(57)【要約】  エレクトロウェッティング、エレクトロフルイディック、および電気泳動装置用の着色された有機金属流体が開示されている。着色された流体は、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む極性または非極性溶媒ならびに改質された、オリゴマーもしくはポリマー染料を含むことができる。染料は、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む、１０〜８００の分子量を有する低分子量基またはポリマー鎖に結合された発色団を含んでいる。染料は、１００〜１０００００の分子量、２５℃でこの溶媒への少なくとも５質量％の溶解性、および２５℃で０．５〜２０００ｃＰｓの動的粘度を有している。溶媒が極性の場合には、流体は、約０．０１〜３０００ｐＳ／ｃｍの導電率、２５℃で１５〜９０ダイン／ｃｍの表面張力、かつ５００ｐｐｍ未満の、２．０オングストローム未満の半径の単原子イオンおよび１．４５オングストローム未満の半径の多原子イオンの総含有量を有している。
2014506274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケイ素および／またはゲルマニウムを含む少なくとも１種の極性もしくは非極性溶媒ならびに該溶媒中の少なくとも１種の改質された、オリゴマーもしくはポリマー染料を含んでなる着色された有機金属流体であって、該染料は、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む、分子量１０〜８００の低分子量基またはオリゴマーもしくはポリマー鎖に結合された少なくとも１つの発色団を有しており、該染料は、更に１００〜１０００００の総分子量、２５℃において該溶媒への少なくとも５質量％の溶解度、および２５℃において０．１ｃＰｓ〜２０００ｃＰｓの動的粘度を有しており、該溶媒が極性溶媒である場合には、該着色された有機金属流体は、約０．０１μＳ／ｃｍ〜３０００μＳ／ｃｍの導電率、２５℃において１５ダイン／ｃｍ〜９０ダイン／ｃｍの表面張力、ならびに５００ｐｐｍ未満の、２．０オングストローム未満の半径を有する単原子イオンおよび１．４５オングストローム未満の半径を有する多原子イオンの総含有量を有しており、該溶媒が非極性溶媒である場合には、該着色された有機金属流体は、５×１０−３μＳ／ｃｍ未満の導電率および２５℃において１０ダイン／ｃｍ〜４０ダイン／ｃｍの表面張力を有している、着色された有機金属流体。
【請求項２】
前記改質された、オリゴマーまたはポリマー染料が、以下の式、
【化１】
2014506274.tif 000004
【化２】
2014506274.tif 000005
式中、Ｑは、発色団であり、
Ｘは、Ｒ、ＲＣ(Ｏ)Ｏ、ＲＯＣ(Ｏ)、ＲＣ(Ｏ)ＮＲ１、ＲＮＲ１Ｃ(Ｏ)、ＳＯ２ＮＲ１、ＳＯ２、ＲＯ、ＲＳ、ＲＮＲ１、＝Ｎ−、ＲＮＨＣ(Ｏ)ＮＲ１、ＲＮＨＣ(Ｏ)Ｏ、ＲＯＣ(Ｏ)ＮＨ、ＯＣ(Ｏ)ＯＣＨ２ＮＲ１、ＲＣ(Ｏ)ＯＣＨ２ＣＨ(ＯＨ)ＣＨ２、ＲＳＯ３−、ＲＯＳＯ３−、ＲＣＯＯ−、ＲＯＰＯ３２−、ＲＰＯ３２−、ＲＲ１Ｒ２Ｒ３Ｎ＋、ＲＲ１Ｒ２Ｒ３Ｐ＋であり、Ｒ、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、独立して水素、アルキル、アリール、アルキルアリール、脂環またはヘテロ環式であり、
Ｙは、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む、１０〜８００の分子量を有する低分子量基、あるいは直鎖、分岐、樹枝状、もしくは環状のオリゴマーまたはポリマー鎖であり、
Ｙ１およびＹ２は、独立して随意選択的であり、存在する場合には、独立して、単結合、−Ｒ１Ｒ２Ｒ３ＳｉＯ−(−ＳｉＲ２Ｒ３Ｏ)ｒ、−ＳｉＲ３Ｒ２Ｒ１−、ビニル、ビニリデン、またはジエンモノマー、またはオリゴマー、ポリ無水物、ポリアルキレングリコール、ポリエステル、エポキシ、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、フェノール、メラミン、および尿素ホルムアルデヒド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスルホン、ポリアルデヒド、またはポリケトンであり、Ｒ１は水素、アルキル、ハロゲン化アルキル、アリール、もしくはアルカリルであり、Ｒ２とＲ３は、独立してアルキル、ハロゲン化アルキル、アリール、アルカリル、脂環、ヘテロ環、ポリ（アルキレンオキシド）、アルキルアミン、ポリアルキルアミン、またはそれらのいずれかの組み合わせであり、ｒは、１〜２０００であり、あるいは随意選択的にランダムまたはブロック共重合体を一緒に形成している、
Ｚは、１，３，５−および１，２，４−トリアジン、ベンゼン−１，３，５−トリカルボン酸、ベンゼン−１，２，４−トリカルボン酸、ベンゼン−２，３，５，６−テトラカルボン酸、グリセロール、ペンタエリスリトール、ジメチロールプロピオン酸、クエン酸、イソクエン酸、プロパン−１，２，３−トリカルボン酸、粘液酸、リンゴ酸、酒石酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、１，３，５−トリアミノベンゼン、１，３，５−トリヒドロキシベンゼン、没食子酸、２−アミノ−１，３−プロパンジオール、またはトリエタノールアミンの基であり、
Ｌは、単結合または二官能性連結基であり、
ＡおよびＢは、独立して、水素、アルキル、アリール、アルキルアリール、ヘテロ環、ビニル、ビニリデン、またはジエンモノマーもしくはオリゴマー、ポリ無水物、ポリアルキレングリコール、ポリエステル、エポキシ、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、フェノール、メラミン、尿素ホルムアルデヒド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスルホン、ポリアルデヒド、またはポリケトンであり、
Ｘ１−は、該発色団のアニオン基であり、
Ｘ２＋は、該発色団のカチオン基であり、
Ｙ１＋は、該オリゴマーまたはポリマーのカチオン基であり、
Ｙ２−は、該オリゴマーまたはポリマーのアニオン基であり、
ｌは、１〜２であり、ｍは、１〜８であり、ｐおよびｑは、１〜４であり、ｐ＋ｑは、５未満であり、かつｋは、０〜５００である、
の少なくとも１つによって規定される、請求項１記載の着色された有機金属流体。
【請求項３】
Ｙが、シルセスキオキサンオリゴマーまたはポリマー鎖；−Ｒ１Ｒ２Ｒ３ＳｉＯ−(−ＳｉＲ２Ｒ３Ｏ)ｒ−ＳｉＲ２Ｒ３Ｒ４；−Ｒ１Ｒ２Ｒ３ＳｉＯ−(−ＳｉＲ２Ｒ３Ｏ)ｒ−ＳｉＲ３Ｒ２Ｒ１−；Ｒ２Ｒ３Ｒ４ＳｉＯ−(ＳｉＲ２Ｒ３Ｏ)ｒ−[Ｓｉ(Ｒ３−)Ｒ２Ｏ−]ｎ−ＳｉＲ２Ｒ３Ｒ４；−Ｒ１−Ｓｉ[−Ｏ(−ＳｉＲ２Ｒ３Ｏ)ｒ−ＳｉＲ２Ｒ３Ｒ４]３、またはそれらのいずれかの組み合わせから選択され、式中Ｒ１は水素、アルキル、ハロゲン化アルキル、アリールまたはアルカリルであり；Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、独立してアルキル、ハロゲン化アルキル、アリール、アルカリル、脂環、ヘテロ環、ポリ（アルキレンオキシド）、アルキルアミン、ポリアルキルアミンであり；ｒ＝１〜２０００、ｎ＝１〜２０００；かつ、ｎ＋ｒ＜２０００である、
請求項２記載の着色された有機金属流体。
【請求項４】
前記溶媒が、極性溶剤である、請求項１記載の着色された有機金属流体。
【請求項５】
前記極性溶媒が、１０超の誘電率、２５ダイン／ｃｍ〜９０ダイン／ｃｍの表面張力、２５℃において０．１〜２０００ｃＰｓの動的粘度、および３０Ｖの直流もしくは交流に対して、２０〜８０％の範囲のエレクトロウェッティング相対感度（ＥＷＲＲ）を有する、請求項４記載の着色された有機金属流体。
【請求項６】
前記極性溶媒が、ケイ素を含む、請求項４記載の着色された有機金属流体。
【請求項７】
前記極性溶媒が、ゲルマニウムを含む、請求項４記載の着色された有機金属流体。
【請求項８】
前記溶媒が、非極性溶媒である、請求項１記載の着色された有機金属流体。
【請求項９】
前記非極性溶媒が、１０未満の誘電率、２０℃において０．１〜２０００ｃＰｓの動的粘度、および１０ダイン／ｃｍ〜４０ダイン／ｃｍの表面張力を有する、請求項８記載の着色された有機金属流体。
【請求項１０】
前記非極性溶媒が、ケイ素を含む、請求項８記載の着色された有機金属流体。
【請求項１１】
前記非極性溶媒が、ゲルマニウムを含む、請求項８記載の着色された有機金属流体。
【請求項１２】
前記改質された、オリゴマーおよび／またはポリマー染料が、前記流体の約０．０１質量％〜約５０質量％の量で存在し、かつ前記極性もしくは非極性溶媒が、前記流体の約５０質量％〜約９９．９９質量％の量で存在する、請求項１記載の着色された有機金属流体。
【請求項１３】
更に顔料を含み、該顔料が前記染料によって安定化されている、請求項２記載の着色された有機金属流体。
【請求項１４】
前記顔料が、１０〜４００ｎｍの粒子径を有している、請求項１３記載の着色された有機金属流体。
【請求項１５】
前記染料が、前記流体の０．０１質量％〜４０質量％の量で存在し、前記顔料が、前記流体の０．０１質量％〜３０質量％の量で存在し、かつ前記極性もしくは非極性溶媒が、前記流体の４０質量％〜９９．９８質量の量で存在している、請求項１３記載の着色された有機金属流体。
【請求項１６】
前記染料が、蛍光染料である、請求項１記載の着色された有機金属流体。
【請求項１７】
前記染料が、２種または３種以上の染料を含み、かつ色が黒色である、請求項１記載の着色された有機金属流体。
【請求項１８】
更に、少なくとも１種の顔料含み、かつ１種もしくは２種以上の染料との組み合わせで着色された有機金属流体を規定し、該有機金属流体の色が黒色である、請求項１記載の着色された有機金属流体。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか１項記載の着色された有機金属流体を含む、エレクトロウェッティングまたはエレクトロフルイディック装置。
【請求項２０】
更に、透明な極性または非極性流体を含む、請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
前記着色された有機金属流体が、着色された有機金属極性流体を規定する極性溶媒を含み、かつ更に、請求項１記載の他の着色された有機金属流体を含んでおり、それが非極性溶媒を含んでおり、それによって着色された有機金属非極性流体を規定している、請求項１９記載の装置。
【請求項２２】
請求項１記載の着色された有機金属流体を含む電気泳動装置であって、前記着色された有機金属流体が、非極性溶媒を含み、それによって着色された有機金属非極性流体を規定する、電気泳動装置。
【請求項２３】
請求項１記載の着色された有機金属流体を含む、ディスプレイ用の画素。
【請求項２４】
ディスプレイ用の画素の表示状態を変化させる方法であって、請求項１〜１８のいずれか１項記載の着色された有機金属流体を含む前記画素の貯蔵部に、複数の電極を介して、電位差を印加して、前記着色された有機金属流体を動かすか、または前記着色された有機金属流体の形状を変化させることによって、該画素の表示状態に変化を生じさせることを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１０年１２月１６日出願の米国仮出願第61/423,737号への利益を主張し、これを参照することによって本明細書の内容とする。
【０００２】
技術分野
本発明は、包括的には、エレクトロウェッティングの分野、そしてより具体的には、エレクトロウェッティング、エレクトロフルイディックまたは電気泳動装置のための着色された流体、ならびにそれを用いたエレクトロウェッティング、エレクトロフルイディックまたは電気泳動装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
２つの不混和性流体の間の界面張力は、電位によって制御することができる。この基本的な原理は、画像形成材料の光学的な状態が、その画像形成材料を、電界もしくは電子伝達に付すことによって調整もしくは変更される装置、例えばエレクトロウェッティング、エレクトロフルイディックまたは電気泳動装置を含めた、多様な、そして継続的に成長する電気光学的に調整されたディスプレイに用いられる。
【０００４】
エレクトロウェッティングは、少なくとも高輝度および明度比、広い視野角、ならびに高速な切替速度のために、多様な光学的用途のための魅力的な調整方式となってきている。更に、エレクトロウェッティングディスプレイの電力消費は、それらが前面および背面照射を必要としないために、比較的に低い。例えば、エレクトロウェッティングは、光ファイバーの光学開閉器、カメラおよび誘導システムのための光学シャッターもしくはフィルタ、光学撮像素子、光学導波路材料、ならびにビデオディスプレイ画素、を与えるのに用いられている。用語「エレクトロウェッティング」は、液体の、疎水性表面との接触角に対する電界の影響を示している。電界によって、当初ははじいていた表面を、液体が全体に分布する、または濡らして、装置の分光特性に変化をもたらす。電界が取り除かれた場合には、接触角は増大し、そしてその液体は、ある領域に収縮し、それによって分光特性は初期の状態に戻る。
