(57)【要約】【課題】  隔壁に付着することなく電極間を泳動し、かつ高温でも安定した泳動をする帯電泳動粒子およびそれを用いた電気泳動表示装置を提供する。【解決手段】  粒子の表面を下記一般式（１）で表される構成単位からなる重合体で被覆してなる帯電泳動粒子およびそれを用いた電気泳動表示装置。【化１】2005352423.tif 000013（式中、Ｒ1 は水素原子またはメチル基を示す。Ｒ2 は−（ＣＨ2 ）x −（ＣＦ2 ）y −Ｂを示す。Ｂは水素原子またはフッ素原子を示す。ｘ、ｙは０〜３０の整数を示す。但し、ＣＨ2 の水素原子はフッ素原子またはＣＦ3で置換されてもよく、ＣＦ2 のフッ素原子はＣＦ3 で置換されていてもよい。）【選択図】        図１
2005352423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気泳動表示素子に用いられる帯電泳動粒子であって、表面を下記一般式（１）で表される構成単位からなる重合体で被覆してなることを特徴とする帯電泳動粒子。
【化１】
2005352423.tif 000010
（式中、Ｒ1 は水素原子またはメチル基を示す。Ｒ2 は−（ＣＨ2 ）x −（ＣＦ2 ）y −Ｂを示す。Ｂは水素原子またはフッ素原子を示す。ｘ、ｙは０〜３０の整数を示す。但し、ＣＨ2 の水素原子はフッ素原子またはＣＦ3で置換されてもよく、ＣＦ2 のフッ素原子はＣＦ3 で置換されていてもよい。）
【請求項２】
電気泳動表示素子に用いられる帯電泳動粒子であって、表面を下記一般式（１）で表される構成単位および下記一般式（２）で表される構成単位からなる共重合体で被覆してなることを特徴とする帯電泳動粒子。
【化２】
2005352423.tif 000011
（式中、Ｒ1 は水素原子またはメチル基を示す。Ｒ2 は−（ＣＨ2 ）x −（ＣＦ2 ）y −Ｂを示す。Ｂは水素原子またはフッ素原子を示す。ｘ、ｙは０〜３０の整数を示す。但し、ＣＨ2 の水素原子はフッ素原子またはＣＦ3で置換されてもよく、ＣＦ2 のフッ素原子はＣＦ3 で置換されていてもよい。）
【化３】
2005352423.tif 000012
（式中、Ｒ3 は水素原子またはメチル基を示す。Ｒ4 は水素原子または炭素数１〜２５のアルキル基を示す。）
【請求項３】
前記重合体または共重合体が粒子表面を被覆する厚みが１ｎｍ以上２００ｎｍ以下である請求項１または２に記載の帯電泳動粒子。
【請求項４】
前記粒子が、無機顔料粒子または有機顔料粒子である請求項１乃至３のいずれかの項に記載の帯電泳動粒子。
【請求項５】
前記粒子が、顔料および染料から選ばれた少なくとも１種と、高分子重合体とからなる着色重合体粒子からなる請求項１乃至３のいずれかの項に記載の帯電泳動粒子。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の帯電泳動粒子と、ロジンエステルまたはロジン誘導体を含有し該帯電泳動粒子を分散させる分散媒とを、壁面で囲まれた容器内に保持してなる電気泳動表示装置。
【請求項７】
前記分散媒がスチレンブタジエン共重合体を含有する請求項６に記載の電気泳動表示装置。
【請求項８】
前記帯電泳動粒子と前記分散液がマイクロカプセルに内包されている請求項６または７に記載の電気泳動表示装置。
【請求項９】
前記壁面に絶縁層が設けられている請求項６乃至８のいずれか１項に記載の電気泳動表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電泳動粒子、該帯電泳動粒子が電極間を移動することにより表示が行われる電気泳動表示装置、および該表示装置に使用する電気泳動表示用分散液に関する。
【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装置のニーズが増しており、これらニーズに合わせた表示装置の研究、開発が盛んに行われている。中でも液晶表示装置は、液晶分子の配列を電気的に制御し液晶の光学的特性を変化させる事ができ、上記のニーズに対応できる表示装置として活発な開発が行われ商品化されている。
【０００３】
低消費電力、眼への負担軽減などの観点から反射型表示装置が期待されている。その１つとして、絶縁性溶媒中に分散した帯電泳動粒子が電極間を移動することにより表示が行われる電気泳動表示装置が知られている。例えば、特許文献１および特許文献２に電気泳動表示装置が提案されている。
【０００４】
電気泳動表示装置の基本的な構造として、帯電泳動粒子が基板に水平に移動する例、帯電泳動粒子が基板間を垂直に移動する例がある。それらの例では、帯電泳動粒子は、上下基板と隔壁とで区切られた微小コンテナ内に内包されている。また、帯電泳動粒子と分散媒からなる電気泳動表示用分散液が内包されたマイクロカプセルを使用した例がある。いずれの場合にも、帯電泳動粒子の極性と、両電極に印加する電圧の極性に応じて帯電泳動粒子が電気泳動する。その結果、これらの電気泳動表示装置は、反射型・視野角で高コントラストな表示を実現することができる。
【０００５】
