(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気泳動媒体であって、流体中に配置されかつ該流体に電場を印加した際に該流体を介して移動し得る少なくとも１種の荷電した粒子を含み、該少なくとも１種の荷電した粒子は、少なくとも７ｍ２／ｇの表面積を有する黒色無機顔料を含み、ここで、
該黒色無機顔料は、磁鉄鉱、または鉄、クロム、ニッケル、マンガン、銅およびコバルトのうちの２種以上を含む混合金属酸化物を含む、
電気泳動媒体。
【請求項２】
前記黒色無機顔料は、少なくとも１０ｍ２／ｇの表面積を有する、請求項１に記載の電気泳動媒体。
【請求項３】
前記黒色無機顔料は、少なくとも１５ｍ２／ｇの表面積を有する、請求項２に記載の電気泳動媒体。
【請求項４】
前記黒色無機顔料は、銅鉄マンガン酸化物スピネルもしくは銅クロムマンガン酸化物スピネルを含む、請求項１に記載の電気泳動媒体。
【請求項５】
前記黒色無機顔料は、該顔料粒子に化学的に結合されているかもしくは該顔料粒子の周りで架橋されているポリマーを有する、請求項１に記載の電気泳動媒体。
【請求項６】
前記ポリマーは、前記顔料粒子の１〜１５重量％を構成する、請求項５に記載の電気泳動媒体。
【請求項７】
前記黒色無機顔料粒子のものとは異なる少なくとも１つの光学的特徴を有する少なくとも１種の第２の粒子をさらに含み、該第２の粒子はまた、該黒色無機顔料粒子のものとは異なる電気泳動的易動度を有する、請求項１に記載の電気泳動媒体。
【請求項８】
前記２セットの粒子は、反対の極性の電荷を有する、請求項７に記載の電気泳動媒体。
【請求項９】
カプセル壁を含み、該カプセル壁内に前記流体および前記黒色無機顔料粒子が保持される、請求項１に記載の電気泳動媒体。
【請求項１０】
前記カプセルを囲むポリマー結合剤をさらに含む、請求項９に記載の電気泳動媒体。
【請求項１１】
電気泳動ディスプレイであって、該ディスプレイは、請求項１に記載の電気泳動媒体、および該電気泳動媒体に電場を印加するために該電気泳動媒体に隣接して配置された少なくとも１つの電極を含む、電気泳動ディスプレイ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のディスプレイを含む、電子書籍リーダー、携帯式コンピューター、タブレット型コンピューター、携帯電話、スマートカード、標識、携帯用時計、棚札もしくはフラッシュドライブ。
【請求項１３】
ポリマーコーティングした顔料粒子を生成するためのプロセスであって、該プロセスは、（ａ）少なくとも約７ｍ２／ｇの表面積を有する黒色無機顔料粒子と、該粒子と反応し得かつ該粒子に結合し得る官能基を有し、重合可能な基もしくは重合を開始する基をも有する試薬とを反応させ、それによって、該官能基を該粒子の表面と反応させて該重合可能な基を該粒子の表面に結合させる、工程；ならびに
（ｂ）工程（ａ）の生成物と、少なくとも１種のモノマーもしくはオリゴマーとを、該粒子上の該重合可能な基もしくは重合を開始する基と該少なくとも１種のモノマーもしくはオリゴマーとの間で反応を引き起こすに有効な条件下で反応させ、それによって、該粒子に結合したポリマーの形成を引き起こす工程、
を包含し、ここで、
該黒色無機顔料は、磁鉄鉱、または鉄、クロム、ニッケル、マンガン、銅およびコバルトのうちの２種以上を含む混合金属酸化物を含む、
プロセス。
【請求項１４】
前記工程（ａ）において使用される試薬は、シランカップリング基を含む、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記試薬は、アミノ基をさらに含む、請求項１４に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、
（ａ）米国特許第６，８２２，７８２号；
（ｂ）米国特許第７，４１１，７２０号；
（ｃ）米国特許第７，００２，７２８号；および
（ｄ）米国特許第７，２４７，３７９号
に関する。
【０００２】
本発明は、電気泳動粒子（すなわち、電気泳動媒体中で使用するための粒子）およびこのような電気泳動粒子を生成するためのプロセスに関する。本発明はまた、このような粒子を組み込む電気泳動媒体およびディスプレイに関する。より具体的には、本発明は、新規な黒色もしくは濃色の電気泳動粒子に関する。
【０００３】
電気光学ディスプレイに関する分野の背景にある命名法および技術水準は、米国特許第７，０１２，６００号（読み手は、さらなる情報について参照する）において詳細に議論される。よって、この命名法および技術水準は、以下では簡潔にまとめられる。
【０００４】
粒子ベースの電気泳動ディスプレイ（ここで、複数の荷電した粒子が、電場の影響下で流体の中を移動する）は、長年にわたる集中的な研究および開発の主題であった。このようなディスプレイは、液晶ディスプレイと比較した場合、良好な明るさおよびコントラスト、広い視野角、状態双安定性、および低電力消費のという属性を有し得る。
【０００５】