【０００５】
初期のエレクトロウェッティングシステムは、水および水と他の極性溶媒との混合物を用いていた。しかしながら、水の物理的性質、例えば高温での膨張および凝固点が、そのような装置への応用を制限する。水の使用に伴う問題を克服するために、他の溶媒、例えばグリコール、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジアセトンアルコール、シクロヘキサノン、ブチルアセテート、プロピルアセテート、ガンマ−ブチロラクトン、エチルヘキサノール、およびイオン流体が、水を置き換えるために提案されてきている。用いることができる非極性溶媒としては、直鎖もしくは分岐アルカン、例えば、デカン、ドデカンおよびテトラデカン、アリールアルカン、脂肪酸および脂肪族アルコール、芳香族もしくは脂環式炭化水素、ヘテロ環式化合物、ハロゲン化炭化水素、およびケイ素もしくはゲルマニウム系の有機金属化合物、例えばシリコーンオイル、環状シロキサン、またはそれらの組み合わせが挙げられる。例えば、シリコーンおよび有機シリコーン流体は、低粘度および表面張力、広範囲の使用温度、良好な安定性、低毒性および低引火性など性質の有用な組み合わせのために、近頃は、多くのエレクトロウェッティング装置のための溶媒の選択肢になってきている。このことにも拘わらず、シリコーン流体の使用は、着色剤との非常に貧弱な相溶性のために、大きく制限されている。特には、商業的に入手可能な染料は、これらの流体に、あったとしても、非常に低い溶解性しか示さない。シリコーン流体を基にした顔料分散体の安定性は、重大な課題を与えている。
【０００６】
着色された画像形成性流体は、エレクトロフルイディックおよびエレクトロウェッティング装置の不可欠な要素であり、そこではその用途のために、可視情報および効果の再生が必要とされる。慣用のエレクトロウェッティング装置は、通常は、着色されたオイルを有しており、それが例えば絶縁性フッ素重合体の上に膜を形成する。この着色されたオイルの膜は、その装置に視認できる色を与える。このオイル膜の上に位置する水の層と、絶縁性フッ素重合体の下の電極の間に電圧が印加された場合には、このオイル膜は、水が表面を電気的に濡らす(electrowet)ために、分裂する。分裂したオイル膜は、もはやデバイスに色を与えない。電圧が取り除かれると、オイルが優先的に絶縁性フッ素重合体を濡らして、オイル膜が再形成され、そして再び色が明確となる。着色されていないオイルと組み合わせて、着色された極性の流体を用いる装置が、最近出現した。
【０００７】
通常は、着色された流体のための着色剤は、染料または顔料であることができる。歴史的には、染料は、様々なデジタル用途、例えば、インクジェット用インク、カラーフィルタおよびエレクトロウェッティング装置の最適な着色剤であった。この事実は、多種多様な製品が、着色流体の、鮮やかで強烈な一連の色、溶液の低い粘度、優れた透明性および安定性を実証していることを考えると、理解に難くない。この染料は、通常は適用媒質に可溶である。すなわち、染料は、溶媒中に分子の水準または比較的に小さい塊（会合体）、例えば、ダイマー、トリマー、テトラマーなどに分散される。また、オリゴマーおよびポリマーの染料の適用は、種々の材料、例えば、インク、例えばインクジェット用インク、被覆剤、プラスチック、フォトレジスト、トナー、食品、化粧品およびパーソナルケア、繊維製品、薬品、医療装置、例えば、コンタクトレンズ、ワックス、および燃料などの着色用としてよく知られている。しかしながら、染料は特定の欠点、例えば、貧弱な耐光性および耐候性を有している。商業的に入手可能な慣用の染料およびポリマー染料は、有機ケイ素材料の中で、通常は非常に貧弱な安定性を有しているか、または全く不溶性である。慣用の染料の他の欠点としては、特に精製された形態の場合の高コスト、非極性溶媒に対する不十分な溶解度、低い耐ブリード性、および／または不透明性の欠如が挙げられる。染料が着色剤として使用されている用途においては、望ましい耐光性ならびに耐溶媒および耐ブリード性に起因して、近年は、有機顔料が有用性を増大させてきている。一方、顔料は、透明性がより低く、そして顔料分散液の安定化が常に深刻な問題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
溶媒および着色剤の使用にともなう問題は解決されてきているけれども、種々のエレクトロウェッティング、エレクトロフルイディック、および電気泳動装置のための改良された着色された流体に対する明確な必要性がなお残されている。
【０００９】
従って、溶解性の問題および、流体、例えば有機金属溶媒の着色のために着色剤を用いるのに伴う他の問題を克服する、改良された着色された流体、特には、改良された着色された有機金属流体を提供することは有益である。そのような改良された着色された有機金属流体は、所望の色および安定性を示すことができる、エレクトロウェッティング、エレクトロフルイディック、または電気流動装置に用いるために好適であり、装置部品に最小の影響しか与えず、もしくは悪影響を全く与えず、装置の性能を高め、そして所望の期間に亘って所望の機能を維持する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の態様では、エレクトロウェッティング、エレクトロフルイディック、または電気流動装置のための着色された有機金属流体を提供する。１つの例では、改質された、オリゴマーおよび／またはポリマー染料が、随意選択的に、１種もしくは２種以上の顔料と組み合わせて、エレクトロウェッティング、エレクトロフルイディック、または電気流動技術のための、有機金属流体、例えばケイ素もしくはゲルマニウム流体の着色のために、提供される。
【００１１】
１つの態様では、着色された有機金属流体としては、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む少なくとも１種の極性または非極性溶媒、およびこの溶媒中の少なくとも１種の改質された、オリゴマーもしくはポリマー染料、を含んでいる。この染料は、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む、１０〜８００の分子量を有する低分子量の基、またはオリゴマーもしくはポリマー鎖に結合された、少なくとも１種の発色団を有している。この染料は、１００〜１０００００の総分子量、溶媒中に２５℃で、少なくとも５質量％の溶解度、および２５℃で、０．１ｃＰｓ〜２０００ｃＰｓの動的粘度を有している。溶媒が、極性溶媒である場合には、着色された有機金属流体は、約０．０１μＳ／ｃｍ〜３０００μＳ／ｃｍの導電率、２５℃で、１５ダイン／ｃｍ〜９０ダイン／ｃｍの表面張力、および２．０オングストロームより小さい半径を有する単原子イオンおよび１．４５オングストロームより小さい半径を有するポリマーイオンの５００ｐｐｍ未満の総含有量を有している。そして、溶媒が非極性溶媒である場合には、着色された有機金属流体は、５×１０−３μＳ／ｃｍ未満の導電率、および２５℃で、１０ダイン／ｃｍ〜４０ダイン／ｃｍの表面張力を有している。着色された有機金属流体は、随意選択的に顔料を含むことができる。この着色された有機金属流体は、着色された有機金属極性および／または着色された有機金属非極性流体を規定する。１つの例では、極性溶媒は、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む親水性化合物である。他の例では、非極性溶媒は、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む疎水性化合物である。
【００１２】
他の態様では、エレクトロウェッティングまたはエレクトロフルイディック装置は、着色された有機金属極性および／または着色された有機金属非極性流体を含んでいる。他の態様では、電気泳動装置は、着色された有機金属非極性流体を含んでいる。さらに他の態様では、ディスプレイ用の画素は、着色された有機金属極性および／または着色された有機金属非極性流体を含んでいる。
【００１３】
さらに他の態様では、ディスプレイ用の画素の表示状態を変化させるための方法が提供される。この方法は、着色された有機金属極性および／または着色された有機金属非極性流体を含む画素の貯蔵部（reservoir）に、複数の電極を介して電位差を印加し、着色された有機金属流体を移動させる、またはその形状を変化させることによって、画素の表示状態の変化を引き起こすことを含んでいる。
【発明の効果】
【００１４】
ディスプレイ技術におけるそのような着色された有機金属流体の使用は、耐久性の改善を提供し、そして染料および顔料の選択を通して、より高い水準の彩度（chroma）およびより高いコントラスト比を達成する能力を提供する。また、着色された有機金属流体は、速い開閉速度、低い消費電力、およびより高い装置耐久性を提供することができる。
【００１５】
本明細書に組み込まれ、そしてその一部を構成する添付の図面は、上記の本発明の包括的な説明および、以下の本発明の詳細な説明と共に、本発明の態様を示しており、本発明の原理を説明する役割をする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の態様によるディスプレイの画素として作動させたエレクトロウェッティング装置の概略の断面図である。
【００１７】
【図１Ｂ】図１Ｂは、画素の表示状態を変えた、図１Ａのエレクトロウェッティング装置の概略の断面図である。
【００１８】
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の態様による表示画素として作動させたエレクトロウェッティング装置の概略的断面図である。
【００１９】
【図２Ｂ】図２Ｂは、画素の表示状態を変えた、図１Ａのエレクトロウェッティング装置の概略の断面図である。
【００２０】
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の態様による表示画素として作動させたエレクトロウェッティング装置の概略的断面図である。
【００２１】
【図２Ｂ】図３Ｂは、画素の表示状態を変えた、図３Ａのエレクトロウェッティング装置の概略の断面図である。
【００２２】
【図３Ｃ】図３Ｃは、画素の表示状態を変えた、図３Ｃのエレクトロウェッティング装置の概略の断面図である。
【００２３】
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の態様による表示画素として作動させた電気泳動装置の概略的断面図である。
【００２４】
【図４Ｂ】図４Ｂは、画素の表示状態を変えた、図４Ａの電気泳動装置の概略の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本明細書において使用される専門用語は、特定の態様を説明することのみを目的とし、本発明を限定することを意図していない。本明細書において使用される場合、特に断りのない限り、単数形「a」、「an」および「the」は複数形をもまた含むことが意図されている。更に、本明細書において使用される場合、用語「含む(comprises)」および／または「含んでいる(comprising)」は、示された特徴、整数、工程、動作、要素、および／または部品の存在を特定するが、１つまたは２つ以上の他の特徴、整数、工程、動作、要素、部品、および/またはそれらの群の存在または追加を排除しない。更に、用語「含む(includes)」、「有している(having)」、「有する(has)」、「備える(with)」、「構成される(composed)」、「含む(comprised)」またはそれらの変化形が、発明の詳細な説明または特許請求の範囲のいずれかにおいて使用される限り、そのような用語は、用語「含む(comprising)」と同様に包含的であることが意図される。
【００２６】
本発明は、エレクトロウェッティング、エレクトロフルイディック、または電気泳動装置のための着色された有機金属流体に向けられている。エレクトロウェッティングおよびエレクトロフルイディック装置は、典型的には、疎水性誘電体および電極で構成され、そして他の親水性表面を含んでもよい。一般に、基材および接続されたフィーチャー（features）は、少なくとも１種の着色された、そしてケイ素および／またはゲルマニウムを有する有機金属溶媒を含む極性流体および非極性流体に暴露され、そしてそれらの流体は互いに混和または乳化可能ではない。電気泳動装置は、典型的には、荷電粒子を含む着色された非極性流体のみを含んでいる。本発明の装置において用いられる極性および／または非極性の有機金属流体は、改質された、オリゴマーおよび／またはポリマー染料を含むことができ、そして特定の電気伝導率、ならびに所望の粘度、凝固点および沸点特性の特性を有することができ、また、誘電体基板および装置の他の部品に対し悪影響を示し得る、性能を劣化させるイオンを低減または排除することができる。改質された、オリゴマーおよび／またはポリマー染料は、１つの相から他の相へ拡散すべきではなく、または装置の表面を汚染するべきではない。
【００２７】
