(57)【要約】【課題】  顔料は一般的に分散性が悪く、ポリマーを溶解した溶液中に顔料を分散させて、ベーキング、粉砕工程を経て得た電気泳動粒子は、ポリマー中で顔料が凝集し、不均一化するので、粒子の着色度は非常に悪いといった課題があった。【解決手段】  本発明の電気泳動粒子は、ポリマーをグラフト化した顔料を重合性モノマーに均一分散した組成物を重合することによって、顔料がポリマー微粒子内に均一に分散されている。また、顔料にグラフト化したポリマーと重合性モノマーが共重合することによって、顔料が粒子内に固定化されている。更に、該粒子表面には粒子同士の凝集を防止するシェル層が形成されている。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー微粒子内に顔料が分散された電気泳動粒子において、
前記ポリマー微粒子が、顔料にグラフト化した第１のポリマー部分と、該第１のポリマー部分に共重合した第２のポリマー部分とを有し、該第１のポリマー部分となるポリマーがグラフト化した顔料を、前記第２のポリマー部分とを形成するための重合性モノマー中に分散させた状態で該重合性モノマーを重合することで得られたものである
ことを特徴とする電気泳動粒子。
【請求項２】
前記顔料にグラフト化したポリマーは前記重合性モノマーに対して親和性を有する請求項１に記載の電気泳動粒子。
【請求項３】
前記顔料にグラフト化したポリマーは、メチン基及びメチレン基の少なくとも一方を含む請求項１に記載の電気泳動粒子。
【請求項４】
前記電気泳動粒子の表面がシェル層を更に有する請求項１に記載の電気泳動粒子。
【請求項５】
前記シェル層が電気泳動粒子分散媒と親和性を有するポリマーである請求項１に記載の電気泳動粒子。
【請求項６】
ポリマー微粒子内に顔料が分散された電気泳動粒子の製造方法であって、
ポリマーをグラフト化した顔料、重合開始剤及び重合性モノマーを含み、該ポリマーをグラフト化した顔料が分散している組成物を懸濁媒体中に懸濁させた状態として、前記重合性モノマーを重合させることによって、
前記顔料にグラフト化したポリマーからなる第１のポリマー部分と、該第１のポリマー部分に共重合した前記重合性モノマーから得られる第２のポリマー部分とを有するポリマー微粒子に前記顔料が分散した電気泳動粒子を得る工程
を有することを特徴とする電気泳動粒子の製造方法。
【請求項７】
前記電気泳動粒子の表面にシェル層を更に形成する工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の電気泳動粒子の製造方法。
【請求項８】
前記重合開始剤が有機過酸化物である請求項６に記載の電気泳動粒子の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至５のいずれかに記載の電気泳動粒子と電気泳動粒子分散媒を含有することを特徴とする電気泳動粒子分散液。
【請求項１０】
電気泳動粒子と電気泳動粒子分散媒を含有する電気泳動粒子分散液を貯留する容器と、該容器の少なくとも一部に設けられた表示部と、該表示部への前記電気泳動粒子の移動を表示情報に応じて生じさせるための電圧印加手段と、を有し、前記表示部における前記電気泳動粒子の有無により表示を行なう電気泳動表示素子において、
前記電気泳動粒子分散液が、請求項９に記載の電気泳動粒子分散液であることを特徴とする電気泳動表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動粒子及びその製造方法、電気泳動粒子を含有する電気泳動粒子分散液を用いた電気泳動表示素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の発達に伴い、低消費電力且つ薄型の表示素子のニーズが増しており、これらのニーズに合わせた表示素子の研究開発が盛んに行われている。中でも液晶表示素子は、液晶分子の配列を電気的に制御して液晶の光学的特性を変化させることができ、上記のニーズに対応できる表示素子として活発な開発が行われ、商品化されている。しかしながら、これらの液晶表示素子では、画面を見る時の角度や反射光によって画面上の文字が見え難いという問題、あるいは、光源のちらつきや低輝度などから生じる視覚への負担が十分に解決されていない。この為、視覚への負担の少ない表示素子の研究が盛んに検討されている。
【０００３】
そのような表示素子の１つとして、Ｅｖａｎｓ等によって発明された電気泳動表示素子が知られている（特許文献１参照）。この電気泳動表示素子は、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板を備えており、各基板には電極がそれぞれ形成されている。また基板間隙には、正に帯電されると共に着色された多数の電気泳動粒子、及び電気泳動粒子とは別の色で着色された分散媒が充填されている。更に、隔壁が該間隙を基板の面方向に沿って多数の画素に分割するように配置され、電気泳動粒子の偏在を防止すると共に基板間隙を規定するように構成されている。
【０００４】
このような電気泳動表示素子において、観察者側の電極に正極性の電圧を印加すると共に反対側の電極に負極性の電圧を印加すると、正に帯電されている電気泳動粒子は反対側の電極を覆うように集まり、観察者から表示素子を眺めると、分散媒と同じ色の表示が行われる。一方、観察者側の電極に負極性の電圧を印加すると共に反対側の電極に正極性の電圧を印加すると、電気泳動粒子は観察者側の電極を覆うように集まり、観察者から表示素子を眺めると、電気泳動粒子と同じ色の表示が行われる。このような駆動を画素単位で行うことにより、多数の画素によって任意の画像や文字が表示される。
【０００５】
従来の電気泳動表示素子に使用される電気泳動粒子の製造方法として、揮発性の高い有機溶媒にポリマーを溶解した溶液中に顔料を混合した後、ベーキング、粉砕等の工程を経て、顔料をポリマーで被覆する方法が開示されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】米国特許第３６１２７５８号明細書
【特許文献２】特公昭６１−２５１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
顔料は一般的に分散性が悪く、従来のような電気泳動粒子の製造方法では、顔料を、ポリマーを溶解した溶液中に均一分散させることは極めて困難である。その結果、このような方法で製造した電気泳動粒子は、ポリマー中で顔料が凝集し、不均一化するので、粒子の着色度が低くなる場合があるという課題があった。また、電気泳動粒子の表面に顔料が露出している場合には、電気泳動粒子同士が凝集するといった課題があった。
【０００７】
本発明は、着色度と分散性に優れた電気泳動粒子、及びその製造方法、また、このような電気泳動粒子を用いることによって優れた電気泳動表示素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、このような課題を解決する為に種々検討した結果、従来のような電気泳動粒子より着色度や分散性に優れた電気泳動粒子を見出し、本発明を為すに至ったものである。
【０００９】
即ち、本発明の電気泳動粒子は、ポリマー微粒子内に顔料が分散された電気泳動粒子において、前記ポリマー微粒子が、顔料にグラフト化した第１のポリマー部分と、該第１のポリマー部分に共重合した第２のポリマー部分とを有し、該第１のポリマー部分となるポリマーがグラフト化した顔料を、前記第２のポリマー部分とを形成するための重合性モノマー中に分散させた状態で該重合性モノマーを重合することで得られたものである
ことを特徴とする電気泳動粒子である。
【００１０】
本発明の電気泳動粒子の製造方法は、ポリマー微粒子内に顔料が分散された電気泳動粒子の製造方法であって、ポリマーをグラフト化した顔料、重合開始剤及び重合性モノマーを含み、該ポリマーをグラフト化した顔料が分散している組成物を懸濁媒体中に懸濁させた状態として、前記重合性モノマーを重合させることによって、前記顔料にグラフト化したポリマーからなる第１のポリマー部分と、該第１のポリマー部分に共重合した前記重合性モノマーから得られる第２のポリマー部分とを有するポリマー微粒子に前記顔料が分散した電気泳動粒子を得る工程
