(57)【要約】【課題】粒子径が小さく低電圧で駆動する電子ペーパーに用いることができ、かつ、高いコントラストの画像を実現できる電子ペーパー用着色樹脂微粒子を提供する。【解決手段】電子ペーパーに用いるための着色樹脂微粒子であって、粒子径が０．５〜１０μｍ、ＣＶ値が８０％以下であり、かつ、酸化チタンを２０重量％以上含有する電子ペーパー用着色樹脂微粒子。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ペーパーに用いるための着色樹脂微粒子であって、粒子径が０．５〜１０μｍ、ＣＶ値が８０％以下であり、かつ、酸化チタンを２０重量％以上含有することを特徴とする電子ペーパー用着色樹脂微粒子。
【請求項２】
電子ペーパーに用いるための着色樹脂微粒子であって、粒子径が０．５〜１０μｍ、ＣＶ値が８０％以下であり、かつ、カーボンブラックを５重量％以上含有することを特徴とする電子ペーパー用着色樹脂微粒子。
【請求項３】
架橋性単量体を５０重量％以上含有する単量体混合物を重合してなる高架橋樹脂からなることを特徴とする請求項１又は２記載の電子ペーパー用着色樹脂微粒子。
【請求項４】
更に、炭素数１〜２０のアルキル基を有する重合性単量体を重合してなる樹脂からなる、ガラス転移温度５０℃以上、厚さ０．０１μｍ以上の被覆層を有することを特徴とする請求項１、２又は３記載の電子ペーパー用着色樹脂微粒子。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４記載の電子ペーパー用着色樹脂微粒子を用いてなることを特徴とする電子ペーパー。
【請求項６】
請求項１及び２記載の電子ペーパー用着色樹脂微粒子を用いてなることを特徴とする電子ペーパー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粒子径が小さく低電圧で駆動する電子ペーパーに用いることができ、かつ、高いコントラストの画像を実現できる電子ペーパー用着色樹脂微粒子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、次世代のディスプレイとして電子ペーパーが盛んに研究されている。
電子ペーパーは、自由な姿勢で読むことができることに加え、空間的に自由にレイアウトできたり、ページを簡単に入れ替えたり、メモ書きしたりできる等の紙の有する利便性と、記録媒体に収納された情報を自由に取り出したり、情報を自由に加工したり消去したりできる等の電子ディスプレイの利点とを兼ね備えた究極の表示デバイスとして注目されている。
【０００３】
現在、電子ペーパーとしては、電気化学反応を基本原理とする方式や、着色微粒子を電気的に移動させることを基本原理とする方式等、種々の方式が提案されている。なかでも、着色微粒子を用いる方式は、本命の１つと目されている。
図１に、着色微粒子を用いる方式の電子ペーパーの１例を説明する模式図を示した。
図１の電子ペーパーでは、２つの電極の間に＋に帯電した黒色微粒子と−に帯電した白色微粒子とが配置されている。図１ａの状態では、上から観察すると下にある白色微粒子は上面にある黒色微粒子に遮られるため、全体としては黒色に表示されて見える。次に、上側の電極に＋、下側の電極に−を印加すれば（図１ｂ）、黒色微粒子は下に、白色微粒子は上にそれぞれ移動し、図１ｃに示したように上から観察すると白色に表示されて見える。この他にも白色の下地層と黒色微粒子とを組み合わせたもの、黒色の下地層と白色微粒子とを組み合わせたもの等も提案されている。
【０００４】
着色微粒子を用いる方式の電子ペーパーとしては、現在のところ、乾燥空気中で着色微粒子を移動させるトナーディスプレイ型、アイソパー等の液体媒体中で縦方向に設置された電極間で着色微粒子を移動させるマイクロカプセル型電気泳動型、アイソパー等の液体媒体中で横方向に設置された電極間で着色微粒子を移動させるインプレーン型電気泳動型等が提案されているが、今後更に種々の方法が提案されるものと考えられる。
【０００５】
