(57)【要約】      （修正有）【課題】金属光沢を有する高コントラストな電気泳動表示デバイスを提供すること。【解決手段】非光透過性の粒子表面に金属光沢を有する結晶性有機材料の被覆層を設けてなる表示デバイス用粒子、分散媒と同分散媒に分散した前記表示デバイス用粒子からなる電気泳動表示用液ならびに同電気泳動表示用液を一組の対向電極板間１０，１５に配置してなる電気泳動表示デバイスである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非光透過性の粒子表面に金属光沢を有する結晶性有機材料の被覆層が設けられてなる表示デバイス用粒子。
【請求項２】
前記非光透過性の粒子が樹脂マトリックス中に無機顔料および/または有機顔料が分散してなる樹脂粒子である請求項１に記載の表示デバイス用粒子。
【請求項３】
前記結晶性有機材料が塩基性染料である請求項１または２に記載の表示デバイス用粒子。
【請求項４】
前記粒子が親油性表面処理されてなる請求項１〜３のいずれかに記載の表示デバイス用粒子。
【請求項５】
前記粒子の平均粒径が１〜５０μｍである請求項１〜４のいずれかに記載の表示デバイス用粒子。
【請求項６】
前記非光透過性の粒子が多孔質体である請求項１〜５のいずれかに記載の表示デバイス用粒子。
【請求項７】
前記結晶性有機材料の被覆層表面に、さらに有機または無機層が被覆されてなる請求項１〜６のいずれかに記載の表示デバイス用粒子。
【請求項８】
分散媒と同分散媒に分散した請求項１〜７のいずれかに記載の表示デバイス用粒子からなる電気泳動表示用液。
【請求項９】
請求項８に記載の電気泳動表示用液を一組の対向電極板間に配置してなる電気泳動表示デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示デバイス用粒子、電気泳動表示用液および表示デバイスに関し、特に金属光沢を有する高コントラスト表示が可能な電気泳動表示デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の発達に伴い、表示装置の低消費電力化、薄型化、フレキシブル化等の需要が増してきており、これらの需要に合わせた表示装置の研究、開発が盛んに行われている。その中で、特に注目を集めている表示装置として、いわゆる電子ペーパーと言われているものがある。
電子ペーパーとしては、様々な方式が提案されてきており、電気泳動型、ツイストボール型、記憶液晶型、エレクトロクロミー型、サーマルリライタブル型、磁気泳動型、トナー等を挙げることができるが、これらは表示の切り替え時にのみ電力、磁力等のエネルギーを必要とし、表示の保持にはエネルギーを必要としない点において共通する双安定型表示装置である。
一方で、雑誌、ポスター、ＰＯＰ、広告看板といった広告表示媒体には、従来より、微妙な干渉の色、真珠光沢、メタリック調の光沢等を表現した意匠性の高い印刷が用いられてきている。広告表示媒体は、特に、観者の視線、興味を強く引くような印刷が好まれるため、カラー表示だけではなく、特殊な効果を持った印刷が採用されてきている。
近年、雑誌、ポスター、ＰＯＰ、公告看板といった広告表示媒体に上記双安定型表示装置を利用することにより、これまで表示切換が不可能であった広告印刷物等を、広告表示の切り替えが可能なものとし、より意匠性が高く、観察者の視線、興味を強く引くための提案がされてきている（例えば、特許文献１および２参照）。
しかしながら、特許文献１や特許文献２に示されるようなカラー表示方法では、表示切換可能なカラー表示をすることはできるが、高い意匠性、特に微妙な干渉の色、真珠光沢、メタリック調の光沢等を再現することが非常に困難である等の課題を有している。
特許文献３には、芯材に金属や透光性の金属酸化物のコーティングを施した顔料や金属フレークからなる顔料、樹脂マトリックスに金属を分散させた顔料を電気泳動による表示技術に用いることが開示されている。しかしながら、この場合は使用している顔料に異方性があるために、粒子の帯電特性が均一ではないために駆動時の粒子の移動性能が十分ではなく、表示性能としてのコントラストの点で充分ではない。また記載されている方式がトナー型であり、使用している顔料の比重が大きいことにも起因し、駆動電圧が高いという点で、十分ではない。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１６１８２２号公報
【特許文献２】特開２０００−０３５５９８号公報
【特許文献３】特開２００５−１６５０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような状況の下、本発明の課題は、金属光沢を有する表示切り替え可能な意匠性が高く、またコントラストが高い良好な表示が可能で、かつ、表示性能が経時的に低下することのない表示デバイス用粒子、電気泳動表示用液および表示デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、種々研究を重ねた結果、非光透過性の粒子表面に金属光沢を有する結晶性有機材料を被覆してなる表示デバイス用粒子を用いることにより、上記問題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
【０００６】
すなわち、本発明は、下記(1)〜（9）
（1）非光透過性の粒子表面に金属光沢を有する結晶性有機材料の被覆層が設けられてなる表示デバイス用粒子、
（2）前記非光透過性の粒子が樹脂マトリックス中に無機顔料および/または有機顔料が分散してなる樹脂粒子である上記（1）に記載の表示デバイス用粒子、