を有することを特徴とする電気泳動粒子の製造方法である。
【００１１】
本発明の電気泳動粒子分散液は、上記の電気泳動粒子と電気泳動粒子分散媒を含有することを特徴とする電気泳動粒子分散液である。
【００１２】
本発明の電気泳動表示素子は、電気泳動粒子と電気泳動粒子分散媒を含有する電気泳動粒子分散液を貯留する容器と、該容器の少なくとも一部に設けられた表示部と、該表示部への前記電気泳動粒子の移動を表示情報に応じて生じさせるための電圧印加手段と、を有し、前記表示部における前記電気泳動粒子の有無により表示を行なう電気泳動表示素子において、前記電気泳動粒子分散液が、請求項９に記載の電気泳動粒子分散液であることを特徴とする電気泳動表示素子である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電気泳動粒子は、ポリマーをグラフト化した顔料を、重合開始剤及び重合性モノマーを含む組成物中に分散させ、更に、この顔料が分散した組成物を粒子状の状態として重合性モノマーを重合することによって得られるものであり、顔料がポリマーに被覆されているとともに、ポリマー微粒子内に均一に分散されている。また、顔料にグラフト化したポリマーと重合性モノマーが共重合することによって、顔料が粒子内に固定化されている。更に、電気泳動粒子の表面には電気泳動粒子同士の凝集を防止するシェル層が形成されていてもよい。以上のことから、本発明は、従来の電気泳動粒子よりも着色度や分散性に優れた電気泳動粒子、及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の一実施態様について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の一実施態様を示す断面図である。図１（ａ）の電気泳動表示素子において、第１電極１ｃを設けた第１基板１ａ、及び第２電極１ｄを設けた第２基板１ｂが、隔壁１ｇを介して所定の間隔で対向するように配置されている。第１基板１ａ、第２基板１ｂ、及び隔壁１ｇにより仕切られたセル（空間）に、少なくとも電気泳動粒子１ｅと電気泳動粒子分散媒１ｆからなる電気泳動粒子分散液が封入されている。また、各電極上には絶縁層１ｈが形成されている。すなわち、第１基板１ａ、第２基板１ｂ及び隔壁１ｇによって電気泳動粒子分散液を貯留する容器が形成されている。この電気泳動表示素子は、第２基板１ｂのある側が表示面である。
【００１５】
図１（ｂ）は、マイクロカプセルを用いた電気泳動表示素子を示す。前記電気泳動粒子分散液を内包したマイクロカプセル１ｉが第１基板１ａ上に配置され、第２基板１ｂで覆われている。マイクロカプセル１ｉを用いる場合、絶縁層１ｈはなくてもよい。
【００１６】
図１において、第１電極１ｃは個々のセル（又はマイクロカプセル）内の電気泳動粒子分散液に対して、各々独立して所望の電界を印加できる画素電極であり、第２電極１ｄは全面同一電位で印加する共通電極である。これらの電極によって電圧印加手段が構成されている。尚、この画素電極にはスイッチ素子が設けられており、不図示のマトリクス駆動回路から行ごとに選択信号が印加され、更に各列に制御信号と駆動トランジスタからの出力が印加されて、個々のセル（又はマイクロカプセル）内の電気泳動粒子分散液に対して所望の電界を印加することができる。個々のセル（又はマイクロカプセル）内の電気泳動粒子１ｅは、第１電極１ｃにより印加される電界によって制御され、各画素は電気泳動粒子の色（例えば白色）と分散媒の色（例えば青色）を表示する。このような駆動を画素単位で行うことにより、多数の画素によって任意の画像や文字を表示することができる。
【００１７】
（電気泳動表示素子の構成）
第１基板１ａは、電気泳動表示素子を支持する任意の絶縁部材であり、ガラスやプラスチックなどを用いることができる。第１電極１ｃには、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、酸化スズ、酸化インジウム、金、クロムなどの金属蒸着膜等を使用することができ、第１電極１ｃのパターン形成にはフォトリソグラフィー法を用いことができる。
第２基板１ｂは、透明なガラス基板やプラスチック基板等の絶縁部材を用いることができる。第２電極１ｄには、ＩＴＯや有機導電性膜などの透明電極を使用することができる。
絶縁層１ｈとしては、無色透明な絶縁性樹脂を使用することができる。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアルケン樹脂等を使用することができる。
【００１８】
隔壁１ｇの材料には、ポリマー樹脂を使用できる。隔壁形成にはどのような方法を用いても構わないが、例えば、感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィー法によって隔壁を形成する方法、又は予め作製した隔壁を基板に接着する方法、モールドによって隔壁を形成する方法等を用いることができる。
【００１９】
電気泳動粒子分散液をセル内に充填する方法は特に限定されないが、インクジェット方式のノズルを使用することができる。
【００２０】
（マイクロカプセル）
電気泳動粒子分散液を内包するマイクロカプセル１ｉは、界面重合法、ｉｎ ｓｉｔｕ 重合法、コアセルベーション法等の既知の方法で得ることができる。マイクロカプセル１ｉを形成する材料には光を十分に透過させる材料が好ましく、具体的には、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ゼラチン、又はこれらの共重合体等を挙げることができる。
【００２１】
また、マイクロカプセル１ｉを第１基板１ａ上に配置する方法は特に制限されないが、インクジェット方式のノズルを使用することができる。
【００２２】
尚、基板上に配置されたマイクロカプセル１ｉの位置ずれを防止する目的で、マイクロカプセル１ｉの隙間に光透過性の樹脂バインダーを含浸させて基板上に固定しても良い。光透過性の樹脂バインダーとして、水溶性のポリマーを挙げることができ、例えば、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等を用いることができる。
【００２３】
第１基板１ａと第２基板１ｂを封止する場合、マイクロカプセル１ｉの形状が、第１基板１ａに対して水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い形状をとるように、押圧下で基板間を封止することが好ましい。（図１（ｂ）参照）
（電気泳動粒子分散媒）
電気泳動粒子分散媒１ｆとしては、高絶縁性でしかも無色透明な液体を挙げることができる。例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ドデシルベンゼン等の芳香族炭化水素、ヘキサン、シクロヘキサン、ケロシン、ノルマルパラフィン、イソパラフィンなどの脂肪族炭化水素等を使用でき、これらを単独、又は２種以上を混合して用いてもよい。
【００２４】
（染料）
電気泳動粒子分散媒１ｆを着色するにはＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）等の色を有する油溶染料を用いることができる。これらの油溶染料として、アゾ染料、アントラキノン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、ペノリン染料、フタロシアニン染料、金属錯塩染料、ナフール染料、ベンゾキノン染料、シアニン染料、インジゴ染料、キノイミン染料等の油溶染料が好ましく、これらを組み合せて使用しても良い。
【００２５】
例えば、以下の油溶染料を挙げることができる。バリファーストイエロー（１１０１、１１０５、３１０８、４１２０）、オイルイエロー（１０５、１０７、１２９、３Ｇ、ＧＧＳ）、バリファーストレッド（１３０６、１３５５、２３０３、３３０４、３３０６、３３２０）、オイルピンク３１２、オイルスカーレット３０８、オイルバイオレット７３０、バリファーストブルー（１５０１、１６０３、１６０５、１６０７、２６０６、２６１０、３４０５、）、オイルブルー（２Ｎ、ＢＯＳ、６１３）、マクロレックスブルーＲＲ、スミプラストグリーンＧ、オイルグリーン（５０２、ＢＧ）等であり、油溶染料の濃度は、電気泳動粒子分散媒１ｆに対して、０．１〜３．５重量％が好ましい。