電気泳動表示装置においては、帯電泳動粒子の電気泳動を制御することが、表示の高コントラストな表示性能や表示安定性をもたらす。これら電気泳動表示装置に使用される帯電泳動粒子の提案としては、特許文献３乃至特許文献５がある。
【特許文献１】特開平９−１８５０８７号公報（第２頁）
【特許文献２】特許第２５５１７８３号公報（第１頁）
【特許文献３】特開平４−１６６９１８号公報（第１頁）
【特許文献４】特開平５−１７３１９３号公報（第２頁）
【特許文献５】特開２００２−２８７１７８号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、隔壁に付着することなく電極間を泳動し、かつ高温でも安定した泳動をする帯電泳動粒子を提供するものである。
また、本発明は、上記の帯電泳動粒子を用いて、安定した表示品位を有する電気泳動表示装置およびそれに用いる電気泳動表示用分散液を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
即ち、本発明の第１の発明は、粒子の表面を下記一般式（１）で表される構成単位からなる重合体で被覆してなることを特徴とする帯電泳動粒子である。
【０００８】
【化１】
2005352423.tif 000003
【０００９】
（式中、Ｒ1 は水素原子またはメチル基を示す。Ｒ2 は−（ＣＨ2 ）x −（ＣＦ2 ）y −Ｂを示す。Ｂは水素原子またはフッ素原子を示す。ｘ、ｙは０〜３０の整数を示す。但し、ＣＨ2 の水素原子はフッ素原子またはＣＦ3で置換されてもよく、ＣＦ2 のフッ素原子はＣＦ3 で置換されていてもよい。）
【００１０】
本発明の第２の発明は、粒子の表面を上記一般式（１）で表される構成単位および下記一般式（２）で表される構成単位からなる共重合体で被覆してなることを特徴とする帯電泳動粒子である。
【００１１】
【化２】
2005352423.tif 000004
【００１２】
（式中、Ｒ3 は水素原子またはメチル基を示す。Ｒ4 は水素原子または炭素数１〜２５のアルキル基を示す。）
【００１３】
本発明の第３の発明は、上記の帯電泳動粒子と、該帯電泳動粒子を分散させる分散媒を含有することを特徴とする電気泳動表示用分散液である。
【００１４】
本発明の第４の発明は、一対の基板と、該基板の少なくとも一方に形成された少なくとも一つの電極と、該基板間に挟持された上記の電気泳動表示用分散液を有することを特徴とする電気泳動表示装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、隔壁に付着することなく電極間を泳動し、かつ高温でも安定した泳動をする帯電泳動粒子を提供することができる。
また、本発明は、上記の帯電泳動粒子を用いて、安定した表示品位を有する電気泳動表示装置およびそれに用いる電気泳動表示用分散液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】
【００１６】
以下、本発明を詳細に説明する。
図１〜４を参照して本発明の実施形態について説明する。図１〜４は、それぞれ本発明に係る電気泳動表示装置の構成の一例を示す概略図である。なお、これらの図は、本発明に係る電気泳動表示装置の構成ならびに帯電泳動粒子の構成を示す図ではあるが、便宜上、一例を模式的に示すものである。
【００１７】
本発明は、帯電泳動粒子１が水平移動する電気泳動表示装置（図１参照）にも、また帯電泳動粒子１が垂直移動する電気泳動表示装置（図３参照）にも適用できる。ここで、水平移動型とは、図１に示すように、第１電極４ａ及び第２電極４ｂの両方をいずれか一方の基板３ａ又は３ｂに沿うように配置し、帯電泳動粒子１が基板３ａ又は３ｂに沿って移動するように構成したものを意味する。これに対して、垂直移動型とは、図３に示すように、分散媒２を挟み込むように第１電極４ａ及び第２電極４ｂを別々の基板側に配置し、帯電泳動粒子１が基板３ａ，３ｂに対して垂直方向（法線方向）に移動するように構成したものを意味する。なお、図１ならびに図３に例示した帯電泳動粒子は、正極性に帯電しているものとする。
【００１８】
一方、図２の電気泳動表示装置は、第１電極４ａを隔壁５の内部に配置した構成を示す。第１電極４ａを共通電極とし、各画素（たとえば画素８、画素９）に対応する第２電極４ｂに電圧を印加することにより、帯電泳動粒子を隔壁５の側面に集めたり（図２（ａ））、あるいは第２電極上に配置し（図２（ｂ））、表示を行うことができる。
【００１９】
本発明に係る電気泳動表示装置は、図１〜３に示すように、複数の帯電泳動粒子１と、これらの帯電泳動粒子１が分散された分散媒２とが、上下基板と隔壁とで区切られた複数の微小コンテナ（図１〜３は便宜上、１〜２個の微小コンテナを示す）に内包されており、電圧を印加して前記帯電泳動粒子１を移動させることに基き、画像を表示するよう構成されている。
【００２０】
本発明の帯電泳動粒子は、粒子の表面を下記一般式（１）で表される構成単位からなる重合体で被覆してなる粒子が挙げられる。
【００２１】
【化３】
2005352423.tif 000005
【００２２】
