(57)【要約】【課題】２色以上の異なる粒子と無色透明溶媒がマイクロカプセル壁に封じられたマイクロカプセルにおいて、表示画像の残像及び、色の違う粒子同士の凝集を効果的に防止した表示材を提供する。【解決手段】電気泳動粒子を分散媒中に分散させて封入したマイクロカプセルであって、マイクロカプセル壁にケイ素化合物若しくはフッ素化合物が含まれていることを特徴とする。このため、マイクロカプセル中の粒子が、電圧を印加され、所望の色の表示がなされた後、数十分以上経過しても、粒子と壁の間のファンデルワールス力に対する反発力が生じ、粒子のカプセル壁への食い込みを防止できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板に第一電極を備えた前面板と基材に第二電極を備えた背面板との間にマイクロカプセル層を有し、前記マイクロカプセル層は、少なくとも２色以上の異なる粒子と無色透明溶媒がマイクロカプセル壁に封じられたマイクロカプセルによって形成された表示材であって、前記マイクロカプセル壁にケイ素化合物が含まれていることを特徴とする表示材。
【請求項２】
透明基板に第一電極を備えた前面板と基材に第二電極を備えた背面板との間にマイクロカプセル層を有し、前記マイクロカプセル層は、少なくとも２色以上の異なる粒子と無色透明溶媒がマイクロカプセル壁に封じられたマイクロカプセルによって形成された表示材であって、前記マイクロカプセル壁にフッ素化合物が含まれていることを特徴とする表示材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示画像の残像を防止したマイクロカプセル型電気泳動式表示材に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネル表示装置として、現在、液晶表示装置（ＬＣＤ）が、厚さが薄く、小型化が可能であることから、様々な用途において広範に使用されている。このようなＬＣＤよりも更に薄型化、低消費電力化を目指す他の表示方式として、電気泳動現象を利用した表示装置が開発されている。
【０００３】
電気泳動現象を利用した表示装置の一つとして、マイクロカプセル型電気泳動方式が実用化されている。この方式の表示装置は、透明溶媒が満たされたマイクロカプセル中に正、負に帯電した白色粒子と黒色粒子を入れ、外部電圧の印加によってそれぞれの粒子を表示面に引き上げて画像を形成するものである。マイクロカプセルのサイズは径数十μｍ〜数百μｍと小さいので、このマイクロカプセルを透明なバインダに分散させると、インクのようにコーティングすることができる。このインクは、外部から電圧を印加することで画像を描くことができるので、電子インクと呼ばれる。
【０００４】
透明電極を形成した透明樹脂膜にこの電子インクをコーティングし、アクティブマトリクス駆動用の電極回路を形成した基板に貼り合わせると、例えば、特許文献１に示すような、アクティブマトリクスディスプレイパネルを得ることができる。通常、透明電極を形成した透明樹脂膜に電子インクをコーティングした部品を「前面板」と呼び、アクティブマトリクス駆動用の電極回路を形成した基板を「背面板」と呼んでいる。
【０００５】
以上のように構成されるマイクロカプセル型電気泳動式表示装置では、マイクロカプセル中の粒子が、電圧を印加され、所望の色の表示がなされた後、数十分以上経過すると、粒子とマイクロカプセル壁の間のファンデルワールス力により、徐々に粒子がカプセル壁に食い込み、反対色の表示を行うと残像が生じてしまうという問題がある。
【０００６】
特に、２色以上の異なる粒子と無色透明溶媒がマイクロカプセル壁に封じられたマイクロカプセルの場合、各色の粒子の色をはっきりと表示することが出来るためコントラストが高いが、内封された溶媒が無色透明であるため、反対の色が残ってしまう残像現象はより顕著である。
【０００７】
また、多粒子系において、ある色の粒子が壁に食い込んだ状態で、色の表示を変更すると、色の違う粒子同士の距離が近くなり、静電引力もしくは、ファンデルワールス引力が働き、色の異なる粒子同士の凝集が形成してしまう。このため、駆動波形等を工夫し、食い込んだ粒子を壁から取り除いても、凝集してしまった粒子同士が元に戻ることはなく、混色の凝集体となってしまい、元のコントラストを出すことができなくなる。