（3）前記結晶性有機材料が塩基性染料である上記（1）または（2）に記載の表示デバイス用粒子、
（4）前記粒子が親油性表面処理されてなる上記（1）〜（3）のいずれかに記載の表示デバイス用粒子、
（5）前記粒子の平均粒径が１〜５０μｍである上記（1）〜（4）のいずれかに記載の表示デバイス用粒子、
（6）前記非光透過性の粒子が多孔質体である上記（1）〜（5）のいずれかに記載の表示デバイス用粒子、
（7）前記結晶性有機材料の被覆層表面に、さらに有機または無機層が被覆されてなる上記（1）〜（6）のいずれかに記載の表示デバイス用粒子、
（8）分散媒と同分散媒に分散した上記（1）〜（7）のいずれかに記載の表示デバイス用粒子からなる電気泳動表示用液、および
（9）上記（8）に記載の電気泳動表示用液を一組の対向電極板間に配置してなる電気泳動表示デバイスを提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、金属光沢を有する表示切り替え可能な意匠性が高く、またコントラストが高い良好な表示が可能で、かつ、表示性能が経時的に低下することのない表示デバイス用粒子、電気泳動表示用液および表示デバイスが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の表示デバイス用粒子においては、非光透過性の粒子表面に金属光沢を有する結晶性有機材料の被覆層が設けられていることに特徴がある。
本発明の表示デバイス用粒子における「非光透過性の粒子」は無機顔料粒子および/または有機顔料粒子そのものならびにそれらが樹脂マトリックス中に分散されてなる樹脂材料からなる樹脂粒子も含むものとする。
無機顔料粒子としては、例えば、二酸化チタン、硫化亜鉛、炭酸カルシウム、シリカ、ケイ酸カルシウム、鉛白、亜鉛華、リトポン、酸化アンチモン、カオリン、雲母、硫酸バリウム、グロスホワイト、アルミナホワイト、タルク、カドミウムイエロー、カドミウムリポトンイエロー、黄色酸化鉄、チタンイエロー、チタンバリウムイエロー、カドミウムオレンジ、カドミウムリポトンオレンジ、モリブデートオレンジ、ベンガラ、鉛丹、銀朱、カドミウムレッド、カドミウムリポトンレッド、アンバー、褐色酸化鉄、亜鉛鉄、クロムブラウン、クロムグリーン、酸化クロム、ビリジアン、コバルトグリーン、コバルトクロムグリーン、チタンコバルトグリーン、紺青、コバルトブルー、群青、セルリアンブルー、コバルトアルミニウムクロムブルー、コバルトバイオレット、ミネラルバイオレット、カーボンブラック、鉄黒、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、銅クロムブラック、銅クロムマンガンブラック、黒色低次酸化チタン、アルミニウム粉、銅粉、鉛粉、錫粉、亜鉛粉等から選ばれる少なくとも１種からなる粒子が挙げられる。
十分なコントラストを発現させるためには、非光透過性かつ光散乱効果が高いの観点から二酸化チタン、酸化亜鉛等の粒子を用いることが好ましい。
【０００９】
有機顔料粒子としては、例えば、ファストイエロー、ジスアゾイエロー、縮合アゾイエロー、アントラピリミジンイエロー、イソインドリンイエロー、銅アゾメチンイエロー、キノフタロインイエロー、ベンズイミダゾロンイエロー、ニッケルジオキシムイエロー、モノアゾイエローレーキ、ジニトロアニリンオレンジ、ピラゾロンオレンジ、ペリノンオレンジ、ナフトールレッド、トルイジンレッド、パーマネントカーミン、ブリリアントファストスカーレット、ピラゾロンレッド、ローダミン６Ｇレーキ、パーマネントレッド、リソールレッド、ボンレーキレッド、レーキレッド、プリリアントカーミン、ボルドー１０Ｂ、ナフトールレッド、キナクリドンマゼンタ、縮合アゾレッド、ナフトールカーミン、ベリレンスカーレッド、縮合アゾスカーレッド、ベンズイミダゾロンカーミン、アントラキノニルレッド、ペリレンレッド、ペリレンマルーン、キナクリドンマルーン、キナクリドンスカーレッド、キナクリドンレッド、ジケトピロロピロールレッド、ベンズイミダゾロンブラウン、フタロシアニングリーン、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、アルカリブルートーナー、インダントロンブルー、ローダミンＢレーキ、メチルバイオレットレーキ、ジオキサジンバイオレット、ナフトールバイオレット等の中から選ばれる少なくとも１種からなる粒子が挙げられる。
これらの顔料は目的の光輝色、たとえば青系の光輝色を得たい場合にはフタロシアニンブルー、赤系の光輝色を得たい場合にはアゾレッド等、その色調の調整の観点から適宜選ぶことができる。
また目的応じて無機顔料、有機顔料を１種類以上ブレンドして使用することも可能である。
【００１０】
上記顔料粒子は後に述べる親油性表面処理をしてそのまま用いることもできるが、後に述べる分散媒に不溶の樹脂マトリックス中に分散させた状態の粒子として用いてもよい。
さらに、顔料粒子に親油性表面処理を施して、それを分散媒に不溶の樹脂マトリックス中に分散させた状態の粒子として用いてもよい。
分散媒に不溶の樹脂としては、高架橋アクリル系樹脂（架橋ポリメチルメタクリレート、架橋スチレン−アクリル樹脂等）を挙げることができる。これらの樹脂は、乳化重合法、懸濁重合法どの湿式製法により製造されてもよいし、従来の粉砕分級法により製造されてもよい。湿式製法により得られた粒子は球状粒子となり、粉砕分級法により得られた粒子は不定形粒子となる。
また、これらの製法により得られた球状粒子や不定形粒子の形状を揃えるために、熱処理を施してもよい。粒度分布を揃える方法としては、上述の湿式製法における造粒条件を調整したり、一旦得られた粒子を分級操作する方法が挙げられる。