ところで、電子ペーパーを実用化するための課題の１つとして、紙と同様の高い視認性や高視野角を実現することが挙げられ、このためには高いコントラストが求められている。しかしながら、従来の電子ペーパーではコントラストは必ずしも充分ではなかった。特に、着色微粒子を用いる方式の電子ペーパーにおいて、電池等でも長時間駆動できるように低電圧で駆動するために着色微粒子の粒子径を小さくした場合には、コントラストの低下が著しかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記現状に鑑み、粒子径が小さく低電圧で駆動する電子ペーパーに用いることができ、かつ、高いコントラストの画像を実現できる電子ペーパー用着色樹脂微粒子を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明１は、電子ペーパーに用いるための着色樹脂微粒子であって、粒子径が０．５〜１０μｍ、ＣＶ値が８０％以下であり、かつ、酸化チタンを２０重量％以上含有する電子ペーパー用着色樹脂微粒子である。
【０００８】
本発明２は、電子ペーパーに用いるための着色樹脂微粒子であって、粒子径が０．５〜１０μｍ、ＣＶ値が８０％以下であり、かつ、カーボンブラックを５重量％以上含有する電子ペーパー用着色樹脂微粒子である。
以下に本発明を詳述する。
【０００９】
本発明の電子ペーパー用着色樹脂微粒子は、粒子径の好ましい下限が０．５μｍ、好ましい上限が１０μｍである。０．５μｍ未満であると、電子ペーパーに用いたときに充分なコントラストを有する画像を得ることができず、１０μｍを超えると電子ペーパーの駆動に大きな電圧を要し電池を用いて長時間駆動させることが困難となる。好ましい下限は０．７μｍ、好ましい上限は６μｍである。
【００１０】
本発明の電子ペーパー用着色樹脂微粒子は、ＣＶ値が８０％以下である。８０％を超えると、上記粒子径を大きくはずれる大粒子及び小粒子が混入してしまう。通常、電子ペーパーの画素のサイズは縦横が各２０〜２００μｍ、高さが１０〜３０μｍといわれている。ＣＶ値が８０％を超え、１０μｍを大きく超える大粒子が混入すると、大粒子自身の画素中における移動が困難であるばかりか、他の粒子の移動をも妨げてしまう。一方、小粒子が混入した場合には、粒子同士を凝集させたり、画素の壁に張り付いて他の粒子の移動を妨げたりすることがある。なお、上記ＣＶ値は、下記式により求められる。
ＣＶ値（％）＝（σ／Ｄｗ）×１００
式中、σは粒子径の標準偏差を表し、Ｄｗは重量平均粒子径を表す。
【００１１】
本発明１の電子ペーパー用着色樹脂微粒子は、酸化チタンを２０重量％以上含有する。従来、白色顔料としての酸化チタンの含有量は、数重量％以下が常識であり、これ以上配合しても着色樹脂微粒子の強度等を損なうだけでコントラスト等には何らの寄与もしないと考えられていた。しかし、本発明者らは、鋭意検討の結果、上述の粒子径の超微細微粒子の場合にあっては、従来の常識では考えられないほど大量の酸化チタンを含有させることによって初めて充分に高いコントラストの画像を実現できることを見出し、本発明を完成するに至った。好ましくは４０重量％以上である。酸化チタンの含有量の上限は特にないが、７０重量％以上になると、得られる本発明１の電子ペーパー用着色樹脂微粒子の強度が不充分となることがある。
【００１２】
本発明１の電子ペーパー用着色樹脂微粒子は、カーボンブラックを５重量％以上含有する。従来、黒色顔料としてのカーボンブラックの含有量は、１重量％以下が常識であり、これ以上配合しても着色樹脂微粒子の強度等を損なうだけでコントラスト等には何らの寄与もしないと考えられていた。しかし、本発明者らは、鋭意検討の結果、上述の粒子径の超微細微粒子の場合にあっては、従来の常識では考えられないほど大量のカーボンブラックを含有させることによって初めて充分に高いコントラストの画像を実現できることを見出し、本発明を完成するに至った。好ましくは１５重量％以上である。カーボンブラックの含有量の上限は特にないが、７０重量％以上になると、得られる本発明１の電子ペーパー用着色樹脂微粒子の強度が不充分となることがある。
【００１３】
本発明の電子ペーパー用着色樹脂微粒子を構成する樹脂としては特に限定されないが、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、クロロメチルスチレン等のスチレン誘導体；塩化ビニル；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類；アクリロニトリル等の不飽和ニトリル類；（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）アクリル酸ステアリル、エチレングリコール（メタ）アクリレート、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、ペンタフルオロプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル誘導体等の重合性単量体を重合してなる樹脂等が挙げられる。これらの重合性単量体は単独で用いてもよく、２種以上を併用しても良い。
