤とし
て過硫酸アンモニウム及び酸化チタン粉末を加えて共重
合した溶液を先の導電性ゲル上に約3μm塗布し、加熱
により架橋して白色のアクリル酸−アクリルアミド共重
合体ゲルを形成した。続いてガラス基板1とガラス基板
2とで、周縁部にスペーサーとして配置したマイラーフ
ィルムを挟み、周縁部をシールしてセルを作製し、この
セルに電解質を含有した黒色の水性インクを満たしてゲ
ルを膨潤させ図6に示したような評価セルとした。この
状態ではゲルが表示側基板1の電極に接触しており、白
表示を示している。この評価セルに対して3Vの電圧を
印加すると、ゲルは収縮して表示側基板1から離れ、そ
こには黒色インクが満たされ、表示基板側からは黒色表
示が示された。次に電界を切ると、ゲルはもとの膨潤状
態にもどり、再び最初の白表示が確認でき、反射率から
求めた明暗のコントラストは8.2であった。次に1.
5Vの電圧を印加したが、3Vの時と同等の動きを示し
た。
Example 5 Glass substrate 1 and glass substrate 2 on which ITO electrodes were formed
Was prepared. A solution obtained by mixing acrylamide / acrylic acid / vinyl alcohol at a molar ratio of 659/40/1 and adding ammonium persulfate and carbon powder as an initiator to form a copolymer was placed on an ITO-formed glass substrate 2 for about 3 hours.
μm was applied and crosslinked by heating to form an acrylic acid-acrylamide copolymer gel. Next, a solution obtained by adding ammonium persulfate and titanium oxide powder as an initiator to the above-mentioned acrylamide / acrylic acid / vinyl alcohol mixture and copolymerizing the mixture was applied to the above-mentioned conductive gel at about 3 μm, and crosslinked by heating to form white acrylic acid. -An acrylamide copolymer gel was formed. Subsequently, a glass substrate 1 and a glass substrate 2 sandwich a mylar film disposed as a spacer on the peripheral edge, seal the peripheral edge to produce a cell, and fill the cell with a black aqueous ink containing an electrolyte to form a gel. Was swollen to obtain an evaluation cell as shown in FIG. In this state, the gel is in contact with the electrodes of the display-side substrate 1 and shows white display. When a voltage of 3 V was applied to this evaluation cell, the gel contracted and separated from the display-side substrate 1, where the gel was filled with black ink, and black display was shown from the display substrate side. Next, when the electric field was turned off, the gel returned to the original swelling state, the first white display was confirmed again, and the contrast between light and dark as determined from the reflectance was 8.2. Next, 1.
Although a voltage of 5 V was applied, the same behavior as at 3 V was shown.