湿式製法における造粒条件を調整する場合には、水相中に、表示デバイス用粒子を構成する材料を分散させた油相を分散させた際の攪拌速度を調整したり、界面活性剤を利用する場合には、その濃度を調整する等により粒子の粒度分布を制御することができる。
また、粒子を分級操作する方法としては、例えば、各種振動篩、超音波篩、空気式篩、及び湿式篩、遠心力の原理を使用したローター回転式分級機、風力分級機等を利用する方法を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。これらは、単独、又は、多数組み合わせることにより、所望の粒度分布に調整できる。特に精密に調整する場合は、湿式篩を使用するのが好ましい。なお、分級機を用いる場合には、例えば、回転式分級機では、回転数を制御することにより、分級前の粒子から選択的に微紛側/粗紛側の成分を除去することができる。また、篩としては、目開きの分布が狭く、高い収量を得ることができる点でナイロン篩を用いることが好ましい。
表示デバイス用粒子の形状としては、真球にちかいものであることが望ましい。真球に近い粒子であれば、粒子相互間の接触は、ほぼ点接触となり、また、粒子と後で述べる対向電極板との接触もほぼ点接触となり、粒子相互間及び粒子と対向電極板表面とのファンデルワールス力に基つく付着力が小さくなる。また粒子表面の電荷密度をコントロールし易くなる。したがって、対向電極板間表面が誘導体であっても、電界により帯電した粒子が対向電極板間を円滑に移動できると考えられる。
【００１１】
分散媒に不溶の樹脂としては、上記高架橋アクリル系樹脂の他、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素―ホルマリン樹脂のような熱硬化性樹脂、ポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素系樹脂、ポリアセタールのようなポリオキシメチレン系樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコ−ン樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。
顔料粒子の含有量は分散媒に不溶の樹脂との合計量中、質量基準で通常０〜５０％、好ましくは、５〜３０％である。
樹脂を加えることにより、顔料粒子の表面を滑らかにするとともに粒子の形状を真球状に近づけたり、粒子の表面性状をコントロールすることが容易になり、表示性が良好になるという効果がある。
非光透過性の粒子の平均粒子径は通常０．１〜５０μｍ、好ましくは０．５〜３０μｍ、さらに好ましくは１〜２０μｍである。平均粒子径を０．１μｍ以上とすることにより、微粒子のブラウン運動による拡散の影響が出て表示特性が落ち、凝集傾向が強くなるために分散系が不安定になってしまうのを防止する。一方、平均粒子径が５０μｍ以下とすることにより、微粒子の沈降が生じやすくなり、表示メモリー性や分散安定性が悪化するのを防止する。
非光透過性の粒子は内部に空隙を有する多孔質体であることが好ましく、粒子を多孔質体にすることにより見かけの比重を小さくすることができ、粒子が対向電極板間を円滑に移動し易くなり、表示デバイスにおける応答速度を速くすることができる。
非光透過性の粒子を多孔質体とするには乾式法では融着法、焼結法、湿式法では、緩和凝集法、スピノーダル分解型相分離法のような方法が用いられる。
【００１２】
非光透過性の粒子表面を被覆するための金属光沢を有する有機材料としては、下記のような代表的なものに塩基性染料が挙げられるがこの限りではない。
具体的には、アクリジン系、メチン系、ポリメチン系、アゾ系、アゾメチン系、キサンテン系、チオキサンテン系、オキサジン系、チオキサジン系、トリアリルメタン系、シアニン系、アントラキノン系、フタロシアニン系ジおよびトリアリルメタン染料、ピロニン染料、ロ−ダミン染料、アクリジン染料、サフラニン染料、オキサジン染料、キノリン染料、チアゾ−ル染料、さらにまた塩基性のアゾ染料、アゾメチン染料およびポリメチンまたはアゾポリメチン染料、塩基性のアントラキノン染料、キノフタロン染料およびフタロシアニン染料などが挙げられる。これらの塩基性染料は単独で用いてもよいし、又適宜の割合に混合して用いてもよい。
【００１３】
上記の各染料は１種単独で用いても良く、２種以上を組み合わせて用いても良い。
【００１４】
金属光沢を有する有機材料として、上記各種染料以外には、ポリアセチレン、高精度多層積層フィルム等が挙げられるが、これらの材料をパウダー化して用いることも可能である。
【００１５】
金属光沢を有する結晶性有機材料には、必要に応じて、帯電制御剤や抵抗調整剤を添加することもできる。
帯電制御剤としては、公知のものが使用でき、例えば、セチルピリジルクロライド、Ｐ−５１、Ｐ−５３［オリエント化学工業（株）製］等の第４級アンモニウム塩、サリチル酸系金属錯体、フェノール系縮合物、テトラフェニル系化合物、カリックスアレン化合物、また、酸化金属微粒子、又は、各種カップリング剤により、表面処理された酸化金属微粒子を挙げることができる。また、帯電制御剤としては、無色のもの、あるいは、着色力の低いものが好ましい。
添加量は、金属光沢を有する結晶性有機材料との合計量中、０．１〜１０質量％の範囲内であることが好ましく、０．５〜５質量％の範囲内がより好ましい。
抵抗調整剤としては、抵抗値が１×１０6Ωｃｍ以下の無機微粉末を用いることができ、例えば、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、各種導電性酸化物でコートされた微粒子（例えば、酸化スズコートされた酸化チタン等）などを挙げることができる。また、抵抗調整剤は、無色のもの、あるいは、着色力の低いものが好ましい。添加量は、上記の着色微粒子により着色された表示デバイス用粒子の色を妨げない範囲であることが好ましく、具体的には、金属光沢を有する結晶性有機材料との合計量中、０．１質量％〜１０質量％の範囲内が好ましい。