【００１４】
また、上記樹脂を合成する際には、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジビニルナフタレン、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ジアリルフタレート及びその異性体、トリアリルイソシアヌレート及びその誘導体等の架橋性単量体を加えても良い。これら架橋性単量体は単独で用いてもよく、２種以上を併用しても良い。
【００１５】
本発明の電子ペーパー用着色樹脂微粒子は、なかでも、上記架橋性単量体を５０重量％以上含有する単量体混合物を重合してなる高架橋樹脂からなることが好ましい。このような高架橋性樹脂を用いる場合には、上述のように大量の酸化チタン又はカーボンブラックを含有しても、充分な力学的性能を維持することができる。
【００１６】
本発明の電子ペーパー用着色樹脂微粒子は、更に、炭素数１〜２０のアルキル基を有する重合性単量体を重合してなる樹脂からなる被覆層を有することが好ましい。トナーディスプレイ型の電子ペーパーでは、着色樹脂微粒子をアイソパー等の非極性媒体中に懸濁させて用いることが多いが、このような被覆層を設けて疎水性の高いアルキル基を表面に露出させることにより、着色微粒子同士が合着するのを防止することができる。
【００１７】
上記炭素数１〜２０のアルキル基を有する重合性単量体としては特に限定されず、例えば、ラウリル酸（メタ）アクリレート、オクチル酸（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００１８】
上記被覆層を構成する樹脂のガラス転移温度は、５０℃以上であることが好ましい。５０℃未満であると、得られた電子ペーパーを夏の高温下で使用した場合等に、着色樹脂微粒子同士が合着して画像を表示できなくなることがある。
【００１９】
上記被覆層の厚さは、０．０１μｍ以上であることが好ましい。０．０１μｍ未満であると、被覆層を設ける効果が得られないことがある。上記被覆層の厚さの上限は特にないが、１μｍ以下であることが好ましい。１μｍを超えると、着色樹脂微粒子同士が凝集したり、画素の壁に張り付きやすくなったりすることがある。
【００２０】
本発明の電子ペーパー用着色樹脂微粒子を作製する方法としては特に限定されず、例えば、酸化チタン又はカーボンブラックを予め重合反応前の単量体混合物中に攪拌羽根、ホモジナイザー、回転式混合脱法装置等を使って分散しておき、その混合液を懸濁重合、シード重合、乳化重合等の一般的な重合方法により重合する方法等が挙げられる。
【００２１】
また、上記被覆層を設ける方法としては特に限定されず、例えば、上述の方法により作製した酸化チタン又はカーボンブラックを含有する樹脂微粒子をシード粒子として水中に分散させ、上記被覆層を構成する重合性単量体と重合開始剤とを上記シード粒子の表面に吸収させた後に重合する方法等が挙げられる。
【００２２】
本発明の電子ペーパー用着色樹脂微粒子は、粒子径が充分に小さいことから、電子ペーパーに用いた場合に低電圧で駆動することができ、電池等による電子ペーパーの駆動時間を大幅に延長することができる。一方、そのような微細な粒子であるにもかかわらず、高いコントラストの画像を実現することができる。
本発明の電子ペーパー用着色樹脂微粒子は、トナーディスプレイ型、マイクロカプセル型電気泳動型、インプレーン型電気泳動型をはじめとする、着色微粒子を用いる方式の電子ペーパーに好適に用いることができる。
本発明の電子ペーパー用着色樹脂微粒子を用いてなる電子ペーパーもまた、本発明の１つである。
本発明の電子ペーパーにおいては、その形式により、本発明１及び２の電子ペーパー用着色樹脂微粒子のいずれか一方を用いてもよいし、両方を用いてもよい。
【００２３】
【実施例】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００２４】
（白色樹脂微粒子１の作製）
