(57)【要約】【課題】エレクトロウェッティングディスプレイ用着色成分として使用することができるエレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子を提供する。【解決手段】本発明に係るエレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子２１は、カーボン粒子２２と、カーボン粒子２２の表面上に配置されており、かつ粒子表面を構成している表面部２３とを備える。エレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子２１では、粒子表面が、構成原子が炭素原子と水素原子とのみである化合物により形成されているか、又は、粒子表面が、構成原子の合計１００質量％中の炭素原子と水素原子と酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計が９５質量％以上であり、かつ炭素原子の質量の酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計の質量に対する比が５以上である化合物により形成されている。【選択図】図１
2014148591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボン粒子と、前記カーボン粒子の表面上に配置されており、かつ粒子表面を構成している表面部とを備え、
粒子表面が、構成原子が炭素原子と水素原子とのみである化合物により形成されているか、又は、
粒子表面が、構成原子の合計１００質量％中の炭素原子と水素原子と酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計が９５質量％以上であり、かつ炭素原子の質量の酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計の質量に対する比が５以上である化合物により形成されている、エレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子。
【請求項２】
前記カーボン粒子を表面処理することで、粒子表面が、構成原子が炭素原子と水素原子とのみである化合物により形成されるか、又は、粒子表面が、構成原子の合計１００質量％中の炭素原子と水素原子と酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計が９５質量％以上であり、かつ炭素原子の質量の酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計の質量に対する比が５以上である化合物により形成されるように、前記カーボン粒子の表面上に粒子表面を構成している表面部を配置することで得られる、請求項１に記載のエレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のエレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子と、疎水性溶媒とを含む、エレクトロウェッティングディスプレイ用インク。
【請求項４】
対向している第１，第２の基板と、
前記第１，第２の基板間において前記第１の基板側に配置された第１の液体と、
前記第１，第２の基板間において前記第２の基板側に配置されたエレクトロウェッティングディスプレイ用インクとを備え、
前記エレクトロウェッティングディスプレイ用インクが、請求項１又は２に記載のエレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子と、疎水性溶媒とを含む、エレクトロウェッティングディスプレイ。
【請求項５】
カーボン粒子を表面処理することで、前記カーボン粒子の表面上に粒子表面を構成している表面部を配置して、
粒子表面が、構成原子が炭素原子と水素原子とのみである化合物により形成されているか、又は、粒子表面が、構成原子の合計１００質量％中の炭素原子と水素原子と酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計が９５質量％以上であり、かつ炭素原子の質量の酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計の質量に対する比が５以上である化合物により形成されているエレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子を得る工程を備える、エレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のエレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子の製造方法により得られるエレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子と、疎水性溶媒とを含む、エレクトロウェッティングディスプレイ用インク。
【請求項７】
対向している第１，第２の基板と、
前記第１，第２の基板間において前記第１の基板側に配置された第１の液体と、
前記第１，第２の基板間において前記第２の基板側に配置されたエレクトロウェッティングディスプレイ用インクとを備え、
前記エレクトロウェッティングディスプレイ用インクが、請求項５に記載のエレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子の製造方法により得られるエレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子と、疎水性溶媒とを含む、エレクトロウェッティングディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロウェッティングディスプレイに用いられるカーボン改質粒子及びカーボン改質粒子の製造方法に関する。また、本発明は、上記カーボン改質粒子を用いたエレクトロウェッティングディスプレイ用インク及びエレクトロウェッティングディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロウェッティング効果を利用したエレクトロウェッティングディスプレイ（以下、ＥＷＤと記載することがある）が注目されている。ＥＷＤは、対向している２つの基板間に、親水性液体と疎水性液体とを備える。上記疎水性液体は一般に、着色成分を含む。また、一方の基板は、表面に電極層と、電極層の表面に形成された疎水性中間層（絶縁層）とを備えている。ＥＷＤでは、疎水性中間層を介して親水性液体と電極層との間に電圧を印加すると親水性液体が疎水性中間層に引き寄せられ、親水性液体と疎水性液体との間の界面形状が変化する。この結果、疎水性液体（オイル層）が移動して、透明部分などが露出することで、画像が表示される。