用語「双安定性の」および「双安定性」とは、少なくとも１種の光学特性が異なる第１の表示状態および第２の表示状態を有するディスプレイ要素を含むディスプレイであって、任意の所定の要素が駆動された後、有限の継続時間のアドレス割り当てパルス（ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ  ｐｕｌｓｅ）によって、その第１の表示状態もしくは第２の表示状態のいずれかを呈するために、上記アドレス割り当てパルスが終了した後に、その状態が、上記ディスプレイ要素の状態を変化させるために必要とされる上記アドレス割り当てパルスの最小限の継続時間の少なくとも数倍、例えば、少なくとも４倍にわたって持続する、ディスプレイをいうために、当該分野でのそれらの従来の意味において本明細書で使用される。グレースケールの能力のあるいくつかの粒子ベースの電気泳動ディスプレイは、それらの極端な黒色状態および白色状態において安定であるだけでなく、それらの中間のグレーの状態においても安定であり、同じことが、いくつかの他のタイプの電気光学ディスプレイに当てはまることが、米国特許第７，１７０，６７０号において示される。このタイプのディスプレイは、正確には、双安定性というよりむしろ「マルチ安定の」といわれるが、便宜上用語「双安定の」が、双安定のおよびマルチ安定のディスプレイの両方を網羅するために本明細書で使用され得る。
【０００６】
にもかかわらず、電気泳動ディスプレイの長期間の画像品質を伴う問題は、それらの広く行き渡った使用を妨げてきた。例えば、電気泳動ディスプレイを構成する粒子は、沈殿する傾向にあり、これらディスプレイの不適切な耐用年数を生じてしまう。
【０００７】
上記のように、電気泳動媒体は、流体の存在を必要とする。大部分の先行技術の電気泳動媒体では、この流体は液体であるが、電気泳動媒体は、ガス状流体を使用して生成され得る；例えば、Ｋｉｔａｍｕｒａ，Ｔ．ら，「Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｔｏｎｅｒ  ｍｏｖｅｍｅｎｔ  ｆｏｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｐａｐｅｒ−ｌｉｋｅ  ｄｉｓｐｌａｙ」，ＩＤＷ  Ｊａｐａｎ，２００１，Ｐａｐｅｒ  ＨＣＳ１−１およびＹａｍａｇｕｃｈｉ，Ｙ．ら，「Ｔｏｎｅｒ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｕｓｉｎｇ  ｉｎｓｕｌａｓｉｖｅ  ｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ｃｈａｒｇｅｄ  ｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ」，ＩＤＷ  Ｊａｐａｎ，２００１，Ｐａｐｅｒ  ＡＭＤ４０４−４を参照のこと。また、米国特許出願公開第２００５／０２５９０６８号、同第２００６／００８７４７９号、同第２００６／００８７４８９号、同第２００６／００８７７１８号、同第２００６／０２０９００８号、同第２００６／０２１４９０６号、同第２００６／０２３１４０１号、同第２００６／０２３８４８８号、同第２００６／０２６３９２７号、ならびに米国特許第７，３２１，４５９号および同第７，２３６，２９１号を参照のこと。このようなガスベースの電気泳動媒体は、粒子沈殿に起因して、上記媒体が、このような沈殿を許容する配向で使用される場合、例えば、上記媒体が垂直平面に配置される標識においては、液体ベースの電気泳動媒体と同じタイプの問題に影響されやすいようである。実際に、粒子沈殿は、液体ベースのものよりガスベースの電気泳動媒体においてより重大な問題になるようである。なぜなら、液体と比較した場合、ガス状の懸濁流体の低い粘性は、上記電気泳動粒子のより急速な沈殿を許容してしまうからである。
【０００８】
Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＭＩＴ）およびＥ  Ｉｎｋ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡されるか、もしくはこれらの名義の多くの特許および出願は、封入電気泳動媒体および他の電気光学媒体において使用される種々の技術を記載する。このような封入媒体は、多くの小さなカプセルを含み、これらの各々は、それ自体が、流体媒体中に電気泳動的に移動可能な粒子を含む内相、および上記内相を取り囲むカプセル壁を含む。代表的には、上記カプセルは、それ自体、ポリマー結合剤内に保持されて、２つの電極の間に配置された干渉性の層を形成する。これら特許および出願に記載される技術としては、以下が挙げられる：
