(57)【要約】【課題】新たな構造を有した電気泳動粒子、分散液、および電気泳動表示装置を提供する。【解決手段】本発明の電気泳動粒子は、樹脂コア部と、樹脂コア部の表面に結合されてなる、複数の色粒子と、備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2015087607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂コア部と、
前記樹脂コア部の表面に結合されてなる、複数の色粒子と、備えたことを特徴とする電気泳動粒子。
【請求項２】
前記樹脂コア部は、非球形状からなることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動粒子。
【請求項３】
前記樹脂コア部が帯電性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電気泳動粒子。
【請求項４】
前記樹脂コア部および前記複数の色粒子の少なくとも一方に結合されたポリマー鎖をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気泳動粒子。
【請求項５】
電気泳動粒子本体における前記樹脂コア部と前記複数の色粒子との重量比が、５：５〜２：８であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気泳動粒子。
【請求項６】
前記樹脂コア部において、前記複数の色粒子に覆われていない面積と前記複数の色粒子に覆われている面積との比が、５：５〜２：８であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電気泳動粒子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気泳動粒子と、
前記電気泳動粒子を分散させる分散媒と、を有することを特徴とする分散液。
【請求項８】
一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された電気泳動層とを備えた電気泳動表示装置において、
前記電気泳動層が請求項７に記載の分散液を含むことを特徴とする電気泳動表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動粒子、分散液、および電気泳動表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１のように、電気泳動粒子として、顔料粒子、第１層目の重合性界面活性剤、第２層目の重合性界面活性剤、モノマー、および第３層目の重合性界面活性剤の層でコーティングした構造からなるものが知られている。このコーティング方法は複雑な形状を有するカーボンブラックに適用することが難しかった。そこで、下記特許文献２では、別の方法によりカーボンブラックをコーティングすることで電気泳動粒子としていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３２３３６３号公報
【特許文献２】特開２００８−１５０５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のカーボンブラックをコーティングする方法は、非常に手間とコストがかかるといった問題があった。そこで、カーボンブラックを用いた新たな電気泳動粒子の提供が望まれていた。
【０００５】
本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであって、新たな構造を有した電気泳動粒子、分散液、および電気泳動表示装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１態様に従えば、樹脂コア部と、前記樹脂コア部の表面に結合されてなる、複数の色粒子と、備えた電気泳動粒子が提供される。
【０００７】
第１態様に係る電気泳動粒子によれば、樹脂コア部を主体として電気泳動粒子が構成されるため、比重を低くすることができる。よって、分散液内で良好に分散するので、応答速度が速く品質の高い表示を行うことが可能な信頼性の高い粒子を提供できる。
【０００８】
上記第１態様において、前記樹脂コア部は、非球形状からなることが好ましい。
この構成によれば、表面積が大きくなるので、ポリマー鎖の結合点を多数確保することができる。よって、帯電・分散基を結合することにより、１粒子あたりと相互作用する分散分子が多くなるので、分散性を向上できる。
【０００９】
上記第１態様において、前記樹脂コア部が帯電性を有することが好ましい。
この構成によれば、例えば、樹脂コア部に帯電性モノマーを組み込むことで、色粒子に結合するポリマー鎖は分散機能のみが組み込まれることとなる。よって、帯電、分散といった複合機能を粒子に組み込むことができる。
【００１０】
上記第１態様において、前記樹脂コア部および前記複数の色粒子の少なくとも一方に結合されたポリマー鎖をさらに備えることが好ましい。