本発明の態様によれば、エレクトロウェッティングまたはエレクトロンフルイディック装置との使用のための着色された有機金属流体は、一般に、有機金属溶媒を特徴付けるケイ素および／またはゲルマニウムを含む、少なくとも１種の極性溶媒と、この溶媒中の少なくとも１種の、改質された、オリゴマーおよび／またはポリマー染料と、随意選択的に、有機もしくは無機顔料、または化学修飾法により、イオン性、非イオン性もしくはポリマー基を顔料表面に共有結合させることによって調製された表面改質顔料、ならびに随意選択的に、界面活性剤、共力剤（synergist）、電気伝導率制御のための添加剤、分散剤、殺生物剤、消泡剤および当業者に知られた他の機能性添加剤を含んでいてもよい。改質された、オリゴマーまたはポリマー染料は、ケイ素またはゲルマニウムを含んでいる、１０〜８００の分子量を有する低分子量基あるいはオリゴマーまたはポリマー鎖に結合した、少なくとも１種の発色団を有している。着色された有機金属流体は、着色された有機金属極性流体を特徴付ける。
【００２８】
他の態様では、エレクトロウェッティング、エレクトロフルイディック、または電気泳動装置との使用のための着色された有機金属流体は、一般に、有機金属溶媒を特徴付けるケイ素および／またはゲルマニウムを含む、少なくとも１種の非極性溶媒と、この溶媒中の少なくとも１種の、改質された、オリゴマーおよび／またはポリマー染料と、随意選択的に、有機もしくは無機顔料、または化学修飾法により、非イオン性の低分子量、オリゴマーもしくはポリマー基を顔料表面に共有結合させることによって調製された表面改質顔料、ならびに随意選択的に、界面活性剤、共力剤、分散剤、当技術分野で知られた他の添加剤、またはそれらの任意の組合せを含んでもよい。改質された、オリゴマーまたはポリマー染料は、１０〜８００の分子量を有する低分子量基あるいはオリゴマーまたはポリマー鎖に結合した、少なくとも１種の発色団を有しており、それはケイ素またはゲルマニウムを含んでいる。着色された有機金属流体は、着色された有機金属非極性流体を特徴付ける。
【００２９】
本発明の極性溶媒は、単一の溶媒、例えば、有機金属溶媒、または２種もしくは３種以上の溶媒のいずれかの組合せであってもよい。極性溶媒の限定するものではない例としては、ケイ素もしくはゲルマニウム系化合物、例えば、シリコーン、例えば親水性シリコーン、水、グリコール、ポリグリコール、アルコール、ポリオール、エーテル、エステル、ケトン、ケタール、ラクトン、ラクタム、ピロリドンおよびポリビニルピロリドン、ピロリジン、カーボネート、スルホン、スルホキシド、アミン、アミド、イミン、ニトリル、カルボン酸、アセタール、カルバメート、尿素、アルデヒド、ハロゲン化、チオもしくはニトロ化合物、イオン流体、またはそれらのいずれかの混合物が挙げられる。１つの例では、極性溶媒は、親水性であることができ、そしてケイ素および／またはゲルマニウムを含むことができる。
【００３０】
極性溶媒は、２５℃で１０を超える誘電率を示すことができる。他の例では、誘電率は、２５℃で３０を超える。
【００３１】
極性溶媒の動的粘度は、２５℃で２０００ｃＰ未満であることができる。他の例では、動的粘度は、２５℃で０．１ｃＰから２０００ｃＰである。さらに別の例では、動的粘度は、２５℃で０．１ｃＰから５００ｃＰである。
【００３２】
また、極性溶媒は、３０Ｖの直流または交流に対して、２０〜８０％の範囲のエレクトロウェッティング相対感度（electrowetting relative response、ＥＷＲＲ）を示すことができる。ＥＷＲＲは、本明細書において、以下の式に従って規定される。
ＥＷＲＲ＝（Θ０−ΘＶ）×１００／Θ０，  ％
式中、Θ０は、０Ｖの電圧での初期接触角であり、ΘＶは、３０Ｖの電圧での最終的接触角である。接触角測定の好適な手順は、Balaji Rajら、「Ion and Liquid Dependent Dielectric Failure in Electrowetting Systems」、Langmuir、3b2、ver.9、13/8/09（参照することにより本明細書の内容とする）に記載されており、また以下の試験手順の項でさらに詳細に議論される。
【００３３】
本発明の非極性溶媒は、有機金属溶媒、または２種もしくは３種以上の溶媒の組み合わせを含む、いずれかの溶媒であることができる。非極性溶媒の限定するものではない例としては、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む非置換、置換、直鎖、分岐もしくは環状化合物；脂肪族もしくは芳香族炭化水素、部分的に水素化された芳香族炭化水素、脂環式もしくは芳香族ヘテロ環式化合物または、ハロゲン、ニトロ、ニトロゾ（nitrozo）もしくはシアノ基を含むそれらの誘導体；脂肪族アルコールおよびカルボン酸、ならびにそれらのエーテル、エステル、およびアミド、が挙げられる。１つの例では、非極性溶媒は、ケイ素および／またはゲルマニウムを含んでいる。本装置の非極性流体は、極性流体とは不混和性であることができ、そしてこの液体中に溶解された成分は、極性流体中には移動しない可能性がある。
【００３４】
非極性溶媒は、２５℃で１０未満の誘電率を示すことができる。他の例では、誘電率は、２５℃で５未満である。
【００３５】
非極性溶媒の動的粘度は、２５℃で２０００ｃＰ未満であることができる。他の例では、動的粘度は、２５℃で０．１ｃＰから２０００ｃＰである。さらに他の例では、動的粘度は、２５℃で０．１ｃＰから５００ｃＰである。
【００３６】
本明細書の目的では、改質された染料は、単一の発色団に直接に、または連結基を介して、共有結合もしくはイオン結合で結合された、１０〜８００の分子量を有する、１種もしくは２種以上の付加的な低分子量官能基を含み、１００〜４０００の範囲の総分子量を備えた、慣用の、または特別に合成された染料として規定される。また、改質された染料は、共有結合、イオン結合、または水素結合を介して互いに結合された２つもしくは３つ以上の染料の複合体であることができる。これらの染料は、更なる置換基を有していても、有していなくてもよく、それらは、反対の電荷を有していて、互いに直接に結合することができ、あるいは同じ電荷を有していて、そして反対の電荷を有する第３の非着色成分を介して結合されていてもよい。オリゴマー染料は、共有もしくはイオン結合により、直接に、または連結基を介して１つまたは２つ以上のオリゴマー鎖に結合した、少なくとも１種の発色団を含み、そして５００から５，０００の範囲の総分子量を有する化合物として規定される。ポリマー染料は、共有もしくはイオン結合により、直接に、または連結基を介して１つまたは２つ以上のオリゴマーおよび／またはポリマー鎖に結合された、少なくとも１種の発色団を含み、５，０００超から１００，０００の範囲の総分子量を有する化合物として規定される。
【００３７】
本発明の染料は、有機ケイ素化合物への優れた溶解性を有している。また、それらは、エレクトロウェッティング、エレクトロフルイディックまたは電気泳動色素体装置のための向上した着色されたケイ素流体を提供する有機金属もしくは他の流体を基にした顔料分散液のための分散剤として有用であることができ、装置性能を高め、そして所望の長期に亘って所望の機能を維持することができる。
【００３８】
１つの態様では、本発明の、改質された、オリゴマーまたはポリマー染料は、下記の一般式の１つもしくは２つ以上によって規定することができる。
【００３９】
（１）  Ｑ−[Ｘ−(Ｙ)１]ｍ
【００４０】
（２）  (Ｑ−Ｘ)ｐ−Ｚ−(Ｘ−Ｙ)ｑ
【００４１】
（３）  (Ｑ−Ｘ)ｐ(Ｙ−Ｘ)ｑ−Ｚ−ＬＹ１Ｙ２−Ｚ−(Ｘ−Ｙ)ｑ(Ｘ−Ｑ)ｐ
【００４２】
（４）  Ｑ−Ｘ−ＹＹ１Ｙ２−Ｘ−Ｑ
【００４３】
（５）  Ｚ(Ｘ−Ｙ−Ｘ−Ｑ)ｐ
【００４４】
（６）  (Ｙ)ｉ−Ｘ−Ｑ−Ｘ−[Ｑ−Ｘ]ｋ−Ｑ−Ｘ−(Ｙ)１
【００４５】
（７）  [(Ｙ)１−Ｘ]ｍ−Ｑ−Ｘ−Ｙ−Ｘ−Ｑ−[Ｘ−(Ｙ)１]ｍ
【００４６】
（８）  Ｑ−Ｘ−Ｙ−[Ｘ−Ｑ−Ｘ−Ｙ]ｋ−Ｘ−Ｑ−Ｘ−Ｙ
【００４７】
（９）  Ｙ２Ｙ１Ｙ(−Ｘ−Ｑ)[Ｙ１Ｙ２Ｙ(−Ｘ−Ｑ)]ｋＹ２Ｙ１Ｙ(−Ｘ−Ｑ)ＹＹ１Ｙ２
【００４８】
（１０）  Ｙ２(Ｂ)Ｙ１(Ａ)Ｙ(−Ｘ−Ｑ)[Ｙ２(Ｂ)Ｙ１(Ａ)Ｙ(−Ｘ−Ｑ)]ｋＹ２(Ｂ)Ｙ１(Ａ)Ｙ(−Ｘ−Ｑ)ＹＹ１(Ａ)Ｙ２(Ｂ)
【００４９】
（１１）  Ｑ−[Ｘ１−Ｙ１＋]ｍ
【００５０】
（１２）  Ｑ−[Ｘ２＋Ｙ２−]ｍ
【００５１】
（１３）  [Ｙ１＋Ｘ１−]ｍ−Ｑ−Ｘ−Ｙ−Ｘ−Ｑ−[Ｘ１−Ｙ１＋]ｍ
【００５２】
（１４）  [Ｙ２−Ｘ２＋]ｍ−Ｑ−Ｘ−Ｙ−Ｘ−Ｑ−[Ｘ２＋Ｙ２−]ｍ
【００５３】
（１５）  [Ｙ１＋Ｘ１−]ｍ−Ｑ−Ｚ−(Ｑ−Ｚ)ｋ−Ｑ−Ｚ−[Ｘ１−Ｙ１＋]ｍ
【００５４】
（１６）  [Ｙ２−Ｘ２＋]ｍ−Ｑ−Ｚ−(Ｑ−Ｚ)ｋ−Ｑ−Ｚ−[Ｘ２＋Ｙ２−]ｍ
【００５５】
（１７）  Ｚ{Ｘ−Ｙ−Ｘ−Ｑ−[Ｘ１−Ｙ１＋]ｍ}ｐ
【００５６】
（１８）  Ｚ{Ｘ−Ｙ−Ｘ−Ｑ−[Ｘ２＋Ｙ２−]ｍ}ｐ
【００５７】
（１９）  Ｙ２Ｙ１Ｙ(−Ｘ１−＋Ｘ２Ｑ)[Ｙ１Ｙ２Ｙ(−Ｘ１−＋Ｘ２Ｑ)]ｋＹ２Ｙ１Ｙ(−Ｘ１＋−Ｘ２Ｑ)ＹＹ１Ｙ２
【００５８】
（２０）  Ｙ２Ｙ１Ｙ(−Ｘ２＋−Ｘ１Ｑ)[Ｙ１Ｙ２Ｙ(−Ｘ２＋−Ｘ１Ｑ)]ｋＹ２Ｙ１Ｙ(−Ｘ２＋−Ｘ１Ｑ)ＹＹ１Ｙ２
【００５９】
Ｑは、アゾまたはアゾ縮合化合物、金属錯体、ベンズイミダゾロン、アゾメチン、メチン、例えばシアニン、アザカルボシアニン、エナミン、ヘミシアニン、ストレプトシアニン、スチリル、ゼロメチン、モノ−、ジ−、トリ−、およびテトラアザメチン；カラテノイド、アリールメタン、例えばジアリールメタンおよびトリアリールメタン；キサンテン、チオキサンテン、フラバノイド、スチルベン、クマリン、アクリデン、フルオレン、フルオロン、ベンゾジフラノン、ホルマザン、ピラゾール、チアゾール、アジン、ジアジン、オキサジン、ジオキサジン、トリフェノジオキサジン、フェナジン、チアジン、オキサゾン、インダミン、ニトロソ、ニトロ、キノン、例えばヒドロキノン、ナフトキノン、およびアントラキノン；ローダミン、フタロシアニン、ニュートロシアニン、ジアザヘミシアニン、ポルフィリン、ペリノン、ペリレン、ピロニン、ジケトピロロピロール、インジゴ、インジゴイド、チオインジゴ、インドフェノール、ナフタルイミド、イソインドリン、イソインドリノン、イミノイソインドリン、イミノイソインドリノン、キナクリドン、フラバントロン、インダントロン、アントラピリミジン、キノフタロン、イソビオラントロン、ピラントロン、ならびにそれらのいずれかの組合せから選択され得る発色団を表す。また、Ｑは、いずれかの酸染料、直接染料、反応染料、媒染染料、溶剤染料、天然染料、分散染料、塩基性(カチオン性)染料、硫化染料、蛍光染料、蛍光増白剤、または建染染料、または顔料の残基を表すことができる。
【００６０】
Ｘは、Ｒ、ＲＣ(Ｏ)Ｏ、ＲＯＣ(Ｏ)、ＲＣ(Ｏ)ＮＲ１、ＲＮＲ１Ｃ(Ｏ)、ＳＯ２ＮＲ１、ＳＯ２、ＲＯ、ＲＳ、ＲＮＲ１、＝Ｎ−、ＲＮＨＣ(Ｏ)ＮＲ１、ＲＮＨＣ(Ｏ)Ｏ、ＲＯＣ(Ｏ)ＮＨ、ＯＣ(Ｏ)ＯＣＨ２ＮＲ１、ＲＣ(Ｏ)ＯＣＨ２ＣＨ(ＯＨ)ＣＨ２、ＲＳＯ３−、ＲＯＳＯ３−、ＲＣＯＯ−、ＲＯＰＯ３２−、ＲＰＯ３２−、ＲＲ１Ｒ２Ｒ３Ｎ＋、ＲＲ１Ｒ２Ｒ３Ｐ＋であり、Ｒ、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、独立して水素、アルキル、アリール、アルキルアリール、脂環またはヘテロ環であることができる。
【００６１】
Ｙは、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む、１０〜８００の分子量を有する低分子量基、または直鎖、分岐、樹枝状、もしくは環状のオリゴマーまたはポリマー鎖を表す。１つの例では、Ｙとしては、シルセスキオキサンオリゴマーまたはポリマー鎖；−Ｒ１Ｒ２Ｒ３ＳｉＯ−(−ＳｉＲ２Ｒ３Ｏ)ｒ−ＳｉＲ２Ｒ３Ｒ４；−Ｒ１Ｒ２Ｒ３ＳｉＯ−(−ＳｉＲ２Ｒ３Ｏ)ｒ−ＳｉＲ３Ｒ２Ｒ１−；Ｒ２Ｒ３Ｒ４ＳｉＯ−(−ＳｉＲ２Ｒ３Ｏ)ｒ−[Ｓｉ(Ｒ３−)Ｒ２Ｏ−]ｎ−ＳｉＲ２Ｒ３Ｒ４；−Ｒ１−Ｓｉ[−Ｏ(−ＳｉＲ２Ｒ３Ｏ)ｒ−ＳｉＲ２Ｒ３Ｒ４]３、式中、Ｒ１は水素、アルキル、ハロゲン化アルキル、アリールまたはアルカリル；Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、独立してアルキル、ハロゲン化アルキル、アリール、アルカリル、脂環、ヘテロ環、ポリ（アルキレンオキシド）、アルキルアミン、ポリアルキルアミン、またはそれらのいずれかの組み合わせ；ｒ＝１〜２０００、ｎ＝１〜２０００；そしてｎ＋ｒ＜２０００である、が挙げられる。
【００６２】
Ｙ１およびＹ２は、独立して随意選択的であり、そして独立して、単結合、−Ｒ１Ｒ２Ｒ３ＳｉＯ−(−ＳｉＲ２Ｒ３Ｏ)ｒ、−ＳｉＲ３Ｒ２Ｒ１−、ビニル、ビニリデン、またはジエンモノマー、またはオリゴマー、ポリ無水物、ポリアルキレングリコール、ポリエステル、エポキシ、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、フェノール、メラミン、および尿素ホルムアルデヒド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスルホン、ポリアルデヒド、またはポリケトン、ここでＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびｒは、上記で規定したとおりである。また、Ｙ１およびＹ２は、共にランダムまたはブロック共重合体を形成していてもよい。