（ａ）電気泳動粒子、流体および流体添加剤；例えば、米国特許第５，９６１，８０４号；同第６，０１７，５８４号；同第６，１２０，５８８号；同第６，１２０，８３９号；同第６，２６２，７０６号；同第６，２６２，８３３号；同第６，３００，９３２号；同第６，３２３，９８９号；同第６，３７７，３８７号；同第６，５１５，６４９号；同第６，５３８，８０１号；同第６，５８０，５４５号；同第６，６５２，０７５号；同第６，６９３，６２０号；同第６，７２１，０８３号；同第６，７２７，８８１号；同第６，８２２，７８２号；同第６，８７０，６６１号；同第７，００２，７２８号；同第７，０３８，６５５号；同第７，１７０，６７０号；同第７，１８０，６４９号；同第７，２３０，７５０号；同第７，２３０，７５１号；同第７，２３６，２９０号；同第７，２４７，３７９号；同第７，３１２，９１６号；同第７，３７５，８７５号；同第７，４１１，７２０号；ならびに米国特許出願公開第２００５／００１２９８０号；同第２００６／０２０２９４９号；同第２００７／０１４６３１０号；同第２００７／０２００７９５号；同第２００８／００１３１５５号；および同第２００８／００１３１５６号を参照のこと；
（ｂ）カプセル、結合剤および封入プロセス；例えば、米国特許第６，９２２，２７６号および同第７，４１１，７１９号を参照のこと；
（ｃ）電気光学材料を含むフィルムおよびサブアセンブリ；例えば、米国特許第６，９８２，１７８号；および米国特許出願公開第２００７／０１０９２１９号を参照のこと；
（ｄ）ディスプレイにおいて使用されるバックプレーン、接着層および他の補助的層ならびに方法；例えば、米国特許第７，１１６，３１８号；および米国特許出願公開第２００７／００３５８０８号を参照のこと；
（ｅ）色形成および色調節；例えば、米国特許第７，０７５，５０２号；および米国特許出願公開第２００７／０１０９２１９号を参照のこと；
（ｆ）ディスプレイを駆動するための方法；例えば、米国特許第７，０１２，６００号；および米国特許出願公開第２００６／０２６２０６０号を参照のこと；ならびに
（ｇ）ディスプレイの応用；例えば、米国特許第７，３１２，７８４号；および米国特許出願公開第２００６／０２７９５２７号を参照のこと。
【０００９】
公知の電気移動媒体（封入および非封入の両方）は、２つの主要なタイプ（本明細書中以降、便宜上、それぞれ、「単一粒子」および「二重粒子」といわれる）に分けられ得る。このような単一粒子ディスプレイおよび二重粒子ディスプレイの説明については、米国特許第６，８７０，６６１号を参照のこと。
【００１０】
前述の特許および出願の多くは、封入電気泳動媒体中の別個のマイクロカプセルを取り囲む壁が、連続相によって置換され得、よって、いわゆるポリマーに分散した電気泳動ディスプレイを生じ得、ここで上記電気泳動媒体は、電気泳動流体の連続相およびポリマー物質の複数の別個の液滴を含み、このようなポリマーに分散した電気泳動ディスプレイ内の電気泳動流体の上記別個の液滴は、たとえ別個のカプセル膜が各個々の液滴と会合していないとしても、カプセルもしくはマイクロカプセルとみなされ得ることを認識している；例えば、前述の米国特許第６，８６６，７６０号を参照のこと。よって、本願の目的のために、このようなポリマーに分散した電気泳動媒体は、封入電気泳動媒体の亜種とみなされる。
【００１１】
関連するタイプの電気泳動媒体は、いわゆる「マイクロセル電気泳動ディスプレイ」である。マイクロセル電気泳動ディスプレイにおいて、荷電した粒子および流体は、マイクロカプセル内に封入されないが、代わりにキャリア媒体（代表的には、ポリマーフィルム）内に形成された複数の空洞内に保持される；例えば、米国特許第６，６７２，９２１号および同第６，７８８，４４９号（ともに、Ｓｉｐｉｘ  Ｉｍａｇｉｎｇ，Ｉｎｃ．に譲渡）を参照のこと。本明細書中以降、用語「マイクロ空洞電気泳動ディスプレイ」は、封入電気泳動ディスプレイおよびマイクロセル電気泳動ディスプレイの両方を網羅するために使用され得る。
【００１２】
電気泳動媒体は、しばしば不透明であり（なぜなら、例えば、多くの電気泳動媒体において、上記粒子は、上記ディスプレイを通過する可視光の透過を実質的にブロックするからである）、反射モードにおいて機能するが、多くの電気泳動ディスプレイは、いわゆる「シャッターモード」で機能するように作製され得、ここで一方の表示状態は、実質的に不透明であり、一方は、光透過性である。例えば、米国特許第５，８７２，５５２号；同第６，１３０，７７４号；同第６，１４４，３６１号；同第６，１７２，７９８号；同第６，２７１，８２３号；同第６，２２５，９７１号；および同第６，１８４，８５６号を参照のこと。誘電泳動ディスプレイ（これは、電気泳動ディスプレイに類似であるが、電場強度の変化に依存する）は、類似のモードで機能し得る；米国特許第４，４１８，３４６号を参照のこと。他のタイプの電気光学ディスプレイはまた、シャッターモードで機能することが可能であり得る。シャッターモードにおいて機能する電気光学媒体は、フルカラーディスプレイのためのマルチ層構造体において有用であり得る；このような構造体において、上記ディスプレイの表示面に隣接する少なくとも１つの層は、シャッターモードで機能して、上記表示面からより距離のある第２の層を露出するかもしくは隠す。