【特許文献１】特開２０００−２２１５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上のような事情の下になされ、表示画像の残像及び、色の違う粒子同士の凝集を効果的に防止した表示材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の本発明は、透明基板に第一電極を備えた前面板と基材に第二電極を備えた背面板との間にマイクロカプセル層を有し、前記マイクロカプセル層は、少なくとも２色以上の異なる粒子と無色透明溶媒がマイクロカプセル壁に封じられたマイクロカプセルによって形成された表示材であって、前記マイクロカプセル壁にケイ素化合物が含まれていることを特徴とする表示材。
【００１０】
請求項２に記載の本発明は、透明基板に第一電極を備えた前面板と基材に第二電極を備えた背面板との間にマイクロカプセル層を有し、前記マイクロカプセル層は、少なくとも２色以上の異なる粒子と無色透明溶媒がマイクロカプセル壁に封じられたマイクロカプセルによって形成された表示材であって、前記マイクロカプセル壁にフッ素化合物が含まれていることを特徴とする表示材。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、マイクロカプセル壁にケイ素化合物若しくはフッ素化合物が含まれているため、マイクロカプセル中の粒子が、電圧を印加され、所望の色の表示がなされた後、数十分以上経過しても、粒子と壁の間のファンデルワールス力に対する反発力が生じている。これにより、粒子のカプセル壁への食い込みを防止できる。
【００１２】
このため、少なくとも２色以上の異なる粒子と無色透明溶媒がマイクロカプセル壁に封じられたマイクロカプセルの場合でも、効果的に反対色の表示を行うときの残像を防止することができる。
【００１３】
また、色の異なる粒子同士の凝集を阻止することになり、色の異なる粒子同士の凝集を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の表示材は、マイクロカプセル壁にケイ素化合物若しくはフッ素化合物が含まれていることを特徴とする。
【００１５】
図１に、白色と黒色の電気泳動粒子を分散媒中に分散させて封入したマイクロカプセルの断面図を示す。
【００１６】
マイクロカプセル壁形成方法としては、相分離法、液中乾燥法、融解分散冷却法、スプレイ‐ドライング法、パンコーティング法、界面重合法、ｉｎ  ｓｉｔｕ重合法、液中硬化被膜法、界面反応法等、好適な方法を用いることができる。
【００１７】
本実施の形態においては、芯物質である電気泳動分散液中から、リアクタント（モノマー、オリゴマー）を供給し、芯物質の周囲にマイクロカプセル壁を形成するｉｎ  ｓｉｔｕ重合法により、ケイ素化合物若しくはフッ素化合物をこのマイクロカプセル壁中に含ませる方法を例示することにより、本発明を説明する。
【００１８】
まず、芯物質である電気泳動分散液としては、例えば、２色の粒子で、白黒表示させる場合、負に帯電した酸化チタンからなる白色粒子と正に帯電したカーボンブラックからなる黒色粒子をテトラクロロエチレン等の分散媒に分散したものを使用することができる。
【００１９】
芯物質内部から供給されるマイクロカプセル壁材料としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、酢酸ビニル、スチレン−ジビニルベンゼン等の単官能若しくは多官能のモノマーを使用し、ラジカル重合してマイクロカプセル壁を形成することができる。
【００２０】
また、ポリイソシアナート、ポリイソチオシアナート、ポリアミン、ポリカルボン酸、多塩基酸クロライド、酸無水物、エポキシ化合物、ポリオール、アクリレート化合物、ポリサルファイド等の化合物を使用し、重付加、重縮合反応でもマイクロカプセル壁を形成することができる。
【００２１】
必要に応じ、これらマイクロカプセル壁材料を硬化させるため、触媒を配合してもよい。
【００２２】
そして、これら壁材料の一部として、反応基を有するケイ素化合物若しくはフッ素化合物を使用することで、ケイ素化合物若しくはフッ素化合物が含まれているマイクロカプセル壁を形成することが出来る。
【００２３】
このとき、一つのマイクロカプセル壁にケイ素化合物、フッ素化合物両方を含んでいても良い。
【００２４】
ケイ素化合物としては、例えば、両末端がビニル基やメタクリロキシ基、イソシアナート基といった反応活性基で変成された末端変成ジメチルシリコーンオイルの重合体、もしくは片末端及び両末端がそれぞれ前述のような反応活性基で変成されたものとの共重合体を使用してもよい。
