(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
顔料成分を中空の状態にして全体を形成した微粒子と、該顔料成分の色調とは異なる色調をもつ分散媒とからなることを特徴とする電気泳動表示用表示液。
【請求項２】
前記顔料成分が白色顔料であることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動表示用表示液。
【請求項３】
前記白色顔料が酸化チタンであることを特徴とする請求項２記載の電気泳動表示用表示液。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電界の作用により可逆的に視認状態を変化させうる電気泳動表示媒体用の表示液に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気泳動表示装置は、少なくとも一方は透明２枚の基板をスペーサーを介して所用間隔を設け対向配置して密閉空間を形成し、この密閉空間に分散粒子をこれと色調の異なる分散媒中に分散させた表示液を充填して表示パネルとし、この表示パネルに電界を印加し分散粒子の移動によって表示を得ようとするもので、透明な基板面が表示面になる。
この電気泳動表示装置は、電界の向きを制御することにより所望の表示を得ることができ、しかも、表示液が比較的入手容易な低コスト材料である、視野角が通常の印刷物並みに広い、消費電力が小さい、メモリー性を有する等の長所を持つことから安価な表示装置として注目されている。
【０００３】
こうした電気泳動表示装置の表示液中の分散粒子としては一般に二酸化チタンなどの高屈折率の無機顔料が用いられる。しかし、これらの無機顔料は表示液中の分散媒との比重差が非常に大きいため沈降により分離してしまう。そこで、これらの無機顔料を長時間分離せずに分散し続けさせるために、イオン性界面活性剤など種々の分散剤の添加が検討されているが、いまだ良好な結果を見出すには至っていない。
【０００４】
また、無機顔料と分散媒の比重差を小さくして無機顔料を長期にわたって良好に分散させる手段として、（１）無機顔料粒子（分散粒子）表面をカップリング剤で処理する方法（特開平３−２４９７３６号、特開平３−２４９７３７号）、（２）無機顔料粒子（分散粒子）表面にグラフト鎖を形成する方法（特開平５−１７３１９３号）、また（３）分散粒子として有機ポリマー粒子にカップリング剤で表面処理した酸化チタンを複合化させた粒子を用いる（特開平４−１６６９１８号）、（４）多孔質の有機顔料の表面にＴｉＯ2微粒子をコーティングする方法（特開平２−２４６３３号）などが提案されているが、これらは無機顔料と分散媒との比重差を無くすに十分であるとは言えない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、分散粒子と分散媒との比重差を十分小さくし、分散粒子が表示液中で長時間分散媒と分離することなく安定な状態で分散状態を維持することのできる電気泳動表示用表示液を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、第一に、顔料成分を中空の状態にして全体を形成した微粒子と、該顔料成分の色調とは異なる色調をもつ分散媒とからなることを特徴とする電気泳動表示用表示液が提供される。
【０００７】
第二に、前記顔料成分が白色顔料であることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動表示用表示液が提供される。
【０００８】
第三に、前記白色顔料が酸化チタンであることを特徴とする請求項２記載の電気泳動表示用表示液が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明をさらに詳細に説明する。
上記のように、本発明は分散粒子とこれと色調の異なる分散媒とからなる電気泳動表示装置用表示液において、表面に顔料成分を有し内部に空隙を有する微粒子を分散粒子として用いるものである。
【００１２】