【００１６】
金属光沢を有する有機材料の被覆量は非光透過性の粒子に対して、質量基準で通常０．５〜１００％、好ましくは、５〜５０％である。
５％以上とすることにより、有機材料皮膜の充分な厚みを確保することができる。また５０％以下とすることにより、被覆の均一性を確保することができる。
金属光沢を有する有機材料の非光透過性の粒子表面への被覆のための前処理としては、上記有機材料を各種有機溶剤に溶解させ、その中に粒子を添加して超音波等を用いて充分分散させ、次いで必要に応じて減圧下加熱して溶剤を蒸発させることにより行う。
用いられる有機溶剤としては、使用する金属光沢を有する有機材料によって適宜選択されるが、エタノールのようなアルコール類、酢酸エチルのようなエステル類、エチルエーテルのようなエーテル類、メチルエチケトンのようなケトン類、キシレンのような芳香族炭化水素類、ヘキサンやシクロヘキサンのような脂肪族または脂環族炭化水素類、テルペン類等が挙げられる。
【００１７】
非光透過性の粒子は、分散媒に不溶の樹脂を含む場合、または含ませずに用いる場合にかかわらず、親油性表面処理をするのが樹脂と金属光沢を有する有機材料の被覆との密着性を確保するという観点で好ましい。
親油性表面処理剤としては、例えば、カップリング剤、顔料誘導体、親油性界面活性剤などが挙げられ、好ましくは、分散性、流動性の面からカップリング剤の使用が特に望ましい。用いることができるカップリング剤としては、例えば、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤、ジルコアルミネートカップリング剤、クロム系カップリング剤、更には、フッ素系カップリング剤などが挙げられる。
これら各種カップリング剤としては、例えば、以下のようなものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
チタネート系カップリング剤としては、例えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート等、アルミニウム系カップリング剤としては、例えば、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等、シラン系カップリング剤としては、例えば３−アミノプロピルトリエトキシシラン等、ジルコニウム系カップリング剤としては、例えばジルコニウムブチレート等、ジルコアルミネート系カップリング剤としては、例えばテトラプロピルジルコアルミネート等、クロム系カップリング剤としては、例えばメタクリル酸クロムと塩化クロムの複合体等、フッ素系カップリング剤としては、例えばトリフルオロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
上記の各カップリング剤については、各々単独（１種）で用いること以外に、複数（２種以上）のカップリング剤を混合して用いることも、さらには、複数のカップリング剤を用いた処理を段階的に施すことも可能である。また、前記の各種カップリング剤の中でも、特に、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シラン系カップリング剤を用いた場合にさらに優れた効果を示す点から望ましい。
【００１８】
親油性表面処理されている粒子（非光透過性の粒子）は市販されており、これらをそのまま使用することもできる。
具体的には、ＩＴＴ−２ ＴｉＯ2 ＣＲ−５０（日光ケミカルズ社製、表面をチタンカップリング剤で処理した酸化チタン粒子、平均粒径約０．４μｍ）、ＩＴＴ−７ ＴｉＯ2ＴＴＯ−Ｓ−３［日光ケミカルズ（株）製、表面をチタンカップリング剤で処理した微粒子酸化チタン、平均粒径約０．０５〜０．１μｍ］、ＫＲ−３８０［チタン工業（株）製、表面を親油性表面処理剤で処理した酸化チタン粒子、平均粒径約０．５μｍ］、ＫＲ−２７０［チタン工業（株）製、表面を親油性表面処理剤で処理した酸化チタン、平均粒径約０．４μｍ］、タイペークＣＲ−５０［石原産業（株）製、親水性表面を有する酸化チタン粒子、平均粒径約０．４μｍ］をカップリング剤（例えば、アルミニウム系カップリング剤、シラン系カップリング剤）で処理した粒子などが挙げられる。
【００１９】
また、本発明の表示デバイス用粒子は樹脂を含む場合、または、含まない場合にかかわらず、金属光沢を有する有機材料の被覆層の表面にさらに有機または無機層が被覆されるのが好ましい。有機層または無機層で被覆することにより、金属光沢を有する有機光輝材料の分散溶媒等へのマイグレーションを抑制することができ、また電荷制御等の観点からも目的に応じた有機または無機層が導入される。
さらには有機または無機層をさらに被覆することにより、粒子間の凝集を防ぐことができる。
有機または無機層を形成させるための材料としては、特に限定されるものではなく、各種界面活性剤、樹脂、表面コート剤、シリカ、アルミナ、微粒子酸化チタン、金属酸化物、また有機無機ハイブリット材料等が挙げられる。
これらのものは金属光沢に影響を与えないことを考慮し十分な光透過性を有することが好ましい。また乾式法や湿式法、場合によっては真空プロセスを用いて非光透過性の粒子における前記被覆層表面に被覆される。
【００２０】
上記表示デバイス用粒子とともに、本発明は、分散媒と同分散媒に分散した前記の表示デバイス用粒子からなる電気泳動表示用液も提供する。