【００２６】
（電気泳動粒子）
本発明にかかる電気泳動粒子は、ポリマー層内に顔料が分散した構造を有し、このポリマー層が顔料にグラフト化した第１のポリマーと、この第１のポリマーに共重合した第２のポリマーとを含むものである。この電気泳動粒子は後述する懸濁重合法により形成されることで、ポリマー層中に顔料が均一に分散し、かつポリマー層表面に顔料が露出していない構造を有することができる。更に、本発明の電気泳動粒子は、このポリマー層の外側に電気泳動粒子同士の凝集を防止するシェル層を有していてもよく、シェル層は電気泳動粒子分散媒と親和性の高いポリマーであることが好ましい。このシェル層を有する場合には上記のポリマー層からなる部分がコアとなる。
【００２７】
上記構成の本発明にかかる電気泳動粒子は、ポリマーをグラフト化した顔料を、重合開始剤及び重合性モノマーを含む相中に分散させ、さらにこの相を粒子状として懸濁媒体中に懸濁させた状態で重合性モノマーを重合させることにより得ることができる。この懸濁重合を行なう懸濁媒体としては、懸濁安定剤を含有する水系の懸濁媒体中を好ましく用いることができ、ポリマー微粒子内に顔料が均一に分散され、顔料にグラフト化したポリマーと重合性モノマーが共重合した電気泳動粒子を得ることができる。更に、この電気泳動粒子をコアとして、その外表面にシェル層を形成してコア・シェル構造を有する電気泳動粒子を得ることができる。
【００２８】
以下、コア・シェル構造の電気泳動粒子の製造の一例について説明する。
【００２９】
（コアの形成）
電気泳動粒子１ｅのコアは、ポリマーをグラフト化した顔料、コア用重合開始剤及びコア用重合性モノマーを含むコア用組成物を、懸濁安定剤を含有する水系の懸濁媒体中で懸濁重合することによって、ポリマー微粒子内に顔料が均一に分散され、顔料にグラフト化したポリマーと重合性モノマーが共重合したコアを形成することができる。この場合、顔料にグラフト化したポリマーが先に述べた第１のポリマー部分となり、重合性モノマーが重合して先に述べた第２のポリマー部分となる。
【００３０】
より具体的には、ポリマーをグラフト化した顔料を、コア用重合開始剤及びコア用重合性モノマーを含むコア用組成物中に分散装置で均一に分散させる。コア用重合性モノマーを含む組成物中に、グラフト化した顔料を分散させる装置として、ホモジナイザー、ホモミキサー、バイオミキサー等のせん断型分散装置、ボールミル、アトライター、サンドミル等のメディア型分散装置、超音波分散装置等を使用することができる。
【００３１】
顔料が分散しているコア用組成物を、懸濁媒体中に投入し、分散装置を用いて、目的とする粒径サイズに近い粒径まで造粒させる。コア用組成物を懸濁媒体中に懸濁化させる装置として、ホモジナイザー、ホモミキサー、ラインミキサー等の分散装置を使用することができる。懸濁媒体としては、コア用組成物を懸濁できるものであればよく、コア用組成物が水に懸濁するものであれば、懸濁安定剤を含有する水系の懸濁媒体を好ましく用いることができる。
【００３２】
この懸濁液を不活性ガス下において、重合性モノマーを重合させる。不活性ガスには、窒素ガスやアルゴンガス等を使用することができる。重合温度は、使用するコア用重合開始剤の種類によって異なるが、約５０から９０℃の範囲が好ましい。重合時間は、０．５から３０時間が好ましく、更に、２から１０時間が好ましい。
【００３３】
（懸濁安定剤）
懸濁安定剤としては、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛等のリン酸塩、ピロリン酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム、ピロリン酸アルミニウム、ピロリン酸亜鉛等のピロリン酸塩、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、コロイダルシリカ等の難水溶性無機化合物、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、デンプン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性ポリマーが挙げられる。懸濁安定剤は、コア用組成物に対して０．０１から３０重量％が好ましく、更に、０．１から２０重量％が好ましい。
【００３４】
（界面活性剤）
また、懸濁媒体中には、必要に応じてアニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤等の界面活性剤を添加してもよい。
【００３５】
アニオン性界面活性剤には、アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、脂肪酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩等が使用できる。
【００３６】
カチオン性界面活性剤には、アルキルアミン塩、４級アンモニウム塩等が使用できる。
ノニオン性界面活性剤には、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル等が使用できる。両性界面活性剤には、ラウリルジメチルアミンオキシドが使用できる。
【００３７】
界面活性剤は、顔料を分散したコア用組成物に対して０．０１から１０重量％が好ましく、更に、０．０５から５重量％が好ましい。
【００３８】
その他に、懸濁媒体中に、重合して得られた粒子の合一を防止する目的として、グリセリン、エチレングリコール等の増粘剤を必要に応じて添加してもよい。
【００３９】
（顔料）
顔料としては、有機顔料や無機顔料等を使用することができる。有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリノン顔料、イソインドリン顔料、ジオキサジン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、チオインジゴ顔料、キノフタロン顔料、アントラキノン顔料、ニトロ顔料、ニトロソ顔料を使用することができ、具体的には、キナクリドンレッド、レーキレッド、ブリリアントカーミン、ペリレンレッド、パーマネントレッド、トルイジンレッド、マダーレーキ等の赤色顔料、ダイアモンドグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、ピグメントグリーンＢ等の緑色顔料、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー等の青色顔料、ハンザイエロー、ファストイエロー、ジスアゾイエロー、イソインドリノンイエロー、キノフタロンイエロー等の黄色顔料、アニリンブラック、ダイアモンドブラック等の黒色顔料等が挙げられる。
【００４０】
無機顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化スズ、硫化亜鉛等などの白色顔料、カーボンブラック、マンガンフェライトブラック、コバルトフェライトブラック、チタンブラック等の黒色顔料、カドミウムレッド、赤色酸化鉄、モリブデンレッド等の赤色顔料、酸化クロム、ビリジアン、チタンコバルトグリーン、コバルトグリーン、ビクトリアグリーン等の緑色顔料、ウルトラマリンブルー、プルシアンブルー、コバルトブルー等の青色顔料、カドミウムイエロー、チタンイエロー、黄色酸化鉄、黄鉛、クロムイエロー、アンチモンイエロー等の黄色顔料を用いることができる。
【００４１】
顔料の平均粒径は、１０から５００ｎｍが好ましく、更に２０から２００ｎｍが好ましい。顔料の平均粒径が１０ｎｍ未満では、ハンドリングが極端に低下するので好ましくない。また、顔料の平均粒径が５００ｎｍを超えると、顔料の着色度が低下したり、電気泳動粒子の小粒径化に不適なので好ましくない。