（式中、Ｒ1 は水素原子またはメチル基を示す。Ｒ2 は−（ＣＨ2 ）x −（ＣＦ2 ）y −Ｂを示す。Ｂは水素原子またはフッ素原子を示す。ｘ、ｙは０〜３０の整数を示す。但し、ＣＨ2 の水素原子はフッ素原子またはＣＦ3で置換されてもよく、ＣＦ2 のフッ素原子はＣＦ3 で置換されていてもよい。）
【００２３】
本発明において、一般式（１）で表される構成単位からなる重合体は、本範囲内では特に限定はされないが、具体的には、Ｒ1 、Ｒ2 の組み合せが下記の表１および表２で表わされる構成単位が挙げられる。また、一般式（１）で表される構成単位から選らばれる重合体は、一般式（１）で表される２種類以上の構成単位からも選ぶこともできる。
【００２４】
【表１】
2005352423.tif 000006
【００２５】
【表２】
2005352423.tif 000007
【００２６】
本発明において、一般式（１）で表される構成単位からなる重合体の重量平均分子量は１０００〜２００００００、さらには２０００〜５０００００が好ましい。
本発明においては、一般式（１）で表される構成単位からなる重合体で粒子表面を被覆することにより、帯電泳動粒子の帯電量を増加させる。
【００２７】
また、前記重合体は分散媒に対する耐溶剤性が高いので、前記重合体で粒子表面を被覆した帯電泳動粒子は高温でも化学変化せず、高温でも安定して泳動することができる。
後述するように、帯電泳動粒子が分散される分散媒にロジンエステルまたはロジン誘導体を含有させることにより、壁への付着、駆動の経時変化等も低減することができる。
【００２８】
隔壁は、水平移動型の電気泳動表示装置において画素間の粒子移動を防止する上で必須の構成であるが、本発明の被覆材で表面を被覆する構成により、隔壁に設けられる電極ならびに絶縁層への貼り付きを抑制することができる。或いはマイクロカプセルなどの微小コンテナに帯電泳動粒子が封入された電気泳動表示素子においても、その微小コンテナの内壁への張り付きを防ぐことができる。
【００２９】
帯電泳動粒子の帯電能の向上と安定化、分散媒への良分散性、あるいは微小コンテナの壁への付着抑制の機能が付与されるため、これを用いた電気泳動表示装置は、電圧印加直後から粒子が速やかに泳動し、安定な画像状態を維持することができる。さらに高温での耐久性に優れる。
【００３０】
また、本発明の帯電泳動粒子は、粒子の表面を上記一般式（１）で表される構成単位および下記一般式（２）で表される構成単位からなる共重合体で被覆してなる粒子が挙げられる。
【００３１】
【化４】
2005352423.tif 000008
【００３２】
（式中、Ｒ3 は水素原子またはメチル基を示す。Ｒ4 は水素原子または炭素数１〜２５のアルキル基を示す。）
本発明の一般式（２）で表される構成単位としては、具体的にはＲ3 、Ｒ4 の組み合せが下記の表３で表わされる構成単位が挙げられる。
【００３３】
【表３】
2005352423.tif 000009
【００３４】
前記一般式（１）で表される構成単位と、前記一般式（２）で表される構成単位の含有割合は、一般式（１）で表される構成単位と一般式（２）で表される構成単位の重量％（各構成単位のモノマーの重量％を意味する）が９９重量％：１重量％〜１０重量％：９０重量％、好ましくは９７重量％：３重量％〜３０重量％：７０重量％が望ましい。
【００３５】
また、共重合体の形態は、ブロック共重合体、ランダム共重合体が挙げられる。
前記共重合体の重量平均分子量は１０００〜２００００００、さらには２０００〜５０００００が好ましい。
【００３６】
本発明においては、上記の共重合体で粒子表面を被覆することにより、一般式（１）で表される構成単位だけからなる重合体で被覆した粒子よりもさらに分散媒中での帯電泳動粒子の分散性を増加させることができる。
【００３７】
本発明の帯電泳動粒子を構成する、本発明の前記重合体あるいは共重合体で被覆する粒子としては、無機顔料粒子、有機顔料粒子、および顔料および染料から選ばれた少なくとも１種と、高分子重合体とからなる着色重合体粒子等を使用することができる。
【００３８】
無機顔料粒子としては、具体的には、鉛白、亜鉛華、リトポン、二酸化チタン、硫化亜鉛、酸化アンチモン、炭酸カルシウム、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、シリカ、ケイ酸カルシウム、カドミウムイエロー、カドミウムリトポンイエロー、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、カドミウムリトポンオレンジ、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、カドミウムリトポンレッド、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、チタンブラック、アルミニウム粉、銅粉、鉛粉、鈴粉、亜鉛粉等が挙げられる。必要に応じて、これら無機顔料粒子を単独、あるいは２種類以上用いることができる。
【００３９】