【００１３】
封入電気泳動ディスプレイは、代表的には、伝統的な電気泳動デバイスのクラスター化および沈降失敗モード（ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ  ａｎｄ  ｓｅｔｔｌｉｎｇ  ｆａｉｌｕｒｅ  ｍｏｄｅ）を欠点として有さず、さらなる利点（例えば、広く種々の可撓性基材および剛性基材の上に上記ディスプレイをプリントもしくはコーティングする能力）を提供する（用語「プリント」の使用は、プリントおよびコーティングの全ての形態を含むことが意図され、これらとしては、予め測定されたコーティング（例えば、パッチダイコーティング（ｐａｔｃｈ  ｄｉｅ  ｃｏａｔｉｎｇ）、スロットコーティング（ｓｌｏｔ  ｃｏａｔｉｎｇ）もしくは押し出しコーティング、スライドもしくはカスケードコーティング、カーテンコーティング）；ロールコーティング（例えば、ロール式ナイフ塗布、フォワードおよびリバースロールコーティング）；グラビアコーティング；ディップコーティング；スプレーコーティング；メニスカスコーティング；スピンコーティング；ブラシコーティング；エアナイフコーティング；シルクスクリーンプリントプロセス；静電プリントプロセス；サーマルプリントプロセス；インクジェットプリントプロセス；電気泳動塗装（米国特許第７，３３９，７１５号を参照のこと）；および他の類似の技術が挙げられるが、これらに限定されない）。従って、得られたディスプレイは、可撓性であり得る。さらに、上記ディスプレイ媒体は（種々の方法を使用して）プリントされ得るので、上記ディスプレイ自体は、安価に作製され得る。
【００１４】
しかし、封入電気泳動ディスプレイの電気光学特性は、さらに改善され得る。代表的には、電気泳動ディスプレイは、黒色および白色の極端な光学状態を有するように設計される；次いで、カラーは、上記電気泳動媒体に隣接してカラーフィルタを提供することによって生成され得る。多くの先行技術の二重粒子ディスプレイは、白色顔料としてチタニアおよび黒色顔料としてカーボンブラックを使用した。しかし、前述の米国特許第７，００２，７２８号において議論されるように、カーボンブラックは、電気泳動ディスプレイにおいて多くの問題を生じ、この特許は、カーボンブラックを亜クロム酸銅で置換し、好ましくは、ポリマーシェル、および必要に応じて、上記亜クロム酸銅コアと上記ポリマーシェルとの間のシリカ層を有することを教示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記黒色顔料として二重粒子電気泳動ディスプレイにおいて亜クロム酸銅を使用することは、カーボンブラック顔料と関連した問題の多くを解決する。しかし、電気泳動ディスプレイにおいて使用するための顔料に関する要件は、増え続けている；特に、ディスプレイの暗い状態の非常に低い反射率を達成することは、カラーフィルタアレイを使用してカラー電気泳動ディスプレイにおいて良好な彩度を確保するために重要であり、さらに、亜クロム酸銅顔料によって提供される暗い状態がこの目的のために理想的ほどではないことが見いだされた。よって、亜クロム酸銅によって提供されるものより暗い状態を提供し得る黒色顔料が必要であり、本発明は、このような黒色顔料を提供しようとしている。本発明によって提供される特定の顔料は、クロムがないというさらなる利点を有し、よって、亜クロム酸銅を含む媒体中で夾雑物として存在し得る六価クロムを排除している。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
よって、一局面において、本発明は、流体中に配置され、上記流体に電場を印加した際に上記流体の中を移動し得る少なくとも１種の荷電した粒子を含む電気泳動媒体を提供する。本発明によれば、上記少なくとも１種の荷電した粒子は、少なくとも７ｍ２／ｇの表面積を有する黒色無機顔料を含む。
【００１７】
本発明において使用するための好ましい黒色無機顔料は、少なくとも１０ｍ２／ｇ、および望ましくは、少なくとも１５ｍ２／ｇの表面積を有するものである。以下の実施例において実証されるように、経験的に、平均顔料粒度と暗い状態の性能との間に強い相関が存在し、表面積が増大するとともに上記ディスプレイの暗い状態の反射率が着実に低下することが見いだされた。よって、当然ながら、非常に小さな顔料粒子を扱う場合に遭遇し得る取り扱いおよび安全性の問題を考慮して、可能な限り高い表面積を有する顔料を使用することが望ましい。好ましい黒色顔料は、金属酸化物（例えば、磁鉄鉱、（Ｆｅ３Ｏ４）、および混合金属酸化物（鉄、クロム、ニッケル、マンガン、銅、コバルト、およびおそらく他の金属のうちの２種以上を含む））である。適切な顔料については、例えば、「Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｉｇｍｅｎｔｓ」，Ｇｕｎｔｅｒ  ＢｕｘｄａｕｍおよびＧｅｒｈａｒｄ  Ｐｆａｆｆ（編者），Ｗｉｌｅｙ−ＶＳＨ，２００５を参照のこと。