【０００３】
上記疎水性液体の一例として、下記の特許文献１には、染料とオイルとを含む組成物が開示されている。該組成物は、着色成分として上記染料を含む。上記染料の具体例としては、Ｓｕｄａｎ  Ｒｅｄ  ５００、Ｓｕｄａｎ  Ｂｌｕｅ  ６７３、及びＳｕｄａｎ  Ｙｅｌｌｏｗ  １７２（ＢＡＳＦ社製）が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００５／０９８５２４Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の染料とオイルとを含む組成物を、ＥＷＤ用インクとして用いると、着色成分による隠蔽性能が低いことがある。
【０００６】
また、従来、着色成分として、顔料が用いられることもある。しかしながら、従来のＥＷＤに用いられている顔料では、ＥＷＤ用インク中での分散性が低いという問題がある。顔料が沈降したＥＷＤ用インクを用いてＥＷＤを作製すると、顔料における隠蔽性能が低下して、鮮明な画像が得られなかったり、画像むらが生じたりする。
【０００７】
また、カーボン顔料の黒色度は高い。このため、仮にカーボン顔料をＥＷＤ用着色成分として用いた場合には、隠蔽性を高めることができる可能性がある。しかしながら、カーボン顔料は一般に、高い導電性を有する。このため、カーボン顔料はそのままで、ＥＷＤ用着色成分として用いることはできない。仮にカーボン顔料をＥＷＤ用着色成分として用いた場合には、カーボン顔料が高い導電性を有するために、ＥＷＤにおける表示品質を良好にすることができない。すなわち、従来、カーボン顔料は、ＥＷＤ用着色成分としては不適切であると考えられており、ＥＷＤ用着色成分として用いられていない。
【０００８】
本発明の主な目的は、エレクトロウェッティングディスプレイ用着色成分として使用することができるエレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子及びエレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子の製造方法を提供することである。
【０００９】
本発明の限定的な目的は、エレクトロウェッティングディスプレイ用インク中での分散性を高めることができるエレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子及びエレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子の製造方法を提供することである。
【００１０】
また、本発明の目的は、上記エレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子を用いたエレクトロウェッティングディスプレイ用インク及びエレクトロウェッティングディスプレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の広い局面によれば、カーボン粒子と、前記カーボン粒子の表面上に配置されており、かつ粒子表面を構成している表面部とを備え、粒子表面が、構成原子が炭素原子と水素原子とのみである化合物により形成されているか、又は、粒子表面が、構成原子の合計１００質量％中の炭素原子と水素原子と酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計が９５質量％以上であり、かつ炭素原子の質量の酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計の質量に対する比が５以上である化合物により形成されている、ＥＷＤ用カーボン改質粒子が提供される。
【００１２】
本発明に係るＥＷＤ用カーボン改質粒子のある特定の局面では、該ＥＷＤ用カーボン改質粒子は、前記カーボン粒子を表面処理することで、粒子表面が、構成原子が炭素原子と水素原子とのみである化合物により形成されるか、又は、粒子表面が、構成原子の合計１００質量％中の炭素原子と水素原子と酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計が９５質量％以上であり、かつ炭素原子の質量の酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計の質量に対する比が５以上である化合物により形成されるように、前記カーボン粒子の表面上に粒子表面を構成している表面部を配置することで得られる。
【００１３】
本発明の広い局面によれば、カーボン粒子を表面処理することで、前記カーボン粒子の表面上に粒子表面を構成している表面部を配置して、粒子表面が、構成原子が炭素原子と水素原子とのみである化合物により形成されているか、又は、粒子表面が、構成原子の合計１００質量％中の炭素原子と水素原子と酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計が９５質量％以上であり、かつ炭素原子の質量の酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計の質量に対する比が５以上である化合物により形成されているＥＷＤ用カーボン改質粒子を得る工程を備える、ＥＷＤ用カーボン改質粒子の製造方法が提供される。
【００１４】
本発明の広い局面によれば、上述したＥＷＤ用カーボン改質粒子と、疎水性溶媒とを含む、ＥＷＤ用インクが提供される。
【００１５】