有機顔料粒子としては、具体的には、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、ブ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、ペ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が挙げられる。必要に応じて、これら有機顔料粒子を単独、あるいは２種類以上用いることができる。
【００４０】
前記した無機顔料粒子および有機顔料粒子は、顔料の粉砕・造粒等の公知の方法で粒子化できる。
着色重合体粒子は、顔料および染料から選ばれた少なくとも１種と、高分子重合体とからなる粒子を使用することができる。
【００４１】
着色重合体粒子に使用する重合体としては、分散媒に対して不溶であれば特に限定はされないが、例えばポリエステル、ポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ジビニルベンゼン樹脂、ポリ尿素、ナイロン、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、テトラフルオロエチレン樹脂、フェノール樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂、ポリメタクリル酸エステル等の重合体が挙げられる。
【００４２】
着色重合体粒子に使用する顔料としては、前記した無機顔料粒子ならびに有機顔料粒子を挙げることができる。必要に応じて、これら顔料を単独あるいは２種類以上用いることができる。着色重合体粒子の着色度合いを調節するために、着色重合体粒子には、顔料を複数個含有してもよい。着色重合体粒子に使用する顔料粒子の平均粒径としては、帯電泳動粒子の平均粒径から考慮して０．００５μｍ以上１μｍ以下にすることが好ましい。
【００４３】
また、着色重合体粒子に使用する染料としては、重合体を染色することができ、かつ分散媒中に溶出しないものであれば特に限定はされないが、例えばアゾ系染料、アントラキノン系染料、アジン系染料、フタロシアニン系染料、トリフェニルメタン系染料が挙げられる。具体的にはＶａｌｉｆａｓｔ  Ｒｅｄ、Ｖａｌｉｆａｓｔ  Ｙｅｌｌｏｗ、Ｏｐｌａｓ  Ｒｅｄ、Ｏｉｌ  Ｓｃａｒｌｅｔ、Ｖａｌｉｆａｓｔ  Ｂｌａｃｋ  ３８１０、Ｏｒｉｅｎｔ  Ｏｉｌ  Ｂｌａｃｋ〔オリエント化学工業（株）製〕、Ｏｉｌ  Ｂｌｕｅ  Ｖ、Ｏｉｌ  Ｇｒｅｅｎ、Ｂｒｉｇｈｔ、Ｇｒｅｅｎ、Ｓｕｄａｎ  ＩＶ、Ｓｕｄａｎ  ＩＩＩ〔大和化工社製〕、Ｓｕｍｉｐｌａｓｔ  Ｂｌｕｅ、Ｓｕｍｉｐｌａｓｔ  Ｒｅｄ  ＨＦＧ、Ｓｕｍｉｐｌａｓｔ  Ｒｅｄ  ＨＦ４Ｇ、Ｓｕｍｉｐｌａｓｔ  Ｙｅｌｌｏｗ、Ｗｈｉｔｅｆｌｏｕｒ  Ｂ、Ｓｕｍｉｋａｒｏｎ  Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ  Ｂｌｕｅ、Ｓｕｍｉｋａｒｏｎ  Ｖｉｏｌｅｔ〔住友化学工業社製〕、Ｍａｃｒｏｌｅｘ  Ｒｅｄ  ＧＳ〔バイエル・ジャパン社製〕、Ｍｉｃｒｏｌｉｓ  Ｂｌｕｅ、Ｍｉｃｒｏｌｉｓ  Ｇｒｅｅｎ〔日本チバガイギー社製〕、Ｋａｙａｃｒｙｌ  Ｂｌａｃｋ、Ｋａｙａｌｏｎ  Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ  Ｂｌｕｅ、Ｋａｙａｒｏｎ  Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ  Ｒｅｄ〔日本化薬社製〕が挙げられる。
【００４４】
着色重合体粒子を作製する方法としては、重合体の重合過程（モノマー仕込み時を含む）で顔料や染料を添加して乳化重合、分散重合、懸濁重合、あるいはシード重合を行う方法、重合体の粒子自体を染料で染色する方法、顔料を重合体と溶融混練し粉砕する方法、重合体を溶媒に溶解させた溶液に顔料あるいは染料を添加し、その後溶媒を除去、溶液の温度を下げる、あるいは貧溶媒を使用した再沈殿を行って着色重合体粒子を析出・造粒する方法等、公知の方法で行うことができる。また、着色重合体粒子を構成する重合体あるいは染料は、分散媒に対する不溶化を目的として架橋処理や固定化処理を施して使用することもできる。さらに、着色重合体粒子の着色度合いに応じて、顔料粒子と染料を混合して使用することができる。
【００４５】
また、本発明に用いる粒子としては、本発明の範囲内では市販の粒子を用いることができる。例えば、ミクロパール（積水化学工業（株）製）、ナトコスペーサー粒子（ナトコ（株）製）、エポカラー粒子（日本触媒化学工業（株）製）、ケミスノー（総研化学（株）製）、トスパール（ＧＥ東芝シリコーン（株）製）、テクポリマー（積水化成品工業）等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００４６】
本発明の帯電泳動粒子は、上記の粒子を前記重合体または前記共重合体で被覆するが、粒子表面を被覆する重合体または共重合体の厚みが、１ｎｍ以上２００ｎｍ以下、さらには３ｎｍ〜５０ｎｍ以下であることが好ましい。被覆する厚みがこの範囲にあれば、下地となる粒子の表面の影響が隠されるのに十分であり、かつ下地粒子の色身が保たれる。選択する重合体の構造によっては被覆した帯電泳動粒子の極性が増加するが、この厚さ範囲であれば、それによって分散媒中で凝集することもない。