良好な結果を与えることが見いだされた２種の具体的顔料は、銅鉄マンガン酸化物スピネル（Ｓｈｅｐｈｅｒｄ  Ｂｌａｃｋ  ４４４としてＳｈｅｐｈｅｒｄ  Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，Ｏｈｉｏから入手可能）および銅クロムマンガン酸化物スピネル（Ｂｌａｃｋ  ２０Ｃ９２０として同じ会社から入手可能）である。前者の材料は、平均粒度約０．５μｍ、比重５．３および表面積２２ｍ２／ｇを有することが上記製造業者によって示されている一方で、後者の材料は、平均粒度約１．０μｍ、比重５．１および表面積１１ｍ２／ｇを有することが示されている。一般に、本発明の顔料粒子は、平均直径０．１〜２μｍを有し得る；上記粒子の平均粒度がこの範囲を超える場合、粉砕もしくは他の従来の技術が、上記粒度を低下させるために使用され得る。上記顔料粒子は、シリカでコーティングされ得るか、そして／または上記顔料粒子にポリマーが化学的に結合され得るかもしくは上記顔料粒子の周りにポリマーが架橋され得る。上記ポリマーが、上記粒子に化学的に結合することが一般に好ましい。上記ポリマーは、上記顔料粒子の１〜１５重量％、好ましくは２〜８重量％を構成し得る。上記ポリマーは、荷電したもしくは荷電可能な基（例えば、アミノ基）を含み得る。上記ポリマーはまた、主鎖および上記主鎖から拡がった複数の側鎖を含み得る。上記側鎖の各々は、少なくとも４個の炭素原子を含む。上記ポリマーは、アクリレートもしくはメタクリレートから形成され得る。顔料粒子上にポリマーコーティングを形成する方法に関するさらなる詳細については、例えば、米国特許第６，８２２，７８２号；同第７，４１１，７２０号；および７，２３０，７５０号を参照のこと。
【００１８】
本発明の電気泳動媒体は、前述のタイプのうちのいずれかであり得るが、好ましくは、本発明の顔料粒子のものとは異なる少なくとも１つの光学特徴を有する少なくとも１種の第２の粒子を含み、第２の粒子はまた、本発明の顔料粒子のものとは異なる電気泳動易動度を有する。上記２セットの粒子は、反対の極性の電荷を有し得る。上記第２の粒子は、実質的に白色であり、この目的に好ましい白色顔料は、チタニアである。本発明の電気泳動媒体において、上記懸濁流体は、液体であってもよいし、ガス状であってもよく、液体の場合、炭化水素、もしくは炭化水素と塩素化炭化水素の混合物を含み得る。
【００１９】
本発明の電気泳動媒体は、封入タイプであり得、カプセル壁を含み、上記カプセル壁の内部に、上記流体および上記少なくとも１種の粒子が保持される。このような封入媒体は、複数のカプセル（各々は、カプセル壁および上記懸濁流体およびそこに保持される少なくとも１種の粒子を含む）を含み得、上記媒体は、上記カプセルを取り囲むポリマー結合剤をさらに含む。
【００２０】
本発明は、本発明の電気泳動媒体および上記電気泳動媒体に電場を印加するために上記電気泳動媒体に隣接して配置された少なくとも１つの電極を含む電気泳動ディスプレイに及ぶ。このような電気泳動ディスプレイにおいて、上記電気泳動媒体は、複数のカプセルを含み得る。あるいは、上記電気泳動媒体は、ポリマー分散型であり得、上記流体を含む複数の液滴および上記液滴を取り囲むポリマー材料の連続相を含み得る。上記電気泳動ディスプレイはまた、マイクロセルタイプであり得、その中に形成された複数の密封空洞を有する基材を含み、上記流体と上記粒子は、上記密封空洞内に保持される。
【００２１】
別の局面において、本発明は、少なくとも７ｍ２／ｇの表面積を有する黒色無機顔料（上記粒子に化学的に結合されたかもしくは上記粒子の周りで架橋されたポリマーを有する）を提供する。好ましくは、上記ポリマーは、上記粒子に化学的に結合される。上記ポリマーは、上記粒子のうちの１〜３０重量％、好ましくは４〜２５重量％を構成し得る。上記ポリマーは、荷電した基もしくは荷電可能な基（例えば、アミノ基）を含み得る。上記ポリマーは、主鎖および上記主鎖から拡がった複数の側鎖を含み得る。上記側鎖の各々は、少なくとも４個の炭素原子を含む。上記ポリマーは、アクリレートもしくはメタクリレートから形成され得る。
【００２２】
本発明のディスプレイは、先行技術の電気光学ディスプレイが使用された任意の適用において使用され得る。従って、例えば、本発明のディスプレイは、電子書籍リーダー、携帯式コンピューター、タブレット型コンピューター、携帯電話、スマートカード、標識、携帯用時計、棚札およびフラッシュドライブにおいて使用され得る。
【００２３】
別の局面において、本発明は、ポリマーコーティングされた顔料粒子を生成するためのプロセスを提供する；このプロセスは、
（ａ）少なくとも７ｍ２／ｇの表面積を有する黒色顔料粒子と、上記粒子と反応し得かつ上記粒子に結合し得る官能基を有し、重合可能な基もしくは重合開始基も有する試薬とを反応させて、それによって、上記官能基を、上記粒子表面と反応させ、上記重合可能な基をこれに結合させる、工程；および