本発明の広い局面によれば、対向している第１，第２の基板と、前記第１，第２の基板間において前記第１の基板側に配置された第１の液体と、前記第１，第２の基板間において前記第２の基板側に配置されたＥＷＤ用インクとを備え、前記ＥＷＤ用インクが、上述したＥＷＤ用カーボン改質粒子と、疎水性溶媒とを含む、ＥＷＤが提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るエレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子は、カーボン粒子と、上記カーボン粒子の表面上に配置されており、かつ粒子表面を構成している表面部とを備えており、粒子表面が、構成原子が炭素原子と水素原子とのみである化合物により形成されているか、又は、粒子表面が、構成原子の合計１００質量％中の炭素原子と水素原子と酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計が９５質量％以上であり、かつ炭素原子の質量の酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計の質量に対する比が５以上である化合物により形成されているので、カーボン改質粒子の導電性が低くなり、カーボン改質粒子をエレクトロウェッティングディスプレイに使用可能になる。本発明に係るエレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子を用いることで、エレクトロウェッティングディスプレイの表示品質を良好にすることができる。
【００１７】
本発明に係るエレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子の製造方法は、カーボン粒子を表面処理することで、粒子表面が、構成原子が炭素原子と水素原子とのみである化合物により形成されるか、又は、粒子表面が、構成原子の合計１００質量％中の炭素原子と水素原子と酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計が９５質量％以上であり、かつ炭素原子の質量の酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計の質量に対する比が５以上である化合物により形成されるように、上記カーボン粒子の表面上に粒子表面を構成している表面部を配置することにより、エレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子を得る工程を備えるので、カーボン改質粒子の導電性が低くなり、カーボン改質粒子をエレクトロウェッティングディスプレイに使用可能になる。本発明に係るエレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子を用いることで、エレクトロウェッティングディスプレイの表示品質を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るエレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係るエレクトロウェッティングディスプレイ用カーボン改質粒子を用いたエレクトロウェッティングディスプレイを模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、図２に示すエレクトロウェッティングディスプレイの動作概念を説明するための模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の詳細を説明する。
【００２０】
（ＥＷＤ用カーボン改質粒子）
図１に、本発明の一実施形態に係るエレクトロウェッティングディスプレイ（ＥＷＤ）用カーボン改質粒子を模式的に断面図で示す。
【００２１】
図１に示すＥＷＤ用カーボン改質粒子２１は、カーボン粒子２２と、カーボン粒子２２の表面上に配置されており、かつ粒子表面を構成している表面部２３とを備える。表面部２３は、表面層であることが好ましい。
【００２２】
ＥＷＤ用カーボン改質粒子２１では、粒子表面が、構成原子が炭素原子と水素原子とのみである第１の化合物により形成されているか、又は、粒子表面が、構成原子の合計１００質量％中の炭素原子と水素原子と酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計が９５質量％以上であり、かつ炭素原子の質量の酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計の質量に対する比が５以上である第２の化合物により形成されている。言い換えれば、ＥＷＤ用カーボン改質粒子２１は、構成原子が炭素原子と水素原子とのみである第１の化合物により形成されている粒子表面を有するか、又は構成原子の合計１００質量％中の炭素原子と水素原子と酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計が９５質量％以上であり、かつ炭素原子の質量の酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計の質量に対する比が５以上である第２の化合物により形成されている粒子表面を有する。上記構成原子の合計１００質量％は、上記第１，第２の化合物を構成している原子の合計の１００質量％である。上記第２の化合物の構成原子の合計１００質量％中の炭素原子と水素原子と酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計が９５質量％以上である。上記第２の化合物において、炭素原子の質量の酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計の質量に対する比が５以上である。
【００２３】
本発明に係るＥＷＤ用カーボン改質粒子は、上述した特定の原子構成を有する化合物により形成された粒子表面を有するので、カーボン粒子自体が高い導電性を有していても、カーボン改質粒子の導電性を低くすることができる。このため、従来、ＥＷＤに用いることができなかったカーボン粒子を、カーボン改質粒子の形態で、ＥＷＤに用いることが可能になる。本発明に係るＥＷＤ用カーボン改質粒子を用いることで、ＥＷＤの表示品質を良好にすることができる。
【００２４】
また、カーボン粒子又はカーボン改質粒子が、特定の上記粒子表面を有さない場合には、粒子の疎水性溶媒中での分散性が低くなる。
【００２５】
これに対して、本発明に係るＥＷＤ用カーボン改質粒子では、特定の上記粒子表面が形成されているので、粒子表面の疎水性を十分に高めることができる。従って、本発明に係るＥＷＤ用カーボン改質粒子をＥＷＤ用インクに用いることで、ＥＷＤ用インク中でのＥＷＤ用カーボン改質粒子の分散性を高めることができる。なお、上記第２の化合物における炭素原子の質量の酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計の質量に対する比（質量（Ｃ）／（質量（Ｏ）＋質量（Ｎ）＋質量（Ｓ））が大きいほど、ＥＷＤ用カーボン改質粒子の表面の疎水性が高くなる。
【００２６】