【００４７】
また、本発明において、一般式（１）で表される構成単位からなる重合体、または一般式（１）および（２）で表される構成単位からなる共重合体で粒子を被覆する方法は、被覆する前の粒子の種類に応じて公知の被覆方法を選択することができる。具体的には、粒子を種粒子として、重合体あるいは共重合体のモノマーをシード重合させる方法、粒子表面に重合体あるいは共重合体をグラフト重合させる方法、カップリング剤によるカップリング基を介して粒子表面を重合体あるいは共重合体で被覆する方法、あるいは重合体を溶媒に溶解させた溶液で粒子表面を被覆し溶媒を除去する方法等が挙げられる。
【００４８】
本発明の帯電泳動粒子の平均粒径は、０．１μｍ以上７μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以上３μｍ以下の範囲が望ましい。０．１μｍ未満であると、ハンドリングが低下し、７μｍを超えると表示の解像度が低下する。本発明の帯電泳動粒子は、必要に応じて乾式分級、湿式分級等の公知の方法で、平均粒径を本発明の範囲内に制御することができる。
【００４９】
また、本発明では、電気泳動表示装置の表示方法に合わせて、粒子径、粒子成分、あるいは着色等が異なる２種類以上の帯電泳動粒子を使用してもよい。
本発明の電気泳動表示用分散液は、上記の帯電泳動粒子と、該帯電泳動粒子を分散させる分散媒を含有する。
【００５０】
本発明の帯電泳動粒子を分散させる分散媒としては、導電率の低い高絶縁性有機溶媒が使用される。具体的には、ベンゼン、エチルベンゼン、ドデシルベンゼン、トルエン、キシレン、ナフテン系炭化水素などの芳香族炭化水素溶媒、ヘキサン、シクロヘキサン、ケロシン、パラフィン系炭化水素溶媒ならびにイソパラフィン系炭化水素溶媒の脂肪族炭化水素溶媒、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、ジクロロメタン、トリクロロトリフルオロエチレン、臭化エチルなどのハロゲン化炭化水素溶媒、あるいはシリコンオイル、高純度石油等が挙げられる。それらの中でも脂肪族炭化水素溶媒が好適に使用され、具体的にはアイソパーＧ、Ｈ，Ｍ，Ｌ、Ｐ、Ｖ（いずれもエクソン化学社製）、Ｓｈｅｌｌｓｏｌ（昭和シェルジャパン）、ＩＰソルベント１０１６、１６２０、２０２８、２８３５（出光石油化学）、日石アイソゾール２００、３００、４００（いずれも日本石油化学）が挙げられる。これらを単独、あるいは２種類以上混合して用いることができる。
【００５１】
本発明に用いる分散媒は、使用する電気泳動表示装置の表示方法に合わせて粒子と異なる色に着色することができる。着色剤としては、分散媒に溶解可能な油溶性染料であれば特に限定はされない。
【００５２】
本発明における分散媒には、帯電泳動粒子の帯電を安定化させるために、ロジンエステルまたはロジン誘導体を含有するのが好ましい。使用するロジンエステルまたはロジン誘導体としては分散媒に可溶であるならば特に限定されないが、たとえばガムロジン、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。具体的には、例えばネオトール（ハリマ化成）、ペンセル、エステルガム、スーパーエステル（いずれも荒川化学工業）が挙げられる。
【００５３】
分散媒中にロジンエステルまたはロジン誘導体を含有すると、帯電泳動粒子の帯電が安定し、帯電極性が逆転したり、粒子が電気泳動しなくなるなどの変化をなくすことができる。ロジンエステルまたはロジン誘導体は、分散媒１００重量部に対して、０．０１重量部以上５重量部以下、好ましくは０．０５重量部以上３重量部以下の範囲で含有することができる。
【００５４】
本発明における分散媒には、帯電泳動粒子に帯電を付与する、あるいは帯電を補助するために、帯電制御剤を含有してもよい。帯電制御剤は分散媒に可溶であるならば特に限定されないが、たと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、ナフテン酸亜鉛のナフテン酸系金属石鹸、オクタン酸コバルト、オクタン酸ジルコニウム、オクタン酸鉄、オクタン酸鉛、オクタン酸ニッケル、オクタン酸マンガン、オクタン酸亜鉛のオクタン酸系金属石鹸、ステアリン酸系金属石鹸等の金属石鹸、ポリイソブチレン琥珀酸イミド等のポリブテン琥珀酸イミド（具体的には例えばＯＬＯＡ１２００、ＯＬＯＡ４３７５Ｈ、あるいはＯＬＯＡ５２７４（オロナイトジャパン（株））、レシチン等の公知のものが挙げられる。これらの中でも、本発明の帯電泳動粒子の帯電を高める点ならびに粒子の分散安定という点でポリブテン琥珀酸イミドが好ましい。
【００５５】
さらに、本発明における分散媒には、帯電泳動粒子の分散安定剤あるいは壁への付着抑制剤として、分散媒に可溶する高分子樹脂を含有してもよい。具体的には、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリブテン、スチレンブタジエン共重合体、スチレンイソプレン共重合体、スチレン無水マレイン酸共重合体、ノルボルネン樹脂、ポリエチレンワックスが挙げられる。中でも、スチレンブタジエン共重合体が好ましく、例えば市販の材料としては、Ｅ−ＳＢＲ、Ｓ−ＳＢＲ（ＪＳＲ（株）製）、ＮＩＰＯＬ  １５０２，ＮＩＰＯＬ  １７１２、ＮＩＰＯＬ  ＮＳ１１２，ＮＩＰＯＬ  ＮＳ１１６、ＮＩＰＯＬ  １００６，ＮＩＰＯＬ  １００９（日本ゼオン（株）製）、タフデン、タフプレン、アサプレン（旭化成社製）、住友ＳＢＲ（住友化学（株）製）を使用することができる。