【００６３】
Ｚは、１，３，５−および１，２，４−トリアジン、ベンゼン−１，３，５−トリカルボン酸、ベンゼン−１，２，４−トリカルボン酸、ベンゼン−２，３，５，６−テトラカルボン酸、グリセロール、ペンタエリスリトール、ジメチロールプロピオン酸、クエン酸、イソクエン酸、プロパン−１，２，３−トリカルボン酸、粘液酸、リンゴ酸、酒石酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、１，３，５−トリアミノベンゼン、１，３，５−トリヒドロキシベンゼン、没食子酸、２−アミノ−１，３−プロパンジオール、またはトリエタノールアミンの基を表す。
【００６４】
Ｌは、単結合、二官能性連結基、例えば脂肪族、脂環式、芳香族またはヘテロ環式ジオール、ジアミン、ジカルボン酸もしくはそれらのハロゲン化物、ジエポキシ、ジイソシアネート、またはジスルホクロリドの残基、あるいはそれらの任意の組合せである。
【００６５】
ＡおよびＢは、独立して、水素、アルキル、アリール、アルキルアリール、脂環、ヘテロ環、ビニル、ビニリデン、またはジエンモノマーもしくはオリゴマー、ポリ無水物、ポリアルキレングリコール、ポリエステル、エポキシ、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、フェノール、メラミン、尿素ホルムアルデヒド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスルホン、ポリアルデヒド、またはポリケトンである。
【００６６】
Ｘ１−は、発色団Ｑのアニオン基、例えばスルホン基、ホスホン基、カルボキシル基またはフェノール基を表し、Ｘ２＋は、発色団Ｑのカチオン基、例えばアンモニウム基、ホスホニウム基、スルホニウム基を表す。
【００６７】
Ｙ１＋は、オリゴマーまたはポリマーのカチオン基、例えばアンモニウム基、ホスホニウム基、またはスルホニウム基を表し、Ｙ２−は、オリゴマーまたはポリマーのアニオン基、例えばスルホン基、ホスホン基、カルボキシル基またはフェノール基を表す。
【００６８】
ｌは、１〜２であり、ｍは、１〜８であり、ｐおよびｑは、１〜４であり、ｐ＋ｑは、５未満であり、ｋは、０〜５００である。
【００６９】
この染料は、１００〜１０００００の範囲の総分子量を有することができる。
【００７０】
１つの例では、この染料は、下記の一般式（１）で規定されるオリゴマー染料である。
Ｑ[Ｘ−(Ｙ)ｌ]ｍ
式中、Ｑは、銅フタロシアニン、ベンゾイミダゾロン、ジオキサジン、ペリレン、ジケトピロロピロール、キナクリドン、またはアントラキノンの残基であることができ、Ｘ＝ＳＯ２ＮＨ、ＮＲ（ここで、ＲはＨである）、＝Ｎ−、ＣＯＯ、またはＲＣ(Ｏ)ＯＣＨ２ＣＨ(ＯＨ)ＣＨ２（ここで、ＲはＨであり、ｌは１であり、ｍは１〜３であり、そしてＹは、−Ｒ１Ｒ２Ｒ３ＳｉＯ−(−ＳｉＲ２Ｒ３Ｏ)ｒ−ＳｉＲ２Ｒ３Ｒ４であり（ここでＲ１は、プロビル、Ｒ２およびＲ３はメチル、Ｒ４はブチル、そしてｒは６〜９である）、８００〜１０００の分子量を有している。他の例では、この染料は、蛍光染料である。
【００７１】
本発明の染料は、以下の出発化合物を反応させることによって合成することができる。
【００７２】
Ｑ−[Ｘ１]ｍ
式中、Ｘ１は、ＲＮＨＲ１；ＲＣＯＯＨ；ＲＣＯＣｌ；ＲＯＨ、ＲＳＨ、ＲＳＯ２Ｃｌ；ＲＳＯ３Ｈ；ＲＨａｌ；ＲＯＣ(Ｏ)Ｒ１Ｈａｌ；ＲＮＨＣＯＲ１Ｈａｌ；Ｒ１ＣＨ＝ＣＨ２；ＲＮＣＯ；ＲＣＨＯ、ＲＯＳＯ３Ｈ、ＲＯＨ２ＰＯ３、ＲＨ２ＰＯ３、ＲＲ１Ｒ２Ｒ３Ｎ＋Ａｎ−、Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｐ＋Ａｎ−、エポキシ、アミド、イミド、カルボン酸無水物、およびそれらのいずれかの組合せを表し、Ｑ、Ｒ、およびＲ１は、上記で定義される通りであり、Ａｎ−はいずれかのアニオン、そしてＨａｌは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、またはＩを表す。
【００７３】
本発明の染料の合成に好適な反応性モノマーおよびオリゴマーＹ、Ｙ１およびＹ２、は、１種または２種以上のビニル、ヒドロキシル、カルボキシル、無水物、ハロゲン、メルカプト、アルコキシ、エポキシ、イソシアナート、アミド、イミド、第１級、第２級、第３級もしくは第４級アミノ基、またはそれらのいずれかの組合せを含むことができる。
【００７４】
本発明の染料は、米国特許第7,576,146号、第7,329,315号、第7,300,511号、第6,926,768号、第5,062,894号、第5,145,997号、第4,946,509号明細書および国際公開第2007/005610号（これらを参照することによって本明細書の内容とする）中に記載されているような、有機金属材料、例えばシリコーンもしくはゲルマニウム流体、のための着色剤として、有機金属流体中に分散された有機もしくは無機顔料のための調整剤（shader）として、水性および非水性顔料分散液の分散剤および安定化剤として、用いることができる。
【００７５】
本発明の染料は、伝導率およびイオン含有量に関する上記で特定した条件が満たされる限り、合成直後に、付加的な精製を行うことなく、流体の着色に、および顔料分散剤として使用することができる。しかしながら、精製された染料は、全体的により良好な流体性能およびより望ましい長期の装置性能を提供する。いずれかの適切な技術が、オリゴマーおよびポリマー染料の精製に好適である。限定されない例としては、クロマトグラフィー分離、溶媒置換による溶液からの沈殿、抽出、昇華、遠心分離、蒸留、再結晶化、分別結晶、限外濾過、逆浸透、またはそれらの任意の組合せが挙げられる。
【００７６】
極性および非極性溶媒に対する溶解度に関して、本発明の染料は、溶媒に少なくとも５質量％の溶解度を示す。他の例では、溶解度は、１０質量％を超える。さらに他の例では、溶解度は、２０質量％を超える。染料は、溶液中で、約―４０℃〜約８０℃の広い温度範囲で安定でなければならない。
【００７７】
また、この染料は、付加的な官能基を含有してもよい。これらの官能基の限定されない例としては、アルキル、アリール、アルキルアリール、ハロゲン、ニトロ、ニトロソ、シアノ、チオ、アミノ、アルキルアミノ、ヒドロキシル、カルボキシル、アルデヒド、無水物、アミド、スルホンアミド、カルボン酸およびスルホン酸の塩、またはそれらのいずれかの組合せが挙げられる。
【００７８】
着色された有機金属極性流体とともに用いられるオリゴマーおよびポリマー染料は、極性基を含有してもよいが、しかしながら、非イオン性極性基は、電場の影響をより受けにくいため、非イオン性極性基がより望ましいことが理解される。
【００７９】
着色された有機金属非極性流体とともに用いられる改質された、オリゴマーおよびポリマー染料は、流体の伝導率を５×１０−３μＳ／ｃｍよりも増大させる可能性があるいずれかの基、イオン／対イオン、または不純物も含むべきでない。より高い伝導率は、流体および装置性能に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００８０】
着色された極性または非極性流体中の、改質された、オリゴマーおよび／またはポリマー染料の含有量は、流体の総質量を基準として、約０．０１質量％〜約５０質量％の範囲内であることができる。０．０１質量％未満の染料濃度は、所望の色の強さを提供しない可能性があり、５０質量％超の染料濃度は、非常に暗い色および不十分なレオロジー挙動をもたらす可能性がある。１つの例では、極性または非極性流体中の、改質された、オリゴマーおよび／またはポリマー染料の含有量は、約１質量％〜約３０質量％の範囲である。
【００８１】
この染料は、広範囲の有機金属化合物、例えば、高粘稠性（high consistency）シリコーンゴム（ＨＣＲ）；フルオロシリコーンゴム（ＦＳＲ）；液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）；フッ化液状シリコーンゴム（Ｆ−ＬＳＲ）；指示薬（indicator）および識別流体（identification fluids）としての使用のための慣用のおよび高粘度シリコーン；有機相溶性の、低温、および反応性シリコーン流体；ケイ素（silicon）発泡体；ケイ素（silicon）エラストマーおよび樹脂；作動液および熱流体；ならびに他のポリマー、オリゴマーまたは低分子量の有機ケイ素および有機ゲルマニウム化合物、の着色に有用であることができる。これらの染料の限定するものではない用途としては、ゴム製リストバンド、美術品の型、バルブ、室温加硫シリコーン、塗料、コーキング材、シール材、接着剤、電子的装置、例えばＥ−ブックおよびモバイル電話のケース、耳栓、腕時計のバンド、ガスケット、ホース、玩具、チューブ、テープ、キーパッド、成型された工芸品、ゲル、皮膚用接着剤、抗菌性および抗指紋性の被覆材、耐候性繊維製品、スクリーン印刷インク、および可撓性耐衝撃材、が挙げられる。
【００８２】
極性および非極性流体中に含むことができる顔料としては、アゾおよびアゾ縮合顔料、金属錯体、ベンズイミダゾロン、アゾメチン、メタン、アントラキノン、フタロシアニン、ペリノン、ペリレン、ジケトピロロピロール、インジゴ、チオインジゴ、ジオキサジン、イソインドリン、イソインドリノン、イミノイソインドリン、イミノイソインドリノン、キナクリドン、フラバントロン、インダントロン、アントラピリミジン、ナフタルイミド、キノフタロン、イソビオラントロン、ピラントロン顔料、もしくはカーボンブラック、またはそれらのいずれかの組合せおよび固溶体、に属するいずれかの有機顔料が挙げられる。
【００８３】
顔料は、いずれかの無機顔料、例えば、金属酸化物、混合金属酸化物、アンチモンイエロー、クロム酸鉛、硫酸クロム酸鉛、モリブデン酸鉛、ウルトラマリンブルー、コバルトブルー、マンガンブルー、酸化クロムグリーン、水和酸化クロムグリーン、コバルトグリーン、金属硫化物、硫セレン化カドミウム、亜鉛フェライト、バナジウム酸ビスマス、またはそれらの誘導体であることができる。
【００８４】
また、顔料は、いずれかの既知の体質顔料、例えばカーボネート、サルフェート、ホスフェートであってもよく、合成または鉱物性であってもよい。
【００８５】
また、顔料は、分散されたポリマー、例えば、ポリスチレン、ポリアミド、ポリスルホン、またはポリスルフィドであることができる。顔料はまた、有機、無機顔料および体質顔料のいずれかの混合物、ならびにそれらの固溶体であってもよい。更に、顔料は、いずれかのカプセル化された有機もしくは無機顔料または体質顔料、あるいは、無機核が有機シェルで被覆された、またはその逆の、シェル型顔料であってもよい。
【００８６】
顔料は、顔料表面に、化学修飾法により、イオン性、非イオン性またはポリマー基を共有結合させることによって調製された表面改質顔料であってもよい。改質基の限定されない例としては、カルボキシ基、スルホン基、ホスフェート基、ヒドロキシル基、第１級、第２級、第３級および第４級アミノ基、ホスホニウム基、ポリアルキレングリコール基、ポリアルキレンイミン基、ポリアルキレン基、ポリアミド基、ポリウレタン基、ポリユリア基およびポリエステル基、またはそれらのいずれかの組合せがある。
【００８７】
顔料粒子は、動的光散乱粒径分析による、約１０ｎｍ〜約５μｍの範囲の平均質量直径を有することができる。他の例では、粒子径は、２０〜３００ｎｍの範囲である。
【００８８】
極性または非極性流体の顔料含有量は、着色流体の総質量を基準として、０重量％から５０質量％の範囲であることができる。１つの例では、顔料含有量は、着色された有機金属流体の総質量を基準として、約０．１質量％から５０質量％の範囲である。他の例では、顔料含有量は、着色された有機金属流体の総質量を基準として、約１質量％から約２０質量％の範囲である。０．１質量％を下回る顔料濃度は、通常は、カラーコントリビューションを提供せず、約５０質量％を超える濃度は、電気的な濡れ（electrowet）が効果的でない。
【００８９】
染料は、単独で、または２種もしくは３種以上の染料のいずれかの組み合わせで用いることができる。１つの例では、２種もしくは３種以上の黒色または非黒色染料の組み合わせが、極性または非極性流体のための黒色着色剤を形成するために用いられる。他の例では、１種もしくは２種以上の黒色または非黒色染料の、１種もしくは２種以上の黒色または非黒色顔料との組み合わせが、極性または非極性流体のための黒色着色剤を形成するために用いられる。更に他の例では、１種もしくは２種以上の染料、および随意選択的に１種もしくは２種以上の顔料の組み合わせが、極性または非極性流体のための付加的な色、例えば、緑、橙、茶、紫など、を形成するために用いられる。
【００９０】
着色された有機金属流体中に含めることができる界面活性剤は、いずれかのアニオン性、カチオン性、カタニオン性（catanionic）、両性イオン性（両性）、非イオン性界面活性剤、またはそれらの組合せであることができる。界面活性剤は、より良好な染料溶解度、流体中の顔料粒子のコロイド安定化、界面張力の低下とそれによるエレクトロウェッティングをもたらすために必要な電圧の低下、および／または流体の伝導率の増加のために使用することができる。