以下、本発明の電気泳動表示用液について説明する。
本発明の電気泳動表示用液は上記表示デバイス用粒子を分散媒に分散させたものである。
用いられる分散媒としては、例えば、従来電気泳動表示に用いられている各種タイプのものを用いることができる。炭素数５以上のパラフィン、例えばドデカン、イソパラフィン、さらにはキシレン、テトラクロロエチレン、シリコーンオイル、テルペン化合物等の低誘電率の分散媒が用いられる。中でも表示デバイスにおける白反射率のさらなる向上、長期に亘って安定した品質を保持することができ、かつ、人体への影響や環境への負荷を低減することができるという観点からドデカンやイソパラフィン、テルペン化合物が好ましい。
これらは１種類または混合物として使用することもできる。その他に用いることができる分散媒としては、例えば、従来電気泳動表示に用いられている各種タイプのものを用いることができる。
具体的には、芳香族系炭化水素として、ベンゼンや、トルエン、エチルベンゼシ、ドデシルベンゼン等のアルキルベンゼン誘導体、フェニルキシリルエタン、１，１−ジトリルエタン、１，２−ジトリルエタン、１，２−ビス（３，４−ジメチルフェニルエタン）（ＢＤＭＦ）等のジアリルアルカン誘導体、ジイソプロピルナフタレン等のアルキルナフタレン誘導体、モノイソプロピルビフェニル、イソプロピルビフェニル、イソアミルビフェニル等のアルキルビフェニル誘導体、各種割合にて水素化されたターフェニル誘導体、ジベンジルトルエン等のトリアリルジメタン誘導体、ベンジルナフタレン誘導体、フェニレンオキサイド誘導体、ジアリルアルキレン誘導体、アリルインダン誘導体、ポリ塩素化ビフェニル誘導体、ナフテン系炭化水素等が挙げられる。
また、ヘキサン、シクロヘキサン、ケロシン、アイソパー、パラフィン系炭化水素等の脂肪族炭化水素類、クロロホルム、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ジクロロメタン、臭化エチル等のハロゲン化炭化水素類、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、リン酸オクチルジフェニル、リン酸トリシクロヘキシル等のリン酸エステル類、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジラウリル、フタル酸ジシクロヘキシル等のフタル酸エステル類、オレイン酸ブチル、ジエチレレグリコールジベンゾエート、セバシン酸ジオクチル、セバシン酸ジブチル、アジピン酸ジオクチル、トリメリット酸トリオクチル、クエン酸アセチルトリエチル、マレイン酸オクチル、マレイン酸ジブチル、酢酸エチル等のカルボン酸エステル類、塩素化パラフィン、Ｎ，Ｎ−ジブチル−２−ブトキシ−５−ターシャリオクチルアニリン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２１】
これらの分散媒の含有量としては、金属光沢を有する結晶性有機材料を被覆した非光透過性の粒子の種類によって適宜決定されるが、特に、電気泳動表示液全量中、２５〜８５質量％であることが好ましく、さらに好ましくは、３０〜６０質量％である。分散媒の含有量を２５質量％以上とすることにより、液の粘度が高くなって応答速度が低下するのを防止し、一方、８５質量％以下とすることにより、十分なコントラストを表示することができる。
非光透過性の粒子が分散してなる分散液には、必要に応じてヒドロキシエチルラウリルアミン、ポリエチレングリコールステアリルアミン、ポリエチレングリコールラウリルアミン、ポリエチレングリコールジオレイルアミン、ポリエチレングリコールアルキル（牛脂）アミン、ポリオキシエチレンアルキル（牛脂）プロピレンジアミン、ポリエチレングリコールアルキル（鹿脂）アミン、ポリエチレングリコールアルキル（椰子）アミン等のアルキルポリエーテルアミンを電荷制御剤として添加することもできる。
この分散液には、粒子間の凝集を防ぐため、さらに、必要に応じてノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性系界面活性剤、高分子型界面活性剤などの分散剤を添加することができる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンジラウレート、ソルビタンジパルミテート、ソルビタンジステアレート、ソルビタンセスキラウレート、ソルビタンセスキパルミテート、ソルビタンセスキステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンジオレエート、ソルビタンセスキオレエート、ソルビタントリオレエート等のソルビタン脂肪酸エステル類、アニオン系界面活性剤としては、例えば、特殊脂肪酸石鹸、カチオン系界面活性剤としては、例えば、Ｒ−Ｎ（ＣＨ3）3、Ｘ〔Ｒ＝ステアリル基、セチル基、ラウリル基、オレイル基、ドデシル基、ヤシ、大豆、牛脂の油層から得られる脂肪酸残基等／Ｘはハロゲン等の陰イオン〕で表されるアルキルトリメチルアミン系４級アンモニウム塩、両性系界面活性剤としては、例えば、各種ベタイン型界面活性剤等、アニオン系高分子型界面活性剤としては、例えば、スチレン−無水マレイン酸共重合物、カチオン系高分子型界面活性剤としては、例えば、ポリエチレンイミン、ノニオン系高分子型界面活性剤としては、例えば、ポリビニルアルコール等が挙げられる。
これらの分散剤は、１種類でも、２種類以上を組み合わせて用いることも可能であり、その含有量としては用いる微粒子や溶媒種によって適宜決定されるが、特に、電気泳動表示液全量に対して、０．０１〜５０．０質量％であることが好ましく、さらに好ましくは、１〜３０質量％とすることが望ましい。