【００５６】
本発明においては、分散媒２に含有する上記成分を単独または２種類以上混合して用いることができる。また、本発明の分散媒には、必要に応じて分散媒に可溶な陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤、フッ素系界面活性剤を含有してもよく、これらは単独、または２種以上混合して用いても良い。
【００５７】
本発明の電気泳動表示用分散液は、図４に示すように、マイクロカプセル１０内に内包させて用いることができる。マイクロカプセルの内包方法としては、ｉｎ−ｓｉｔｕ法、界面重合法、コアセルベーション法等の通常の方法が挙げられる。
【００５８】
マイクロカプセルの壁材としてはポリウレタン、ポリ尿素、ポリ尿素−ポリウレタン、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、ポリアミド、ポリエステル、ポリスルホンアミド、ポリカーボネート、ポリスルフィネート、エポキシ、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ゼラチン等が挙げられる。
【００５９】
本発明の電気泳動表示装置に用いられるマイクロカプセルの大きさは、平均粒径が１〜５００μｍ程度であり、好ましくは２０〜１００μｍ程度である。
本発明の帯電泳動粒子１は分散媒２に対して任意の重量比で用いることが可能であるが、好ましくは、分散媒１００重量部に対して０．１重量部以上２０重量部以下の範囲である。
【００６０】
次に電気泳動表示装置について説明する。
基板３ａ，３ｂには、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンナフタレ−ト（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等のポリマーフィルム、ガラス、石英等の無機材料、あるいは表面に絶縁層を有するステンレス基板を使用することができる。なお、観察者側の基板３ａには、可視光の透過率が高い材料、たとえば透明なポリマーフィルムやガラスを使用するとよい。また、基板３ａの分散液と接する面にはゴム硬度が１０以上９０以下の範囲にある高分子材料、具体的にはシリコン樹脂、天然ゴム、熱可塑性エラストマー樹脂等を形成させてもよい。
【００６１】
電極４ａ，４ｂには、パターニング可能な導電性材料なら特に限定されないが、例えば酸化インジウムすず（ＩＴＯ）、アルミ、チタン、銅などを挙げることができる。
さらに、電極４ａ，４ｂの表面には絶縁層６を形成すると良く、絶縁層を形成した場合には、各電極４ａ，４ｂから帯電泳動粒子１への電荷注入を防止できる。この絶縁層６に用いる材料としては、薄膜でピンホールが形成されにくいものが良い。具体的には、高い透明性を有するポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ノボラック樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。
【００６２】
また、隔壁５にはポリマー樹脂を使用すれば良く、図２の電気泳動表示装置の場合には、電極４ａの上部に隔壁５を形成する。隔壁に使用する材料としては、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ノボラック樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。
【００６３】
隔壁５を形成する方法としては、光感光性樹脂層を塗布した後に露光及びウエット現像を行う方法、印刷法によって形成する方法、隔壁を形成した後に基板に接着する方法、光透過性の基板表面にモールドによって形成しておく方法等を挙げることができる。具体的な材料としては、光感光性エポキシ樹脂（ＳＵ８  日本マグダーミッド（株）が挙げられる。
【００６４】
さらに、第１電極４ａ及び第２電極４ｂの内、いずれか一方の電極が配置された領域には帯電泳動粒子１と同じ色を付し、他方の電極が配置された領域には異なる色に着色することができる。たとえば、図２の装置の場合には、第１電極４ａ自体を黒色に着色してもよく、あるいは着色した絶縁層を電極と重なるように配置しても良い。
【００６５】
図３に示す垂直移動型の場合、帯電泳動粒子を分散させる分散媒２を、粒子１と異なる色に着色することができる。これらにより２色表示が可能となるが、隣接される複数の画素で異なる色を表示することにより、表示装置全体としてはカラー表示をすることもできる。
【実施例】
【００６６】
以下、図２に示す電気泳動表示装置について説明する。