【0038】実施例6 ITO電極を形成したガラス基板1およびガラス基板2
を用意した。アクリルアミド/アクリル酸/ビニルアル
コールをモル比で659/40/1で混合し、開始剤と
して過硫酸アンモニウム及びカーボン粉末を加えて共重
合した溶液をITOを形成したガラス基板2上に約3μ
m塗布し、加熱により架橋してアクリル酸−アクリルア
ミド共重合体ゲルを形成した。次に上記アクリルアミド
/アクリル酸/ビニルアルコール混合物に開始剤として
過硫酸アンモニウムを加えて共重合した溶液を先の導電
性ゲル上に約3μm塗布し、加熱により架橋してアクリ
ル酸−アクリルアミド共重合体ゲルを形成した。続いて
ガラス基板1とガラス基板2とで、周縁部にスペーサー
として配置するマイラーフィルムを挟み、周縁部をシー
ルしてセルを作製し、このセル内に電解質を含有した黄
色の水性インクを満たしゲルを膨潤させて実施例1と同
様な評価セルとした。この状態ではゲルが表示側基板1
の電極に接触しており、黒表示を示している。この評価
セルに対して3Vの電圧を印加すると、ゲルは収縮して
表示側基板1から離れ、そこには黄色インクが満たさ
れ、表示基板側からは黄色表示が示された。次に電界を
切ると、ゲルはもとの膨潤状態にもどり、再び最初の黒
表示が確認でき、反射率から求めた明暗のコントラスト
は6.3であった。次に1.5Vの電圧を印加したが、
3Vの時と同等の動きを示した。
Example 6 Glass substrate 1 and glass substrate 2 on which ITO electrodes were formed
Was prepared. A solution obtained by mixing acrylamide / acrylic acid / vinyl alcohol at a molar ratio of 659/40/1, adding ammonium persulfate and carbon powder as an initiator, and copolymerizing the solution was placed on an ITO-formed glass substrate 2 at about 3 μm.
m, and crosslinked by heating to form an acrylic acid-acrylamide copolymer gel. Next, a solution obtained by adding ammonium persulfate as an initiator to the above acrylamide / acrylic acid / vinyl alcohol mixture and copolymerizing the mixture was applied to the above-mentioned conductive gel at about 3 μm, and crosslinked by heating to form an acrylic acid-acrylamide copolymer gel. Was formed. Subsequently, a glass substrate 1 and a glass substrate 2 sandwich a mylar film disposed as a spacer at the peripheral edge, seal the peripheral edge to form a cell, and fill the cell with a yellow aqueous ink containing an electrolyte and fill the cell with a gel. Was swollen to obtain an evaluation cell similar to that of Example 1. In this state, the gel is
, And black display is shown. When a voltage of 3 V was applied to this evaluation cell, the gel contracted and separated from the display-side substrate 1, where it was filled with yellow ink, and yellow display was shown from the display substrate side. Next, when the electric field was cut off, the gel returned to the original swelling state, the first black display was confirmed again, and the light / dark contrast determined from the reflectance was 6.3. Next, a voltage of 1.5 V was applied.
The movement was the same as at 3V.

【0039】比較例4 ゲルにカーボン粉末を加えない点を除き、実施例6と同
様にしてセルを作製した。このセルは、3Vの電圧印加
ではゲルは収縮を示したが、1.5Vの電圧ではゲルの
収縮は極めて遅かった。
Comparative Example 4 A cell was prepared in the same manner as in Example 6, except that no carbon powder was added to the gel. In this cell, the gel contracted when a voltage of 3 V was applied, but the gel contracted very slowly at a voltage of 1.5 V.

【0040】実施例7 ITO電極を形成したガラス基板1およびガラス基板2
を用意した。アクリルアミド/アクリル酸/ビニルアル
コールをモル比659/40/1で混合し、開始剤とし
て過硫酸アンモニウムを加えて共重合した溶液を、IT
Oを形成したガラス基板2上に約3μm塗布し、加熱に
より架橋してアクリル酸−アクリルアミド共重合体ゲル
を形成した。これとは別に0.75モルのアニリンと3
モルのHBF(テトラフルオロホウ酸)を含む水溶液
を用意し、この液に、前記ゲルを形成した基板2を浸漬
して充分の時間放置したのち、3mA/cmの定電流
でアニリンの電解重合を実施して、ゲル中にポリアニリ
ンを成長させた。この基板2を取り出して洗浄した後、
ガラス基板1とガラス基板2とで、周縁部にスペーサー
として配置したマイラーフィルムを挟み、周縁部をシー
ルして空セルを作製し、このセル内に電解質を含有した
黄色の水性インクを満たして評価セルとした。この状態
ではゲルが表示側基板1の電極に接触しており、黒(黒
緑色)表示を示している。この評価セルに対して3Vの
電圧を印加すると、ゲルは収縮して表示側基板1から離
れ、そこには黄色インクが満たされ、表示基板側からは
黄色表示が示された。次に電界を切ると、ゲルはもとの
膨潤状態にもどり、再び最初の黒(黒緑色)表示が確認
でき、反射率から求めた明暗のコントラストは6.4で
あった。次に1.5Vの電圧を印加したが、3Vの時と
同等の動きを示した。
Example 7 Glass substrate 1 and glass substrate 2 on which ITO electrodes were formed
Was prepared. A solution obtained by mixing acrylamide / acrylic acid / vinyl alcohol at a molar ratio of 659/40/1 and adding ammonium persulfate as an initiator was copolymerized into an IT solution.
About 3 μm was coated on the glass substrate 2 on which O was formed, and crosslinked by heating to form an acrylic acid-acrylamide copolymer gel. Separately, 0.75 mol of aniline and 3
An aqueous solution containing HBF 4 (tetrafluoroboric acid) is prepared, and the substrate 2 on which the gel is formed is immersed in the aqueous solution and allowed to stand for a sufficient time. Then, aniline electrolysis is performed at a constant current of 3 mA / cm 2. Polymerization was performed to grow polyaniline in the gel. After taking out and cleaning this substrate 2,
The glass substrate 1 and the glass substrate 2 sandwich a mylar film arranged as a spacer at the peripheral edge, seal the peripheral edge to produce an empty cell, and fill the cell with a yellow aqueous ink containing an electrolyte for evaluation. Cell. In this state, the gel is in contact with the electrode of the display-side substrate 1, and a black (black-green) display is shown. When a voltage of 3 V was applied to this evaluation cell, the gel contracted and separated from the display-side substrate 1, where it was filled with yellow ink, and yellow display was shown from the display substrate side. Next, when the electric field was cut off, the gel returned to the original swelling state, the first black (black-green) display was again confirmed, and the contrast of light and dark obtained from the reflectance was 6.4. Next, a voltage of 1.5 V was applied, but showed the same movement as at 3 V.