【００９１】
着色された有機金属流体は、流体中の顔料の０質量％から１０質量％の界面活性剤を含むことができる。
【００９２】
着色された有機金属流体中に含めることができる共力剤は、スルホン酸、スルホン酸の金属塩、スルホン酸と第１級、第２級、第３級、および第４級アミンとの塩；スルホンアミド、フタルイミドメチル、アリールメチル、アルキルアミン、カルボン酸、カルボン酸の塩、アミドおよびエステル; アゾのカルボニル、アミドメチル、アルキルアミノメチル、アリールアルキルオキシ、フェニルチオおよびフェニルアミノ誘導体、金属錯体、ベンズイミダゾロン、アゾメチン、メタン、アントラキノン、フタロシアニン、ペリノン、ペリレン、ジケトピロロピロール、インジゴ、チオインジゴ、ジオキサジン、イソインドリン、イソインドリノン、イミノイソインドリン、イミノイソインドリノン、キナクリドン、フラバントロン、インダントロン、アントラピリミジン、キノフタロン、イソビオラントロン、ピラントロン顔料またはそれらのいずれかの混合物であることができる。共力剤はまた、いずれかの市販または改質された直接染料、酸性染料、カチオン染料、反応染料、建染染料、硫化染料、および分散染料またはそれらのいずれかの組合せであることができる。共力剤は、顔料表面に正もしくは負の電荷を与えて、流体中の顔料粒子を安定化させて、レオロジー特性を改善させて、および／または流体の伝導率を増加させて、顔料表面を改質するため用いることができる。
【００９３】
着色された有機金属流体は、流体中の顔料の０質量％から３０質量％の共力剤を含むことができる。
【００９４】
着色された有機金属流体中に含めることができる分散剤は、ブロック、ランダム、櫛型ポリマーもしくはコポリマーである、アニオン性、カチオン性、両性イオン性（両性）、および／または非イオン性ポリマー、またはそれらの組合せの分類から選択することができる。
【００９５】
随意選択的に共力剤とともに使用することができる分散剤は、流体中の顔料の安定化に役立ち、対イオンとして作用する。着色された有機金属流体は、流体中の顔料の０質量％から２００質量％の分散剤を含むことができる。
【００９６】
１つの態様では、エレクトロウェッティングまたはエレクトロフルイディック装置は、透明な非極性流体と、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む、１０〜８００の分子量を有する低分子量基または、オリゴマーもしくはポリマー鎖に結合された少なくとも１つの発色団を有する、改質された、オリゴマーおよび／またはポリマー染料で着色された、着色極性流体とを含む。他の態様では、エレクトロウェッティングまたはエレクトロフルイディック装置は、透明な極性流体および、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む、１０〜８００の分子量を有する低分子量基または、オリゴマーもしくはポリマー鎖に結合された少なくとも１つの発色団を有する、改質された、オリゴマーおよび／またはポリマー染料で着色された、着色された有機金属非極性流体を含んでいる。更に他の態様では、エレクトロウェッティングまたはエレクトロフルイディック装置は、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む、１０〜８００の分子量を有する低分子量基または、オリゴマーもしくはポリマー鎖に結合された少なくとも１つの発色団を有する、改質されたオリゴマーおよび／またはポリマー染料で、それぞれ着色され、互いに拡散しない、着色された有機金属極性流体および着色された有機金属非極性流体を含んでいる。
【００９７】
更に他の態様では、着色された有機金属流体は、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む少なくとも１種の極性もしくは非極性溶媒、その溶媒中の、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む、低分子量基または、オリゴマーもしくはポリマー鎖に結合された少なくとも１つの発色団を有する少なくとも１種の改質された、オリゴマーおよび／またはポリマー染料、ならびに本発明の染料で安定化された、少なくとも１種の顔料、を含んでおり、この顔料は、１０〜４００ｎｍの範囲の平均質量直径を有している。他の例では、この顔料は、２０〜２００ｎｍの範囲の平均質量直径を有している。更に他の例では、この極性もしくは非極性溶媒は、有機金属溶媒であり、これはケイ素および／またはゲルマニウムを含む疎水性化合物あるいは親水性化合物と規定される。
【００９８】
他の態様では、複数の着色された有機金属流体を互いに組み合わせることができる。例えば、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む極性溶媒、ならびにこの極性溶媒中に、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む、低分子量基またはオリゴマーもしくはポリマー鎖に結合された少なくとも１種の発色団を有する、改質された、ポリマーおよび／またはオリゴマー染料を有する、着色された有機金属流体は、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む非極性溶媒ならびに、この非極性溶媒中に、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む、低分子量基またはオリゴマーもしくはポリマー鎖に結合された少なくとも１種の発色団を有する、改質された、ポリマーおよび／またはオリゴマー染料を有する、着色された有機金属流体と、組み合わせることができ、それぞれは、上記で議論したような、付加的な、随意選択的成分を含んでいる。
【００９９】
着色された有機金属極性流体は、３０００μＳ／ｃｍ以下の電気伝導率を有することができる。他の例では、この着色極性流体は、約０．０１μＳ／ｃｍから３０００μＳ／ｃｍの範囲の電気伝導率を有することができる。他の例では、この着色された有機金属極性流体は、約０．１μＳ／ｃｍから１００μＳ／ｃｍまでの電気伝導率を有している。更に他の例では、着色された有機金属極性流体は、約０．５μＳ／ｃｍから約５０μＳ／ｃｍまでの電気伝導率を有している。伝導率が低過ぎる場合には、適切なデバイス機能のためにより高い電圧を印加する必要がある。伝導率が高過ぎる場合には、絶縁破壊の確率が増加する。
【０１００】
必要であれば、伝導率は、適切な塩の添加により容易に調節することができるが、しかしながら、いずれかの存在する２．０オングストローム未満の半径を有する単原子イオンおよび１．４５オングストローム未満の多原子イオンの総濃度は、誘電体の理論的動作電圧の３倍までの印加電圧における、流体を使用しているデバイス内の誘電体の電気的破壊を防止するために、全体で５００ｐｐｍを超えるべきではなく、このことは以下で更に説明される。１つの例では、特定イオン種の含有量は、全体で３００ｐｐｍを超えるべきではない。更に他の例では、特定イオン種の含有量は、全体で１００ｐｐｍを超えるべきではない。
【０１０１】
更に、着色された有機金属極性流体は、２５℃で約１５ダイン／ｃｍから約９０ダイン／ｃｍの表面張力を有する。他の例では、表面張力は、２５℃で約２５ダイン／ｃｍから約７５ダイン／ｃｍである。
【０１０２】
着色された有機金属非極性流体の伝導率は、より高い伝導率が、流体およびデバイス性能に有害となる可能性があるので、約５×１０−３μＳ／ｃｍの値を超えるべきではない。
【０１０３】
着色された有機金属流体は、−４０℃から８０℃の温度範囲において安定性を示すことができる。１つの例では、安定性は、少なくとも４週間持続する。
【０１０４】
着色された有機金属流体の動的粘度は、２５℃で０．５ｃＰｓから２０００ｃＰｓであることができる。他の例では、動的粘度は、２５℃で１ｃＰｓから５００ｃＰｓである。更に他の例では、動的粘度は、２５℃で１ｃＰｓから１００ｃＰｓである。
【０１０５】
極性流体と非極性流体との間の界面張力は、約２ダイン／ｃｍから約７０ダイン／ｃｍであることができる。他の例では、極性流体と非極性流体との間の界面張力は、約５ダイン／ｃｍから約５５ダイン／ｃｍであることができる。界面張力が低過ぎる場合には、極性流体および非極性流体の混合が生じ、そして高過ぎる場合には、エレクトロウェッティング応答に、より高い電圧が必要となる。
【０１０６】
非極性溶媒を有する着色された有機金属流体は、極性溶媒を有する着色された有機金属流体と混和性であるべきではなく、そしてそれと安定なエマルジョンを形成するべきではない。そのために、非極性溶媒は、極性溶媒との約１０％未満の交差溶解度（cross-solubility）水準を有するべきである。１つの例では、交差溶解度は、約１％未満である。更に、着色された極性流体の成分は、着色された有機金属非極性流体中に移動するべきではなく、その逆も同様である。
【０１０７】
着色された有機金属流体の調製において、成分は、５００〜１２０００ＲＰＭの範囲の回転速度の高速撹拌器を備えた容器内で混合することができる。次いで、この混合物は、回転ボールミル、振動ミル、撹拌付き横型もしくは縦型メディアミル、バスケットミル、ロータ／ステータ型機械、または磨砕機等が挙げられるがそれらに限定されない既知の粉砕機器を用いて粉砕することができる。混合物は、バッチ操作により、または再循環および／または別個の経路を用いて粉砕することができる。いずれかの既知の種類および大きさのメディア、例えば、１５μｍから約１０ｃｍの範囲の大きさの、ガラス、セラミック、砂、ポリマー、および金属メディアを用いることができる。典型的なミルとしては、Eiger社、Netzsch社、Buhler社、Premier社、Hockmeyer社、Chicago Boiler社、Drais社、Union Process社などにより製造されたミルが挙げられる。あるいは、着色された有機金属流体は、バッチプロセス機器、例えば回転ボールミルまたは撹拌ボールミルで生成することができる。前者は、Paul-O-Abbe社により提供されているものに代表され、後者は、Union Process社により供給されているものに代表される。いずれにおいても、メディアの大きさは、上述のような大きさの範囲であってもよく、そしてメディア形状は、円形、規則的形状、不規則的形状、またはそれらの混合であってもよい。また、着色された有機金属流体は、せん断機構を備えたいずれかの高エネルギー分散機、例えばIKA Works社製、Baker-Perkins社製、シグマブレードミキサー等で調製することができる。着色された有機金属流体は、随意選択的に、粗大顔料粒子、破損したメディア、または汚染物質を除去するために、濾過および／または遠心分離することができる。また、当技術分野において知られている他の調製方法を使用することもできる。
【０１０８】
着色流体の粘度は、Brookfield Viscometer LVDV-II+Proを用い、Ｔ＝２５℃、回転速度３０ＲＰＭ、およびスピンドル番号１８で測定される。粒径分布は、Nanotrac（商標）250、NPA250（Microtrac, Inc.製）およびMicrotrac（商標）UPA（Microtrac, Inc.製）を用いて測定される。着色された有機金属流体の界面張力は、液滴張力計（drop tensiometer）IFT Tracker（商標）（Teclis社製）を用いて測定される。この張力計は、液滴形状分析を用いて表面張力または界面張力を計算し、ここで液滴形状は、表面張力の力および液滴に作用する重力により決定される。垂滴または上昇液滴のいずれかの構成が使用されるが、この構成は、流体の比重および光学特性により決定される。誘電率は、Scientifica 870 Liquid Dielectric Constant Meter（Princeton Instruments社製）を使用して、２５℃で測定される。
【０１０９】
着色有機金属流体の電気伝導率は、所望の範囲の伝導率を測定することができる伝導率計、例えばVWRモデル番号23226、Oakton（登録商標）Acorn Con 6、およびLiquid Conductivity Picosiemens/Metre、Model L40（Wolfson Electronics社製）を使用して、２５℃で測定された。
【０１１０】
着色された有機金属流体を、エレクトロウェッティング能力について、電圧を印加した、疎水性誘電体および電極基材上の接触角の変化を評価することによって試験した。インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）コーティングガラスを、周囲環境としてParylene C誘電体およびCytonix Fluoropel 1601V疎水性フッ素ポリマーの組合で、被覆した。あるいは、誘電体層は、Ａｌ２Ｏ３およびAsahi Cytop CTL-809M疎水性フッ素ポリマーから構成されていることができる。基材のＩＴＯ層に一点で接続された導線は、接地電極として機能した。この基材を透明非極性溶媒中に浸漬し、そして極性流体を有する着色された有機金属流体の一滴を表面上に載せる。タングステン製針状プローブ(cat whisker probe)を介して２Ｖの増分の直流または交流をこの液滴に供給し、そして各電圧での液滴の接触角を記録し、そしてVCA Optimaソフトウェアプログラム（AST Products社製）を用いて計算した。電圧の印加時に接触角が減少して、最終的な接触角が９０°未満となった場合に、その流体はエレクトロウェッティング能力があるとみなした。Balaji Rajら、Ion and Liquid Dependent Dielectric Failure in Electrowetting Systems、Langmuir、3b2、ver.9、13/8/09（これを参照することによりお本明細書の内容とする）を参照されたい。更に、着色された有機金属極性流体は、流体伝導率が２５μＳ／ｃｍ以上である限り、伝導率調整なしに測定した。