本発明では、表面に顔料成分を有し内部に空隙を有する微粒子（分散粒子）のその顔料成分として、有色または白色の無機顔料を用いることが可能である。有色の顔料としては、クロムイエロー、カドミウムイエロー、モリブデートオレンジ、ベンガラ、カドミウムレッド、マンガンバイオレット、紺青、群青、エメラルドグリーン、カーボンブラック、鉄黒等が挙げられる。白色の顔料としては、酸化亜鉛、塩基性炭酸鉛、塩基性硫酸鉛、硫酸鉛、リトポン、硫化亜鉛、酸化チタン、酸化アンチモン等が挙げられる。これら白色顔料を用いた場合は白色と有色のコントラストを形成することが可能であり、中でも酸化チタンは白色を得る場合特に好ましい顔料である。
本発明で用いる表面に顔料成分を有し、内部に空隙を有する微粒子（分散粒子）の大きさは、粒子径０．１〜５０μｍ程度であり、より好ましくは０．３〜２０μｍの大きさである
【００１３】
表面に顔料成分を有し内部に空隙を有する微粒子（分散粒子）の内部空隙を確保するための手段として、（ａ）中空のポリマー粒子を用いこの中空ポリマー粒子表面に顔料成分をコーティングする方法がある。本発明では、（ｂ）顔料成分を多孔質または中空の状態で形成する方法が用いられる。上記（ａ）の方法でつくられる分散粒子の模式図を図１に示し、上記（ｂ）の方法で作られる分散粒子の模式図を図２に示した。図１および図２において、１は中空ポリマー、２は顔料成分、２’は多孔質又は中空の顔料成分、３は空気である。図１において、ポリマー粒子の大きさは粒子径０．１〜５０μｍ程度であり、より好ましくは０．３〜２０μｍの大きさである。また、表面の顔料粒子の大きさは０．０１〜１μｍ程度が好ましい。更に、図２において、顔料粒子の大きさは粒子径０．１〜５０μｍ程度である。また、中空状態の粒子の場合の中空率は５０〜９０％程度であり、多孔質状態の粒子の場合は、２０〜１００オングストローム程度の細孔半径を持つ多孔構造を持つ。
【００１４】
上記（ａ）の、表面に顔料成分を有し内部に空隙を有する微粒子の内部空隙を確保するための手段として、中空のポリマー粒子を用いこの中空ポリマー粒子表面に顔料成分をコーティングする方法の場合の中空ポリマー粒子としては、Ｗ／Ｏ／Ｗエマルジョンを懸濁重合したポリエステル系多孔粒子、アクリル系多孔粒子、シード重合法で作られるスチレン−アクリル系の中空ラテックス、塩化ビニリデン−アクリロニトリル系或いはアクリトニトリル系の熱膨張性マイクロカプセル等の利用が可能である。具体的にはローム・アンド・ハース社製のローペイク、日本合成社製のＪＳＲ中空粒子、松本油脂社製の熱膨張マイクロカプセル、大日本インキ化学工業社製のGrandollなどが挙げられる。
【００１５】
また、これらの中空ポリマー粒子の表面に顔料成分を確保するための手段としては既存の方法によって可能であり、例えば「色材、５９（９）、５４３（１９８６）」に記載されている真空蒸着法、粉床法、トポケミカル法、メカノケミカル法、表面沈積法、含浸法、懸濁法、複合エマルジョン法などが挙げられる。中でも、メカノケミカル法の具体的な方法としてハイブリダイゼーションシステム、メカノフュージョンシステム、シータコンポーザシステムが挙げられる。更にその他として「最新粉体の材料設計、２７４、２７７、（テクノシステム発行）」に記載されている無機質壁カプセル化法、コートマイザー法、「色材、７１（２）、１０３、（１９９８）」に記載されているゾルーゲル法、「色材、７１（７）、４４９、（１９９８）」に記載されている逆ミセル法などが挙げられる。
【００１６】
一方、上記（ｂ）の、表面に顔料成分を有し内部に空隙を有する微粒子の内部空隙を確保するための手段として、顔料成分を多孔質または中空の状態で形成する方法を用いる場合の方法として、「色材、５９（９）、５４３、（１９８６）」に記載されている界面重合法、「色材、７０（６）、３７８、（１９９７）」に記載されている界面ゲル化反応法を用いて調製することが出来る。
【００１７】
本発明において、分散粒子と色調の異なる分散媒としては、分散粒子と異なる色の染料を溶解させた導電率の低い高絶縁性の有機溶媒が用いられる。染料としては、有機溶媒に溶解可能な油溶性染料が用いられ、オイルイエロー３Ｇ、ファーストオレンジＧ、オイルレッド５Ｂ、オイルバイオレット♯７３０、マクロレックスブルーＲＲ、スミプラストグリーンＧ、オイルブラウンＧＲ、スーダンブラックＸ６０などが代表的のものとして挙げられる。
【００１８】