【0041】比較例5 ゲルにポリアニリンを複合しない点を除き、実施例7と
同様にしてセルを作製した。このセルは、3Vの電圧印
加ではゲルは収縮を示したが、1.5Vの電圧ではゲル
の収縮は極めて遅かった。
Comparative Example 5 A cell was prepared in the same manner as in Example 7, except that polyaniline was not combined with the gel. In this cell, the gel contracted when a voltage of 3 V was applied, but the gel contracted very slowly at a voltage of 1.5 V.

【0042】実施例8 ITO電極を形成したガラス基板1およびガラス基板2
を用意した。基板1に、γ−アミノプロピルトリメトキ
シシラン(日本ユニカーA1110)の0.6%エタノ
ール溶液をシランカップリング剤として塗布し、100
℃で10分間加熱することにより表面をカップリング処
理して疎水化した。この疎水化した基板面は、実施例6
で使用した液体との接触角(後退接触角)が63°であ
った。上記疎水化した基板1を用いる点を除き、実施例
6と同様にして評価セルを作製した。このセルの、3V
印加時の反射率から求めた明暗のコントラストは、8.
5であった。
Example 8 Glass substrate 1 and glass substrate 2 on which ITO electrodes were formed
Was prepared. A 0.6% ethanol solution of γ-aminopropyltrimethoxysilane (Nippon Unicar A1110) was applied to the substrate 1 as a silane coupling agent.
The surface was subjected to a coupling treatment by heating at 10 ° C. for 10 minutes to make the surface hydrophobic. The surface of the substrate which has been hydrophobized is described in Example 6.
The contact angle (receding contact angle) with the liquid used in the above was 63 °. An evaluation cell was prepared in the same manner as in Example 6, except that the above-mentioned hydrophobic substrate 1 was used. 3V of this cell
The contrast of light and dark obtained from the reflectance at the time of application is 8.
It was 5.