また、本発明に係るＥＷＤ用カーボン改質粒子では、カーボン粒子を用いているので、ＥＷＤ用インクの黒色度をかなり高めることができ、かなり高い隠蔽性が発揮される。
【００２７】
上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子では、粒子表面が、上記第１の化合物により形成されていることが好ましく、上記第２の化合物により形成されていることも好ましい。
【００２８】
また、本発明に係るＥＷＤ用カーボン改質粒子では、ＥＷＤ用インク中における界面活性剤の添加量が少量であっても、更にＥＷＤ用インク中に界面活性剤を添加しなくても、ＥＷＤ用カーボン改質粒子の分散性を高めることができる。ＥＷＤ用インクにおいて界面活性剤を用いなかったり、界面活性剤の添加量を少なくしたりすることで、ＥＷＤ用インクのＥＷＤ駆動応答性がより一層良好になる。
【００２９】
なお、本発明に係るＥＷＤ用カーボン改質粒子の粒子表面の全領域が、上記原子構成を有する化合物により形成された粒子表面でなくてもよい。上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子の粒子表面の全表面積のうち上記原子構成を有する化合物により形成された粒子表面の表面積は、好ましくは５０％以上、より好ましくは８０％以上、更に好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上、最も好ましくは９９％以上である。上記原子構成を有する化合物により形成された粒子表面部分が大きいほど、ＥＷＤ用カーボン改質粒子の表面の疎水性が高くなり、ＥＷＤ用カーボン改質粒子の疎水性溶媒中での分散性が高くなる。
【００３０】
粒子表面を上述した原子構成とすることが容易であることから、上記カーボン改質粒子は、粒子表面が、構成原子が炭素原子と水素原子とのみである化合物により形成されるか、又は、粒子表面が、構成原子の合計１００質量％中の炭素原子と水素原子と酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計が９５質量％以上であり、かつ炭素原子の質量の酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計の質量に対する比が５以上である化合物により形成されるように、上記カーボン粒子を表面処理することで、上記カーボン粒子の表面上に粒子表面を構成している表面部を配置することで得られることが好ましい。すなわち、上記カーボン改質粒子は、得られるカーボン改質粒子の粒子表面が特定の上記原子構成を有するように、上記カーボン粒子を表面処理することで、上記カーボン粒子の表面上に粒子表面を構成している表面部を配置することで得られることが好ましい。
【００３１】
粒子表面を上述した原子構成とすることが容易であることから、上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子は、コアと、上記コアの表面を被覆しているシェルとを有することが好ましい。上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子は、コアシェル粒子であることが好ましい。上記コアが上記カーボン粒子であることが好ましい。上記シェルが上記表面部であることが好ましい。
【００３２】
上記コアの表面の全領域が上記シェルにより被覆されていなくてもよい。上記コアの表面の全表面積のうち上記シェルにより被覆されている表面積は、好ましくは５０％以上、より好ましくは８０％以上、更に好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上、最も好ましくは９９％以上である。上記シェルにより被覆されている部分が大きいほど、上記シェルに由来して、ＥＷＤ用カーボン改質粒子の表面の疎水性が高くなる。さらに、上記シェルにより被覆されている部分が大きいほど、ＥＷＤ用カーボン改質粒子の分散性がより一層高くなる。
【００３３】
上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子の平均粒子径は、好ましくは２０ｎｍ以上、より好ましくは５０ｎｍ以上、好ましくは３００ｎｍ以下、より好ましくは２５０ｎｍ以下である。上記平均粒子径が上記下限以上及び上記上限以下であると、カーボン改質粒子による隠蔽性がより一層高くなり、インク中でのカーボン改質粒子の分散安定性がより一層高くなり、かつインク中でのカーボン改質粒子の流動性がより一層高くなる。
【００３４】
上記平均粒子径は、動的光散乱粒度分布計を用いて測定される体積基準での粒度分布において、積算値５０％における粒径を意味する。
【００３５】
上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子の比重は、好ましくは３以下、より好ましくは２以下である。上記比重が上記上限以下であると、インク中でのカーボン改質粒子の分散安定性がより一層高くなる。
【００３６】
ＥＷＤ用カーボン改質粒子を用いたＥＷＤの表示品質をより一層高める観点からは、上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子は、球状であることが好ましい。球状であるＥＷＤ用カーボン改質粒子の平均アスペクト比は１．５以下である。上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子の平均アスペクト比は１．５以下であることが好ましい。上記アスペクト比は、長径の短径に対する比（長径／短径）である。上記平均アスペクト比が上記上限以下であると、カーボン改質粒子による光の散乱が等方的になりやすく、より一層良好な表示画像が得られる。
【００３７】
以下、上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子を得る際に用いられる各成分を説明する。
【００３８】
［カーボン粒子］
上記カーボン粒子は、一般に黒色であり、黒色粒子である。上記カーボン粒子を構成するカーボン材料としては、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレン、グラフェン及びグラファイト等が挙げられる。上記カーボン材料は、カーボンブラックであることが好ましい。上記カーボンブラックとしては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック、サーマルブラック及びファーネスブラック等が挙げられる。