この構成によれば、所定のポリマー鎖を結合することで帯電、分散といった複合機能を粒子に付与することができる。
【００１１】
上記第１態様において、電気泳動粒子本体における前記樹脂コア部と前記複数の色粒子との重量比が、５：５〜２：８であることが好ましい。
この構成によれば、樹脂コア部と色粒子との重量比が最適化されるので、良好な分散性あるいは帯電性を備えたものとなる。
【００１２】
上記第１態様において、前記樹脂コア部において、前記複数の色粒子に覆われていない面積と前記複数の色粒子に覆われている面積との比が、５：５〜２：８であることが好ましい。
この構成によれば、樹脂コア部における色粒子の被覆率が最適化されるので、良好な分散性あるいは帯電性を備えたものとなる。
【００１３】
本発明の第２態様に従えば、第１態様に係る電気泳動粒子と、前記電気泳動粒子を分散させる分散媒と、を有する分散液が提供される。
【００１４】
第２態様に係る分散液によれば、安定した帯電性を有する電気泳動粒子が分散媒に分散されているので、分散液自体も信頼性の高いものとなる。
【００１５】
本発明の第３態様に従えば、一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された電気泳動層とを備えた電気泳動表示装置において、前記電気泳動層が上記第２態様に係る分散液を含む電気泳動表示装置が提供される。
【００１６】
第３態様に係る電気泳動表示装置によれば、上述の分散液を含むので、良好な表示特性を有した信頼性の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係る電気泳動表示装置の概略構成を示す断面図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、セルマトリクスの構成例を示す平面図。
【図３】黒色粒子のコアの構成を示す図。
【図４】黒色粒子の製造工程を説明するための化学反応式。
【図５】黒色粒子の製造工程を説明するための化学反応式。
【図６】電気泳動表示装置の製造工程を示す断面図。
【図７】図６に続く電気泳動表示装置の製造工程を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１９】
図１は本実施形態に係る電気泳動表示装置の概略構成を示す断面図である。図１に示すように電気泳動表示装置１００は、素子基板１と、対向基板２と、該素子基板１及び対向基板２間に配置される電気泳動層１１と、素子基板１上において複数のセルを有すると共に、当該セルの各々に電気泳動層１１が配置されることにより、電気泳動層１１を複数の収容部に分割するセルマトリクス４と、電気泳動層１１上に配置された封止膜（封止部材）５と、封止膜５上に配置された対向電極６と、を備えている。
【００２０】
素子基板（一対の基板の一方の基板）１は、基材１Ａと、基材１Ａの電気泳動層１１側に設けられた画素電極１２と、を含む。基材１Ａは、ガラスやプラスチック等からなる基板であり、画像表示面とは反対側に配置されるため透明なものでなくてもよい。画素電極１２は、Ｃｕ箔上にニッケルめっきと金めっきとをこの順で積層したものや、Ａｌ、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などにより形成された電極である。図示は省略しているが、画素電極１２と基材１Ａとの間には、走査線、データ線、及び選択トランジスタなどが形成されている。
【００２１】
対向基板（一対の基板の他方の基板）２は、ガラスやプラスチック等の透明基材から構成され、画像表示側に配置される。対向基板２の電気泳動層１１側には複数の画素電極１２と対向する平面形状の対向電極６が形成されている。対向電極６は、ＭｇＡｇ、ＩＴＯ、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）などから形成された透明電極である。
【００２２】
電気泳動層１１は、分散媒３０と、この分散媒３０中に分散された複数の電気泳動粒子３１とを含んだ分散液から構成される。本実施形態において、電気泳動粒子３１は、例えば白色粒子３１ａ及び黒色粒子３１ｂを含む。すなわち、電気泳動層１１は、本発明の分散液の一実施形態に係るものである。
【００２３】
白色粒子３１ａは、例えば、酸化チタン、亜鉛華、三酸化アンチモン等の白色顔料からなる粒子（高分子あるいはコロイド）であり、例えば負に帯電されて用いられる。黒色粒子３１ｂは、カーボンブラックからなる黒色顔料からなる粒子（高分子あるいはコロイド）であり、例えば正に帯電されて用いられる。黒色粒子３１ｂは、本発明の電気泳動粒子の一実施形態に係るものである。
【００２４】
黒色粒子３１ｂは、樹脂コア部３２と、その周りを複数の親水化カーボンブラック粒子部（複数の色粒子）３３と、を含むベース部３５を骨格とした構造を有している（図３参照）。
黒色粒子３１ｂは、樹脂コア部３２および親水化カーボンブラック粒子部３３の少なくとも一方の表面に電気泳動粒子としての所定機能（例えば、分散性あるいは帯電性）を付与するポリマー鎖が形成されている。これにより、黒色粒子３１ｂは、優れた分散性と帯電性を備えた信頼性の高いものとなっている。なお、黒色粒子３１ｂの製造方法については後述する。