【００４２】
（顔料のポリマーグラフト化）
顔料同士の凝集力は、顔料と他の媒体との親和性と比較した場合、極めて大きいことから、顔料をサブミクロンオーダーで媒体中に分散させることは困難である。しかしながら、顔料にポリマーをグラフト化した場合、顔料同士の凝集を阻害することができる。
【００４３】
顔料にポリマーをグラフト化するとは、顔料の一次粒子あるいは数個の一次粒子の凝集体に対して、ポリマーが不可逆的に結合していることを意味する。
【００４４】
グラフト化したポリマーが媒体と親和性が高い場合、ポリマーをグラフト化した顔料はサブミクロンオーダーで媒体中に分散させることができる。即ち、顔料表面がグラフト化したポリマーで被覆されていることによって、グラフト化したポリマーと親和性の高いコア用重合性モノマー及びその重合層中に顔料を均一分散でき、且つポリマー層表面に顔料が露出しない構造を有することができる。
【００４５】
顔料にポリマーをグラフト化する方法としては、従来公知の方法を使用することができる。例えば、重合性モノマーを顔料の存在下で重合させる方法、顔料表面に存在する官能基と反応する反応性基を持つポリマーとその顔料を反応させる方法、アゾ基やパーオキシド基等のラジカル発生基を顔料表面に導入し、重合性モノマーの存在下で顔料表面のラジカル発生基を分解してラジカルを発生させ、このラジカルを介して顔料表面に重合性モノマーを重合させる方法、アゾ基やパーオキシド基等のラジカル発生基を有するポリマーを顔料の存在下で熱分解し、生成したポリマーラジカルを顔料にラジカルトラップさせる方法等が挙げられる。
【００４６】
グラフトポリマー（グラフトに用いるポリマー）として、後に記述するコア用重合性モノマーと親和性の高いポリマーが望ましい。ここでいう親和性が高いとは、グラフトポリマーとコア用重合性モノマーが相分離することなく、相溶性に優れていることを意味する。例えば、コア用重合性モノマーがスチレン系モノマーである場合、グラフトポリマーとしてスチレン系ポリマーが好ましい。また、コア用重合性モノマーが（メタ）アクリル酸エステル系モノマーである場合、グラフトポリマーとして（メタ）アクリル酸エステル系ポリマーが好ましい。
【００４７】
また、グラフトに用いるポリマーとしては、メチン基及びメチレン基の少なくとも一方を含むものが好ましい。即ち、メチン基またはメチレン基のいずれかを含むグラフトポリマーは、後に記載するコア用重合開始剤の熱分解で生成した遊離ラジカルによって水素原子を引き抜かれ、グラフトポリマー上にラジカルが生成する。このグラフトポリマー上のラジカルとコア用重合性モノマーが共重合することによって、粒子内に顔料が固定化される。コア用重合開始剤によって水素原子が引き抜かれる際の容易さは、メチン基の水素原子（第三級水素）の方がメチレン基の水素原子（第二級水素）よりも容易であることから、グラフトポリマーにはメチン基を含むことがより好ましい。
【００４８】
グラフトポリマーとしては、以下に記載するモノマーを単独、又は２種以上を混合して用いてもよい。例えば、４−イソブチルスチレン、４−（２−メチルブチル）スチレン、４−イソアミルスチレン、４−（３−メチルペンチル）スチレン、４−（ｎ−プロピル）スチレン、４−（ｎ−ブチル）スチレン、４−（ｎ−ペンチル）スチレン、４−（ｎ−ヘキシル）スチレン等のスチレン系モノマー、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸１−メチルプロピル、（メタ）アクリル酸２−メチルプロピル、（メタ）アクリル酸１−エチルプロピル、（メタ）アクリル酸２−メチルブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ｎ−プロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｎ−ペンチル、（メタ）アクリル酸ｎ−ヘキシル等の（メタ）アクリル酸エステル系モノマー、イソプロピルビニルエーテル、１−メチルプロピルビニルエーテル、１−エチルプロピルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、２−メチルブチルビニルエーテル、２−エチルブチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル系モノマー、プロピルビニルケトン、ブチルビニルケトン、ペンチルビニルケトン、ヘキシルビニルケトン、イソブチルビニルケトン、２−メチルブチルビニルケトン等のビニルケトン系モノマーが挙げられる。顔料にグラフト化するポリマーの重量平均分子量は、特に限定されないが、１０００〜５０００００の範囲から選択することができる。また、顔料に対する顔料にグラフト化したポリマーの量は０．０１〜９０重量％の範囲から選択することができる。
【００４９】
ポリマーをグラフト化した顔料は、コア用重合性モノマーに対して、１から５０重量％が好ましい。
【００５０】
（コア用重合性モノマー）
コア用重合性モノマーとして、顔料を分散させることができ、かつ懸濁媒体中で懸濁粒子を形成可能であり、更に、顔料にグラフト化したポリマーと共重合できるものが利用される。中でも、顔料にグラフト化されたポリマーに対して親和性を有し、コア用組成物中で顔料にドラフトされたポリマーとの反応が良好に進行するものが好ましい。このようなコア用重合性モノマーとしては、各種のビニル系モノマー等を使用することができる。具体的には、スチレン、２−メチルスチレン、３−メチルスチレン、４−メチルスチレン、２−エチルスチレン、３−エチルスチレン、４−エチルスチレン、３−（ｎ−プロピル）スチレン、４−（ｎ−プロピル）スチレン、３−イソプロピルスチレン、４−イソプロピルスチレン、４−（ｎ−ブチル）スチレン、４−（２−メチルブチル）スチレン、４−イソアミルスチレン、４−（ｎ−ペンチル）スチレン、４−（３−メチルペンチル）スチレン、４−（ｎ−ヘキシル）スチレン、４−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、２、３−ジメチルスチレン、３、４−ジメチルスチレン、２、４−ジメチルスチレン、２、６−ジメチルスチレン、２、３−ジエチルスチレン、３、４−ジエチルスチレン、２、４−ジエチルスチレン、２、６−ジエチルスチレン、２−メチル−３−エチルスチレン、２−メチル−４−エチルスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系モノマー、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸n-ブチル、（メタ）アクリル酸１−メチルプロピル、（メタ）アクリル酸２−メチルプロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ペンチル、（メタ）アクリル酸１−エチルプロピル、（メタ）アクリル酸２−メチルブチル、（メタ）アクリル酸ｎ−ヘキシル、（メタ）アクリル酸２−エチルブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル等の（メタ）アクリル酸エステル系モノマー、イソプロピルビニルエーテル、１−メチルプロピルビニルエーテル、１−エチルプロピルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、２−メチルブチルビニルエーテル、２−エチルブチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等のビニルエーテル系モノマー、メチルビニルケトン、エチルビニルケトン、プロピルビニルケトン、ブチルビニルケトン、ペンチルビニルケトン、ヘキシルビニルケトン、イソブチルビニルケトン、２−メチルブチルビニルケトン等のビニルケトン系モノマー等が挙げられ、これらを単独、又は２種以上を混合して用いてもよい。更に、これらから顔料にドラフト化したポリマーと親和性のあるものを選択して用いることが好ましい。コア用重合性モノマーから得られた重合体の重量平均分子量としては、１００００〜５００００００から選択することができる。