【００３９】
［表面形成材］
上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子は、上記カーボン粒子と表面形成材とを用いて得られることが好ましい。上記表面形成材の使用により、粒子表面を上述した原子構成とすることが容易である。上記表面形成材は１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００４０】
ＥＷＤ用カーボン改質粒子の分散性を効果的に高める観点からは、上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子の粒子表面は、上記表面形成材により形成されていることが好ましく、上記表面部が、上記表面形成材により形成されていることが好ましい。上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子の粒子表面の化合物は、上記表面形成材に由来する化合物であることが好ましく、上記表面部を構成している化合物は、上記表面形成材に由来する化合物であることが好ましい。ＥＷＤ用カーボン改質粒子の分散性を効果的に高める観点からは、上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子は、上記カーボン粒子と、上記カーボン粒子の表面を被覆している上記表面形成材に由来するシェルとを有することが好ましい。上記シェルが上記表面部であることが好ましい。
【００４１】
上記表面形成材の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン等の長鎖状炭化水素、炭素数１２〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートの重合体、ジエン化合物の重合体及びその水添物、イソブテン・イソプレン共重合体、スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・イソプレン共重合体、ブタジエン・アクリロニトリル共重合体、炭素数１２〜１８のアルキル基を有するアルキルビニルエーテルの重合体、α−オレフィンとアルキルビニルエーテルとの共重合体、及びα−オレフィンとジエン化合物との共重合体等が挙げられる。上記ジエン化合物としては、イソプレン及びブタジエン等が挙げられる。これら以外の表面形成材を用いてもよい。
【００４２】
ＥＷＤ用カーボン改質粒子の分散性をより一層高める観点からは、上記表面形成材では、構成原子が炭素原子と水素原子とのみであるか、又は、構成原子の合計１００質量％中の炭素原子と水素原子と酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計が９５質量％以上であり、かつ炭素原子の質量の酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計の質量に対する比が５以上であることが好ましい。上記表面形成材が、炭素原子と水素原子と酸素原子と窒素原子と硫黄原子とを含む場合には、上記表面形成材における炭素原子の質量の酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計の質量に対する比は５以上であることが好ましい。
【００４３】
ＥＷＤ用カーボン改質粒子の分散性をより一層高める観点からは、上記表面形成材は、スチレン、イソプレン、イソブチレン及びブタジエンからなる群より選択された少なくとも１種の重合成分の重合体もしくは該重合体の水添物、又は、炭素数１２〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートの重合体であることが好ましい。上記表面形成材は、スチレン、イソプレン、イソブチレン及びブタジエンからなる群より選択された少なくとも１種の重合成分の重合体であることが好ましく、上記重合体の水添物であることも好ましく、また、炭素数１２〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートの重合体であることも好ましい。上記スチレン、イソプレン、イソブチレン及びブタジエンからなる群より選択された少なくとも１種の重合成分の重合体の構成原子が炭素原子と水素原子とのみであることが好ましい。上記重合体の水添物の構成原子が、炭素原子と水素原子とのみであることが好ましい。上記炭素数１２〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートの重合体の構成原子の合計１００質量％中の炭素原子と水素原子と酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計が９５質量％以上であることが好ましい。上記炭素数１２〜１８のアルキル基を有するアルキル（メタ）アクリレートの重合体における炭素原子の質量の酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計の質量に対する比は５以上であることが好ましい。
【００４４】
ＥＷＤ用カーボン改質粒子の分散性を効果的に高める観点からは、上記表面形成材は、有機高分子である表面形成材であることが好ましい。該有機高分子である表面形成材の重量平均分子量は好ましくは１０，０００以上、好ましくは１，０００，０００以下である。ＥＷＤ用カーボン改質粒子の粒子表面を形成している上記有機高分子である表面形成材の重量平均分子量は上記下限以上及び上記上限以下であることが好ましい。
【００４５】
上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定されたポリスチレン換算での重量平均分子量を示す。ＧＰＣ測定に用いるカラムとしては、昭和電工社製「Ｓｈｏｄｅｘ  ＬＦ−８０４」等が挙げられる。
【００４６】
上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子の粒子表面を上記表面形成材により容易に形成する観点からは、上記表面形成材は、後述する疎水性溶媒に可溶であることが好ましい。
【００４７】
上記カーボン粒子の表面上に上記表面部を形成する際、及び上記カーボン粒子を表面処理する際に、上記表面形成材の使用量は特に限定されない。上記表面形成材の使用量を例示すると、上記カーボン粒子１００質量部に対して、上記表面形成材の使用量は、好ましくは０．０５質量部以上、より好ましくは０．１質量部以上、更に好ましくは０．５質量部以上、好ましくは５００質量部以下、より好ましくは１００質量部以下である。