【００２５】
分散媒３０としては、例えば、親油性の炭化水素系の溶媒であり、例えば、アイソパー（登録商標）を含む。すなわち、分散媒３０は、例えば、アイソパーＥ、アイソパーＧ、アイソパーＨ、アイソパーＬ、アイソパーＭのうちの何れか１種類を含む液体、若しくはこれらのうちの２種類以上を混合した液体、或いは、これらのうちの何れか１種類以上と他の種類の炭化水素系の溶媒とを混合した液体である。
【００２６】
あるいは、分散媒３０は、例えば、ペンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素類、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキシルベンゼン、ヘプチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼン、トリデシルベンゼン、テトラデシルベンゼンのような長鎖アルキル基を有するベンゼン類（アルキルベンゼン誘導体）等の芳香族炭化水素類、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族復素環類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ギ酸エチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド類、カルボン酸塩又はその他の各種油類等でもよく、これらを単独又は混合物として用いることができる。
【００２７】
セルマトリクス４は、例えば、基部１３と、基部１３上に配置された隔壁１４と、を有する。セルマトリクス４は、接着層２０を介して素子基板１と貼り付けられている。
ここで、基部１３は、セルマトリクス４の底面を成すものであり、シート状（即ち、平板状）の部材で構成されている。基部１３の厚さに制限はなく、例えば数μｍ〜数十μｍ程度の薄膜であってもよい。また、隔壁１４は、セルマトリクス４の側壁を成すものであり、電気泳動層１１を複数の収容部に分割するものである。この隔壁１４によって、素子基板１上は複数の空間（即ち、セル）に区画され、これら複数のセルの各々に電気泳動層１１がそれぞれ配置されている。本実施形態において、隔壁１４は、断面構造が基部１３側と反対の先端側に向かうにつれて先細るテーパー形状を呈している。
【００２８】
隔壁１４の平面視よる形状（以下、平面形状ともいう。）は、例えば、正方格子状、六角格子状、又は、三角格子状である。
図２（ａ）及び（ｂ）は、セルマトリクス４の構成例を示す平面図である。図２（ａ）に示すように、隔壁１４の平面形状が正方格子状の場合は、セル１５の平面形状は正方形である。また、図２（ｂ）に示すように、隔壁１４の平面形状が六角格子状の場合は、セル１５の平面形状は六角形となる。
【００２９】
なお、図１では、隔壁１４は平板状の基部１３と一体となって形成されている場合を示しているが、これはあくまで一例である。本実施の形態では、隔壁１４と平板状の基部１３とを別々に形成しておき、平板状の基部１３の一方の面上に隔壁１４を固定するようにしてもよい。あるいは、基部１３を省略して、隔壁１４のみでセルマトリクス４を構成するようにしてもよい（その場合は、隔壁１４を素子基板１に直接取り付けるようにしてもよい。）。
【００３０】
基部１３と隔壁１４とが一体となって形成されている場合は、基部１３と隔壁１４とが同一の材料で構成されている。また、基部１３と隔壁１４とが別々に形成されている場合は、基部１３と隔壁１４とが同一の材料で構成されていてもよいし、異なる材料で構成されていてもよい。
【００３１】
基部１３を構成する材料としては、可撓性を有するもの、硬質なものの何れであってもよく、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂等の各種樹脂材料や、シリカ、アルミナ、チタニア等の各種セラミックス材料が挙げられる。ただし、電気泳動表示装置１００に可塑性を付与する場合には、基部１３には可塑性を有する樹脂材料のものを選択する。また、隔壁１４を構成する材料としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂等の各種樹脂材料や、シリカ、アルミナ、チタニア等の各種セラミックス材料が挙げられる。
【００３２】
封止膜５は、セル１５内に電気泳動層１１を封止するための膜である。電気泳動層１１の表面には、当該表面に沿って一定の膜厚で封止膜５が形成されており、電気泳動層１１の表面の凹状は封止膜５の表面に現れている。封止膜５を構成する材料としては、例えば水溶性高分子が挙げられ、具体的には、ポリビニルアルコール（ＰＶＡともいう）、ゼラチン、アラビアガム、カルボキシメチルセルロース、カオチン化セルロースの何れか１種類、或いは、これらのうちの２種類以上を含むものである。本実施形態では、ＰＶＡを用いて封止膜５を形成した。
【００３３】