【０１１１】
また、絶縁破壊とも呼ばれる絶縁破損をもたらす傾向についても、着色流体を試験した。絶縁破損または破壊の確率は、誘電体層内へ、または／および誘電体層を通して移動することができる小さなイオン種が、着色流体中に存在する場合には、大きく増加する可能性がある。ＳｎＯ２：Ｉｎ２Ｏ３コーティングガラスを薄い誘電体層で被覆したが、これは、Asahi Cytopフッ素ポリマーを備えたＡｌ２Ｏ３、またはFluoroPelフッ素ポリマーを備えたParyleneであることができる。試験する流体の１μＬの液滴を基材上に載せ、そしてタングステン製プローブをこの液滴内に配置した。−９９Ｖから９９Ｖの直流（ＤＣ）電圧掃引を完了させながら電流を測定した。絶縁破損は、１μＡを超える電流または指数関数的な電流の増加により示された。Balaji Rajら、Ion and Liquid Dependent Dielectric Failure in Electrowetting Systems、Langmuir、3b2、ver.9、13/8/09（これを参照することにより本明細書の内容とする）を参照されたい。本発明の目的では、所望の誘電体の理論的動作電圧の３倍までの印加電圧において絶縁破壊が生じなかった場合には、流体は試験に合格したとみなした。再現性のために、各溶液に対して３滴から５滴の液滴を試験した。いくつかの例において、各溶液の最悪の結果が示された。
【０１１２】
誘電体の理論的動作電圧は、７ダイン／ｃｍのＩＦＴ値、７５度のエレクトロウェッティング角、および１８０度のヤング角（Young's angle）を用いて、以下の式で計算した。
【０１１３】
【数１】
2014506274.tif 000003
【０１１４】
式中、Ｖ０は、動作電圧であり、θＶは、エレクトロウェッティング角であり、θＹは、ヤング角であり、γＮＰは、極性流体と非極性流体との間の界面張力であり、ε０は、誘電率であり、εｒは、相対誘電率であり、ｄは、誘電体の厚さである。着色流体は、この詳述した方法で試験された際に、これにより計算されるような、所望の誘電体の理論的動作電圧の３倍までの印加電圧において、絶縁破壊をもたらすべきではない。
【０１１５】
誘導結合プラズマ分光法（ＩＣＰ）を用いた元素分析により、イオン含有量を測定した。金属含有量について、濃硝酸への温浸、そして次いで脱イオン水中の５％酸濃度までの希釈により試料を調製した。次いでこの試料を、Thermo Scientific iCAP 6000 ICP-OES機器に導入し、非イオン種の金属、半金属、ならびに非金属、例えばリン、硫黄およびセレンを含む全元素含有量を同定および定量した。ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、アルミニウム、およびカリウムを含むがそれらに限定されないそのような元素の含有量が、ＩＣＰで決定される場合には、全元素含有量の上限は、合計により確定される。本明細書において規定されるイオン含有量は、元素分析よりも低いことが知られており、従って、イオン含有量の上限が確定される。更に、全ハロゲン（臭素、塩素）含有量が、酸化により決定された。全ハロゲンを決定するために、試料をSchoeniger酸化フラスコ内で酸化し、そして発生したハロゲンをアルカリ溶液中に吸収させた。次いで、このハロゲンをこの溶液から析出させ、質量測定法で測定した。多原子イオンは、イオン種に特有の一般的分析技術により測定することができる。これらの分析技術としては、ｐＨ、滴定法、比色法、分光法、質量法、または／および質量分析法が挙げられるが、それらに限定されない。
【実施例】
【０１１６】
例
以下の例は、本発明の詳細を例示するものであり、本発明の精神および範囲を限定することを意図しない。特に断りのない限り、％および部は、常に質量％および質量部を示す。
【０１１７】
例１：非極性流体のための黄色オリゴマー染料
１０部の２−（４−カルボキシフェニルアゾ）アセト酢酸アニリドおよび、８０部のジクロロエタンを、窒素パージ下で混合した。次いで、１０部の塩化チオニルおよび０．３部のジメチルホルムアミドを加えた。反応混合物を８０℃に加熱し、そしてこの温度で３時間保持した。過剰の塩化チオニルおよび溶媒を、蒸留によって除去した。周囲温度に冷却した後に、１５０部のクロロホルム、３０．８部のモノアミノプロピル末端のポリジメチルシロキサンＭＣＲ−Ａ１１（Gelestから入手可能）、および４．８部のピリジンを加え、そしてこの反応集合体を、２５℃で３時間撹拌した。次いで、この混合物を、６０℃に加熱し、そして１時間撹拌し、次いで周囲温度に冷却した。周囲温度に冷却した後に、このクロロホルム溶液を、１％の塩酸で、次いで蒸留水で４回洗浄した。クロロホルムを、真空下で留去して、ワックス状の黄色固体を得た。この黄色のオリゴマー染料を、４−[(Ｅ)−(２，４−ジオキソペンタン−３−イル)ジアゼニル]−Ｎ−ポリジメチルシロキサン−ベンズアミド（Ｍｗ＝１１００〜１３００、収率＝理論の９３％）と同定した、これは式（１）Ｑ[Ｘ−(Ｙ)ｌ]ｍに相当し、ここでＱは、モノアゾ染料残基、ＸはＣＯＮＨ、ｌは１、ｍは１、そしてＹは、ポリジメチルシロキサンである。このオリゴマー染料のシリコーンオイルDow Corning（商標）OS-30（Dow Corningから入手可能である）への溶解度は、少なくとも２０質量％であった。
【０１１８】
例２：非極性流体のための赤色オリゴマー染料
７部のC.I. PR264（Sun Chemicalから入手可能である）を、１００部のクロロスルホン酸に５〜１０℃でゆっくりと加え、そして１０℃で１時間撹拌した。７部の塩化チオニルを加え、そしてこの反応集合体を２５℃で３０分間撹拌した。この混合物を、氷と水の混合物に滴下で加え、そして塩化スルホニルの懸濁液を形成し、そしてろ過し、そして次いで氷水で洗浄した。塩化スルホニルの圧縮ケーキを、イソプロパノール（２００部）、氷、３．４部の炭酸ナトリウム、および２５部のモノアミノプロピル末端ポリジメチルシロキサンＭＣＲ−Ａ１１（Gelestから入手可能である）の混合物に、直ぐに、３０分間で加えた。結果として得たスラリーを０〜５℃で、１時間撹拌し、２５℃に加熱して、そして更に１時間、次いで５０℃で１時間、そして次いで８０℃で４時間撹拌した。暗赤色の、ワックス状材料をろ過し、水で洗浄して中性の反応とし、イソプロパノールで洗浄し、そして７５℃で一晩乾燥させた。収率は、１．５置換水準を基準とした理論計算の８６％であった。この染料は、３，６−ビス(４−ビフェニル)−２，５−ジヒドロピロロ[３，４−ｃ]ピロロ−１，４−ジオン−Ｎ−ポリジメチルシロキサン−スルホアミド（Ｍｗ＝１３００〜２６００）と同定され、これは、式（１）Ｑ[Ｘ−(Ｙ)ｌ]ｍに相当し、ここでＱは、ジケトピロロ−ピロール顔料残基であり、ＸはＳＯ２ＮＨ、ｌは１、ｍは１．５、そしてＹは、ポリジメチルシロキサンである。この染料は、シリコーンオイル中に、非常に強い赤色を呈して、容易に溶解された。このオリゴマー染料の、シリコーンオイルDow Corning（商標）OS-30への溶解度は、少なくとも１０質量％であった。
【０１１９】
例３：非極性流体のための赤色オリゴマー染料
１１０部のモノアミノプロピル末端ポリジメチルシロキサンＭＣＲ−Ａ１１（Gelestから入手可能である）、１２．５部のキニザリン、および１２．３部のロイコキニザリンを、窒素下で２０分間混合し、７０℃で加熱し、そして２時間撹拌した。温度を１３０℃に上げ、そしてこの混合物を、窒素流なしで２時間撹拌し、次いで１５０℃で４時間撹拌した。この時点で、開始材料の粒子は全く検知されず、そして反応集合体の色は、橙から暗い青みを帯びた赤色に変わった。この熱い流体を、反応器から取り出した。このオリゴマー染料は、１−ヒドロキシ−４−(アミノポリジメチルシロキサン)アントラセン−９，１０−ジオン（Ｍｗ＝１１００〜１３００）と同定され、これは、式（１）Ｑ[Ｘ−(Ｙ)ｌ]ｍに相当し、ここでＱは、アントラキノン残基であり、ＸはＮＨ、ｌは１、ｍは１、そしてＹは、ポリジメチルシロキサンである。このオリゴマー染料の、シリコーンオイルDow Corning（商標）OS-30への溶解度は、少なくとも２０質量％であった。
【０１２０】
例４：非極性流体のための赤色オリゴマー染料
４つ口フラスコ中に、５．０部の３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、０．６部の酢酸亜鉛二水和物、２６部のモノアミノプロピル末端ポリジメチルシロキサンＭＣＲ−Ａ１１（Gelestから入手可能である）、および１５０部のＮ−メチルピロリドンを充填した。反応混合物を、窒素流の下で１７０℃に加熱し、６時間撹拌し、そして次いで１８５℃で６時間撹拌した。周囲温度に冷却した後に、暗赤色液体を反応器から排出し、そして５００部の水中に移した。この生成物を、ろ過によって収集し、水で洗浄し、次いで蒸留水およびイソプロパノール、８０／２０、ならびに苛性アルカリの混合物中で再スラリー化した。このスラリーを、６５℃に加熱し、そして１時間撹拌した。生成物を、ろ過で分離し、そしてロ液が透明になるまで蒸留水で洗浄し、次いで６０℃で乾燥した。このオリゴマー染料は、ペリレンテトラカルボン酸−ビス−(ポリジメチルシロキサン)−イミド（Ｍｗ＝２０００〜２４００）と同定され、これは、式（１）Ｑ[Ｘ−(Ｙ)ｌ]ｍに相当し、ここでＱは、ペリレン顔料残基であり、Ｘは＝Ｎ−、ｌは１、ｍは２、そしてＹは、ポリジメチルシロキサンである。このオリゴマー染料の、シリコーンオイルDow Corning（商標）OS-30への溶解度は、少なくとも２０質量％であった。
【０１２１】
例５：非極性流体のための紫色オリゴマー染料
３０部のビス（モノアミノプロピル末端）ポリジメチルシロキサンＤＭＳ−Ａ１２（Gelestから入手可能である）、６．０部のキニザリン、６．１部のロイコキニザリン、および１６８部のシリコーンオイルDow Corning（商標）OS-30を、窒素下で２０分間混合し、７０℃に加熱し、そして７０℃で２時間撹拌した。次いで、温度を１３０℃に上げ、そしてこの混合物を窒素なしで２時間、次いで１４０℃で８時間撹拌した。この時点で、開始材料の粒子は全く検知されず、そしてこの反応集合体の色は、橙から暗い青みを帯びた赤色に変わった。５．２部のベンジルアミンを加え、この混合物を窒素流なしで、１５０℃で６時間、次いで８時間撹拌した。明るい紫色の着色剤を反応器から排出し、そしてろ過した。このオリゴマー染料は、ビス[１−ベンズアミン−４−アミノアントラセン−９，１０−ジオン]ポリジメチルシロキサン（Ｍｗ＝１４００〜１６００）と同定され、これは式（４）Ｑ−Ｘ−ＹＹ１Ｙ２−Ｘ−Ｑに相当し、ここでＱはアントラキノン残基であり、ＸはＮＨであり、Ｙはポリジメチルシロキサンであり、そしてＹ１とＹ２は存在していない。このオリゴマー染料のシリコーンオイルOS-30への溶解度は、少なくとも２５質量％であった。この染料のDow Corning（商標）OS-30中の溶液を、蒸留水とプロピレングリコールでの複数回の連続した抽出によって精製した。
【０１２２】
例６：非極性流体のための青色オリゴマー染料
１０部のC.I. PB 15:3（Sun Chemicalから入手可能である）を、６０部のクロロスルホン酸に、２５℃で、１５分間に亘ってゆっくりと加え、次いでこの混合物を１００℃に加熱して、そして３時間撹拌した。この混合物を８０℃に冷却し、１０．２部の塩化チオニルを加え、次いで反応集合体を３０分間撹拌した。室温への冷却の後に、この反応集合体を、氷と水の混合物に滴下して加えた。塩化スルホニルの懸濁液をろ過し、氷水で洗浄し、そして直ちに、１５０部の水、５０部のイソプロパノール、５０部の氷、４．２部の炭酸ナトリウム、および１４部のモノアミノプロピル末端ポリジメチルシロキサンMCR-A11（Gelestから入手可能である）の混合物に３０分間で加えた。結果として得たスラリーを、０〜５℃で１時間撹拌し、２５℃に加熱し、そして更に１時間撹拌し、５０℃で１時間、そして次いで８０℃で４時間撹拌した。暗青色の、ワックス状の材料をろ過し、水で洗浄して反応物を中和し、そして７５℃で一晩乾燥させた。収率は、置換水準１．４で計算した理論値の８８．３％であった。置換水準は、ＩＲ分光法で定めた。このオリゴマー染料は、銅フタロシアノ−Ｎ−ポリジメチルシロキサン−スルホンアミド（Ｍｗ＝１８００〜３６００）と同定され、これは式（１）Ｑ[Ｘ−(Ｙ)ｌ]ｍに相当し、ここでＱは、フタロシアニン顔料残基であり、ＸはＳＯ２ＮＨ、ｌは１、ｍは１．４、そしてＹは、ポリジメチルシロキサンである。この染料は、シリコーンオイルに、非常に強い青色を呈して、容易に溶解した。このオリゴマー染料の、シリコーンオイルDow Corning（商標）OS-30への溶解度は、少なくとも１０質量％であった。