【００４８】
［疎水性溶媒］
上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子は、疎水性溶媒中で、上記カーボン粒子の表面上に上記表面部を配置することにより得られることが好ましい。上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子は、疎水性溶媒中で、上記カーボン粒子を表面処理することにより得られることが好ましい。
【００４９】
上記疎水性溶媒は水と相溶しない。水と相溶するか否かは、水１００ｍＬと溶媒１００ｍＬとを常温（２３℃）で混合したときに、疎水性溶媒と水とが分離しているか否かで判断可能である。上記疎水性溶媒は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００５０】
水と相溶しないことから、上記疎水性溶媒のＳＰ値は９以下であることが好ましい。疎水性の高い疎水性溶媒の使用により、分散性により一層優れたＥＷＤ用カーボン改質粒子が得られ、更にインク中でのカーボン改質粒子の分散性がより一層高くなる。
【００５１】
上記ＳＰ値（溶解度パラメータ）は、Ｆｅｄｏｒｓ法（Ｒ．Ｆ．Ｆｅｄｏｒｓ，Ｐｏｌｙｍ．Ｅｎｇ．Ｓｃｉ．，１４，１４７（１９７４））を用いて算出可能である。
【００５２】
上記疎水性溶媒の具体例としては、オクタン（ＳＰ値７．５）、ノナン（ＳＰ値７．５）、デカン（ＳＰ値７．６）、ウンデカン（ＳＰ値７．６）、ドデカン（ＳＰ値７．７）、トルエン（ＳＰ値８．８）及びキシレン（ＳＰ値８．８）等が挙げられる。これら以外の疎水性溶媒を用いてもよい。
【００５３】
上記カーボン粒子の表面上に上記表面部を形成する際、及び上記カーボン粒子を表面処理する際に、上記カーボン粒子と上記疎水性溶媒との使用量は特に限定されない。上記カーボン粒子と上記疎水性溶媒との使用量を例示すると、上記カーボン粒子と上記疎水性溶媒との合計１００質量％中、上記カーボン粒子の使用量は好ましくは０．０５質量％以上、より好ましくは０．５質量％以上、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下である。
【００５４】
［他の成分］
上記カーボン粒子の表面上に上記表面部を形成する際、及び上記カーボン粒子を表面処理する際に、酸・塩基調整剤及び界面活性剤を用いてもよい。
【００５５】
上記界面活性剤の具体例としては、ジ（２−エチルヘキシル）スルホコハク酸ナトリウム、及びアルキルベンゼンスルホン酸塩等が挙げられる。
【００５６】
［ＥＷＤ用カーボン改質粒子の製造方法］
本発明に係るＥＷＤ用カーボン改質粒子の製造方法は、上記カーボン粒子材料を表面処理することで、上記カーボン改質粒子の表面上に粒子表面を構成している表面部を配置して、粒子表面が、構成原子が炭素原子と水素原子とのみである化合物により形成されているか、又は、粒子表面が、構成原子の合計１００質量％中の炭素原子と水素原子と酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計が９５質量％以上であり、かつ炭素原子の質量の酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計の質量に対する比が５以上である化合物により形成されているＥＷＤ用カーボン改質粒子を得る工程を備える。
【００５７】
分散性により一層優れたＥＷＤ用カーボン改質粒子を効率的に得る観点からは、上記カーボン粒子と上記疎水性溶媒とを用いて、ＥＷＤ用カーボン改質粒子を得ることが好ましく、上記カーボン粒子と疎水性溶媒と上記表面形成材とを用いて、ＥＷＤ用カーボン改質粒子を得ることがより好ましい。
【００５８】
ＥＷＤ用カーボン改質粒子を形成する際に、上記表面形成材を用いてもよい。コア（カーボン粒子）を用意した後、一段階又は多段階で、コアの表面を上記表面形成材などにより被覆してもよい。被覆方法としては、コアの表面に表面形成材を吸着させるコーティング法、コアの表面に表面形成材を化学的に結合させるグラフト反応法及びコアの表面から表面形成材を形成するモノマーを重合させるグラフト重合法等が挙げられる。
【００５９】
（エレクトロウェッティング用インク）
本発明に係るＥＷＤ用インクは、上述したＥＷＤ用カーボン改質粒子と、疎水性溶媒とを含む。上記疎水性溶媒は１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００６０】
上記ＥＷＤ用インクで使用可能な上記疎水性溶媒としては、上記カーボン粒子の表面上に上記表面部を形成する際、及び上記カーボン粒子を表面処理する際に、使用可能な上述した疎水性溶媒と同様の溶媒が挙げられる。上記疎水性溶媒を用いて上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子を得た後、上記疎水性溶媒から上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子を取り出して、上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子を上記疎水性溶媒に分散させて、上記ＥＷＤ用インクを得ることが好ましい。
【００６１】
上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子の分散性をより一層高めるために、上記ＥＷＤ用インクは、界面活性剤を含んでいてもよい。但し、ＥＷＤ用インクのＥＷＤ駆動応答性をより一層良好にする観点からは、上記界面活性剤の含有量は少ないほどよい。従って、上記ＥＷＤ用インクは、界面活性剤を含まないか又は含み、かつインク１００質量％中の界面活性剤の含有量が５質量％以下であることが好ましい。
【００６２】
上記ＥＷＤ用インクで使用可能な上記界面活性剤としては、上記カーボン粒子の表面上に上記表面部を形成する際、及び上記カーボン粒子を表面処理する際に、使用可能な上述した界面活性剤、並びに上記重合性化合物を重合させる際に使用可能な上述した界面活性剤と同様の界面活性剤が挙げられる。
【００６３】