なお、分散媒３０として炭化水素系の溶媒（例えば、アイソパー）が選択され、封止膜５として水溶性高分子の膜（例えば、ＰＶＡ）が選択されている場合は、下記のような利点がある。すなわち、炭化水素系の溶媒（例えば、アイソパー）、及び、ＰＶＡは何れも安価である。
【００３４】
このため、電気泳動表示装置１００の製造コストの低減が可能である。また、封止膜５を無色透明に形成することができ、おおよそ９０％程度の光透過率を確保することができる。封止膜５による光の減衰が少ないため、封止膜５で覆われた画面（すなわち、複数のセル１５の集合体）に表示される文字、画像等の視認性を高めることができる。また、封止膜５と電気泳動層１１との相溶性が極めて低いため、電気泳動層１１をセル１５内に密閉性高く封止することができる。
【００３５】
このような構成に基づき、電気泳動表示装置１００では、例えば、画素電極１２と対向電極６との間に電圧を印加すると、これらの間に生じる電界にしたがって、電気泳動粒子３１（白色粒子３１ａ及び黒色粒子３１ｂ）はいずれかの電極（画素電極１２、対向電極６）に向かって電気泳動する。例えば、白色粒子３１ａが負荷電を有する場合、画素電極１２を正電位とすると、白色粒子３１ａは画素電極１２側（下側）に移動して集まり、黒表示となる。これにより、電気泳動表示装置１００は、所望の画像を表示することが可能となっている。
【００３６】
続いて、上記電気泳動表示装置１００の製造方法を説明するに先立ち、電気泳動層１１に含まれる黒色粒子３１ｂの製造方法について説明する。黒色粒子３１ｂは、顔料粒子としてカーボンブラックが用いられている。
【００３７】
本実施形態における黒色粒子３１ｂは、親水化カーボンブラックに、第一の重合性界面活性剤（例えば、マイナスイオン性）、第二の重合性界面活性剤（例えば、プラスイオン性）、モノマー（複数のノニオン性モノマーの共重合成分）、第三層の重合性界面活性剤（プラスイオン性、マイナスイオン性、ノニオン系のいずれか）を順に添加し、重合することで得ることができる。なお、第一の重合性界面活性剤をプラスイオン性とし、第二の重合性界面活性剤をマイナスイオン性としてもよい。
【００３８】
ここで、親水化カーボンブラックとはカーボンブラック粒子表面をカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）などで表面修飾したカーボンブラック粒子のことである。そのため、通常のカーボンブラックと違って水に大変よく分散する特性を有する。
【００３９】
まず親水化カーボンブラック表面のカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）をアルカリ処理によって−ＣＯＯＮａとする。続いて、第二界面活性剤のＤＭＣ、モノマー、重合性界面活性剤を順次添加、重合した。これにより、図３に示される、樹脂粒子をコアとする樹脂コア部３２と、その周りを複数の親水化カーボンブラック粒子部（複数の色粒子）３３が取り囲むようなベース部（樹脂コア/親水化カーボンブラック複合体）３５が作製される。この樹脂コア部３２には、表面に−ＯＨ基が形成されている。ベース部３５は、本実施形態に係る電気泳動粒子３１（黒色粒子３１ｂ）の骨格をなすものである。
【００４０】
ここで、樹脂コア部３２は、非球形状から構成されている。本実施形態においては、樹脂コア部３２と複数の親水化カーボンブラック粒子部３３との重量比を、５：５〜２：８とするのが好ましい。このようにすれば、樹脂コア部３２と親水化カーボンブラック粒子部３３との重量比が最適化されるので、後述のように分散性あるいは帯電性といった機能を良好に付与することができる。
【００４１】
また、樹脂コア部３２は、親水化カーボンブラック粒子部３３に覆われていない面積と親水化カーボンブラック粒子部３３に覆われている面積との比が、５：５〜２：８とするのが好ましい。このようにすれば、樹脂コア部３２における親水化カーボンブラック粒子部３３の被覆率が最適化されるので、後述のように分散性あるいは帯電性といった機能を良好に付与することができる。
【００４２】
本実施形態では、上記ベース部３５を用いて黒色粒子３１ｂを製造する。
ここで、電気泳動粒子としての所定機能（例えば、分散性あるいは帯電性）を付与するポリマー鎖（以下、ポリマーブラシとも呼ぶ）は、樹脂コア部３２および親水化カーボンブラック粒子部３３の少なくとも一方に形成することができる。
【００４３】
本実施形態では、樹脂コア部３２を上述のように非球形状とすることで表面積を大きくしている。これにより、ポリマーブラシの結合点を多数確保することができる。よって、後述のようにポリマーブラシとして帯電・分散基を結合することにより、１粒子あたりと相互作用する分散分子が多くなるので、分散性を向上することができる。また、樹脂コア部３２の表面の−ＯＨ基にイニシエータを結合することができる。本実施形態では、上記ベース部３５を電気泳動粒子として機能させるためのポリマーブラシを後述するＡＴＲＰ（原子移動ラジカル重合）により結合している。
【００４４】