この分散剤の含有量が０．０１質量％以下とすることにより、分散系の十分な分散安定性を確保することができ、一方、５０質量％以下とすることにより、分散液の導電性が高くなったり、分散液の粘度が高くなるなどして、表示特性に悪影響を及ぼすことを防止する。
【００２２】
さらに本発明は、上記表示用液を一組の対向電極板間に配置してなる表示デバイスも提供する。
本発明の表示デバイスにおいては、一組の対向電極板の少なくとも一方が透明であることを要する。この対向電極板に電圧を印加することにより、分散液中で正に帯電している粒子と、負に帯電している粒子との間で濃度コントラストを得ることができ、文字や図形の表示をすることが可能となる。
【００２３】
用いられる電極板としては、電極板自体が導電性であっても、絶縁性の支持体表面を導電化処理したものであってもよく、また、結晶であっても非晶質であってもよい。電極板自体が導電性である導電性電極板としては、アルミニウム、ステンレススチール、ニッケル、クロム等の金属及びその合金結晶、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ、ＺｎＯなどの半導体を挙げることができる。
絶縁性の支持体としては、高分子フィルム、ガラス、石英、セラミック等を挙げることができる。絶縁性の支持体の導電化処理は、上記電極板自体が導電性である導電性電極板の具体例で挙げた金属又は金、銀、銅等を、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などにより成膜して行うことができる。
導電化薄膜の厚さは通常０．０１〜０．５μｍ程度、好ましくは０．０５〜０．３μｍ程度である。
透明導電性電極板としては、絶縁性の透明支持体の片面に透明電極が形成された導電性電極板、又はそれ自体導電性を有する透明支持体が用いられる。それ自体導電性を有する透明支持体としては、ＩＴＯ(スズドープ酸化インジウム)、酸化亜鉛、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅等の透明導電性材料を挙げることができる。
絶縁性の透明支持体としては、ガラス、石英、サファイア、ＭｇＯ、ＬｉＦ、ＣａＦ2等の透明な無機材料、また、弗素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等の透明な有機高分子のフィルムまたは板状体等が使用できる。
上記透明支持体の片面に設ける透明電極としては、ＩＴＯ、酸化亜鉛、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウム、ヨウ化銅等の透明導電性材料を用い、蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等の方法により形成したもの、あるいはＡｌ、Ｎｉ、Ａｕ等の金属を蒸着やスパッタリングにより半透明になる程度に薄く形成したものが用いられる。
絶縁性の透明支持体の厚みは、通常１〜５００μｍ、好ましくは、１０〜２００μｍである。
本発明の電気泳動表示デバイスおいては、電気泳動表示用液を収容した多数のセルを有したフィルム状シートを対向電極間に挟み込むことも可能である。このフィルム状シートは、各種ＵＶレーザー加工技術の応用や、フォトエッチング法、各種印刷法により、薄膜シートに微細なセルを加工形成させることにより作製できる。
【００２４】
以下、本発明の電気泳動表示デバイスの作製プロセス等を模式図を用いて説明する。
図１は本発明の表示デバイスにおいてデバイス用表示液を封入していない状態の断面を示した模式図であるが、１０と１５が一組の対向電極板である。スペーサー２０により一組の対向電極板１０と１５が隔てられている状態示す。
図２は図１における点線表示部の拡大図であるが、スペーサーが前面の透明電極と接着されていない状態を示しており、任意の一定の距離を保持している場合の状態を示している。対向電極がフレキシブル性を有する場合にはこのように接着されている状態が好ましいが、ガラス等のハードな基板の場合には接着されていても構わない。
図３はスペーサーを示す斜視図であり、図４および図５はスペーサーのセルを形成させるための開口部分の形状を示す模式図である。開口部分の形状は円形、矩形（長方形、正方形）、六角形等があるが、高開口率を確保するという観点、および表示の均一性を維持する等の観点から正方形や六角形が好ましい。
図６［(a)〜(d)］は本発明の表示デバイスの作製プロセスを示す模式図である。
まず、一組の対向電極板（前面電極１０と背面電極１５）を準備し、背面電極１５の電極板上にスペーサー２０を置く［(a)〜(b)］。電極板の四辺端部に外部との遮断壁３０を取り付けて背面電極１５の端部と遮断壁３０を接着する[(c)]。次いで、表示素子として用いられる電気泳動表示液を注入して前面電極１０を配置後、前面電極１０と遮断壁３０とを接着[(d)]することで表示用デバイスを作製することができる。
図７［(a)〜(g)］はスペーサー２０の作製方法の一例であるフォトリソグラフィーによる工程と対向電極板を組み合わせて表示用デバイスを作製する工程の模式図を示す。
この方法では液状レジスト又はドライフィルムレジストを用いてスペーサー形成用の感光性材料４０を一方の電極上に所定の膜厚になるように形成させる［(a)〜(b)］。次いで、パターン形成用フォトマスク５０を配置[(c)]後、露光、不要部分を除去する工程を経て、目的のスペーサーにパターンを形成[(d)]させる。さらにスペーサー上に接着層を形成[(e)]させ、電気泳動表示用液を注入後、対向電極を配置してスペーサとの接着［(f)〜(g)］を行い、表示用デバイスを作製する。