【００５１】
また、必要に応じて架橋剤を併用してもよい。架橋剤として、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、アリル（メタ）アクリレート、１、３−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、Ｎ、Ｎ−ジビニルアニリン、ジビニルエーテル等の化合物が挙げられ、これらを単独、又は２種以上を混合して用いてもよい。
【００５２】
（コア用重合開始剤）
コア用重合開始剤としては、コア用重合性モノマーに可溶であり、且つ、顔料のグラフトポリマーから水素原子を引き抜くことが求められる。コア用重合開始剤には、例えば、有機過酸化物を使用することができる。
【００５３】
有機過酸化物は、一般的に過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）の誘導体とみなされ、過酸化水素の１個又は２個の水素原子を有機原子団で置換した構造を有する。有機過酸化物は、分子内に−Ｏ−Ｏ−結合を持っていることから、比較的低い温度で熱分解し、容易に遊離ラジカルを生成する。この生成した遊離ラジカルは、不飽和二重結合への付加反応や水素原子の引き抜き反応を起こす。本発明で使用できる有機過酸化物は、ジアシルパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシケタール、パーオキシエステル等である。ジアシルパーオキサイドは下記の一般式（Ｉ）で表され、過酸化水素の２個の水素原子をアシル基で置換した構造を有する。一般式（Ｉ）のＲ、Ｒ1はそれぞれ独立してアルキル基又はアラルキル基である。
【００５４】
【化１】
2006113390.tif 000002
ジアルキルパーオキサイドは下記の一般式（ＩＩ）で表され、過酸化水素の２個の水素原子をアルキル基、又はアラルキル基で置換した構造を有する。一般式（ＩＩ）のＲ2、Ｒ3はそれぞれ独立してアルキル基又はアラルキル基である。
【００５５】
【化２】
2006113390.tif 000003
パーオキシケタールは下記の一般式（ＩＩＩ）で表される構造を有する。一般式（ＩＩＩ）のＲ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7はそれぞれ独立してアルキル基である。
【００５６】
【化３】
2006113390.tif 000004
パーオキシエステルは下記の一般式（ＩＶ）で表され、過酸化水素の１個の水素原子をアルキル基又はアラルキル基で、他方の水素原子をアシル基で置換した構造を有する。一般式（ＩＶ）のＲ8はアルキル基、アラルキル基、又はアリール基であり、Ｒ9はアルキル基である。
【００５７】
【化４】
2006113390.tif 000005
有機過酸化物として、具体的には、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−（３−メチルベンゾイル）パーオキサイド、ベンゾイル（３−メチルベンゾイル）パーオキサイド、ジステアロイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ジ−（３，５，５−トリメチルヘキサノイル）パーオキサイド等のジアシルパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、ジ−tert−ヘキシルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、tert−ブチルクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−２−メチルシクロヘキサン、ｎ−ブチル−４，４−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、２，２−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、２，２−ジ（４，４−ジ−（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキシル）プロパン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン等のパーオキシケタール、クミルパーオキシネオデカノエート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシネオデカノエート、tert-ヘキシルパーオキシネオデカノエート、tert-ブチルパーオキシネオデカノエート、tert-ヘキシルパーオキシピバレート、tert-ブチルパーオキシピバレート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、tert-ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシイソブチレート、tert-ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシラウレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（３−メチルベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、tert-ヘキシルパーオキシベンゾエート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、tert-ブチルパーオキシアセテート、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、tert-ブチルパーオキシ−３−メチルベンゾエート等のパーオキシエステルが挙げられる。
【００５８】
これらの有機過酸化物の中で水素引き抜き能が大きいものとして、例えば、ｔｅｒｔ−ブトキシラジカルを発生するパーブチル系の有機過酸化物が挙げられる。一方、水素引き抜き能が小さな有機過酸化物として、例えば、ｔｅｒｔ−ヘキシルオキシラジカルを発生するパーヘキシル系の有機過酸化物が挙げられる。
【００５９】
コア用重合開始剤は水素引抜き能やコア用重合性モノマーに対する溶解性に応じて、適宜選択することができる。コア用重合開始剤は、コア用重合性モノマーに対して、０．１から１０重量％が好ましい。
【００６０】
（シェル層の形成）
コア・シェル構造を有する電気泳動粒子は、前記コアにシェル用重合性モノマー及びシェル用重合開始剤を添加し、重合することによって得られる。具体的には、前記コアを形成する重合反応の反応系にシェル用重合性モノマー及びシェル用重合開始剤を添加して継続的に重合することによって、コアの表面にシェル層を形成する。シェル用重合性モノマーとシェル用重合開始剤を添加する際、これらを同時に添加してもよいし、シェル用重合性モノマーを添加した後、シェル用重合開始剤を添加してもよい。
【００６１】
シェル用重合性モノマーは、コアと反応させる場合、コアの平均粒径よりも小さい液滴に制御することが好ましい。即ち、シェル用重合性モノマーの液滴の粒径が、コアの平均粒径よりも大きい場合、シェル用重合性モノマーがコア表面に均一に吸着できなくなるので、好ましくない。シェル用重合性モノマーをコアの平均粒径よりも小さい液滴に制御するには、シェル用重合性モノマーと水系分散媒体との混合物を、例えば、超音波乳化機等を用いて微分散させる。このようにして得られた分散液を、コアの存在する反応系に添加することが好ましい。この場合、コア組成物中におけるコア用重合性モノマーの重合転化率が、８０％以上が好ましく、更には、９０％以上がより好ましい。コア用重合性モノマーの重合転化率が８０％未満の場合、反応系に比較的多く残存するコア用重合性モノマーが、添加したシェル用重合性モノマーと共重合するのみで、コア表面にシェル層を効果的に形成することができないので、好ましくない。
【００６２】
重合温度は、使用するコア用重合開始剤の種類によって異なるが、約５０から９０℃の範囲が好ましい。重合時間は、０．５から３０時間が好ましく、更に、２から１０時間が好ましい。