【0043】実施例9 基板1に、パーフルオロ構造を持つ熱可塑性樹脂である
サイトップCTX−805A(旭化成株式会社製)の5
%溶液をCT−solv.100(旭化成株式会社製)
により0.1%まで希釈したものを塗布して、150℃
2時間加熱乾燥し発液層を形成した。この発液層を設け
た基板1と実施例6で使用した液体との接触角(後退接
触角)は83°であった。上記発液層を設けた基板1を
用いる点を除き、実施例8と同様にして評価セルを作製
した。このセルの、3V印加時の反射率から求めた明暗
のコントラストは、9.2であった。
Example 9 A substrate 1 made of Cytop CTX-805A (manufactured by Asahi Kasei Corporation), which is a thermoplastic resin having a perfluoro structure, was used.
% Solution was obtained from CT-solv. 100 (made by Asahi Kasei Corporation)
And diluted to 0.1% with 150 ° C
The mixture was dried by heating for 2 hours to form a liquid emitting layer. The contact angle (receding contact angle) between the substrate 1 provided with the liquid generating layer and the liquid used in Example 6 was 83 °. An evaluation cell was prepared in the same manner as in Example 8, except that the substrate 1 provided with the liquid-emitting layer was used. The light / dark contrast of this cell obtained from the reflectance at the time of application of 3 V was 9.2.

【0044】実施例10 ITO電極を形成したガラス基板上に電解重合法により
ポリチオフェン薄膜を形成した。以後、実施例2と同様
にして(ゲルも同じ)評価セルを作製した。この場合、
電界が印加されない時には、ポリチオフェンは脱ドープ
状態で疎水性を示し、本実施例で用いる水性の黄色イン
クに対する接触角(後退接触角)は60°であって濡れ
性が低いが、電界が印加されるとアニオンのドープが起
こり親水性へと変化して黄色の水性インクに対する接触
角(後退接触角)が34°になり濡れ性が向上する。即
ち、電圧が印加されている黄表示の時はインクとの濡れ
性が良く、電圧が印加されていない黒表示の時にはイン
クとの濡れ性が低下する濡れ性可変の表示側電極を持っ
たセルである。このセルについて、実施例2と同様な評
価を行なったところ、反射率から求めた明暗のコントラ
ストは8.1であった。
Example 10 A polythiophene thin film was formed on a glass substrate on which an ITO electrode was formed by an electrolytic polymerization method. Thereafter, an evaluation cell was prepared in the same manner as in Example 2 (the same was applied to the gel). in this case,
When no electric field is applied, the polythiophene exhibits hydrophobicity in the undoped state, and the contact angle (receding contact angle) with the aqueous yellow ink used in this embodiment is 60 °, and the wettability is low. As a result, doping of an anion occurs to change to hydrophilicity, so that the contact angle (receding contact angle) with the yellow aqueous ink becomes 34 °, and the wettability is improved. That is, a cell having a variable wettability display-side electrode that has good wettability with ink during yellow display when voltage is applied, and has low wettability with ink during black display when no voltage is applied. It is. When this cell was evaluated in the same manner as in Example 2, the contrast between light and dark calculated from the reflectance was 8.1.

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明1、2によれば、高コントラスト
な表示素子を提供できる。本発明3によれば、ゲルが表
示側基板に接触する際、液体が基板面に残留しなくなる
ので、ゲルの色表示の良好な表示素子を提供できる。本
発明4によれば、液体の親水性、疎水性に拘らず、基板
材料を変えることなく濡れ性のみを変化させて用いるこ
とが可能な表示素子を提供できる。本発明5、6、7に
よれば、よりコントラストが向上した表示素子を提供で
きる。本発明8によれば、高コントラストに加え、駆動
し易く、高精細化が可能な表示素子を提供できる。本発
明9、10、11、12によれば、応答性のよい表示素
子を提供できる。本発明13によれば、電極上に作製し
たゲルに対し、電極上の部分のみに選択的に導電性を付
与することが可能な表示素子を提供できる。本発明1
4、15によれば、より高コントラストな表示素子を提
供できる。
According to the first and second aspects of the present invention, a high-contrast display device can be provided. According to the third aspect, when the gel comes into contact with the display-side substrate, the liquid does not remain on the substrate surface, so that a display element with good gel color display can be provided. According to the fourth aspect, it is possible to provide a display element that can be used by changing only the wettability without changing the substrate material, regardless of the hydrophilicity or hydrophobicity of the liquid. According to the fifth, sixth, and seventh aspects of the present invention, it is possible to provide a display element with further improved contrast. According to the eighth aspect of the invention, it is possible to provide a display element that can be driven easily and has high definition in addition to high contrast. According to the present inventions 9, 10, 11, and 12, it is possible to provide a display device having good responsiveness. According to the thirteenth aspect, it is possible to provide a display element capable of selectively imparting conductivity only to a portion on an electrode with respect to a gel produced on the electrode. Invention 1
According to 4 and 15, a display device with higher contrast can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ゲルを用いた電界制御による反射型表示素子の
一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a reflective display element by electric field control using a gel.