【０１２３】
例７：非極性流体のための黒色オリゴマー染料
７．７５部の乾燥C.I. Direct Black 19（Sensientから入手可能である）を１００部の塩化チオニルに溶解し、そしてこの混合物を２時間還流させた。次いで、この反応集合体を周囲温度で一晩撹拌し、そして水と氷の混合物に加えた。黒色の沈殿をろ過によって分離し、そして冷水で洗浄し、次いで直ちに、２０部のモノアミノプロピル末端ポリジメチルシロキサンMCR-A11（Gelestから入手可能である）および８部のピリジンと、２０℃で０．５時間．そして次いで５０℃で２時間反応させた。沈殿物をろ過によって分離し、５％の苛性アルカリでロ液が透明になるまで洗浄し、水でｐＨ＝７〜８に洗浄し、そして次いで恒量まで乾燥させた。収率は、黒色固体で８１％であり、これはシリコーンオイルに、強い青みを帯びた黒色を呈して、容易に可溶であった。このオリゴマー染料は、４−アミノ−３，６−ビス４−(２，４−ジアミノフェニル)アゾフェニルアゾ−５−ヒドロキシ−２，７−Ｎ，Ｎ−ポリジメチルシロキサン−スルホンアミド（Ｍｗ＝２３００〜２７００）と同定され、これは式（１）Ｑ[Ｘ−(Ｙ)ｌ]ｍに相当し、ここでＱは、テトラアゾ染料残基であり、ＸはＳＯ２ＮＨ、ｌは１、ｍは２、そしてＹは、ポリジメチルシロキサンである。このオリゴマー染料の、シリコーンオイルDow Corning（商標）OS-30への溶解度は、少なくとも１０質量％であった。
【０１２４】
例８：極性流体のための黒色オリゴマー染料
１．５５部のC.I. Direct Black 19（Sensientから入手可能である）を２０部のエタノールと８０部の脱イオン水の混合物に溶解し、そして次いで４部のモノアミノプロピル末端ポリジメチルシロキサンMCR-A11（Gelestから入手可能である）および３部の塩酸を加えた。結果として得られたスラリーを周囲温度で１時間撹拌し、ろ過し、そして蒸留水で洗浄した。収率は、黒色固体で９３％であり、これは低級アルコールに、強い青みを帯びた黒色を呈して、容易に可溶であった。このオリゴマー染料は、４−アミノ−３，６−ビス４−(２，４−ジアミノフェニル)アゾフェニルアゾ−５−ヒドロキシ−２，７−ナフタレンジスルホン酸ジポリジメチルシロキサン塩（Ｍｗ＝２４００〜２８００）と同定され、これは式（１１）Ｑ−[Ｘｌ−Ｙｌ＋]ｍに相当し、ここでＱはテトラアゾ染料残基、Ｘｌ−はＳＯ３−、Ｙｌ＋はモノアミノプロピル末端ポリジメチルシロキサン、ｌは１、ｍは２である。
【０１２５】
例９：青色オリゴマー染料で安定化された、黒色顔料で着色された非極性有機金属流体
１０部のC.I. Black（Evonikから入手可能である。商品名：Nipex（商標）150）、６部の例６のオリゴマー染料、および８４部のシリコーンオイルDow Corning（商標）OS-30を予備混合し、そして次いで０．８ｍｍのジルコニウム媒体を備えたEiger（商標）ミル中で、３時間粉砕した。平均粒子径は１５０ｎｍであった。
【０１２６】
例１〜７および９の着色剤およびシリコーンオイルDow Corning（商標）OS-30で作られた５％の流体は、満足なエレクトロウェッティング性能を示し、そして−９９Ｖ〜９９Ｖの直流（ＤＣ）電圧掃引で絶縁破壊が生じなかった。
【０１２７】
本発明の着色された有機金属流体の様々な態様は、エレクトロウェッティング、エレクトロフルイディックおよび／または電気泳動の原理によって動作する電子ディスプレイ、カラーフィルタ、インクジェット用インク、液体トナー、および現像剤に着色を与えるために用いることができる。１つの特定の態様では、本発明の態様の着色された有機金属流体は、エレクトロウェッティングの原理に従って動作して画像を形成するディスプレイに用いることができる。一般に、エレクトロウェッティング装置は、非混和性である、極性流体および非極性流体で充填された複数の個々の画素を含んでいる。各画素に印加される、またはそこから取り除かれる電圧が、極性流体の移動をもたらし、それにより、例えば着色状態から非着色に、または透明状態に、画素の外観または状態を変化させる。
【０１２８】
ディスプレイにおけるエレクトロウェッティング装置としての使用のための代表的な画素１０を、本発明の態様として図１Ａおよび１Ｂに示した。少なくとも１種の極性溶媒と、本発明の態様の１つに一致する少なくとも１種の改質された、オリゴマーまたはポリマー染料とを含む極性流体１２、ならびに非極性流体１４が、貯蔵部１６の内側に密閉されている。貯蔵部１６は、第１の電極１８と第２の電極２０との間に配置されている。電極１８、２０のそれぞれは、フッ素ポリマー等の絶縁体で構成されたそれぞれの疎水性コーティング２２、２４でコーティングされている。積層型に構成された流体１２、１４、電極１８、２０、およびコーティング２２、２４は、基材２６、２８によって支持されている。電圧源３０は、電極１８、２０間に接続され、そして画素１０が表示状態を変化させるよう処理され得るように、更にディスプレイの画素の制御回路（図示されていない）と接続される。
【０１２９】
基材２６に光が供給され、流体１２、１４、電極１８、２０、コーティング２２、２４、および基材２８の積層を通して、画素１０の外部の環境に方向付けられる。図１Ａに示されるように、電圧源３０により電極１８、２０に印加される電圧の存在下で、極性流体１２は、疎水性コーティング２２上に膜を形成し、画素１０が膜の配色に関連した視覚的外観を有するようになる。例えば、極性流体１２が赤色である場合には、赤の波長の光が画素１０から観察される。疎水性コーティング２２の領域上の極性流体１２の表面積の増加により、画素１０を通過する光の中で極性流体１２の色が現れる。図１Ｂに示されるように、電位差が取り除かれると、極性流体１２は、その形状を変化させ、それにより疎水性コーティング２２の表面に対するその接触角を変化させることによって応答する。図１Ｂの表示状態においては、より少ない光が極性流体１２を通過し、それと比較してより多くの光が非極性流体１４を通過するため、極性流体１２の視覚的配色はより不明確である。極性流体１２の配色を有さない非極性流体１４は、図１Ｂ中の電極１８、２０に電圧がない場合には、疎水性コーティング２２の表面積のほとんどを優先的に濡らす。非極性流体１４は、非着色または透明であってもよい。図１Ａ、１Ｂに示される画素１０のこれらの２つの対照的な表示状態は、画素１０と同様の他の画素（図示されていない）の対照的な表示状態と併せて、画像を形成するためにディスプレイにより使用することができる。画素１０の電極１８、２０間に再び電位差が印加されると、極性膜１２は、図１Ｂの表示状態から図１Ａの表示状態に戻る。
【０１３０】
当業者は、画素１０は、様々な代替構造を有することができ、図１Ａ、１Ｂに示される構造は変えることができることを理解するであろう。代替の態様では、画素１０は、印加された電位差により極性流体１２が図１Ａのように膜を形成し、そして印加された電位差を取り除くことにより図１Ｂにおける増加した接触角の状態が生成されるように構成されてもよい。あるいは、極性流体１２は、電位差により、極性流体１２が観察者から見えずに隠される画素１０内の位置に移動してもよい。
【０１３１】
図１Ａ、１Ｂにおけるのと同様の特徴を、同様の参照番号が示す図２Ａおよび２Ｂを参照すると、少なくとも１種の非極性溶媒と、本発明の態様の１つに一致する少なくとも１種の改質された、オリゴマーまたはポリマー染料とを含む非極性流体１４は、黒等の配色を有することができ、画像を形成するために極性流体１２と共に表示画素１０において使用することができる。１つの態様では、黒に着色された非極性有機金属流体１４は、図２Ａに示されるように、疎水性コーティング２２上に膜を形成し、それが黒等の暗い画像領域を形成する。図２Ｂの場合のように、電位差が印加されると、極性流体１２が疎水性コーティング２２を濡らし、そして非極性流体１４は、例えば減少した表面積によって特徴付けられる液滴を形成するように移動する。その結果、非極性流体１４の色は、画素１０の小さな可視領域に制限され、そして画素１０の外観は、主として、非着色または透明である極性流体１２の配色を反映する。図２Ａ、２Ｂに示される画素１０のこれらの２つの対照的な表示状態は、画素１０と同様の他の画素（図示されていない）の対照的な表示状態とともに、画像を生成するためにディスプレイによって使用されることができる。
【０１３２】
図１Ａ、１Ｂにおけるのと同様の特徴を、同様の参照番号が示す、本発明の態様による図３Ａ〜Ｃを参照すると、本発明の態様の極性流体１２は、ディスプレイの画素４０において使用することができ、その中で、極性流体１２の液滴が、画素４０内で非可視位置（図３Ａ）から可視位置（図３Ｃ）に移動する。基材２６、２８と同様の基材が存在するが、しかしながら明確性のために図においては省略されている。非可視位置と可視位置との間の極性流体１２の遷移は、図３Ｂにおいて明らかである。画素４０の電極１８は、２つの別個の電極１８ａ、１８ｂに分割されている。電極１８ａは、極性流体１２が隠されていて観察者には見えない画素４０の一部に位置し、そして電極１８ｂは、極性流体１２が極性流体１２を通した光の通過のために観察者に見える画素４０の一部に位置する。
【０１３３】
電極１８ｂ、２０間に印加される電位差を切り替えることにより、極性流体１２は、非可視位置（図２Ａ）から可視位置（図３Ｂ）に動かされる。可視位置において、光は極性流体１２を通過し、そして極性流体１２の配色を反映する波長を取得する。特徴的な配色を獲得した後で、この光は、疎水性コーティング２４および電極２０を通過し、そして画素４０を出て観察者に達する。極性流体１２は、電極１８ａ、２０への電位差の印加によって、可視位置（図３Ｃ）から非可視位置（図３Ａ）に戻って、再び初期表示状態を確立する。
【０１３４】
図３Ａ、３Ｃに示される画素４０のこれらの２つの対照的な表示状態は、画素４０と同様の他の画素（図示されていない）の対照的な表示状態とともに、画像を生成するためにディスプレイにより使用することができる。他の態様では、画素４０の非極性流体１４は、極性流体１２の配色に加えて着色されていてもよい。本明細書に記載された極性流体１２の態様では、画像コントラストを改善するために、画素４０などのデバイス画素において使用することができる。
【０１３５】
また、本発明の態様に一致する組成物を有する着色された非極性有機金属流体は、ディスプレイ用の電気泳動装置において使用することができる。図１Ａ、１Ｂにおけるのと同様の特徴を、同様の参照番号が示す、本発明の態様による図４Ａ、４Ｂを参照すると、非極性流体１４は、単一粒子型電気泳動ディスプレイ（single particle type electrophoretic display）の画素５０の対比色として使用することができる。具体的には、荷電粒子５２がある体積の非極性流体１４中に懸濁され、そして画素５０は、非極性流体１４の粒子５４の配色の外観を有する。電圧源３０からの電圧により電極１８、２０間に電位差が印加されると、荷電粒子５２は、図４Ｂに示されるように、電極１８、２０の少なくとも一方、この場合には電極２０、に向けて静電的に引き付けられる。着色された非極性有機金属流体１４のバルク内における荷電粒子５２の再分配の結果、画素５０の視覚的外観は、表示状態の変化によって、荷電粒子５２の配色を反映するように変化する。図４Ａ、４Ｂに示される画素１０のこれらの２つの対照的な表示状態は、画素５０と同様の他の画素（図示されていない）の対照的な表示状態とともに、画像を生成するためにディスプレイにより使用することができる。あるいは、非極性流体１４中の染料が適切に帯電されている場合には、着色された非極性有機金属流体１４は、二粒子型ディスプレイ（dual particle type display）において対比色となることができる。
【０１３６】
従って、従来の染料と比較した、特に非極性溶媒に対するより高い溶解度のために、改質されたオリゴマーまたはポリマー染料の使用は、望ましい色の濃さおよび飽和度を提供し、装置内のより薄い着色層の構築、およびより高いコントラスト比を達成する能力を可能とする。また、改質されたオリゴマーおよびポリマー染料は、それらのより高い分子量のために、より低い温度、例えば−４０℃未満において、溶液中で結晶化をより生じにくいだけでなく、一方の流体から他方の流体により拡散しにくく、それにより、改善されたデバイス信頼性を提供する。さらに、改質されたオリゴマーおよびポリマー染料は、可溶化基が好ましくは非イオン性であることを考慮すれば、小イオンの含有量または流体の伝導率を増加させることなく、改善された溶解度を提供する。これらの特性は、既存の染料よりも改善された性能を提供し、そしてエレクトロウェッティング、電気泳動、およびエレクトロフルイディッククロマトフォア装置用の、着色された極性および非極性流体の分散および安定化剤としての望ましい実用性を有する。
【０１３７】
様々な態様の説明により本発明を例示し、またこれらの態様を極めて詳細に説明したが、本出願人は、添付の特許請求の範囲をそのような詳細に制限またはいずれの様式でも限定することを意図していない。追加的な利点および修正が、当業者に容易に明らかとなる。従って、本発明は、そのより広い態様において、示され説明された特定の詳細、代表的装置および方法、ならびに例示的な例に限定されない。ゆえに、本出願人の全般的な発明概念の精神または範囲から逸脱しない範囲で、そのような詳細からの逸脱が生じ得る。