【００６３】
本発明の電気泳動粒子のコアとシェルの割合は、コア用重合性モノマーとシェル用重合性モノマーの重量比で６０：４０から９９．９：０．０１の範囲内が好ましい。シェル用重合性モノマーの割合がこれより大きいと、電気泳動粒子１ｅの着色度が低下するので好ましくない。一方、シェル用重合性モノマーの割合がこれより小さいと、シェルの立体排除効果が十分に発揮されず、好ましくない。
【００６４】
反応終了後、生成した粒子を洗浄、ろ過、デカンテーション、遠心分離等の適当な方法によって回収し、乾燥、分級を行って、電気泳動粒子１ｅが得られる。
【００６５】
（シェル用重合性モノマー）
本発明に用いられるシェル層は、電気泳動粒子分散媒１ｆと親和性の高いポリマーであることを特徴とする。即ち、本発明のシェル層は、電気泳動粒子分散媒１ｆ中で広がることによって、粒子間の凝集を防止する立体排除効果が発揮される。
【００６６】
シェル用重合性モノマーとしては、その重合体が前述した電気泳動粒子分散媒１ｆと親和性の高いポリマーであることが好ましい。ここでいう親和性が高いとは、シェル層と電気泳動粒子分散媒１ｆが相分離することなく、相溶性に優れていることを意味する。
【００６７】
シェル用重合性モノマーには、例えば、スチレン、４−メチルスチレン、４−エチルスチレン、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ヘプシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸ノニル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸ウンデシル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸トリデシル、（メタ）アクリル酸テトラデシル、（メタ）アクリル酸ペンタデシル、（メタ）アクリル酸ヘキサデシル、（メタ）アクリル酸ヘプタデシル、（メタ）アクリル酸オクタデシル、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−デセン等が挙げられ、これらを単独、又は２種以上を混合して用いてもよい。
【００６８】
ジェル用重合性モノマーから得られた重合体の重量平均分子量としては、１０００〜１００００００の範囲から選択することができる。
【００６９】
（シェル用重合開始剤）
シェル層の形成において、シェル用重合性モノマーと共に添加するシェル用重合開始剤には、水溶性の重合開始剤が好ましい。即ち、水溶性の重合開始剤を使用した場合、水溶性の重合開始剤が、コア表面に吸着したシェル用重合性モノマーに進入して、コア表面にシェル層が形成され易いので、好ましい。
シェル用重合性開始剤には、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、２、２'―アゾビス−（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、４、４'―アゾビス−（４−シアノ吉草酸）、２、２'―アゾビス−２−メチル−Ｎ−１、１−ビス（ヒドロキシメチル）−２−ヒドロキシエチルプロピオアミド等の水溶性の重合開始剤が挙げられる。シェル用重合性開始剤は、シェル用重合性モノマーに対して、０．１から１０重量％が好ましい。
【００７０】
電気泳動粒子の平均粒径は０．５〜１０μｍの範囲内が好ましく、更には０．５〜３μｍが好ましい。平均粒径が１０μｍを超えると、高解像度表示ができなくなる場合がある。また、平均粒径が０．５μｍ未満であると、電気泳動粒子の製造が困難になる場合がある。
【００７１】
（電気泳動粒子分散液）
電気泳動粒子分散液は、少なくとも電気泳動粒子と電気泳動粒子分散媒を含有し、必要に応じて、帯電制御剤、帯電補助剤等を添加してもよい。帯電制御剤と帯電補助剤は、両者、又はどちらか一方のみを電気泳動粒子分散媒に添加してもよい。
【００７２】
帯電制御剤としては、電気泳動粒子分散媒に可溶であるならば特に限定されないが、例えば、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸ジルコニウム、ナフテン酸銅、ナフテン酸鉄、ナフテン酸鉛、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸亜鉛等のナフテン酸系金属石鹸、オクテン酸コバルト、オクテン酸ジルコニウム、オクテン酸鉄、オクテン酸鉛、オクテン酸ニッケル、オクテン酸マンガン、オクテン酸亜鉛等のオクテン酸系金属石鹸、ステアリン酸系金属石鹸等の金属石鹸、ポリアミノポリブテルコハク酸イミド、レシチン等の公知のものが挙げられる。これらの帯電制御剤の中でも、金属石鹸が好ましい。帯電制御剤の添加量は、その種類によって適宜決められるが、電気泳動粒子分散媒に対して、０．０００１〜５重量％が好ましく、更には、０．００１〜１重量％の範囲が好ましい。
【００７３】
帯電補助剤としては、ロジンエステルやロジン誘導体等が挙げられる。ロジンエステルやロジン誘導体は、電気泳動粒子分散媒に可溶であるならば特に限定されないが、例えば、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン、ロジン変性マレイン酸、ロジン変性ペンタエリスリトール、ロジングリセリンエステル、部分水素添加ロジンメチルエステル、部分水素添加ロジングリセリンエステル、部分水素添加ロジントリエチレングリコールエステル、完全水素添加ロジンペンタエリスリトールエステル、マレイン酸変性ロジンエステル、フマル酸変性ロジンエステル、アクリル酸変性ロジンエステル、マレイン酸変性ロジンペンタエリスリトールエステル、フマル酸変性ロジンペンタエリスリトールエステル、アクリル酸変性ロジングリセリンエステル、マレイン酸変性ロジングリセリンエステル、フマル酸変性ロジングリセリンエステル、アクリル酸変性ロジングリセリンエステル等が挙げられる。帯電補助剤の添加量は、その種類によって適宜決められるが、電気泳動粒子分散媒１ｆに対して、０．００１〜１０重量％が好ましく、更には、０．０１〜５重量％の範囲が好ましい。
【００７４】
電気泳動粒子の分散液中での濃度は、その色相や粒径によって異なるが、電気泳動粒子分散媒に対して１から４０重量％が好ましく、更には３から２０重量％が好ましい。電気泳動粒子１ｅの濃度が１重量％未満の場合、電気泳動粒子の表示コントラストが淡くなり好ましくない。また、電気泳動粒子の濃度が４０重量％を越えると着色した電気泳動粒子分散媒の表示コントラストが淡くなり好ましくない。
（電気泳動表示）
電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の各セルにおける表示例を図２に示す。図２は、白色の電気泳動粒子１ｅ、青色染料で着色した電気泳動粒子分散媒１ｆからなる電気泳動粒子分散液をセルに充填した場合の表示例である。電気泳動粒子１ｅは、負に帯電しているものとする。第２電極１ｄを０Ｖとし、第１電極１ｃに負極性の電圧を印加すると、電気泳動粒子１ｅが第２電極１ｄに集まり、セルを上から観察すると、白色の電気泳動粒子１ｅの分布により白色に見える（図２(ａ)）。一方、第２電極１ｄを０Ｖとし、第１電極１ｃに正極性の電圧を印加すると、電気泳動粒子１ｅが第１電極１ｃ上に集まり、セルを上から観察すると、青色に見える（図２(ｂ)）。このような駆動を画素単位で行うことにより、多数の画素によって任意の画像や文字を表示することができる。
【００７５】
本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の他の実施態様について図面を参照しながら説明する。図３は本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の他の実施態様を示す断面図である。図３（ａ）の電気泳動表示素子において、第１基板３ａ上に第１電極３ｃ及び第２電極３ｄが設けられ、電極間及び第２電極３ｄ上には絶縁層３ｈ、３ｉがそれぞれ形成されている。絶縁層３ｈは、着色されていても無色透明であってもよいが、絶縁層３ｉは無色透明である。第１基板３ａと第２基板３ｂが、隔壁３ｇを介して所定の間隔で対向するように配置されている。第１基板３ａ、第２基板３ｂ、及び隔壁３ｇからなるセル（空間）に、少なくとも電気泳動粒子３ｅと電気泳動粒子分散媒３ｆからなる電気泳動粒子分散液が封入されている。この電気泳動表示素子は、第２基板３ｂのある側が表示面である。