【００２５】
フッ素化合物としては、例えば、片末端をパーフルオロアルキル基に変性し、他方の片末端をビニル基やメタクリロキシ基、イソシアナート基といった反応活性基で変成されたモノマー若しくはオリゴマーの重合体、もしくは片末端及び両末端がそれぞれ前述のような反応活性基で変成されたものとの共重合体を使用してもよい。
【００２６】
芯物質である電気泳動分散液に、マイクロカプセル壁材料を混合した後、この混合液を水中で乳化する。
【００２７】
この時、必要に応じ、乳化剤を使用してもよい。
【００２８】
そして、マイクロカプセル壁材料の重合反応を進める為に、この乳化液温度を昇温することにより、ケイ素化合物若しくはフッ素化合物が含まれるマイクロカプセル壁を形成することができる。
【００２９】
また、透明基板については、ガラス基板の他、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ナイロン−６、ナイロン−６６、ポリ塩化ビニリデン、ポリエーテルスルフォン等の透明プラスチックフィルムを用いてもよい。
【実施例１】
【００３０】
［マイクロカプセルの作成］
まず、テトラクロロエチレン溶媒１００部に、マイクロカプセル壁を形成させる為に、ジフェニルメタンジイソシアナート２０部、ポリオキシプロピレンエーテル１５部、片末端にイソシアナート基を有するイソシアナート変成ジメチルシリコーンオイル２部を混合した混合溶液を作製した。
【００３１】
次に、この混合溶液に、白色粒子として、溶液中で負に帯電するポリエチレン樹脂で表面被覆した平均粒径３μｍの酸化チタン３０部と、黒色粒子として、溶液中で正に帯電する平均粒径３．５μｍのカーボンブラック１０部を分散した分散液を作成した。
【００３２】
この分散液を１０℃に調整された水３００部に乳化剤としてドデシル硫酸ナトリウム０．２部を配合した水溶液と混合し、液温を１０℃に保ちながら、ホモジナイザーを用いて攪拌、Ｏ／Ｗエマルションを得た。
【００３３】
次いで、撹拌しながら液温を９５℃に昇温し、マイクロカプセル壁を形成させ、白色及び黒色粒子が分散した分散液を封入したマイクロカプセルを作成した。
【００３４】
このように作成したマイクロカプセルの径をふるい分けによりそれぞれ４０μｍに揃えた。
【００３５】
［マイクロカプセル塗工液の作製］
得られたマイクロカプセル１５０部と、ポリウレタン樹脂溶液（ニッポラン５０３７，日本ポリウレタン工業社製）１００部と硬化剤（コロネートＨＬ，日本ポリウレタン工業社製）５部とを混合して、マイクロカプセル塗工液を作成した。
【００３６】
［表示パネルの作製］
このマイクロカプセル塗工液を、全面に酸化インジウム錫（以下ＩＴＯと略す）第一電極（１２）が設けられた透明基板（１１）上にアプリケーターを用いて塗布し、７０℃で３０分間乾燥し、膜厚４５μｍのマイクロカプセル層（１３）を得た。
【００３７】
そして、基材（１４）上にＩＴＯによる縦４０μｍ×横４０μｍのパターンが繰り返し形成されている第二電極（１５）及びマトリクス電極（図示せず）、スイッチング素子（図示せず）が形成されている背面板と、８０℃の熱プレスにより貼り合わせ、図２に示す表示パネル（２０）を得た。
【００３８】
［残像の評価］
評価結果を表１に示す。
【００３９】
＜白色表示後の残像＞
上記の表示パネルに対して、まず、初期状態の白色表示及び黒色表示の反射率を以下の様に測定した。
【００４０】
前面側（表示側）が正極、背面側が負極となるように３０Ｖの電圧を５００ｍｓ印加し、図２に示す如く、前面側に各マイクロカプセル中の白色粒子を、背面側に黒色粒子を移動させ、この時の白の反射率を測定した。測定条件を次に示す。
測定条件
入射光  ：０°
受光    ：４５°
光源    ：Ｄ６５
視野角  ：１０°
【００４１】
続けて、前面側が負極、背面側が正極となるように３０Ｖの電圧を５００ｍｓ印加し、図３に示す如く、前面側に各マイクロカプセル中の黒色粒子を、背面側に白色粒子を移動させ各色を表示させ、この時の黒の反射率を先の測定条件で測定した。
【００４２】
続けて、残像の影響を確認する為、前面側が正極、背面側が負極となるように３０Ｖの電圧を５００ｍｓ印加し、白色表示した後、電圧を、３０分保持した。
【００４３】
そして、前面側が負極、背面側が正極となるように３０Ｖの電圧を５００ｍｓ印加し、この時の黒の反射率を先の測定条件で測定した。
【００４４】