上記インク１００質量％中、上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子の含有量は、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは３０質量％以下である。上記ＥＷＤ用カーボン改質粒子の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、カーボン改質粒子による隠蔽性がより一層高くなり、インク中でのカーボン改質粒子の流動性がより一層高くなるため、ＥＷＤの表示品質がより一層高くなる。
【００６４】
上記インク１００質量％中、上記疎水性溶媒の含有量は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、好ましくは９５質量％以下、より好ましくは９０質量％以下である。上記疎水性溶媒の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、カーボン改質粒子による隠蔽性がより一層高くなり、インク中でのカーボン改質粒子の流動性がより一層高くなるため、ＥＷＤの表示品質がより一層高くなる。
【００６５】
上記ＥＷＤ用インクには、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線防止剤、有機分散剤及び界面活性剤等を添加してもよい。
【００６６】
（エレクトロウェッティングディスプレイ）
本発明に係るＥＷＤは、対向している第１，第２の基板と、上記第１，第２の基板間において上記第１の基板側に配置された第１の液体と、上記第１，第２の基板間において上記第２の基板側に配置されたＥＷＤ用インク（第２の液体）とを備える。本発明に係るＥＷＤでは、上記ＥＷＤ用インクが、上述したＥＷＤ用カーボン改質粒子と、疎水性溶媒とを含む。
【００６７】
図２に、本発明の一実施形態に係るＥＷＤ用カーボン改質粒子を用いたＥＷＤを模式的に断面図で示す。図３は、ＥＷＤの動作概念を説明するための模式的な断面図である。なお、図３では、説明に不要な部分の構成については図示を簡略化している。
【００６８】
図２に示すＥＷＤ１は、第１の基板１１と、第２の基板１２とを有する。第１，第２の基板１１，１２は、第１の液体１３を介して対向するように配置されている。第１の液体１３は、第１，第２の基板１１，１２の外周に沿って設けられたシール材１７で区画される領域（セル）内に配置されている。
【００６９】
第１，第２の基板１１，１２間において、第１の基板１１側に第１の液体１３が配置されている。第１，第２の基板１１，１２間において、第２の基板１２側にＥＷＤ用インク１４が配置されている。
【００７０】
第１の液体１３は、親水性液体である。第１の液体１３は、ＥＷＤ用インク１４よりも親水性が高い。第１の液体１３は、高表面エネルギー液体である。高表面エネルギー液体とは、ＥＷＤ用インク１４に対して、相対的に表面エネルギーが高い状態を有する液体である。ＥＷＤ用インク１４は、第１の液体１３よりも疎水性が高い。ＥＷＤ用インク１４は、低表面エネルギー液体である。低表面エネルギー液体とは、第１の液体１３に対して、相対的に表面エネルギーが低い状態を有する液体である。
【００７１】
第１の液体１３及び上記親水性液体のＳＰ値が１４以上であることが好ましい。ＥＷＤ用インク１４に含まれる疎水性溶媒のＳＰ値が９以下であることが好ましい。
【００７２】
第１の基板１１は、基材１１Ａと、コモン電極１１Ｂとを有する。第２の基板１２は、基材１２Ａと、ＴＦＴ１２Ｂと、配線部１２Ｃと、平坦化膜１２Ｄと、画素電極１２Ｅと、コモン電極１２Ｆと、絶縁膜１２Ｇとを有する。
【００７３】
基材１１Ａ，基材１２Ａとしては、例えば、ガラス、樹脂成型体及びフィルム等の表示材のパネル基板として通常使用される基材が用いられる。
【００７４】
コモン電極１１Ｂは透明電極であることが好ましい。コモン電極１１Ｂを構成する材料として、例えばＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム）が用いられる。
【００７５】
第２の基板１２において、セル側の内表面を構成する絶縁膜１２Ｇの表面は、例えばフッ素樹脂の塗布及び熱処理などの公知の方法により、撥水化処理されている。
【００７６】
絶縁膜１２Ｇ上には、画素壁１５が形成されている。画素壁１５は格子状に形成されており、第２の基板１２上において複数の画素Ｇを区画している。１つの画素Ｇが１つのエレクトロウェテッィング（ＥＷ）素子１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃに対応している。
【００７７】
画素電極１２Ｅ及びコモン電極１２Ｆは、平坦化膜１２Ｄ上に形成されており、コンタクトホール１２Ｄａを介してＴＦＴ１２Ｂ及び配線部１２Ｃに接続されている。また、画素電極１２Ｅ及びコモン電極１２Ｆは、各画素Ｇ内に一対ずつ配置されている。画素壁１５で区画された領域内には、ＥＷＤ用インク１４が格納されている。画素壁１５は、第１の液体１３となじみの良い表面を有する。
【００７８】
画素電極１２Ｅ及びコモン電極１２Ｆを構成する電極材料として、ＩＴＯやＡｌ等が用いられる。電極材料としてＩＴＯを用いた場合、ＥＷＤ１は、第２の基板１２の背面側に光源（図示せず）を備えた透過型のディスプレイとなる。また、電極材料としてＡｌを用いた場合、ＥＷＤ１は、外光を電極表面で反射する反射型のディスプレイとなる。
【００７９】
このようなＥＷＤ１において、図３に示すように、画素電極１２Ｅに所定の電圧ＥＶ（例えば３０Ｖ）を印加すると、画素電極１２Ｅと第１の液体１３とを電極とし、絶縁膜１２Ｇを誘電体とするキャパシタが形成される。この結果、絶縁膜１２Ｇの分極により第１の液体１３の高表面エネルギー基が静電作用で引きつけられる。この結果、画素電極１２Ｅ上のＥＷＤ用インク１４がコモン電極１２Ｆ上に押しのけられ、形状が変化する。
【００８０】
このように電圧を印加することにより、画素Ｇ内のＥＷＤ用インク１４を選択的にコモン電極１２Ｆ上に移動させることができる。
【００８１】
なお、図２に示すＥＷＤは一例にすぎず、ＥＷＤの構造等には適宜変形され得る。
【００８２】
以下、実施例及び比較例を挙げることにより、本発明を具体的に説明する。本発明は、以下の実施例に限定されない。
【００８３】
（実施例１）
カーボン粒子（電気化学工業社製「デンカブラック」、平均粒子径３５ｎｍ）を用意した。
【００８４】
トルエン２００質量部にポリスチレン・ポリイソプレン共重合体（表面形成材）５質量部を溶かした溶液にカーボンブラック５質量部を加え、超音波ホモジナイザーを用いて処理を行った。処理の過程で、ウンデカン２００質量部を徐々に加えていき、さらに処理を行った。処理後、減圧除去によりトルエンを除き、超音波処理を行った後、溶液を１日静置して、上澄みの液を回収し、さらに遠心分離、ウンデカンを用いた洗浄を行うことで、上記表面形成材に由来する表面部（シェル）を形成して、ＥＷＤ用カーボン改質粒子（平均粒子径２１０ｎｍ）を得た。