【００７６】
図３（ｂ）は、マイクロカプセルを用いた電気泳動表示素子を示す。前記電気泳動粒子分散液を内包したマイクロカプセル３ｊが第１基板３ａ上に配置され、第２基板３ｂで覆われている。尚、マイクロカプセル３ｊを用いる場合、絶縁層３ｉはなくてもよい。
【００７７】
図３において、第２電極３ｄは個々のセル（又はマイクロカプセル）内の電気泳動粒子分散液に対して、各々独立して所望の電界を印加できる画素電極であり、第１電極３ｃは全面同一電位で印加する共通電極である。尚、この画素電極にはスイッチ素子が設けられており、不図示のマトリクス駆動回路から行ごとに選択信号が印加され、更に各列に制御信号と駆動 トランジスタからの出力が印加されて、個々のセル（又はマイクロカプセル）内の電気泳動粒子分散液に対して所望の電界を印加することができる。個々のセル（又はマイクロカプセル）内の電気泳動粒子３ｅは、第２電極３ｄにより印加される電界によって制御され、各画素は電気泳動粒子の色（例えば黒色）と絶縁層３ｈの色（例えば白色）を表示する。このような駆動を画素単位で行うことにより、多数の画素によって任意の画像や文字を表示することができる。
【００７８】
（電気泳動表示素子の構成）
第１基板３ａは、電気泳動表示素子を支持する任意の絶縁部材であり、ガラスやプラスチックなどを用いる事ができる。第２基板３ｂには、透明なガラス基板やプラスチック基板等の絶縁部材を使用することができる。第１電極３ｃの材料には、Ａｌなどの光反射性の金属電極を使用する。第１電極３ｃ上に形成する絶縁層３ｈには、光を散乱させるための微粒子、例えば酸化アルミニウム、酸化チタン等を無色透明の絶縁性樹脂に混ぜ合わせたものを使用できる。無色透明の絶縁性樹脂には、前述した絶縁性樹脂を挙げることができる。あるいは、微粒子を用いずに金属電極表面の凹凸を利用して光を散乱させる方法を用いてもよい。
【００７９】
第２電極３ｄには表示素子の観察者側からみて暗黒色に見える導電性材料、例えば、炭化チタンや黒色化処理したＣｒ、黒色層を表面に形成したＡｌ、Ｔｉ等を使用できる。また、第２電極３ｄのパターン形成には、フォトリソグラフィー法を用いることができる。
【００８０】
続いて第２電極３ｄ上に絶縁層３ｉを形成する。絶縁層３ｉには、前記した無色透明な絶縁性樹脂を使用することができる。
【００８１】
本実施態様の表示コントラストは、第２電極３ｄと画素の面積比に大きく依存する為、コントラストを高めるためには第２電極３ｄの露出面積を画素のそれに対して小さくする必要があり、通常は１：２〜１：５程度が好ましい。隔壁３ｇは、前述と同様の隔壁形成方法と材料を用いることができる。前記電気泳動粒子分散液をセル内に充填する方法は特に限定されないが、前述したインクジェット方式のノズルを使用することができる。
【００８２】
（マイクロカプセル）
前記電気泳動粒子分散液を内包するマイクロカプセル３ｊは、前述したように、界面重合法、ｉｎ ｓｉｔｕ 重合法、コアセルベーション法等の既知の方法で得ることができ、マイクロカプセル３ｊの形成材料には、前記した同様のポリマー材料を使用することができる。
【００８３】
また、マイクロカプセル３ｊを第１基板３ａ上に配置する方法は特に制限されないが、前述したインクジェット方式のノズルを使用することができる。
【００８４】
尚、基板上に配置されたマイクロカプセル３ｊの位置ずれを防止する目的で、前述したようにマイクロカプセル３ｊの隙間に光透過性の樹脂バインダーを含浸させて基板上に固定しても良い。光透過性の樹脂バインダーとして、前述した樹脂を用いることができる。
第１基板３ａと第２基板３ｂを封止する場合、マイクロカプセル３ｊの形状が、第１基板３ａに対して水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い形状をとるように、押圧下で基板間を封止することが好ましい。（図３（ｂ）参照）
（電気泳動粒子分散媒）
電気泳動粒子分散媒３ｆに関しては、前述した同様の液体を使用することができる。
【００８５】
（電気泳動粒子）
電気泳動粒子３ｅには、前述と同様の方法によって得た黒色粒子を使用することができる。本実施態様における電気泳動粒子３ｅの濃度は、その粒径によって異なるが、電気泳動粒子分散媒３ｆに対して０．５から１０重量％が好ましく、更には１から５重量％が好ましい。電気泳動粒子３ｅの濃度が０．５重量％未満の場合、第１電極３ｃ上を完全に隠蔽できなくなり、表示コントラストが淡くなるので好ましくない。また、電気泳動粒子３ｅの濃度が１０重量％を越えると着色した第２電極３ｄ上から溢れ出し、表示コントラストが悪くなるので好ましくない。
【００８６】
（電気泳動表示）
本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の表示例を図４に示す。図４は、黒色の電気泳動粒子３ｅ、無色透明な電気泳動粒子分散媒３ｆからなる電気泳動粒子分散液をセルに充填した場合の表示例である。電気泳動粒子３ｅは、負に帯電しているものとする。また、絶縁層３ｈ上が白色であり、第２電極３ｄ上が黒色であるものとする。第１電極３ｃを０Ｖとし、第２電極３ｄに正極性の電圧を印加すると、電気泳動粒子３ｅが第２電極３ｄ上に集まり、セルを上から観察すると、白色に見える（図４(ａ)）。
【００８７】
一方、第１電極３ｃを０Ｖとし、第２電極３ｄに負極性の電圧を印加すると、電気泳動粒子３ｅが第１電極３ｃ上に集まり、セルを上から観察すると、黒色に見える（図４(ｂ)）。このような駆動を画素単位で行うことにより、多数の画素によって任意の画像や文字を表示することができる。
【実施例１】
【００８８】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
２、２'―アゾビスイソブチロニトリル（１６重量部）を含むアクリル酸２−メチルプロピル（１９６重量部）とイソプロペニルオキサゾリン（４重量部）の重合性モノマーを、０．０５重量％ポリビニルアルコール（４００重量部）に投入し、高速攪拌して均一な懸濁液を調整した後、窒素雰囲気下で８０℃、７時間重合する。分離精製して、反応性基がオキサゾリン基であるアクリル酸２−メチルプロピル共重合体が得られる。このアクリル酸２−メチルプロピル共重合体（４０重量部）、及び水酸基を官能基に持つ酸化チタン（平均粒径８０ｎｍ、２５重量部）とを混練機を用いて、１５０℃、９０ｒｐｍの条件下で２０分間反応させる。反応物を冷却した後、粉砕すると、アクリル酸２−メチルプロピル共重合体をグラフト化した酸化チタンが得られる。
【００８９】
アクリル酸２−メチルプロピル共重合体をグラフト化した酸化チタン（３０重量部）、ベンゾイルパーオキサイド（４重量部）、メタクリル酸メチル（１３０重量部）をホモジナイザーで混合して、アクリル酸２−メチルプロピル共重合体をグラフト化した酸化チタンが均一に分散した混合物を得る。０．０５重量％のドデシル硫酸ナトリウム水溶液（４００重量部）にリン酸カルシウム（２０重量部）を分散して得た懸濁媒体中に、上記の混合物（グラフト化顔料が分散しているコア用組成物）を投入する。これを、ホモジナイザーを用いて高速攪拌して均一な懸濁液を調整する。懸濁化したコア用組成物の平均粒径は、約２．０μｍである。次に、窒素雰囲気下８０℃で重合を行う。コア用重合性モノマーの重合転化率が約９０％に達した時、続いてシェル層を形成する。
【００９０】
シェル用重合性モノマーであるメタクリル酸ドデシル（５重量部）とイオン交換水（１００重量部）を超音波乳化機によって微分散させて、シェル用重合性モノマーの水分散液を調整する。この時、シェル用重合性モノマーの液滴の平均粒径は、約０．１μｍである。この反応系にシェル用重合性モノマーを分散させた水分散液を添加した後、シェル用重合開始剤である過硫酸カリウム（０．０３重量部）をイオン交換水（４０重量部）に溶解した水溶液を添加して、５時間重合を継続する。