その結果、初期状態の黒色表示と残像評価時の黒色表示の反射率に違いは認められず、図４に示す如く、白色表示後、３０分たった後、黒表示しても、前面側（表示側）に白色粒子は残らず、残像は生じていないことが確認された。
【００４５】
＜黒色表示後の残像＞
前面側（表示側）が負極、背面側が正極となるように３０Ｖの電圧を５００ｍｓ印加し、図６に示す如く、前面側に各マイクロカプセル中の黒色粒子を、背面側に白色粒子を移動させ、この時の黒の反射率を測定した。
【００４６】
続けて、前面側が正極、背面側が負極となるように３０Ｖの電圧を５００ｍｓ印加し、図７に示す如く、前面側に各マイクロカプセル中の白色粒子を、背面側に黒色粒子を移動させ、この時の白の反射率を先の測定条件で測定した。
【００４７】
続けて、残像の影響を確認する為、前面側が負極、背面側が正極となるように３０Ｖの電圧を５００ｍｓ印加し、黒色表示した後、電圧を切り、３０分保持した。
【００４８】
そして、前面側が正極、背面側が負極となるように３０Ｖの電圧を５００ｍｓ印加し、この時の白の反射率を先の測定条件で測定した。
【００４９】
その結果、初期状態の白色表示と残像評価時の白色表示の反射率に違いは認められず、図８に示す如く、黒色表示後、３０分たった後、白表示しても、前面側（表示側）に黒色粒子は残らず、残像は生じていないことが確認された。
【００５０】
（比較例１）
［マイクロカプセルの作製］
テトラクロロエチレン溶媒１００部に、マイクロカプセル壁を形成させる為に、ジフェニルメタンジイソシアナート２０部、ポリオキシプロピレンエーテル１５部を混合した混合溶液を作製した。
【００５１】
次に、この混合溶液に、白色粒子として、溶液中で負に帯電するポリエチレン樹脂で表面被覆した平均粒径３μｍの酸化チタン３０部と、黒色粒子として、溶液中で正に帯電する平均粒径３．５μｍのカーボンブラック１０部を分散した分散液を作成した。
【００５２】
この分散液を１０℃に調整された水３００部に乳化剤としてドデシル硫酸ナトリウム０．２部を配合した水溶液と混合し、液温を１０℃に保ちながら、ホモジナイザーを用いて攪拌、Ｏ／Ｗエマルションを得た。
【００５３】
次いで、撹拌しながら液温を９５℃に昇温し、マイクロカプセル壁を形成させ、白色及び黒色粒子が分散した分散液を封入したマイクロカプセルを作成した。
【００５４】
このように作成したマイクロカプセルの径をふるい分けによりそれぞれ４０μｍに揃えた。
【００５５】
［マイクロカプセル塗工液の作製］
実施例１と同様に作製した。
【００５６】
［表示パネルの作製］
実施例１と同様に作製した。
【００５７】
［残像の評価］
実施例１と同様に評価した。
評価結果を表１に示す。
【００５８】
＜白色表示後の残像＞
残像評価時の黒色表示の反射率は初期状態のよりも大きい値を示し、白色表示後、３０分たった後、黒表示すると、残像が生じていることが確認された。これは、図５の如く、前面側（表示側）に白色粒子が残ったためと推察された。
【００５９】
＜黒色表示後の残像＞
残像評価時の白色表示の反射率は初期状態のよりも小さい値を示し、黒色表示後、３０分たった後、白表示すると、残像が生じていることが確認された。これは、図９の如く、前面側（表示側）に黒色粒子が残ったためと推察された。
【実施例２】
【００６０】
［マイクロカプセルの作成］
まず、テトラクロロエチレン溶媒１００部に、マイクロカプセル壁を形成させる為に、アクリル酸エステル５部、メタクリル酸エステル１０部、片末端にエステル基を有するパーフルオロアルキル基含有オリゴマーを１部、重合開始剤である過酸化ベンゾイル１部を混合した混合溶液を作製した。
【００６１】
次に、この混合溶液に、白色粒子として、溶液中で負に帯電するポリエチレン樹脂で表面被覆した平均粒径３μｍの酸化チタン３０部と、黒色粒子として、溶液中で正に帯電する平均粒径３．５μｍのカーボンブラック１０部を分散した分散液を作成した。
【００６２】
１０℃に調整された水２００部に乳化剤としてドデシル硫酸ナトリウム０．２部を配合した水溶液と混合し、液温を１０℃に保ちながら、ホモジナイザーを用いて攪拌、Ｏ／Ｗエマルションを得た。
【００６３】
次いで、撹拌しながら液温を７０℃に昇温し、マイクロカプセル壁を形成させ、白色及び黒色粒子が分散した分散液を封入したマイクロカプセルを作成した。
【００６４】
このように作成したマイクロカプセルの径をふるい分けによりそれぞれ４０μｍに揃えた。
【００６５】
［マイクロカプセル塗工液の作製］