（ｂ）上記工程（ａ）の生成物と、少なくとも１種のモノマーもしくはオリゴマーとを、上記粒子上の上記重合可能な基もしくは重合開始基と、上記少なくとも１種のモノマーもしくはオリゴマーとの間の反応を引き起こすに有効な条件下で反応させ、それによって、上記粒子に結合したポリマーの形成を引き起こす工程、
を包含する。
【００２４】
このプロセスにおいて、上記顔料粒子は、工程（ａ）の前にシリカでコーティングされ得る。工程（ａ）において使用される試薬は、シランカップリング基（例えば、トリアルコキシシランカップリング基）を含み得る。上記試薬は、アミノ基をさらに含み得る。例えば、上記試薬は、Ｎ−［３−（トリメトキシシリル）プロピル］−Ｎ’−（４−ビニルベンジル）−エチレンジアミン塩を含み得る。上記モノマーもしくはオリゴマーは、少なくとも１種のアクリレートもしくはメタクリレート（例えば、ラウリルメタクリレート）を含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】添付の図面の図１および図２は、本発明の特定の実験的ディスプレイおよびコントロールディスプレイの暗い状態および明るい状態の反射率値をそれぞれ示す（以下の実施例３に記載される実験で得られる）。
【図２】添付の図面の図１および図２は、本発明の特定の実験的ディスプレイおよびコントロールディスプレイの暗い状態および明るい状態の反射率値をそれぞれ示す（以下の実施例３に記載される実験で得られる）。
【図３】図３は、以下の実施例４において記載される実験において得られた本発明の特定の実験的ディスプレイについての濃色顔料の単位重量あたりの表面積に対する暗い状態のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
上記に示されるように、本発明は、少なくとも７ｍ２／ｇの表面積を有する黒色無機顔料を含む荷電した粒子を使用する電気泳動媒体を提供する。この粒子は、望ましくは、ポリマーコーティングされている。このような黒色無機顔料粒子を使用する電気泳動媒体は、強い黒色の暗い状態を示し得、約１３〜約２２の範囲のＬ＊値を有することが見いだされた（ここでＬ＊は、通常のＣＩＥ定義を有し：
Ｌ＊＝１１６（Ｒ／Ｒ０）１／３−１６
ここでＲは、反射率であり、Ｒ０は、標準反射率値である）。これは、亜クロム酸銅ベースの電気泳動媒体から得られるＬ＊値より実質的に低い。本発明の電気泳動媒体の上記白色状態は、それら亜クロム酸銅ベースの媒体より僅かに明るさが低いのみであり、その結果、本発明の媒体は、より大きなダイナミックレンジ（Ｌ＊単位で表される、極端な暗い状態と白色状態との間の差異）を有する。さらに、シミュレーションから、暗い状態の改善は、カラーフィルタアレイベースのディスプレイにおいて彩度を最適化するために白色状態における改善より重要であることが示唆されるので、本発明の媒体は、このようなディスプレイにおいて優れた彩度を有し、より満足なカラー特徴を有すると予測される。
【００２７】
以下の実施例は、本発明のプロセスおよび電気泳動媒体において使用される好ましい試薬、条件および技術を示すために、例示に過ぎないが、ここで示される。
【実施例】
【００２８】
（実施例１：ポリマーコーティングされた無機顔料粒子の調製）
原材料顔料（Ｓｈｅｐｈｅｒｄ  Ｂｌａｃｋ  ４４４およびＳｈｅｐｈｅｒｄ  Ｂｌａｃｋ  ２０Ｃ９２０）を、水中で粉砕して、平均粒度を、前者の顔料については約０．３μｍにおよび後者については約０．５μｍに縮小した。次いで、上記粉砕した顔料を、前述の米国特許第６，８２２，７８２号の実施例２６と実質的に同じ手順を使用して、Ｎ−［３−（トリメトキシシリル）プロピル］−Ｎ’−（４−ビニルベンジル）エチレンジアミン二塩酸塩（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから得た）を使用して表面官能化した。達成した表面官能化の量を、熱重量分析によって概算した。熱重量分析から、Ｂｌａｃｋ  ４４４については、４〜１０％の揮発性（有機）物質およびＢｌａｃｋ  ２０Ｃ９２０については１．１〜１．３％の揮発性（有機）物質の存在が示された。
【００２９】
（実施例２：ポリマーコーティングされた無機顔料粒子を含む電気泳動媒体の調製）
実施例１において生成した２種の黒色顔料の標準溶液および電気泳動媒体内相の種々の他の成分の標準溶液を調製し、２５０ｍＬのプラスチックボトル中で混合して、以下のように内相を形成した：
【００３０】
【表１】