【００８５】
得られたＥＷＤ用カーボン改質粒子２質量部を、ウンデカン１８質量部に分散させ、ＥＷＤ用インクを得た。
【００８６】
なお、実施例１で用いたポリスチレン・ポリイソプレン共重合体（日本ゼオン社製）の重量平均分子量は１６０，０００である。
【００８７】
（実施例２）
表面形成材の種類を下記の表１に示すように変更したこと以外は実施例１と同様にして、ＥＷＤ用カーボン改質粒子（平均粒子径１５０ｎｍ）及びＥＷＤ用インクを得た。
【００８８】
なお、実施例２で用いたポリメタクリル酸ドデシル（自社合成品）の重量平均分子量は５０，０００である。
【００８９】
（比較例１）
実施例１で用意したカーボン粒子を改質せずに、ＥＷＤ用カーボン粒子としてそのまま用いた。このＥＷＤ用カーボン粒子２質量部を、疎水性溶媒であるウンデカン１８質量部に添加し、撹拌して、ＥＷＤ用インクを得た。
【００９０】
（比較例２）
表面形成材の種類を下記の表１に示すように変更したこと以外は実施例１と同様にして、ＥＷＤ用カーボン改質粒子及びＥＷＤ用インクを得た。
【００９１】
なお、比較例２で用いたポリメタクリル酸メチル（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製）の分子量は、１５，０００である。
【００９２】
（評価）
（１）粒子表面の化合物の原子構成
得られたＥＷＤ用カーボン改質粒子の粒子表面の原子構造は下記の方法により測定した。
【００９３】
［炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子の元素分析］
得られたＥＷＤ用カーボン改質粒子を真空オーブンで２４時間乾燥させた。その後、ジェイ・サイエンス・ラボ社製のマイクロコーダーＪＭ１０により、各原子の定量を行った。
【００９４】
また、炭素原子の質量（含有量（Ｃ））の、酸素原子の質量（含有量（Ｏ））と窒素原子の質量（含有量（Ｎ））と硫黄原子の質量（含有量（Ｓ））との合計の質量に対する比は、下記式により算出される。
【００９５】
比＝含有量（Ｃ）／（含有量（Ｏ）＋含有量（Ｎ）＋含有量（Ｓ））
【００９６】
粒子表面の化合物の原子構成を下記の基準で判定した。
【００９７】
［粒子表面の化合物の原子構成の判定基準］
Ａ：粒子表面が、構成原子が炭素原子と水素原子とのみである第１の化合物により形成されている
Ｂ：粒子表面が、構成原子の合計１００質量％中の炭素原子と水素原子と酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計が９５質量％以上であり、かつ炭素原子の質量の酸素原子と窒素原子と硫黄原子との合計の質量に対する比が５以上である第２の化合物により形成されている
Ｃ：Ａ及びＢの双方の判定基準に相当しない
【００９８】
（２）分散性１
作製直後のＥＷＤ用インクを、内径１ｃｍの管状容器に高さ１０ｃｍとなるように入れて、２４時間放置した。放置後のＥＷＤ用インクを観察して、分散性１を下記の基準で判定した。
【００９９】
［分散性１の判定基準］
○：透明な上澄みが発生していない
×：ＥＷＤ用カーボン改質粒子又はＥＷＤ用カーボン粒子が沈降して、透明な上澄みが発生している
【０１００】
（３）分散性２
作製直後のＥＷＤ用インク５ｇと水５ｇとを２０ｍＬサンプル瓶に入れ、撹拌した後、放置した。放置後のＥＷＤ用インクを観察して、分散性２を下記の基準で判定した。
【０１０１】
［分散性２の判定基準］
○○：７２時間放置しても、疎水性溶媒と水との界面で、ＥＷＤ用カーボン改質粒子又はＥＷＤ用カーボン粒子は凝集していない
○：２４時間放置しても、疎水性溶媒と水との界面で、ＥＷＤ用カーボン改質粒子又はＥＷＤ用カーボン粒子は凝集していないものの、７２時間放置すると、疎水性溶媒と水との界面で、ＥＷＤ用カーボン改質粒子又はＥＷＤ用カーボン粒子は凝集している
×：２４時間放置すると、疎水性溶媒と水との界面で、ＥＷＤ用カーボン改質粒子又はＥＷＤ用カーボン粒子は凝集している
【０１０２】
結果を下記の表１に示す。なお、実施例１，２で得られたＥＷＤ用カーボン改質粒子は、粒子表面の全領域に表面形成材に由来するシェルを有するコアシェル粒子であった。また、実施例１，２で得られたＥＷＤ用カーボン改質粒子の比重はいずれも、２以下であった。また、実施例１，２で得られたＥＷＤ用カーボン改質粒子の平均アスペクト比はいずれも、１．５以下であった。
【０１０３】
【表１】
2014148591.tif 000003
【０１０４】
なお、実施例１，２のカーボン改質粒子では、カーボン粒子の表面上に特定の樹脂によって表面部を形成しているので、カーボン粒子単体の場合と比べて、導電性が低くなる。
【０１０５】
なお、第１，第２の基板間に、第１の液体（親水性液体、高表面エネルギー液体）と、実施例１，２及び比較例１で得られた各ＥＷＤ用インクとを配置して、図２に示すＥＷＤを得た。実施例１，２で得られた各ＥＷＤ用インクを用いたＥＷＤでは、十分な隠蔽性が得られ、駆動時に良好な表示画像が得られることを確認した。これに対して、比較例１で得られたＥＷＤ用インクでは、カーボン粒子の導電性が高いために、駆動時に良好な表示画像が得られなかった。
【０１０６】
また、実施例１，２のカーボン改質粒子では、カーボン粒子の表面上に特定の樹脂によって表面部を形成しているので、カーボン粒子単体の場合と比べて、疎水性溶媒中での分散性が高くなる。これに対して、比較例１，２では、特定の樹脂によって表面部を形成していないので、疎水性溶媒中での分散性が低くなる。このため、ＥＷＤ駆動時に良好な表示画像が得られなかった。
【符号の説明】
【０１０７】
１…エレクトロウェッティングディスプレイ（ＥＷＤ）
１１…第１の基板
１２…第２の基板
１３…第１の液体
１４…エレクトロウェッティングディスプレイ（ＥＷＤ）用インク
１５…画素壁
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ…エレクトロウェッティング（ＥＷ）素子
１７…シール材
２１…エレクトロウェッティングディスプレイ（ＥＷＤ）用カーボン改質粒子
２２…カーボン粒子
２３…表面部
【図１】
2014148591.tif 000004
【図２】
2014148591.tif 000005
【図３】
2014148591.tif 000006