また、本発明の粒子の平均粒径ならびに未被覆の粒子が高分子重合体によって被覆される厚みは、透過型電子顕微鏡を用いて、サンプル数２０点の平均から求める。
【００６７】
本発明における未被覆の粒子としては、下記の２種類を用いる。
（１）粒子Ａ：
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）８５重量部と、カーボンブラック（ＣＢ、平均粒径０．０２μｍ）１５重量部からなる着色重合体粒子であり、平均粒径は１．５μｍである。
【００６８】
（２）粒子Ｂ：
ポリスチレン（ＰＳ）からなる重合粒子を、着色剤として染料のＶａｌｉｆａｓｔ  Ｂｌａｃｋ  ３８１０、Ｏｒｉｅｎｔ  Ｏｉｌ  Ｂｌａｃｋ〔オリエント化学工業（株）製〕によって黒色に染色した着色重合体粒子であり、平均粒径は１．５μｍである。
【００６９】
実施例１
一つの画素の大きさは１００μｍ×１００μｍとし、画素の数は２００個×２００個とした。図２では便宜上、２つの画素（画素８、９）を示す。基板３ｂは厚みが１．１ｍｍの無アルカリガラスを使い、その表面に厚み１００ｎｍでアルミを蒸着して第２電極４ｂを配置する。第２電極４ｂの上部には、酸化チタン微粒子を混合させて白色化させたポリウレタン樹脂層を白色散乱層７として配置する。画素の境界部には幅５μｍ、高さ１８μｍ（図２中の隔壁５と第１電極４ａの高さの合計である）の光感光性エポキシ樹脂のＳＵ８（日本マグダーミッド）からなる隔壁５を配置し、さらに図２のように隔壁５の下部の幅５μｍ、高さ５μｍの範囲をＴｉで蒸着した第１電極４ａを配置する。そして、第１電極４ａを含む隔壁５ならびに第２電極上にポリアクリレート樹脂（オプトマーＳＳ６６９９、ＪＳＲ（株）製）からなる絶縁透明樹脂層６を形成する。その後、隔壁５の上面（基板３ａとの接合面）に熱融着性の接着層を形成する。
【００７０】
次いで、一般式（１）におけるＲ1 、Ｒ2 の組み合せ（Ｒ1 、Ｒ2 ）が（−ＣＨ3 、−ＣＨ2 −ＣＦ3 ）で表される構成単位の重合体（重量平均分子量＝１０００００）を、モノマーとしてトリフロロエチルメタクリレートを用いて、粒子Ａの表面に厚み２０ｎｍでグラフト重合法で被覆することにより帯電泳動粒子を得る。
【００７１】
次に、分散媒として脂肪族炭化水素溶媒であるアイソパーＨ（エクソン社製）１００重量部、ロジンエステルとしてネオトール１２５Ｈ（ハリマ化成（株）製）２．５重量部、スチレンブタジエン共重合体としてアサプレン１２０５（旭化成（株）製）０．８重量部を２４時間混合攪拌後、０．２μｍのＰＴＦＥ製メンブランフィルターを使って加圧濾過した液に、帯電泳動粒子３重量部を混合して電気泳動表示用分散液を作製する。
【００７２】
このように作製された分散液を隔壁５内に充填し、厚さ１００μｍのポリカーボネートフィルムの基板３ａを、隔壁上部の接着層で加熱接着して封止し、本発明の電気泳動表示装置を作製する。
【００７３】
このようにして作製した表示装置に、第１電極４ａを０Ｖの共通電極とし、第２電極４ｂに電圧±１５Ｖを周波数０．２５Ｈｚの矩形波で印加する。
帯電泳動粒子は、電圧印加直後から負極性に帯電して速やかに電極間を泳動し、コンテナ内の壁に付着することなく、白黒コントラストの高い表示が確認できる。また、黒表示する際の表示応答時間は、１００ｍｓｅｃとなる。なお、図２（ａ）は第２電極４ｂに−１５Ｖの電圧が印加された場合であり、負極性の帯電泳動粒子は隔壁５の側面に集まるので、基板３ａ側から画素８、９を観測すると、散乱層７が視認されて白表示となる。一方、図２（ｂ）は第２電極４ｂに＋１５Ｖの電圧が印加された場合であり、帯電泳動粒子は第２電極４ｂ上に広がるので、基板３ａ側から画素８、９を観測すると、帯電泳動粒子が視認されて黒表示となる。
【００７４】
また、１００℃で５時間加熱処理した本実施例の電気泳動表示用分散液を使用して、同様に電気泳動表示装置を作製し動作確認すると、泳動特性の変化はなく、白黒コントラストの高い表示が確認できる。
【００７５】
実施例２
一般式（１）の（Ｒ1 、Ｒ2 ）が（−ＣＨ3 、−ＣＨ2 −ＣＦ3 ）で表される構成単位と、本発明の一般式（２）の（Ｒ3 、Ｒ4 ）が（−ＣＨ3 、−Ｃ12Ｈ25）で表される構成単位が重量比で９０：１０からなる共重合体を、モノマーとしてトリフロロエチルメタクリレートとラウリルメタクリレートを用いて、粒子Ｂの表面を厚み２０ｎｍでグラフト重合法で被覆して帯電泳動粒子を得る。
【００７６】
次いで、実施例１と同じ方法で、この帯電泳動粒子から電気泳動表示用分散液を作製し、実施例１と同じ方法で電気泳動表示装置を作製する。
このように作製した表示装置に、第１電極４ａを０Ｖの共通電極とし、第２電極４ｂに電圧±１５Ｖを周波数０．２５Ｈｚの矩形波で印加する。
【００７７】
帯電泳動粒子は、電圧印加直後から負極性に帯電して速やかに電極間を泳動し、コンテナ内の壁に付着することなく、白黒コントラストの高い表示が確認できる。また、黒表示する際の表示応答時間は、１００ｍｓｅｃとなる。
【００７８】
また、１００℃で５時間加熱処理した本実施例の電気泳動表示用分散液を使用して、同様に電気泳動表示装置を作製し動作確認すると、泳動特性の変化はなく、白黒コントラストの高い表示か確認できる。