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温度４２．５℃を有する脱イオン水（２４０ｇ）中のゼラチン（１０ｇ）の溶液を、５００ｍＬジャケット付き反応器中に調製し、スターラーおよび滴下漏斗を備え付けた。激しい混合下で、上記のように調製した内相を、出口を上記ゼラチン溶液の表面より下にした添加漏斗を使用して、１分間かけて添加した。この添加が完了した直後に、攪拌速度を７５０ｒｐｍに上げて、所望のサイズ範囲の内相液滴を生成し、この攪拌のレベルを１時間にわたって維持した。この期間の最後に、温度４０℃を有する水（２５１．６ｇ）中のアカシアガム（１０ｇ）の溶液を、上記内相分散物に添加し、得られた混合物のｐＨを、１０重量％の酢酸を添加することによって、４．９に調整した。次いで、上記反応混合物の温度を、８℃へと段階的に低下させた；その温度が１０℃に達したら、グルタルアルデヒド（水中の５０％溶液を２．５ｇ）を添加した。上記反応混合物を２５℃へと加温し、この温度で一晩保持して、水性媒体中にマイクロカプセルの分散物を生成した。上記マイクロカプセルを沈降によって単離し、脱イオン水で洗浄し、４５μｍメッシュおよび２０μｍメッシュを有するシーブを使用して、ふるいにかけた。得られたカプセルの分析は、平均サイズ約４０μｍ、上記カプセル体積のうちの９７％より高くが、２０〜６０μｍの直径を有するカプセルにあることを示した。
【００３１】
（実施例３：カプセルの、実験的ディスプレイへの変換）
実施例２で調製したカプセルを、以下のように、ポリマー結合剤中のカプセルのスラリーへと変換した。上記カプセルを少なくとも１時間にわたって沈殿させ、全てではないが過剰な水のうちのいくらかを流して捨てた。上記カプセルを含むボトルを振盪して、水中に上記カプセルを再分散させ、上記分散物のｐＨを、水酸化アンモニウムで９．０〜９．５に調整した。上記ボトルを再び振盪して、上記カプセルを再分散させ、カプセル固体を、熱重量分析によって測定した。上記カプセルを遠心分離によって濃縮し、上清液体を流して捨てた。８：１  ｗ／ｗ  カプセル  対  結合剤比を生じるに十分なポリマー結合剤、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（上記スラリー質量のうちの０．２％）、Ｔｒｉｔｏｎ  Ｘ１００界面活性剤（上記スラリー質量のうちの０．０３％）および水を添加して、３３重量％のカプセル固体を含むスラリーを生成し、得られたスラリーを激しく振盪して、上記濃縮カプセルを上記容器の底から分散させた。次いで、上記スラリーを含むボトルをロールミルに入れ、最低１０時間にわたってロールした。
【００３２】
次いで、得られたスラリーを、４ミル（１０１μｍ）コーティングギャップを使用して、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）／インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）フィルムのＩＴＯコーティング表面上にバーコーティングし、上記コーティングしたフィルムを、６０℃で約２分間にわたってコンベヤオーブン中で乾燥させて、約１８μｍ厚のカプセル（電気光学）層を生成した。別個に、１８０ｐｐｍのテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートをドープした米国特許第７，０１２，７３５号に記載されるタイプの注文のポリウレタン積層接着剤を、剥離シート上に約２５μｍの厚みでコーティングし、得られた剥離シート／積層接着剤サブアセンブリを、ホットロールラミネーターを使用して、上記ＰＥＴ／ＩＴＯ／カプセル層サブアセンブリに、積層接着剤を上記カプセル層と接触させた状態で積層した。次いで、得られたフロントプレーン積層体（前述の米国特許第６，９８２，１７８号を参照のこと）を２インチ（５１ｍｍ）平方に切断し、上記剥離シートを除去し、上記積層接着剤を、可撓性ポリマーシート上のグラファイト電極を含む２インチ（５１ｍｍ）平方バックプレーンにホットロール積層した。適切な電気伝導体を、上記グラファイト電極およびＩＴＯ電極に付着させて、実験的単一ピクセルディスプレイを生成した。
【００３３】
そのように調製した上記実験的ディスプレイの電気光学特性を、１５Ｖ、２４０ミリ秒駆動パルスを使用して試験した。各ディスプレイを、最初に、その暗い状態と白色状態との間で反復してスイッチを切り替え、次いで、最後に、その暗い状態および白色状態のうちの一方に、単一の１５Ｖ、２４０ミリ秒駆動パルスを使用して駆動した。次いで、上記ディスプレイを、２分間にわたって駆動パルスを印加せずに同じ状態に保持し（この２分間の休止期間は、いくつかの電気泳動ディスプレイにおいて出現する特定の短期間の変化の影響を除去するように作用する）、次いで、その反射率を測定し、Ｌ＊単位に変換した。上記暗い状態の結果を、添付の図面の図１に示し、白色状態の結果を図２に示す。両方の場合において、亜クロム酸銅から同じ様式で調製した黒色顔料を使用するコントロールディスプレイの結果を、比較のために提供する。
【００３４】
図１および図２から、本発明の２種の顔料は、先行技術の亜クロム酸銅顔料より実質的に暗い状態を生じた一方で、白色状態反射率において中程度の低下のみが欠点であったことがわかる。対照的に、本発明のディスプレイは、亜クロム酸銅ベースの顔料（８：１）のものより実質的に大きなコントラスト比（Ｂｌａｃｋ  ２０Ｃ９２０ベースの顔料については１４：１およびＢｌａｃｋ  ４４４ベースの顔料については２０：１）を有した。上記Ｂｌａｃｋ  ４４４ベースの顔料はまた、クロム非含有顔料を提供するという利点を有した。