更に、導電率の低い高絶縁性の有機溶媒としては、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類、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など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、臭化エチルなどのハロゲン化炭化水素類などが挙げられる。これらの有機溶媒はそれぞれ単独で、又は２種類以上を混合して用いることが出来る。
【００１９】
また、場合によっては分散粒子の分散媒中での分散性を補足するために、分散媒に溶解可能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、非イオン性界面活性剤、フッ素系界面活性剤、ブロック型ポリマー、グラフト型ポリマーなどの分散剤をそれぞれ単独または２種類以上を混合して用いることが出来る。
【００２０】
このような表示液を用いた電気泳動表示装置としては、次のような形態のものが挙げられる。
（ｉ）一対のガラス基板等の透明部材の一方に所望のパターンで形成された透明電極があるものを、スペーサーを介して対向配置させて空間を作り、その空間に本発明の表示液を充填する（図３）。
（ii)全面電極を施した基板に、多数のスペーサーを介して絶縁フィルムを対向させ不連続の空間を作り、その空間に本発明の表示液を充填する(図４)。
(iii)一対のガラス基板等の透明部材の一方に所望のパターンで形成された透明電極があるものをスペーサーを介して対向配置させて空間を作り、その空間に本発明の表示液をマイクロカプセルに内包させ、その表示液内包マイクロカプセルを充填する(図５)。
(iv)全面電極を施した基板に多数のスペーサーを介して絶縁フィルムを対向させ不連続の空間を作り、その空間に本発明の表示液内包マイクロカプセルを充填する(図６)。
（ｖ）全面電極を施した基板に本発明の表示液内包マイクロカプセルをバインダーとともに塗布する（図７）。
【００２１】
ここで、本発明の表示液をマイクロカプセルに内包させる方法としてはｉｎ−ｓｉｔｕ法、界面重合法、コアセルベーション法等従来の方法により調製することが可能である。その際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、エポキシ樹脂、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ポリ酢酸ビニル、ゼラチン等が挙げられる。
【００２２】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【００２３】
参考例１
分散粒子としてポリアクリロニトリル系熱膨張マイクロカプセルの表面に酸化チタンをコーティングした粒子ＭＦＬ３０ＳＴＩ（粒子径２０μｍ、松本油脂製薬社製）１０ｇ、青色染料としてマクロレックスブルーＲＲ（バイエル社製）０．５ｇ、オレイン酸１．５ｇ、テトラクロロエチレン１００ｇを混合して表示液を調製した。この表示液は分散粒子が沈降することなく安定な分散状態を長時間維持することが可能であった。
【００２４】
参考例２
中空粒子として塩化ビニリデン−アクリロニトリル系の熱膨張マイクロカプセルのマツモトミクロスフェア−Ｆ−３０（粒子径１０μｍ、松本油脂製薬社製）１０ｇと酸化チタンとしてＣＲ５０−２（粒子径０．２５μｍ、石原産業社製）２ｇを混合後、高速気流中衝撃ミル（ハイブリタイザー）を用い８０００ｒｐｍで処理することにより、中空粒子の表面に酸化チタンを有する分散粒子を得た。次に、この調製した分散粒子１０ｇ、青色染料としてマクロレックスブルーＲＲ（バイエル社製）０．５ｇ、オレイン酸０．５ｇ、テトラクロロエチレン１００ｇを混合して表示液を調製した。この表示液は分散粒子が沈降することなく安定な分散状態を長時間維持することが可能であった。
【００２５】
参考例３
透明基板として厚さ３ｍｍのガラス板を用い、その片面に透明導電膜（ＩＴＯ膜）を形成させたものをスペーサーのナイロンビーズを介して対向配置させて約８０μｍの空間を形成する。その空間に実施例１で調製した表示液を注射器を用いて注入後、両ガラス板をエポキシ樹脂系接着剤で封止する事により電気泳動表示パネルを作成した。この電気泳動表示パネルに導電ペーストにより配線し直流電源に接続し電圧を印加し分散粒子を泳動させて白色の表示を得た。この表示は電源から切断した後も長時間維持することが可能であった。