【００９１】
重合終了後、洗浄、乾燥、分級工程を経て、目的とする電気泳動粒子が得られる。その平均粒径は、約２．１μｍである。
【００９２】
合成した電気泳動粒子に金属コーティングを行ってエポキシ樹脂に包埋した後、ミクロトームで１ｍｍ厚に切断し、切断面を透過型電子顕微鏡で観察すると、酸化チタンがポリマー微粒子中に均一分散され、コア表面に約０．１μｍ厚のシェル層が形成されていることを確認できる。
【００９３】
また、電気泳動粒子にアセトンを加えて室温で１時間攪拌した後、酸化チタンの流出量を測定すると、その流出量が極めて少ないことから、酸化チタンのグラフトポリマーとコア用重合性モノマーが共重合し、酸化チタンが粒子内に固定化されていることを確認できる。
【００９４】
電気泳動粒子（白色粒子）５重量％、オイルブルーＮ（アルドリッチ）０．１重量％、ロジンエステル（帯電補助剤、ネオトール１２５Ｈ、ハリマ化成）２．５重量％、電気泳動粒子分散媒としてアイソパーＨ（エクソン化学）９２．４重量％を用い、これらからなる電気泳動粒子分散液をインクジェット方式のノズルを用いてセルに注入し、電圧印加回路を接続して図１（ａ）に示した電気泳動表示素子を作製する。
【００９５】
駆動電圧±１０Ｖでコントラスト表示を行うと、電気泳動粒子１ｅは着色度と分散性に優れ、鮮明な青白表示を行うことができる。
【００９６】
（実施例２）
実施例１と同様にして得た電気泳動粒子分散液を用いて、該分散液を内包するマイクロカプセル１ｉをｉｎ ｓｉｔｕ 重合法によって作製する。マイクロカプセルの膜材質は尿素−ホルムアルデヒド樹脂である。マイクロカプセル１ｉをインクジェット方式のノズルを用いて第１基板１ａ上に配置し、電圧印加回路を接続して図１（ｂ）に示した電気泳動表示素子を作製する。駆動電圧±１０Ｖでコントラスト表示を行うと、電気泳動粒子１ｅは着色度と分散性に優れ、鮮明な青白表示を行うことができる。
【００９７】
（実施例３）
２、２'―アゾビスイソブチロニトリル（１６重量部）を含むメタクリル酸２−メチルブチル（１９５重量部）とメタクリル酸グリシジル（５重量部）の重合性モノマーを、０．０５重量％ポリビニルアルコール（４００重量部）に投入し、高速攪拌して均一な懸濁液を調整した後、窒素雰囲気下で８０℃、７時間重合する。分離精製して、反応性基がエポキシ基であるメタクリル酸２−メチルブチル共重合体が得られる。このメタクリル酸２−メチルブチル共重合体（４０重量部）、及び水酸基とカルボキシル基を官能基に持つカーボンブラック（平均粒径２２ｎｍ、２０重量部）とを混練機を用いて、１５０℃、１００ｒｐｍの条件下で２０分間反応させる。反応物を冷却した後、粉砕すると、メタクリル酸２−メチルブチル共重合体をグラフト化したカーボンブラックが得られる。
【００９８】
メタクリル酸２−メチルブチル共重合体をグラフト化したカーボンブラック（３０重量部）、ジ−tert−ブチルパーオキサイド（４重量部）、メタクリル酸エチル（１３０重量部）からなるコア用組成物をホモジナイザーで均一に分散させる。０．０５重量％のドデシル硫酸ナトリウム水溶液（１８００重量部）にリン酸カルシウム（９０重量部）を分散して得た懸濁媒体中に、上記のコア用組成物を投入する。これを、ホモジナイザーを用いて高速攪拌して均一な懸濁液を調整する。懸濁化したコア用組成物の平均粒径は、約１．５μｍである。次に、窒素雰囲気下８０℃で重合を行う。コア用重合性モノマーの重合転化率が約９０％に達した時、続いてシェル層を形成する。
【００９９】
シェル用重合性モノマーであるメタクリル酸ドデシル（５重量部）とイオン交換水（１００重量部）を超音波乳化機によって微分散させて、シェル用重合性モノマーの水分散液を調整する。この時、シェル用重合性モノマーの液滴の平均粒径は、約０．１μｍである。この反応系にシェル用重合性モノマーを分散させた水分散液を添加した後、シェル用重合開始剤である過硫酸カリウム（０．０３重量部）をイオン交換水（４０重量部）に溶解した水溶液を添加して、５時間重合を継続する。
【０１００】
重合終了後、洗浄、乾燥、分級工程を経て、目的とする電気泳動粒子３ｅが得られる。その平均粒径は、約１．６μｍである。
【０１０１】
実施例１と同様に、合成した電気泳動粒子３ｅを透過型電子顕微鏡で観察すると、カーボンブラックがポリマー微粒子中に均一分散され、コア表面に約０．１μｍ厚のシェル層が形成されていることを確認できる。
【０１０２】
また、実施例１と同様に、合成した電気泳動粒子３ｅにアセトンを加えて室温で１時間攪拌した後、カーボンブラックの流出量を測定すると、その流出量が極めて少ないことから、カーボンブラックのグラフトポリマーとコア用重合性モノマーが共重合し、カーボンブラックが粒子内に固定化されていることを確認できる。
【０１０３】
上記の電気泳動粒子（黒色粒子）１重量％、ロジンエステル（帯電補助剤、ネオトール１２５Ｈ、ハリマ化成）０．５重量％、電気泳動粒子分散媒としてアイソパーＨ９８．５重量％を用い、これらからなる電気泳動粒子分散液をインクジェット方式のノズルを用いてセルに注入し、電圧印加回路を接続して図３（ａ）に示した電気泳動表示素子を作製する。駆動電圧±１０Ｖでコントラスト表示を行うと、電気泳動粒子３ｅは着色度と分散性に優れ、鮮明な白黒表示を行うことができる。
【０１０４】
（実施例４）
実施例３と同様にして得た電気泳動粒子分散液を用いて、該分散液を内包するマイクロカプセル３ｊを界面重合法によって作製する。マイクロカプセルの膜材質はポリアミド樹脂である。マイクロカプセル３ｊをインクジェット方式のノズルを用いて第１基板３ａ上に配置し、電圧印加回路を接続して図３（ｂ）に示した電気泳動表示素子を作製する。
駆動電圧±１０Ｖでコントラスト表示を行うと、電気泳動粒子３ｅは着色度と分散性に優れ、鮮明な白黒表示を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明の電気泳動粒子は、電気泳動表示素子や液体トナーを用いた電子写真等の産業分野に利用することができる。本発明の電気泳動粒子は、ポリマーをグラフト化した顔料を重合性モノマーに均一分散した組成物を重合することによって、顔料がポリマー微粒子内に均一に分散されている。また、顔料にグラフト化したポリマーと重合性モノマーが共重合することによって、顔料が粒子内に固定化されている。更に、該粒子表面には粒子同士の凝集を防止するシェル層が形成されている。以上のことから、本発明は、従来の電気泳動粒子よりも着色度や分散性に優れた電気泳動粒子を提供することができる。従って、本発明は、このような電気泳動粒子を用いて、コントラストの高い電気泳動表示素子や電子写真を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の一実施態様例を示す断面図である。
【図２】本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の表示例を示す概略図である。
【図３】本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の他の実施態様例を示す断面図である。
【図４】本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の表示例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１ａ  第１基板
１ｂ  第２基板
１ｃ  第１電極
１ｄ  第２電極
１ｅ  電気泳動粒子
１ｆ   電気泳動粒子分散媒
１ｇ  隔壁
１ｈ  絶縁層
１ｉ  マイクロカプセル
３ａ  第１基板
３ｂ  第２基板
３ｃ  第１電極
３ｄ  第２電極
３ｅ  電気泳動粒子
３ｆ   電気泳動粒子分散媒
３ｇ  隔壁
３ｈ  絶縁層
３ｉ  絶縁層
３ｊ  マイクロカプセル
【図１】
2006113390.tif 000006
【図２】
2006113390.tif 000007
【図３】
2006113390.tif 000008
【図４】
2006113390.tif 000009