ＡＴＲＰに先立ち、イニシエータとして、下式（１）に示す、２−ブロモイソブチリルブロミド（２−Bromoisobutyryl Bromide：以下、ＢＩＢＢと称す）をベース部３５に結合する。
【００４５】
【化１】
2015087607.tif 000003
【００４６】
以下、ベース部３５において、樹脂コア部３２とＢＩＢＢとの結合と、親水化カーボンブラック粒子部３３とＢＩＢＢとの結合とを別々に説明する。図４は、樹脂コア部３２におけるＢＩＢＢとの化学結合を示す式である。なお、図４では樹脂コア部３２を模式的に球状に示している。また、図５は、親水化カーボンブラック粒子部３３におけるＢＩＢＢとの化学結合を示す式である。なお、図５では親水化カーボンブラック粒子部３３を模式的に球状に示している。
【００４７】
図４に示すように、樹脂コア部３２は、表面に結合した−ＯＨ基がＢＩＢＢと反応し、エステル化される。これにより、樹脂コア部３２の表面には、原子移動ラジカル重合開始基が導入されることとなる。
【００４８】
一方、親水化カーボンブラック粒子部３３では、図５（ａ）に示すように、ＢＩＢＢ、Ｈ２Ｏ（水）の順に反応した後、表面に−ＣＯＯＨ基が形成される。続いて、下式（２）に示す、塩化オキサリルを用いて塩素化反応を行う。
【００４９】
【化２】
2015087607.tif 000004
【００５０】
これにより、図５（ｂ）に示すように、親水化カーボンブラック粒子部３３は、塩素化反応により酸塩化物となる。
【００５１】
続いて、図５（ｃ）に示すように、親水化カーボンブラック粒子部３３は、２−ヒドロキシエチル−２−ブロモイソブチレート（ＨＯＣＨ２ＣＨ２ＯＣＯ（ＣＨ３）２Ｂｒ）とのエステル化反応によりエステル化され、親水化カーボンブラック粒子部３３の表面には、原子移動ラジカル重合開始基が導入されることとなる。
【００５２】
続いて、樹脂コア部３２および親水化カーボンブラック粒子部３３の表面に形成された原子移動ラジカル重合開始基を出発点として、ＡＴＲＰを進めることにより、表面に鎖長の揃った高分子層（ポリマー鎖）を形成する。
【００５３】
本実施形態において、ベース部３５は、表面（樹脂コア部３２および親水化カーボンブラック粒子部３３）に重合開始基が形成されているため、容易にコア粒子表面に鎖長の揃った高分子鎖を形成することができる。
【００５４】
例えば、ベース部３５を反応溶媒に分散させた後、高分子鎖となる重合性モノマー、遷移金属錯体を添加し、反応系を不活性ガスで置換して原子移動ラジカル重合を行う。
【００５５】
反応溶媒としては、コア粒子が分散し、且つ不溶であれば特に限定されないが、例えば、水、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ピリジン、メタノール、エタノール、プロパノ− ル、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、シクロヘキサノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、イソプロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、トリオキサン、テトラヒドロフラン、ペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メトキシベンゼン等を使用することができる。これらは単独で使用しても良いし、又は２ 種以上を併用しても良い。
【００５６】
不活性ガスとして、窒素ガスやアルゴンガスを使用することができる。
【００５７】
使用する遷移金属錯体はハロゲン化金属とリガンドからなる。ハロゲン化金属の金属種としては、原子番号２２番のＴｉから３０番のＺｎまでの遷移金属が好ましく、更に、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕが好ましい。その中でも、塩化第一銅、臭化第一銅が好ましい。
【００５８】
リガンドとしては、ハロゲン化金属に配位可能であれば特に限定されないが、例えば、２，２’−ビピリジル、４，４’−ジ−（ｎ−ヘプチル）−２，２’−ビピリジル、２−（Ｎ−ペンチルイミノメチル）ピリジン、（−）−スパルテイン、トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミン、エチレンジアミン、ジメチルグリオキシム、１，４，８，１１−テトラメチル−１，４，８，１１−テトラアザシクロテトラデカン、１，１０−フェナントロリン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’−ペンタメチルジエチレントリアミン、ヘキサメチル（２−アミノエチル）アミン等を使用することができる。
【００５９】
遷移金属錯体の添加量は、高分子鎖となる重合性モノマーに対して、０．００１から１０重量％、好ましくは０．０５から５重量％である。
重合温度は、４０から１００℃の範囲であり、好ましくは、２０から７０℃の範囲である。重合温度が１００℃を超えると、ポリマー微粒子が溶融するので、好ましくない。
【００６０】