実施例１と同様に作製した。
【００６６】
［残像の評価］
実施例１と同様に評価した。
評価結果を表１に示す。
【００６７】
＜白色表示後の残像＞
初期状態の黒色表示と残像評価後の黒色表示の反射率に違いは認められず、白色表示後、３０分たった後、黒色表示しても、前面側（表示側）に白色粒子は残らず、残像は生じていないことが確認された。
【００６８】
＜黒色表示後の残像＞
初期状態の白色表示と残像評価後の白色表示の反射率に違いは認められず、黒色表示後、３０分たった後、白色表示しても、前面側（表示側）に黒色粒子は残らず、残像は生じていないことが確認された。
【００６９】
（比較例２）
［マイクロカプセルの作製］
まず、テトラクロロエチレン溶媒１００部に、マイクロカプセル壁を形成させる為に、アクリル酸エステル５部、メタクリル酸エステル１０部、重合開始剤である過酸化ベンゾイル１部を混合した混合溶液を作製した。
【００７０】
次に、この混合溶液に、白色粒子として、溶液中で負に帯電するポリエチレン樹脂で表面被覆した平均粒径３μｍの酸化チタン３０部と、黒色粒子として、溶液中で正に帯電する平均粒径３．５μｍのカーボンブラック１０部を分散した分散液を作成した。
【００７１】
１０℃に調整された水２００部に乳化剤としてドデシル硫酸ナトリウム０．２部を配合した水溶液と混合し、液温を１０℃に保ちながら、ホモジナイザーを用いて攪拌、Ｏ／Ｗエマルションを得た。
【００７２】
次いで、撹拌しながら液温を７０℃に昇温し、マイクロカプセル壁を形成させ、白色及び黒色粒子が分散した分散液を封入したマイクロカプセルを作成した。
【００７３】
このように作成したマイクロカプセルの径をふるい分けによりそれぞれ４０μｍに揃えた。
【００７４】
［マイクロカプセル塗工液の作製］
実施例１と同様に作製した。
【００７５】
［表示パネルの作製］
実施例１と同様に作製した。
【００７６】
［残像の評価］
実施例１と同様に評価した。
評価結果を表１に示す。
【００７７】
＜白色表示後の残像＞
残像評価時の黒色表示の反射率は初期状態のよりも大きい値を示し、白色表示後、３０分たった後、黒表示すると、前面側（表示側）に白色粒子が残り、残像が生じていることが確認された。
【００７８】
＜黒色表示後の残像＞
残像評価時の白色表示の反射率は初期状態のよりも小さい値を示し、黒色表示後、３０分たった後、白表示すると、前面側（表示側）に黒色粒子が残り、残像が生じていることが確認された。
【００７９】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明の表示材は、マイクロカプセル壁にケイ素化合物若しくはフッ素化合物が含まれているので、表示画像の残像を効果的に防止することが出来、そのため、様々なセグメント表示及びアクティブマトリックス表示用途に、広範に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】白色と黒色の電気泳動粒子を分散媒中に分散させて封入したマイクロカプセルの説明図である。
【図２】実施例１の初期状態の白色表示を示す説明図である。
【図３】実施例１の初期状態の黒色表示を示す説明図である。
【図４】実施例１の白色表示後の残像が残っていない黒色表示を示す説明図である。
【図５】比較例１の白色表示後の残像が残っている黒色表示を示す説明図である。
【図６】実施例１の初期状態の黒色表示を示す説明図である。
【図７】実施例１の初期状態の白色表示を示す説明図である。
【図８】実施例１の黒色表示後の残像が残っていない白色表示を示す説明図である。
【図９】比較例１の黒色表示後の残像が残っている白色表示を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…白色粒子
２…黒色粒子
３…分散媒
４…マイクロカプセル壁
１１…透明基板
１２…第一電極
１３…マイクロカプセル層
１４…基材
１５…第二電極
２０…表示パネル
【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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【図８】
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【図９】
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