【００７９】
実施例３
本発明の一般式（１）の（Ｒ1 、Ｒ2 ）が（−ＣＨ3 、−ＣＨ2 ＣＨ2 −（ＣＦ2 ）6 −Ｆ）で表される構成単位からなる重合体で、粒子Ｂの表面を厚み１５ｎｍでグラフト重合法で被覆し帯電泳動粒子を得る。
【００８０】
次いで、実施例１と同じ方法で、この帯電泳動粒子から電気泳動表示用分散液を作製し、実施例１と同じ方法で電気泳動表示装置を作製し、実施例１と同じ条件で電圧を印加する。
【００８１】
帯電泳動粒子は、電圧印加直後から負極性に帯電して速やかに電極間を泳動し、コンテナ内の壁に付着することなく、白黒コントラストの高い表示が確認できる。また、黒表示する際の表示応答時間は、１００ｍｓｅｃとなる。
【００８２】
また、１００℃で５時間加熱処理した本実施例の電気泳動表示用分散液を使用して、同様に電気泳動表示装置を作製し動作確認すると、泳動特性の変化はなく、白黒コントラストの高い表示が確認できる。
【００８３】
実施例４
一般式（１）の（Ｒ1 、Ｒ2 ）が（−ＣＨ3 、−（ＣＦ2 ）4 −Ｈ）で表される構成単位と、一般式（２）の（Ｒ3 、Ｒ4 ）が（−ＣＨ3 、−Ｃ18Ｈ37）で表される構成単位が、重量比６０：４０からなる共重合体で、粒子Ａの表面を厚み１５ｎｍでグラフト重合法で被覆して帯電泳動粒子を得る。
【００８４】
次いで、実施例１と同じ方法で、この帯電泳動粒子から電気泳動表示用分散液を作製し、実施例１と同じ方法で電気泳動表示装置を作製し、実施例１と同じ条件で電圧を印加する。
【００８５】
帯電泳動粒子は、電圧印加直後から負極性に帯電して速やかに電極間を泳動し、コンテナ内の壁に付着することなく、白黒コントラストの高い表示が確認できる。また、黒表示する際の表示応答時間は、１００ｍｓｅｃとなる。
【００８６】
また、１００℃で５時間加熱処理した本実施例の電気泳動表示用分散液を使用して、同様に電気泳動表示装置を作製し動作確認すると、泳動特性の変化はなく、白黒コントラストの高い表示が確認できる。
【００８７】
実施例５
一般式（１）の（Ｒ1 、Ｒ2 ）が（−ＣＨ3 、−ＣＨ2 −ＣＦ3 ）で表される構成単位と、一般式（２）の（Ｒ3 、Ｒ4 ）が（−ＣＨ3 、−Ｃ12Ｈ25）で表される構成単位が、重量比９０：１０からなる共重合体で、粒子Ｂの表面を厚み２０ｎｍでグラフト重合法で被覆して帯電泳動粒子を得る。
【００８８】
次いで、分散媒として脂肪族炭化水素溶媒であるアイソパーＨ（エクソン社製）１００重量部、ロジンエステルとしてスーパーエステルＡ１１５（荒川化学工業（株）製）２．５重量部、ＯＬＯＡ１２００（オロナイトジャパン（株）製）１重量部を２４時間混合攪拌後、０．２μｍのＰＴＦＥ製メンブランフィルターを使用して加圧濾過した液に、上記の帯電泳動粒子３重量部を混合して電気泳動表示用分散液を作製する。
【００８９】
実施例１と同じ方法で、この電気泳動表示用分散液を用いて、実施例１と同じ方法で電気泳動表示装置を作製する。
電気泳動表示装置に、第１電極４ａを０Ｖの共通電極とし、第２電極４ｂに電圧±１５Ｖを周波数０．２５Ｈｚの矩形波で印加する。
【００９０】
帯電泳動粒子は、電圧印加直後から負極性に帯電して速やかに電極間を泳動し、コンテナ内の壁に付着することなく、白黒コントラストの高い表示が確認できる。また、黒表示する際の表示応答時間は、６０ｍｓｅｃとなる。
【００９１】
また、１００℃で５時間加熱処理した本実施例の電気泳動表示用分散液を使用して、同様に電気泳動表示装置を作製し動作確認すると、泳動特性の変化はなく、白黒コントラストの高い表示を確認できる。
【００９２】
比較例１
実施例１と同じ方法で、粒子Ａを含む電気泳動表示用分散液を作製する。次いで実施例１と同じ方法で電気泳動表示装置を作製する。作製した表示装置に、実施例１と同様な条件で電圧を印加すると、帯電泳動粒子は、帯電量が小さく電極間をゆっくりと泳動し、泳動３時間後には電極に貼り付いて泳動しなくなる。
【００９３】
さらに、１００℃で５時間加熱処理した本比較例の電気泳動表示用分散液を使用して、同様に電気泳動表示装置を作製し動作確認すると、泳動初期から粒子同士の凝集が発生し、泳動不良が認められる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明に係る電気泳動表示装置の構造の一例を示す概略図である。
【図２】本発明に係る電気泳動表示装置の構造の他の例を示す概略図である。
【図３】本発明に係る電気泳動表示装置の構造の他の例を示す概略図である。
【図４】本発明に係る電気泳動表示装置の構造の他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００９５】
１  帯電泳動粒子
２  分散媒
３ａ、３ｂ  基板
４ａ  第１電極
４ｂ  第２電極
５  隔壁
６  絶縁層
７  白色散乱層
８  画素
９  画素
１０  マイクロカプセル
【図１】
2005352423.tif 000014
【図２】
2005352423.tif 000015
【図３】
2005352423.tif 000016
【図４】
2005352423.tif 000017