また、重合を行う際、粒子に固定化されていないフリーな重合開始種を添加することが好ましい。フリーな重合開始種から生成するフリーポリマーは、粒子にグラフト化された高分子鎖の分子量及び分子量分布の指標とすることができる。
【００６１】
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、電気泳動粒子として黒色粒子３１ｂが製造される。
【００６２】
ところで、電気泳動粒子（本実施形態では、黒色粒子３１ｂ）は、最表面の殻部分が、帯電機能と分散機能を担っている。上記原子移動ラジカル重合で得られる高分子鎖についてもその機能の発現が要請される。以下、この点について説明する。
【００６３】
まず、分散機能について説明する。
高分子鎖が分散機能を有するためには、電気泳動分散媒と親和性の高い高分子を選択することが必要である。親和性が高いとは、高分子鎖と電気泳動分散媒が相分離することなく、相溶性に優れていることを意味し、高分子鎖は、電気泳動分散媒中で広がりを持つことによって、粒子間の凝集を防止する立体排除効果を発現する。
【００６４】
分散機能を有する高分子鎖となる重合性モノマーとしては、上記したように、その重合体が電気泳動分散媒と親和性の高いポリマーであることが求められ、例えば、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−デセン、ブタジエン、イソプレン、イソブチレン等が挙げられ、これらを単独または２種以上を混合して用いてもよい。
【００６５】
続いて、帯電機能について説明する。
帯電機能を有する高分子鎖となる重合性モノマーとしては、塩基性の重合性モノマーあるいは酸性の重合性モノマーやフッ素系の重合性モノマーを使用することができる。
【００６６】
プラス帯電性の重合性モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸アミノメチル、（メタ）アクリル酸アミノエチル、（メタ）アクリル酸Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメチル、（メタ）アクリル酸Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、４−ビニルピリジン等を挙げることができる。また、粒子分散性向上のためにプラス帯電性モノマーを、分散性を有する重合性モノマーとランダムもしくはブロック共重合してもよい。
【００６７】
一方、マイナス帯電性の重合性モノマーとしては、（メタ）アクリル酸、２−ブテン酸（クロトン酸）、３−ブテン酸（ビニル酢酸）、３−メチル−３−ブテン酸、３−ペンテン酸、４−ペンテン酸、４−メチル−４−ペンテン酸、４−ヘキセン酸、５−ヘキセン酸、５−メチル−５−ヘキセン酸、５−ヘプテン酸、６−ヘプテン酸、６−メチル−６−ヘプテン酸、６−オクテン酸、７−オクテン酸、７−メチル−７−オクテン酸、７−ノネン酸、８−ノネン酸、８−メチル−８−ノネン酸、８−デセン酸、９−デセン酸、３−フェニル−２−プロペン酸（ケイ皮酸）、カルボキシメチル（メタ）アクリレート、カルボキシエチル（メタ）アクリレート、ビニル安息香酸、ビニルフェニル酢酸、ビニルフェニルプロピオン酸、マレイン酸、フマル酸、メチレンコハク酸（イタコン酸）、ヒドロキシスチレン、スチレンスルホン酸、ビニルトルエンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スルホメチル（メタ）アクリレート、２−スルホエチル（メタ）アクリレート、２−プロペン−１−スルホン酸、２−メチル−２−プロペン−１−スルホン酸、３−ブテン−１−スルホン酸等を挙げることができる。また、粒子分散性向上のためにマイナス帯電性重合性モノマーを、分散性を有する重合性モノマーとランダムもしくはブロック共重合してもよい。
【００６８】
フッ素系の重合性モノマーからなる高分子鎖は、電気陰性度の大きなフッ素原子を有することによって粒子にマイナス帯電を付与することができる。
【００６９】
フッ素系の重合性モノマーからなる高分子鎖は、電気泳動分散媒に対してあまり親和性が高くないので、分散機能を有する高分子鎖をフッ素系高分子鎖にブロック共重合しておくことが好ましい。
【００７０】
フッ素系の重合性モノマーとしては、トリフルオロメチル（メタ）アクリレート、２，２，２−トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、ペンタフルオロエチル（メタ）アクリレート、ヘプタフルオロプロピル（メタ）アクリレート、３，３，３−トリフルオロプロピル（メタ）アクリレート、ノナフルオロブチル（メタ）アクリレート、３，３，４，４，４−ペンタフルオロブチル（メタ）アクリレート、ウンデカフルオロペンチル（メタ）アクリレート、４，４，５，５，５−ペンタフルオロペンチル（メタ）アクリレート、トリデカフルオロヘキシル（メタ）アクリレート、ペンタデカフルオロヘプチル（メタ）アクリレート等を挙げることができる。
【００７１】