【００３５】
（実施例４：実験的ディスプレイの暗い状態と、顔料粒度との相関関係）
単位重量あたりの表面積測定値の広い範囲を有する一連の黒色顔料を、Ｓｈｅｐｈｅｒｄ  Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏｍｐａｎｙから得、それらの単位重量あたりの表面積を、従来のＢＥＴ（窒素ガス吸収）技術によって測定した。次いで、上記黒色顔料を、実施例１〜３と同じ方法で実験的単一ピクセルディスプレイへと処方し、上記ディスプレイの暗い状態を、実施例３と同じ方法で測定した。図３は、単位重量あたりの表面積に対する暗い状態のグラフである（図３における横座標値は、平方メートル／ｇである）。図３における最も左側の実験点は、亜クロム酸銅粒子であり、次の２セットは、異なる表面積を有するＢｌａｃｋ  ２０Ｃ９２０顔料のサンプルであり、残りのセットは全て、異なる表面積を有するＢｌａｃｋ  ４４４のサンプルである。図３に提供される線形回帰線から、増大した表面積と改善された暗い状態（すなわち、より低いＬ＊値）との間には、非常に強い相関関係があり、この相関関係は、これら実験において使用された上記金属酸化物顔料については少なくとも、上記顔料の正確な化学的性質とは主には無関係であるようである。
本発明の好ましい実施形態によれば、例えば、以下が提供される。
（項１）
電気泳動媒体であって、流体中に配置されかつ該流体に電場を印加した際に該流体を介して移動し得る少なくとも１種の荷電した粒子を含み、該少なくとも１種の荷電した流体は、少なくとも７ｍ２／ｇの表面積を有する黒色無機顔料を含む、電気泳動媒体。
（項２）
前記黒色無機顔料は、少なくとも１０ｍ２／ｇの表面積を有する、上記項１に記載の電気泳動媒体。
（項３）
前記黒色無機顔料は、少なくとも１５ｍ２／ｇの表面積を有する、上記項２に記載の電気泳動媒体。
（項４）
前記黒色無機顔料は、磁鉄鉱、または鉄、クロム、ニッケル、マンガン、銅およびコバルトのうちの２種以上を含む混合金属酸化物を含む、上記項１に記載の電気泳動媒体。
（項５）
前記黒色無機顔料は、銅鉄マンガン酸化物スピネルもしくは銅クロムマンガン酸化物スピネルを含む、上記項４に記載の電気泳動媒体。
（項６）
前記黒色無機顔料は、該顔料粒子に化学的に結合されているかもしくは該顔料粒子の周りで架橋されているポリマーを有する、上記項１に記載の電気泳動媒体。
（項７）
前記ポリマーは、前記顔料粒子の１〜１５重量％を構成する、上記項６に記載の電気泳動媒体。
（項８）
前記黒色無機顔料粒子のものとは異なる少なくとも１つの光学的特徴を有する少なくとも１種の第２の粒子をさらに含み、該第２の粒子はまた、該黒色無機顔料粒子のものとは異なる電気泳動的易動度を有する、上記項１に記載の電気泳動媒体。
（項９）
前記２セットの粒子は、反対の極性の電荷を有する、上記項８に記載の電気泳動媒体。
（項１０）
カプセル壁を含み、該カプセル壁内に前記流体および前記黒色無機顔料粒子が保持される、上記項１に記載の電気泳動媒体。
（項１１）
前記カプセルを囲むポリマー結合剤をさらに含む、上記項１０に記載の電気泳動媒体。
（項１２）
電気泳動ディスプレイであって、該ディスプレイは、上記項１に記載の電気泳動媒体、および該電気泳動媒体に電場を印加するために該電気泳動媒体に隣接して配置された少なくとも１つの電極を含む、電気泳動ディスプレイ。
（項１３）
上記項１２に記載のディスプレイを含む、電子書籍リーダー、携帯式コンピューター、タブレット型コンピューター、携帯電話、スマートカード、標識、携帯用時計、棚札もしくはフラッシュドライブ。
（項１４）
ポリマーコーティングした顔料粒子を生成するためのプロセスであって、該プロセスは、（ａ）少なくとも約７ｍ２／ｇの表面積を有する黒色無機顔料粒子と、該粒子と反応し得かつ該粒子に結合し得る官能基を有し、重合可能な基もしくは重合を開始する基をも有する試薬とを反応させ、それによって、該官能基を該粒子の表面と反応させて該重合可能な基を該粒子の表面に結合させる、工程；ならびに
（ｂ）工程（ａ）の生成物と、少なくとも１種のモノマーもしくはオリゴマーとを、該粒子上の該重合可能な基もしくは重合を開始する基と該少なくとも１種のモノマーもしくはオリゴマーとの間で反応を引き起こすに有効な条件下で反応させ、それによって、該粒子に結合したポリマーの形成を引き起こす工程、
を包含する、プロセス。
（項１５）
前記工程（ａ）において使用される試薬は、シランカップリング基を含む、上記項１４に記載のプロセス。
（項１６）
前記試薬は、アミノ基をさらに含む、上記項１５に記載のプロセス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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