【００２６】
参考例４
室温でスチレン−マレイン酸共重合体の３％水溶液１００ｇに酢酸８ｇを添加してｐＨを約４．５に調整した後、参考例１で調製した表示液４０ｇを加え、Ｔ．Ｋ．ホモミキサー（特殊機械工業社製）を用いて８０００ｒｐｍで５分間乳化を行った。得られた乳化液にメラミン／ホルムアルデヒド樹脂であるスミレ−ツレジン６１３（住友化学社製）５０ｇを加え均一に混合し、攪拌しながら液温を７０℃に上げて２時間カプセル化反応を行った。得られたカプセル液を小型高速冷却遠心機（佐久間製作所社製）を用いて５０００ｒｐｍで遠心沈降した後、固形分を自然乾燥させ軽く解砕してカプセル粉末を得た。次に、１０％ポリビニルアルコール水溶液８０ｇに上記マイクロカプセル２０ｇを加えて分散液を調製し、これをギャップ２５０μｍのアプリケーターを用いてＩＴＯ膜付きポリカーボネート基板に塗布、乾燥してカプセルと膜を形成した。この一部を切り取りＩＴＯ膜付きのガラス板とで挟み密着してテープで張り合わせて電気泳動パネルを作製した。この電気泳動表示パネルに導電ペーストにより配線し直流電源に接続し電圧を印加し分散粒子を泳動させて白色の表示を得た。この表示は電源から切断した後も長時間維持することが可能であった。
【００２７】
参考例５
中空粒子としてスチレン−アクリル系の中空ラッテクス粒子のＳＸ８６６（Ａ）（ＪＳＲ社製）１０ｇと酸化チタンとしてＣＲ５０−２（粒子径０．２５μｍ、石原産業社製）２ｇを混合後、高速気流中衝撃ミル（ハイブリタイザー）を用い８０００ｒｐｍで処理することにより、中空粒子の表面に酸化チタンを有する分散粒子を得た。次に、この調製した分散粒子１０ｇ、青色染料としてマクロレックスブルーＲＲ（バイエル社製）０．５ｇ、オレイン酸０．５ｇ、テトラクロロエチレン１００ｇを混合して表示液を調製した。この表示液は分散粒子が沈降することなく安定な分散状態を長時間維持することが可能であった。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の電気泳動表示用表示液は、着色分散液に分散される分散粒子（顔料粒子）として、顔料そのものを中空又は多孔質にしたものを利用することにより、表示液の顔料粒子と分散媒との比重差を小さくすることが可能となり、その結果、表示液の分散安定性の向上、表示の安定性向上が図られ、この表示液を用いた電気泳動表示装置は長期間安定した表示が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  表面に顔料成分を有し内部に空隙を有する微粒子の内部空隙を確保するための手段として、中空のポリマー粒子を用いこの中空ポリマー粒子表面に顔料をコーティングする方法で作られる分散粒子の模式図。
【図２】  本発明による、表面に顔料成分を有し内部に空隙を有する微粒子の内部空隙を確保するための手段として、顔料成分を多孔質または中空の状態で形成する方法を用いる方法で作られる分散粒子の模式図。
【図３】  本発明の表示液が使用可能な電気泳動表示装置の模式図。
【図４】  本発明の表示液が使用可能な他の電気泳動表示装置の模式図。
【図５】  本発明の表示液が使用可能な他の電気泳動表示装置の模式図。
【図６】  本発明の表示液が使用可能な他の電気泳動表示装置の模式図。
【図７】  本発明の表示液が使用可能な他の電気泳動表示装置の模式図。
【符号の説明】
１  中空ポリマー
２  顔料成分
２′  顔料の多孔質体または中空体
３  空気
【図１】
0003949308.tif 000002
【図２】
0003949308.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003949308.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003949308.tif 000007
【図７】
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