このような帯電性の高分子鎖に、酸性添加剤または塩基性添加剤を添加すると、高分子鎖と添加剤との間で酸−塩基相互作用が働き、粒子にプラス帯電を付与することができる。また、帯電性の重合性モノマーと添加剤の種類や添加量を調整することによって、帯電機能を有する高分子鎖が分散機能も兼ね備えることができるので、このような場合には、分散機能を有する高分子鎖を粒子にグラフト化しなくても良い。
【００７２】
酸性添加剤としては、電気泳動分散媒に溶解する酸性物質が好ましく、例えば、ロジン酸、ロジン酸エステル、ロジン酸誘導体、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリイソブチレンコハク酸無水物等を使用することができる。
【００７３】
酸性添加剤の添加量は、その種類によって適宜決められるが、電気泳動分散媒に対して、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】
塩基性添加剤としては、電気泳動分散媒に溶解する塩基性物質が好ましく、例えば、ポリイソブチレンコハク酸イミド、ポリビニルピリジン、ピリジン、レシチン、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンオキシド、ポリメチルメタクリレート、ポリデシルメタクリレート、ポリドデシルメタクリレート、ポリオクタデシルメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリエステル、ポリエーテル等を使用することができる。
【００７５】
塩基性添加剤の添加量は、その種類によって適宜決められるが、電気泳動分散媒に対して、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。
【００７６】
グラフト化される高分子鎖は、分子量分布指数（重量平均分子量／数平均分子量）が１．８以下に制御された高分子鎖であることを特徴とし、分子量分布指数は１．５以下が好ましく、更に１．３以下が好ましい。即ち、グラフト化される高分子鎖の分子量分布指数が１．８を超える場合、鎖長が揃っているとは言い難く、また、電気泳動粒子の分散性や帯電性にバラツキが生じ易くなるので好ましくない。
【００７７】
また、高分子鎖の数平均分子量は、分散機能型か帯電機能型によって適宜決めれば良いが、高分子鎖が分散機能型の場合、５００から１００００００の範囲が好ましく、更に１０００から５０００００が好ましい。高分子鎖の数平均分子量が５００未満であると、分散機能を発現することが難しく、高分子鎖の数平均分子量が１００００００を超えると、電気泳動分散媒に対する溶解性が低下するので好ましくない。
【００７８】
なお、高分子鎖のグラフト密度は原子移動ラジカル重合開始基の導入率によって制御することができる。また、高分子鎖の鎖長は、重合性モノマーの添加量や重合時間等によって制御することができる。
【００７９】
以上述べたように、本実施形態に係る電気泳動粒子（黒色粒子３１ｂ）によれば、樹脂コア部３２を主体として電気泳動粒子が構成されるため、比重を低くすることができる。よって、分散液中で良好に分散するので、応答速度が速く品質の高い表示を行うことが可能な信頼性の高い電気泳動粒子となる。また、例えば親水性カーボンブラック粒子部３３の表面に結合したカルボン酸ナトリウムをカルボニル基に変換した状態で（図５（ａ））、樹脂コア部３２にポリマーブラシを結合させることで樹脂コア部３２と親水化カーボンブラック粒子部３３に異なるポリマーブラシを結合することができるので、ブロック構造を用いることなく、帯電・分散といった複合機能を粒子に組み込むことができる。
【００８０】
なお、樹脂コア部３２に帯電性モノマーを組み込むようにしても良い。このようにすれば、ポリマーブラシに対して分散機能のみを組み込むことが可能となる。
【００８１】
また、本実施形態では、原子移動ラジカル重合を用いて樹脂コア部３２および親水化カーボンブラック粒子部３３に高分子（ポリマーブラシ）を付ける場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、シランカップリング法を用いて、カーボンブラック表面の−ＯＨ基を脱水縮合によって化学結合しても良い。この場合、高分子としてはアルキル鎖型やシリコーン型の高分子を用いるのが好ましい。
【００８２】
また、その他の高分子付与方法として高分子型の分散剤を用いても良い。分散剤としては、例えば、ソルスパース３０００およびソルスパース１７０００（ＩＣＩ社製）、あるいはファインテクノアジスパー（味の素株式会社製）を例示できる。
【００８３】
続いて、上述のように形成した電気泳動粒子（黒色粒子３１ｂ）を用いて電気泳動表示装置１００を製造する方法について図６、７を参照して説明する。図６、７は、電気泳動表示装置１００の製造工程を示す断面図である。
【００８４】
まず、図６（ａ）に示すように、まず、セルマトリクス４を用意する。本実施形態では、予めセルマトリクス４の基部１３側の面に接着層２０を介して素子基板１が貼り付けられたものを用いる。
【００８５】