【図2】導電部と絶縁部を有するゲルを用いた表示素子
の一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a display element using a gel having a conductive portion and an insulating portion.

【図3】接触角の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a contact angle.

【図4】電界によってゲルの変形を制御すると同時に、
導電性高分子化合物のドープ、脱ドープ状態により濡れ
性も変化させることができる表示素子の一例を示す図で
ある。
FIG. 4 controls gel deformation by electric field,
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a display element in which wettability can be changed depending on a doped or undoped state of a conductive polymer compound.

【図5】実施例1の表示素子の構成を示す図である。 (a) 電界をかけないとき(OFF)の状態を示す。 (b) 電界をかけたとき(ON)の状態を示す。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a display element of Example 1. (A) The state when no electric field is applied (OFF). (B) The state when the electric field is applied (ON).

【図6】実施例5の表示素子の構成を示す図である。 (a) 電界をかけないとき(OFF)の状態を示す。 (b) 電界をかけたとき(ON)の状態を示す。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a display element according to a fifth embodiment. (A) The state when no electric field is applied (OFF). (B) The state when the electric field is applied (ON).

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光透過性の表示側基板とそれに対向する
非表示側基板と、両基板の間に収容された液体と、外部
刺激に応じて膨潤/収縮、または屈曲するゲルを有し、
ゲルの変形による入射光の調節によって表示が行なわれ
る表示素子において、液体と、その液体に接する表示側
基板面との濡れ性が低く設定されていることを特徴とす
る表示素子。
1. A light-transmitting display-side substrate, a non-display-side substrate opposed thereto, a liquid contained between the substrates, and a gel that swells / shrinks or bends in response to an external stimulus,
A display element in which display is performed by adjusting incident light due to deformation of a gel, wherein wettability between a liquid and a display-side substrate surface in contact with the liquid is set to be low.
【請求項2】 液体と、その液体に接する表示側基板面
との後退接触角が50°以上であることを特徴とする請
求項1記載の表示素子。
2. The display element according to claim 1, wherein a receding contact angle between the liquid and the display-side substrate surface in contact with the liquid is 50 ° or more.
【請求項3】 液体に接する表示側基板面が発液処理さ
れていることを特徴とする請求項1又は2記載の表示素
子。
3. The display device according to claim 1, wherein the display side substrate surface in contact with the liquid is subjected to a liquid generation process.
【請求項4】 液体と、その液体に接する表示側基板面
との濡れ性が、外部刺激によって可変であるように設定
されていることを特徴とする請求項1又は2記載の表示
素子。
4. The display element according to claim 1, wherein the wettability between the liquid and the display-side substrate surface in contact with the liquid is set to be variable by an external stimulus.
【請求項5】 液体と、その液体に接する表示側基板面
との濡れ性が、ゲルの変形を起こす外部刺激に連動して
変化するように設定されていることを特徴とする請求項
4記載の表示素子。
5. The liquid crystal device according to claim 4, wherein the wettability between the liquid and the display-side substrate surface in contact with the liquid is set so as to change in conjunction with an external stimulus that causes deformation of the gel. Display element.
【請求項6】 液体に接する表示側基板面に導電性高分
子化合物層が設けられ、電界によりイオンがドープ、脱
ドープされることにより液体との濡れ性が制御され、か
つ、ゲルが変形して導電性高分子化合物層を有する表示
側基板に接触する際に、液体との濡れ性が低下するよう
に設定されていることを特徴とする請求項5記載の表示
素子。
6. A conductive polymer compound layer is provided on a display-side substrate surface in contact with a liquid, and ions are doped and de-doped by an electric field to control wettability with the liquid and deform the gel. 6. The display element according to claim 5, wherein the liquid crystal panel is set so that wettability with a liquid is reduced when the liquid crystal panel comes into contact with a display-side substrate having a conductive polymer compound layer.