【実施例】
【００２５】
次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
【００２６】
〔実施例１〕
(1-1)金属光沢を有する表示デバイス用粒子の作製
結晶状態で金色光沢を有する塩基性染料である「ベーシックバイオレット１」[保土ヶ谷化学（株）製]の３質量部をエタノール５０質量部中に添加して溶解させた溶液に、高架橋ポリメチルメタクリレートマトリックス中に酸化チタン粒子[日本ケミカルズ（株）製、ＩＴＴ-２ ＴｉＯ2 ＣＲ−５０]２０質量％を含有する平均粒子径約１８μｍの白色樹脂微粒子を２０質量部添加して超音波処理して分散液を作製した。次いで、同分散液を５０℃、減圧下で６時間乾燥してエタノールを蒸発させて固形物を作製した。
この固形物を室温でハイブリダイゼーションシステム[（株）奈良機械製、ＮＨＳ−０型]中に投入して８０００回転/分、５分間のメカノケミカル的乾式処理を行い、さらに、分子量１００００のポリエチレングリコール３ｇを添加し、１２０００回転/分、５分間のメカノケミカル的乾式処理を行なうことにより金属光沢を有し、やや青みがかった金色光沢を有する表示デバイス用粒子を作製した。これを「試作粒子1」とする。同粒子の平均粒子径は約１８μｍであった。平均粒子径はベックマン・コールター社製のマルチサイザーを用いて行なった（以下同じ）。
【００２７】
(1-2)表示デバイス用粒子を含む電気泳動表示用液の作製
上記（1-1）で作製した「試作粒子1」１０質量部、上記（1-1）で用いたものと同じ酸化チタン粒子２０質量部、電荷制御剤としてポリエチレングリコールステアリルアミン[日本油脂（株）製、ナイミーンＳ−２０２]３質量部、ソルビタントリオレエート１質量部をドデカンで全量が１００質量部になるように調整した混合物をガラスビーズを用いてペイントシェーカーで３０分間分散処理して表示デバイス用粒子を含む電気泳動表示用液を作製した。
【００２８】
(1-3)電気泳動表示デバイスの作製
スパッタリング法により、電極となる厚さ１８０ｎｍの透明導電膜（ＩＴＯ）を形成させたガラス基板（厚さ０．７ｍｍ）と厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）をレーザー加工により格子状（開口部５００ｎｍ×５００ｎｍ、開口率７８％）メッシュのスペーサーをはさんで対向配置させて上記（1-2） で調製した電気泳動表示用液を封入することにより電気泳動表示デバイスを作製した。
【００２９】
（1-4）電気泳動表示デバイスの評価
自社作製の電気泳動駆動装置（ＭＹ−０１）を用いて下記のように電気泳動表示デバイスの性能評価を行なった。
上記（1-3）で作製した電気泳動表示デバイスの電極を介して＋９０Ｖまたは−９０Ｖの電圧を印加して粒子を電気泳動させることにより白/金色の良好な表示ができることが確認された。
コントラストはスガ試験器（株）製のＰＣ−Ｔを用いて測定した値である。また、応答速度は印加時間を変えながらコントラスト比を測定し、コントラスト比が変化しなくなった時間から算出した値である。
【００３０】
〔実施例２〕
(2-1)金属光沢を有する表示デバイス用粒子の作製
結晶状態で金色光沢を有する塩基性染料である「ベーシックグリーン１」[保土ヶ谷化学（株）製]の３質量部と高架橋ポリメチルメタクリレートマトリックス中に実施例１と同じ酸化チタン粒子２０質量％を含有する平均粒子径約６μｍの白色樹脂微粒子２０質量部を乾式混合して混合物を作製した。
この混合物を室温でハイブリダイゼーションシステム[（株）奈良機械製]中に投入して３０００回転/分、３分間のメカノケミカル的乾式処理を行い、さらに、１４０００回転/分、７分間のメカノケミカル的乾式処理を行なうことにより金属光沢を有する表示デバイス用粒子を作製した。これを「試作粒子２」とする。
同粒子の平均粒子径は約６μｍであった。
【００３１】
(2-2)表示デバイス用粒子を含む電気泳動表示用液の作製
上記(2-1)で作製した「試作粒子２」を用いた以外は実施例１と同様に行い、電気泳動表示用液を作製した。
【００３２】
(2-3)電気泳動表示デバイスの作製
ＰＥＴフィルムをレーザー加工したメッシュのスペーサーの替わりに、繊維径２５μのポリアリレート糸を１３０メッシュになるように平織りした厚さ５０μｍのスペーサーを使用し、(2-2)で調製した電気泳動表示用液を使用した以外は実施例１と同様に行い、電気泳動表示デバイスを作製した。
【００３３】
（2-4）電気泳動表示デバイスの評価
上記（2-3）で作製した電気泳動表示デバイスの電極を介して＋５０Ｖまたは−５０Ｖの電圧を印加して粒子を電気泳動させることにより白/金色の良好な表示ができることが確認された。
【００３４】
〔実施例３〕
(3-1)金属光沢を有する表示デバイス用粒子の作製
結晶状態で金色光沢を有する塩基性染料である「ベーシックレッド９」[ＢＡＳＦ社製]の５質量部をキシレン５０質量部中に添加して溶解させた溶液に、実施例１と同様の高架橋ポリメチルメタクリレートマトリックス中に実施例１と同様の酸化チタン粒子２０質量％を含有する平均粒子径約６μｍの白色樹脂微粒子を２０質量部添加して超音波処理して分散液を作製した。次いで、同分散液を１８０℃、減圧下で６時間乾燥してキシレンを蒸発させて固形物を作製した。
この固形物を室温でハイブリダイゼーションシステム[（株）奈良機械製]中に投入して１００００回転/分、５分間のメカノケミカル的乾式処理を行い、さらに、分子量２００００のポリエチレングリコール３ｇを添加し、１４０００回転/分、８分間のメカノケミカル的乾式処理を行なうことにより金属光沢を有する表示デバイス用粒子を作製した。これを「試作粒子３」とする。