次に、図６（ｂ）に示すように、セルマトリクス４の各セル１５内に電気泳動層１１を供給する。本実施形態では、複数の電気泳動粒子３１と分散媒３０とを有する分散液を各セル１５内に配置する。電気泳動粒子３１は、上記製造方法により製造された黒色粒子３１ｂと、従来公知の方法により製造された白色粒子３１ａとを含む。
【００８６】
なお、各セル１５内への電気泳動層１１の供給は、例えば、ディスペンサを用いた滴下法、インクジェット法（液滴吐出法）、スピンコート法、ディップコート法、スプレーコート法等の各種塗布法が挙げられるが、これらの中でも、滴下法、又はインクジェット法を用いるのが好ましい。滴下法、又はインクジェット法によれば、電気泳動層１１を目的とする収容部に対して選択的に供給することができることから、セル１５内に無駄なく、且つより確実に供給することができる。
【００８７】
次に、図６（ｃ）に示すように、電気泳動層１１が供給されたセルマトリクス４の開口部側を封止膜５の形成材料であるＰＶＡで覆って、セルマトリクス４の各セル１５内に電気泳動層１１を封じ込める。本実施形態では、セル１５内に電気泳動層１１を供給した後で、一定の待機時間を設けた後、上記封止工程を行うようにしている。これにより、セル１５の中心部において電気泳動層１１の表面（即ち、液面）を低下させることができ、その断面視による形状を凹状にすることができる。
【００８８】
封止膜５の成膜方法は、例えば下記の通りである。すなわち、ＰＶＡを例えば水、又は親水性の液体（一例として、メタノール又はエタノール）に溶かして液状にし、封止液を作成する。例えば、ＰＶＡを水に溶かして３ｗｔ％〜４０ｗｔ％（重量パーセント）の封止液を作成する。次に、この封止液５Ａをセルマトリクス４の開口部側に塗布する。電気泳動層１１は親油性であり、封止液５Ａは親水性であり、電気泳動層１１と封止液５Ａは混和しない。
なお、封止液５Ａの塗布工程では、例えば、スキージ１７を用いてセルマトリクス４の開口部側の全面に封止液５Ａを一様に塗布する。また、封止液５Ａの塗布方法は、これ以外の方法でもよく、例えば、ダイコーターやコンマコーターを用いた塗布方法が挙げられる。
【００８９】
なお、封止液５Ａに架橋剤を添加するようにしてもよい。架橋剤としては、例えば、ホウ酸水溶液を添加する。ホウ酸水溶液にはホウ酸イオンが含まれている。封止液５Ａにおいて、ホウ酸イオンはＰＶＡの分子同士を連結（即ち、ゲル化）させる。このゲル化は多点の分子間力（水素結合、配位結合、共有結合など）によるものである。これにより、封止液５Ａの粘度を例えば１０００［ｍＰａ・ｓ］以上にすることができ、ゲル状のＰＶＡ水溶液を得ることができる。これにより、封止液５Ａの取り扱いが容易となり、製造工程を簡便化することができる。
【００９０】
次に、図７（ａ）に示すように、塗布した封止液５Ａを乾燥して硬化させる。例えば、封止液５Ａを室温〜５０℃程度の温度環境下に放置して、これを乾燥させて硬化させる。乾燥処理の所要時間は、封止液５Ａの厚さにもよるが、例えば数分から数時間程度である。封止液５Ａの膜中におけるＰＶＡの濃度が高いため、封止液５Ａの乾燥を自然乾燥、又は比較的低温で行うことができる。以上により、セル１５内に供給された電気泳動層１１の露出部分上に封止膜５が形成される。これにより、電気泳動層１１がセル１５内に密閉性高く封止されることとなる。この乾燥処理では、封止液５Ａに含まれる水分が揮発（すなわち、蒸発）するため、封止膜５の厚さが塗布直後と比較して薄くなる（図６（ｃ）、図７（ａ）参照）。
【００９１】
次に、図７（ｂ）に示すように、対向電極６を有する対向基板２を用意する。本実施形態では、電気泳動表示装置１００に可撓性を付与するため、対向基板２として可撓性を有する樹脂基板を選択した。そして、対向基板２を不図示の接着層を用いてセルマトリクス４に貼り付ける。その後、対向基板２の外周を囲むように不図示のシール材を配置する。
以上の工程を経て、図１に示した電気泳動表示装置１００が完成する。
【００９２】
以上述べたように、本実施形態に係る電気泳動表示装置１００によれば、上記電気泳動粒子（黒色粒子３１ｂ）を含む分散液（電気泳動層１１）を有するので、良好な表示特性を有した信頼性の高いものとなる。
【００９３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、電気泳動表示装置１００として、基板１，２間に設けられたセル１５内に電気泳動層１１が収容された構造を例に挙げたが、これに限定されず、電気泳動粒子および分散媒を収容したマイクロカプセルを基板１，２間に配置した構成を採用してもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１…素子基板、２…対向基板、３０…分散媒、３２…樹脂コア部、３３…親水性カーボンブラック部（色粒子）、３１ｂ…黒色粒子（電気泳動粒子）、１００…電気泳動表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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