【請求項7】 基板間に収容される液体が着色されてい
ることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の表
示素子。
7. The display element according to claim 1, wherein the liquid contained between the substrates is colored.
【請求項8】 ゲルを変形させるための外部刺激が電界
であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載
の表示素子。
8. The display device according to claim 1, wherein the external stimulus for deforming the gel is an electric field.
【請求項9】 少なくとも表示側基板面と接する部分の
ゲルが絶縁性であり、他の部分のゲルが導電性であるこ
とを特徴とする請求項8記載の表示素子。
9. The display device according to claim 8, wherein at least a portion of the gel that is in contact with the display-side substrate surface is insulative, and another portion of the gel is conductive.
【請求項10】 ゲル膨潤時の導電部の長さが、素子の
内部厚みの少なくとも1/3以上であることを特徴とす
る請求項9記載の表示素子。
10. The display device according to claim 9, wherein the length of the conductive portion at the time of gel swelling is at least 1/3 or more of the internal thickness of the device.
【請求項11】 ゲルの絶縁部の収縮時における両基板
間に収容された液体の厚みが、当該液体を透過する40
0nm〜700nmの可視光の平均透過率が50%であ
る厚み以上になるように、ゲルと表示側基板面との間隔
が設定されていることを特徴とする請求項9又は10記
載の表示素子。
11. The thickness of the liquid contained between the two substrates when the insulating portion of the gel contracts is such that the thickness of the liquid permeating through the liquid is reduced.
The display element according to claim 9 or 10, wherein a distance between the gel and the display-side substrate surface is set so that an average transmittance of visible light of 0 nm to 700 nm is equal to or greater than a thickness of 50%. .
【請求項12】 ゲルが導電性高分子化合物を含有する
ことを特徴とする請求項9〜11のいずれかに記載の表
示素子。
12. The display element according to claim 9, wherein the gel contains a conductive polymer compound.
【請求項13】 導電性高分子化合物が電解重合法によ
りゲル中に複合化されたものであることを特徴とする請
求項12記載の表示素子。
13. The display element according to claim 12, wherein the conductive polymer compound is compounded in a gel by an electrolytic polymerization method.
【請求項14】 液体と接する表示側基板面は、その液
体との濡れ性が低く、かつ絶縁層を兼ねるものであるこ
とを特徴とする請求項9〜13のいずれかに記載の表示
素子。
14. The display element according to claim 9, wherein the display-side substrate surface in contact with the liquid has low wettability with the liquid and also serves as an insulating layer.
【請求項15】 液体に接する表示側基板面に導電性高
分子化合物層が設けられ、電界によりイオンがドープ、
脱ドープされることにより、液体との濡れ性が制御さ
れ、かつゲルが表示側基板面に接触する際には、導電性
高分子化合物は脱ドープされて絶縁体状態にあるように
設定されていることを特徴とする請求項9〜14のいず
れかに記載の表示素子。
15. A conductive polymer compound layer is provided on a display-side substrate surface in contact with a liquid, and ions are doped by an electric field.
By being undoped, the wettability with the liquid is controlled, and when the gel contacts the display-side substrate surface, the conductive polymer compound is set to be undoped and in an insulator state. The display device according to claim 9, wherein:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013081001A1 (en) * 2011-12-02 2013-06-06 Dic株式会社 Separated liquid coloration composition and colored liquid using same
JP5282992B1 (en) * 2011-12-02 2013-09-04 Dic株式会社 Separation liquid coloring composition, coloring liquid used for it
KR101461069B1 (en) 2011-12-02 2014-11-13 디아이씨 가부시끼가이샤 Separated liquid coloration composition and colored liquid using same
US9194979B2 (en) 2011-12-02 2015-11-24 Dic Corporation Separated liquid coloration composition and colored liquid using same

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