同粒子の平均粒子径は約６μｍであった。
【００３５】
(3-2)表示デバイス用粒子を含む電気泳動表示用液の作製
上記（3-1）で作製した「試作粒子３」１０質量部を用い、イソパラフィンで全量が１００質量部になるように調整した以外は実施例１と同様に行い、表示デバイス用粒子を含む電気泳動表示用液を作製した。
【００３６】
(3-3)電気泳動表示デバイスの作製
スパッタリング法により、電極となる厚さ１８０ｎｍの透明導電膜（ＩＴＯ）を形成させたポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ１００μｍ）と繊維径２５μのポリアリレート糸を１３０メッシュになるように平織りした厚さ５０μｍのスペーサーをはさんで対向配置させて上記（3-2）で調製した電気泳動表示用液を封入することにより電気泳動表示デバイスを作製した。
【００３７】
（3-4）電気泳動表示デバイスの評価
上記（3-3）で作製した電気泳動表示デバイスの電極を介して＋５０Ｖまたは−５０Ｖの電圧を印加して粒子を電気泳動させることにより白/金色の良好な表示ができることが確認された。
【００３８】
〔比較例１〕
―比較用の電気泳動表示用液（1）の作製―
「試作粒子1」の替わりに「比較粒子1」として銀コートガラスフレーク[メルク（株）製、メタシャインＭＣ２０８０ＰＳ、球換算平均粒子径１０μｍ]１０質量部を使用した以外は実施例１（1-2）と同様に行い、比較用の電気泳動表示用液（1）を作製した。
【００３９】
―比較用の電気泳動表示デバイス（1）の作製―
比較用の電気泳動表示用液（1）を使用した以外は実施例１（1-3）と同様に行い、比較用の電気泳動表示デバイス（1）を作製した。
【００４０】
―比較用の電気泳動デバイス（1）の評価―
比較用の電気泳動デバイス（1）を使用した以外は実施例１（1-4）と同様に行い、白/銀色の良好な表示ができないことが確認された。
【００４１】
〔比較例２〕
―比較用の電気泳動表示用液（2）の作製―
「試作粒子1」の替わりに「比較粒子２」として銅色のパール系顔料[メルク社製、Iriodin 500 Bronze、球換算平均粒子径２０μｍ]１０質量部を使用した以外は実施例１（1-2）と同様に行い、比較用の電気泳動表示用液（2）を作製した。
【００４２】
―比較用の電気泳動表示デバイス（2）の作製―
比較用の電気泳動表示用液（2）を使用した以外は実施例２（2-3）と同様に行い、比較用の電気泳動表示デバイス（2）を作製した。
【００４３】
―比較用の電気泳動デバイス（2）の評価―
比較用の電気泳動デバイス（2）を使用した以外は実施例２（2-4）と同様に行い、白/銅色の良好な表示ができないことが確認された。
【００４４】
〔比較例３〕
―比較用の電気泳動表示用液（3）の作製―
「試作粒子1」の替わりに「比較粒子３」として銅粉粒子顔料[石原産業（株）製、ＭＤ−２００、平均粒子径０．２μｍ]５質量部を使用した以外は実施例１（1-2）と同様に行い、比較用の電気泳動表示用液（3）を作製した。
【００４５】
―比較用の電気泳動表示デバイス（3）の作製―
比較用の電気泳動表示用液（3）を使用した以外は実施例２（2-3）と同様に行い、比較用の電気泳動表示デバイス（3）を作製した。
【００４６】
―比較用の電気泳動デバイス（3）の評価―
比較用の電気泳動デバイス（3）を使用した以外は実施例２（2-4）と同様に行い、白/銅色の良好な表示ができないことが確認された。
上記実施例１〜３および比較例１〜３で得られた結果をまとめて表１に示す。
【００４７】
【表１】
2008152211.tif 000003
【００４８】
表１の結果から、本発明の表示デバイス用粒子を用いた実施例における表示デバイスにおいては、比較例のそれに比べて各色の表示、コントラストに優れており、また、応答速度も極めて速いことが明らかである。比較例においては、コントラスト値が低いため応答速度を測定することができなかった。表１中の○印は各色の表示が優れていることを、×印はそれらが劣っていることを示す。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の表示デバイス用粒子を用いた表示デバイスは応答速度の速い電気泳動表示デバイスであり、電子ぺーパー等に応用すれば、極めて優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の表示デバイスの断面を示した模式図である。
【図２】図１における点線表示部の拡大図である。
【図３】スペーサーを示す斜視図である。
【図４】スペーサーのセルを形成させるための開口部分の形状の一実施態様を示す模式図である。
【図５】スペーサーのセルを形成させるための開口部分の形状の別の実施態様を示す模式図である。
【図６】本発明の表示デバイスの作製プロセスを示す模式図である。
【図７】スペーサーの作製方法の一例であるフォトリソグラフィーによる工程と対向電極板を組み合わせて本発明の表示用デバイスを作製する工程を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０：前面電極
１５：背面電極
２０：スペーサー
３０：シール用隔壁
４０：スペーサー形成用の感光性材料
５０：パターン形成用フォトマスク
【図１】
2008152211.tif 000004
【図２】
2008152211.tif 000005
【図３】
2008152211.tif 000006
【図４】
2008152211.tif 000007
【図５】
2008152211.tif 000008
【図６】
2008152211.tif 000009
【図７】
2008152211.tif 000010