【図１Ａ】
2014506274.tif 000006
【図１Ｂ】
2014506274.tif 000007
【図２Ａ】
2014506274.tif 000008
【図２Ｂ】
2014506274.tif 000009
【図３Ａ】
2014506274.tif 000010
【図３Ｂ】
2014506274.tif 000011
【図３Ｃ】
2014506274.tif 000012
【図４Ａ】
2014506274.tif 000013
【図４Ｂ】
2014506274.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成25年9月20日(2013.9.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
【図２Ｂ】図２Ｂは、画素の表示状態を変えた、図２Ａのエレクトロウェッティング装置の概略の断面図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
【図３Ｃ】図３Ｃは、画素の表示状態を変えた、図３Ａのエレクトロウェッティング装置の概略の断面図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
本発明の非極性溶媒は、有機金属溶媒、または２種もしくは３種以上の溶媒の組み合わせを含む、いずれかの溶媒であることができる。非極性溶媒の限定するものではない例としては、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む非置換、置換、直鎖、分岐もしくは環状化合物；脂肪族もしくは芳香族炭化水素、部分的に水素化された芳香族炭化水素、脂環式もしくは芳香族ヘテロ環式化合物または、ハロゲン、ニトロ、ニトロソ（nitroso）もしくはシアノ基を含むそれらの誘導体；脂肪族アルコールおよびカルボン酸、ならびにそれらのエーテル、エステル、およびアミド、が挙げられる。１つの例では、非極性溶媒は、ケイ素および／またはゲルマニウムを含んでいる。本装置の非極性流体は、極性流体とは不混和性であることができ、そしてこの液体中に溶解された成分は、極性流体中には移動しない可能性がある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３３】
電極１８ｂ、２０間に印加される電位差を切り替えることにより、極性流体１２は、非可視位置（図３Ａ）から可視位置（図３Ｂ）に動かされる。可視位置において、光は極性流体１２を通過し、そして極性流体１２の配色を反映する波長を取得する。特徴的な配色を獲得した後で、この光は、疎水性コーティング２４および電極２０を通過し、そして画素４０を出て観察者に達する。極性流体１２は、電極１８ａ、２０への電位差の印加によって、可視位置（図３Ｃ）から非可視位置（図３Ａ）に戻って、再び初期表示状態を確立する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケイ素および／またはゲルマニウムを含む少なくとも１種の極性もしくは非極性溶媒ならびに該溶媒中の少なくとも１種の改質された、オリゴマーもしくはポリマー染料を含んでなる着色された有機金属流体であって、該染料は、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む、分子量１０〜８００の低分子量基またはオリゴマーもしくはポリマー鎖に結合された少なくとも１つの発色団を有しており、該染料は、更に１００〜１０００００の総分子量、２５℃において該溶媒への少なくとも５質量％の溶解度、および２５℃において０．１ｃＰｓ〜２０００ｃＰｓの動的粘度を有しており、該溶媒が極性溶媒である場合には、該着色された有機金属流体は、０．０１μＳ／ｃｍ〜３０００μＳ／ｃｍの導電率、２５℃において１５ダイン／ｃｍ〜９０ダイン／ｃｍの表面張力、ならびに５００ｐｐｍ未満の、２．０オングストローム未満の半径を有する単原子イオンおよび１．４５オングストローム未満の半径を有する多原子イオンの総含有量を有しており、該溶媒が非極性溶媒である場合には、該着色された有機金属流体は、５×１０−３μＳ／ｃｍ未満の導電率および２５℃において１０ダイン／ｃｍ〜４０ダイン／ｃｍの表面張力を有している、着色された有機金属流体。
【請求項２】
前記改質された、オリゴマーまたはポリマー染料が、以下の式、
【化１】
2014506274.tif 000015
【化２】
2014506274.tif 000016
式中、Ｑは、発色団であり、
Ｘは、Ｒ、ＲＣ(Ｏ)Ｏ、ＲＯＣ(Ｏ)、ＲＣ(Ｏ)ＮＲ１、ＲＮＲ１Ｃ(Ｏ)、ＳＯ２ＮＲ１、ＳＯ２、ＲＯ、ＲＳ、ＲＮＲ１、＝Ｎ−、ＲＮＨＣ(Ｏ)ＮＲ１、ＲＮＨＣ(Ｏ)Ｏ、ＲＯＣ(Ｏ)ＮＨ、ＯＣ(Ｏ)ＯＣＨ２ＮＲ１、ＲＣ(Ｏ)ＯＣＨ２ＣＨ(ＯＨ)ＣＨ２、ＲＳＯ３−、ＲＯＳＯ３−、ＲＣＯＯ−、ＲＯＰＯ３２−、ＲＰＯ３２−、ＲＲ１Ｒ２Ｒ３Ｎ＋、ＲＲ１Ｒ２Ｒ３Ｐ＋であり、Ｒ、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、独立して水素、アルキル、アリール、アルキルアリール、脂環またはヘテロ環式であり、
Ｙは、ケイ素および／またはゲルマニウムを含む、１０〜８００の分子量を有する低分子量基、あるいは直鎖、分岐、樹枝状、もしくは環状のオリゴマーまたはポリマー鎖であり、
Ｙ１およびＹ２は、独立して随意選択的であり、存在する場合には、独立して、単結合、−Ｒ１Ｒ２Ｒ３ＳｉＯ−(−ＳｉＲ２Ｒ３Ｏ)ｒ、−ＳｉＲ３Ｒ２Ｒ１−、ビニル、ビニリデン、またはジエンモノマー、またはオリゴマー、ポリ無水物、ポリアルキレングリコール、ポリエステル、エポキシ、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、フェノール、メラミン、および尿素ホルムアルデヒド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスルホン、ポリアルデヒド、またはポリケトンであり、Ｒ１は水素、アルキル、ハロゲン化アルキル、アリール、もしくはアルカリルであり、Ｒ２とＲ３は、独立してアルキル、ハロゲン化アルキル、アリール、アルカリル、脂環、ヘテロ環、ポリ（アルキレンオキシド）、アルキルアミン、ポリアルキルアミン、またはそれらのいずれかの組み合わせであり、ｒは、１〜２０００であり、あるいは随意選択的にランダムまたはブロック共重合体を一緒に形成している、
Ｚは、１，３，５−および１，２，４−トリアジン、ベンゼン−１，３，５−トリカルボン酸、ベンゼン−１，２，４−トリカルボン酸、ベンゼン−２，３，５，６−テトラカルボン酸、グリセロール、ペンタエリスリトール、ジメチロールプロピオン酸、クエン酸、イソクエン酸、プロパン−１，２，３−トリカルボン酸、粘液酸、リンゴ酸、酒石酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、１，３，５−トリアミノベンゼン、１，３，５−トリヒドロキシベンゼン、没食子酸、２−アミノ−１，３−プロパンジオール、またはトリエタノールアミンの基であり、
Ｌは、単結合または二官能性連結基であり、
ＡおよびＢは、独立して、水素、アルキル、アリール、アルキルアリール、ヘテロ環、ビニル、ビニリデン、またはジエンモノマーもしくはオリゴマー、ポリ無水物、ポリアルキレングリコール、ポリエステル、エポキシ、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、フェノール、メラミン、尿素ホルムアルデヒド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリスルホン、ポリアルデヒド、またはポリケトンであり、
Ｘ１−は、該発色団のアニオン基であり、
Ｘ２＋は、該発色団のカチオン基であり、
Ｙ１＋は、該オリゴマーまたはポリマーのカチオン基であり、
Ｙ２−は、該オリゴマーまたはポリマーのアニオン基であり、
ｌは、１〜２であり、ｍは、１〜８であり、ｐおよびｑは、１〜４であり、ｐ＋ｑは、５未満であり、かつｋは、０〜５００である、
の少なくとも１つによって規定される、請求項１記載の着色された有機金属流体。
【請求項３】
Ｙが、シルセスキオキサンオリゴマーまたはポリマー鎖；−Ｒ１Ｒ２Ｒ３ＳｉＯ−(−ＳｉＲ２Ｒ３Ｏ)ｒ−ＳｉＲ２Ｒ３Ｒ４；−Ｒ１Ｒ２Ｒ３ＳｉＯ−(−ＳｉＲ２Ｒ３Ｏ)ｒ−ＳｉＲ３Ｒ２Ｒ１−；Ｒ２Ｒ３Ｒ４ＳｉＯ−(ＳｉＲ２Ｒ３Ｏ)ｒ−[Ｓｉ(Ｒ３−)Ｒ２Ｏ−]ｎ−ＳｉＲ２Ｒ３Ｒ４；−Ｒ１−Ｓｉ[−Ｏ(−ＳｉＲ２Ｒ３Ｏ)ｒ−ＳｉＲ２Ｒ３Ｒ４]３、またはそれらのいずれかの組み合わせから選択され、式中Ｒ１は水素、アルキル、ハロゲン化アルキル、アリールまたはアルカリルであり；Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、独立してアルキル、ハロゲン化アルキル、アリール、アルカリル、脂環、ヘテロ環、ポリ（アルキレンオキシド）、アルキルアミン、ポリアルキルアミンであり；ｒ＝１〜２０００、ｎ＝１〜２０００；かつ、ｎ＋ｒ＜２０００である、
請求項２記載の着色された有機金属流体。
【請求項４】
前記溶媒が、極性溶剤である、請求項１記載の着色された有機金属流体。
【請求項５】
前記極性溶媒が、１０超の誘電率、２５ダイン／ｃｍ〜９０ダイン／ｃｍの表面張力、２５℃において０．１〜２０００ｃＰｓの動的粘度、および３０Ｖの直流もしくは交流に対して、２０〜８０％の範囲のエレクトロウェッティング相対感度（ＥＷＲＲ）を有する、請求項４記載の着色された有機金属流体。
【請求項６】
前記極性溶媒が、ケイ素を含む、請求項４記載の着色された有機金属流体。
【請求項７】
前記極性溶媒が、ゲルマニウムを含む、請求項４記載の着色された有機金属流体。
【請求項８】
前記溶媒が、非極性溶媒である、請求項１記載の着色された有機金属流体。
【請求項９】
前記非極性溶媒が、１０未満の誘電率、２０℃において０．１〜２０００ｃＰｓの動的粘度、および１０ダイン／ｃｍ〜４０ダイン／ｃｍの表面張力を有する、請求項８記載の着色された有機金属流体。
【請求項１０】
前記非極性溶媒が、ケイ素を含む、請求項８記載の着色された有機金属流体。
【請求項１１】
前記非極性溶媒が、ゲルマニウムを含む、請求項８記載の着色された有機金属流体。
【請求項１２】
前記改質された、オリゴマーおよび／またはポリマー染料が、前記流体の０．０１質量％〜５０質量％の量で存在し、かつ前記極性もしくは非極性溶媒が、前記流体の５０質量％〜９９．９９質量％の量で存在する、請求項１記載の着色された有機金属流体。
【請求項１３】
更に顔料を含み、該顔料が前記染料によって安定化されている、請求項２記載の着色された有機金属流体。
【請求項１４】
前記顔料が、１０〜４００ｎｍの粒子径を有している、請求項１３記載の着色された有機金属流体。
【請求項１５】
前記染料が、前記流体の０．０１質量％〜４０質量％の量で存在し、前記顔料が、前記流体の０．０１質量％〜３０質量％の量で存在し、かつ前記極性もしくは非極性溶媒が、前記流体の４０質量％〜９９．９８質量の量で存在している、請求項１３記載の着色された有機金属流体。
【請求項１６】
前記染料が、蛍光染料である、請求項１記載の着色された有機金属流体。
【請求項１７】
前記染料が、２種または３種以上の染料を含み、かつ色が黒色である、請求項１記載の着色された有機金属流体。
【請求項１８】
更に、少なくとも１種の顔料含み、かつ１種もしくは２種以上の染料との組み合わせで着色された有機金属流体を規定し、該有機金属流体の色が黒色である、請求項１記載の着色された有機金属流体。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか１項記載の着色された有機金属流体を含む、エレクトロウェッティングまたはエレクトロフルイディック装置。
【請求項２０】
更に、透明な極性または非極性流体を含む、請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
前記着色された有機金属流体が、着色された有機金属極性流体を規定する極性溶媒を含み、かつ更に、請求項１記載の他の着色された有機金属流体を含んでおり、それが非極性溶媒を含んでおり、それによって着色された有機金属非極性流体を規定している、請求項１９記載の装置。
【請求項２２】
請求項１記載の着色された有機金属流体を含む電気泳動装置であって、前記着色された有機金属流体が、非極性溶媒を含み、それによって着色された有機金属非極性流体を規定する、電気泳動装置。
【請求項２３】
請求項１記載の着色された有機金属流体を含む、ディスプレイ用の画素。
【請求項２４】
ディスプレイ用の画素の表示状態を変化させる方法であって、請求項１〜１８のいずれか１項記載の着色された有機金属流体を含む前記画素の貯蔵部に、複数の電極を介して、電位差を印加して、前記着色された有機金属流体を動かすか、または前記着色された有機金属流体の形状を変化させることによって、該画素の表示状態に変化を生じさせることを含む、方法。
【国際調査報告】
2014506274.tif 000017