スチレン：ジビルベンゼン＝３０：７０の単量体混合物に、酸化チタンを全体の２０重量％になるように加え、室温にて３０分間攪拌させて、均一に分散させた。この混合物に重合開始剤を加えて、懸濁重合を行い、平均粒子径約５μｍの白色樹脂微粒子１を得た。
【００２５】
（白色樹脂微粒子２の作製）
スチレン：ジビルベンゼン＝３０：７０の単量体混合物に、酸化チタンを全体の４０重量％になるように加え、室温にて３０分間攪拌させて、均一に分散させた。この混合物に重合開始剤を加えて、懸濁重合を行い、平均粒子径約５μｍの白色樹脂微粒子２を得た。
【００２６】
（白色樹脂微粒子３の作製）
重合性単量体としてラウリル酸アクリレートと重合開始剤とをイオン交換水に加えて混合し乳化させた乳化液を調製した。この乳化液中に白色樹脂微粒子１を加えて充分に攪拌した。その後、ラウリル酸アクリレートの重合反応を行った。反応終了後、熱水にて数度にわたり得られた粒子を洗浄して、未反応の重合性単量体を除去して、被覆層を有する白色樹脂微粒子３を得た。
【００２７】
（白色樹脂微粒子４の作製）
スチレン：ジビルベンゼン＝３０：７０の単量体混合物に、酸化チタンを全体の５重量％になるように加え、室温にて３０分間攪拌させて、均一に分散させた。この混合物に重合開始剤を加えて、懸濁重合を行い、平均粒子径約５μｍの白色樹脂微粒子４を得た。
【００２８】
（黒色樹脂微粒子１の作製）
スチレン：ジビルベンゼン＝３０：７０の単量体混合物に、カーボンブラックを全体の５重量％になるように加え、室温にて３０分間攪拌させて、均一に分散させた。この混合物に重合開始剤を加えて、懸濁重合を行い、平均粒子径約５μｍの黒色樹脂微粒子１を得た。
【００２９】
（黒色樹脂微粒子２の作製）
スチレン：ジビルベンゼン＝３０：７０の単量体混合物に、カーボンブラックを全体の１５重量％になるように加え、室温にて３０分間攪拌させて、均一に分散させた。この混合物に重合開始剤を加えて、懸濁重合を行い、平均粒子径約５μｍの黒色樹脂微粒子２を得た。
【００３０】
（黒色樹脂微粒子３の作製）
スチレン：ジビルベンゼン＝３０：７０の単量体混合物に、カーボンブラックを全体の１重量％になるように加え、室温にて３０分間攪拌させて、均一に分散させた。この混合物に重合開始剤を加えて、懸濁重合を行い、平均粒子径約５μｍの黒色樹脂微粒子３を得た。
【００３１】
（実施例１〜３、比較例１）
両端に電極を有する縦横が各５０μｍ、高さ２０μｍの画素セルの中に、表１に示した組み合わせの白色樹脂微粒子と黒色樹脂微粒子とをそれぞれ同数と、媒体として乾燥空気とを封入した。このセルを並べて、縦横１０ｃｍのトナーディスプレイ型の電子ペーパーを作製した。
【００３２】
（実施例４〜６、比較例２）
縦方向の両端に電極を有する縦横が各５０μｍ、高さ２０μｍの画素セルの中に、表１に示した組み合わせの白色樹脂微粒子と黒色樹脂微粒子とをそれぞれ同数と、媒体としてアイソパーとを封入した。このセルを並べて、縦横１０ｃｍのマイクロカプセル型電気泳動型の電子ペーパーを作製した。
【００３３】
（実施例７〜９、比較例３）
横方向の両端に電極を有する縦横が各５０μｍ、高さ２０μｍの画素セルの中に、表１に示した組み合わせの白色樹脂微粒子と黒色樹脂微粒子とをそれぞれ同数と、媒体としてアイソパーとを封入した。このセルを並べて、縦横１０ｃｍのインプレーン型電気泳動型の電子ペーパーを作製した。
【００３４】
（コントラストの評価）
得られた各電子ペーパー上に、「１」という数字が表示されるように各画素セルの電極を操作した。この電子ペーパーを屋外に持ち出し、「１」という数字を読み取ることができるかを、目視にて観察し、下記の基準により評価を行った。
◎：極めてくっきりと読み取れた。
〇：問題なく読み取れた
×：光の加減によっては読み取りにくいことがあった。
結果を表１に示した。
【００３５】
【表１】
2004287061.tif 000002
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、粒子径が小さく低電圧で駆動する電子ペーパーに用いることができ、かつ、高いコントラストの画像を実現できる電子ペーパー用着色樹脂微粒子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トナーディスプレイ型の電子ペーパーの１例を説明する模式図である。
【図１】
2004287061.tif 000003