(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性分散流体中で電気泳動させるための電気泳動用粒子であって、
前記粒子が架橋重合体からなり、前記粒子の表面の酸素原子または窒素原子が保護基と化学結合しており、一週間放置後においても泳動可能であることを特徴とする、電気泳動用粒子。
【請求項２】
絶縁性分散流体中で電気泳動させるための電気泳動用粒子であって、
前記粒子が架橋重合体からなり、前記粒子の表面の活性水素の少なくとも一部が保護基によって化学的に置換されており、一週間放置後においても泳動可能であることを特徴とする、電気泳動用粒子。
【請求項３】
前記保護基が、シリル基、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基、および置換または無置換のアラルキル基からなる群より選ばれていることを特徴とする、請求項１または２記載の粒子。
【請求項４】
前記粒子が染料含有微粒子であり、この染料含有微粒子が、加水分解性シリル基を有する架橋性重合体微粒子の架橋時に加水分解性シリル基を有する染料化合物を取り込ませることにより、前記染料化合物を前記染料含有微粒子内部に固定したものであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の粒子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つの請求項に記載の電気泳動用粒子と、この電気泳動用粒子を分散する絶縁性分散流体とを備えていることを特徴とする、電気泳動用分散流体。
【請求項６】
請求項５記載の電気泳動用分散流体と、この電気泳動用分散流体中の前記電気泳動用粒子に電圧を印加する電圧印加手段とを備えていることを特徴とする、表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気泳動用粒子、電気泳動用分散流体および表示素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
いわゆる電子ペーパーは、紙のように容易に取り扱い可能な電子ディスプレーである。電子ペーパーは、紙のように見やすいこと、表示の消去や書き込みが容易であること、表示維持に必要なエネルギーが小さいことが求められる。電子ペーパーには、大別して、電子ディスプレーからのアプローチと，紙からのアプローチとがなされている。電子ディスプレーとしてのアプローチは、液晶方式や有機エレクトロルミネッセンス方式が知られている。紙からのアプローチとしては、電気泳動方式やツイスト・ボール方式が知られている。
【０００３】
電気泳動を利用した表示装置としては、例えば特開２０００−２５８８０５号公報がある。この公報においては、電気泳動用粒子として、酸化チタンやカーボンの微粒子を、ポリエチレンやポリスチレン樹脂中に分散させて得られた着色粒子を開示している。また、特開２０００−０８９２６１号公報に記載の表示装置においては、マイクロカプセル中に絶縁性の分散媒を封入し、分散媒の中に帯電粒子を分散させている。そして、帯電粒子として、着色剤とワックスとからなる粒子を開示している。特開１１−１１９７０４号公報に記載の表示装置においては、ポリスチレン粒子を染料で染色した粒子が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電気泳動現象を利用した電子ペーパーにおいては、絶縁性分散流体中に表示用の粒子を分散し、この分散液を電極を有するセルに充填し、あるいはマイクロカプセルの形で充填する。このセルに電圧を印加することにより、電極上の絶縁層に、電極の極性と反対の電荷をもつ粒子を吸引し、固定化する。そして、この電極の極性を反転させることにより、電極上から粒子を放出させる。
【０００５】
本発明者は、各種の架橋重合体微粒子を電子ペーパー用の表示用粒子として使用することを検討してきた。この過程で、架橋重合体微粒子の種類によっては、粒子が電極や絶縁膜に対して粒子が強く固定し、電極の極性を反転させたときにも粒子が放出されず、この結果、表示のコントラストが低下し、表示品質が悪化することを発見した。特に、粒子を電極上の絶縁膜に対して固定した状態で長時間放置した後に、電極の極性を反対にすると、粒子が絶縁膜上に付着したままで泳動しないことがあった。更に、粒子が、電極や電極上の絶縁膜以外の壁面に吸着し、有効に機能する粒子の数が減少し、表示品質が悪化するという問題もあった。
【０００６】
本発明の課題は、架橋重合体微粒子からなる電気泳動用粒子において、粒子を固定状態で放置した後に、粒子が付着したままで泳動しないことによる表示品質の劣化を防止できるようにすることである。
【０００７】
また、本発明の課題は、架橋重合体微粒子からなる電気泳動用粒子において、粒子を固定状態で放置した後に、粒子が付着したままで泳動しないことによる表示品質の劣化を防止できるようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、絶縁性分散流体中で電気泳動させるための電気泳動用粒子であって、粒子が架橋重合体からなり、粒子の表面の酸素原子または窒素原子が保護基と化学結合しており、一週間放置後においても泳動可能であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、絶縁性分散流体中で電気泳動させるための電気泳動用粒子であって、粒子が架橋重合体からなり、粒子の表面の活性水素の少なくとも一部が保護基によって化学的に置換されており、一週間放置後においても泳動可能であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記電気泳動用粒子と、この電気泳動用粒子を分散する絶縁性分散流体とを備えていることを特徴とする、電気泳動用分散流体に係るものである。
【００１１】
また、本発明は、前記電気泳動用分散流体と、この電気泳動用分散流体中の電気泳動用粒子に電圧を印加する電圧印加手段とを備えていることを特徴とする、表示素子に係るものである。
【００１２】
本発明者は、電気泳動現象を利用して表示を行う電子ペーパーにおいて、架橋重合体からなる粒子が、電極上の絶縁層やガラス基板、あるいは壁面に吸着し、表示品質を悪化させる原因を検討した。そして、この検討過程において、粒子表面上の活性水素と、電極上の絶縁層、ガラス基板、壁面等の各表面に存在する水酸基、アミノ基、イミノ基、シラノール基、カルボキシル基等との間に水素結合が生成し、この水素結合によって粒子が固定化されるものと考えた。
【００１３】
本発明者は、こうした想定に基づき、架橋重合体粒子表面の活性水素の少なくとも一部を、シリル基、アルキル基、アリール基、アラルキル基などの保護基によって置換し、電子ペーパー用セルの表示用粒子として使用してみた。この結果、架橋重合体粒子と、絶縁膜、ガラス面、壁面などとの相互作用が低減され、表示素子内での電気泳動粒子を泳動させて吸着させてセルを１週間放置した後、この表示素子に、一週間前の吸着時の印加電圧とは反対の極性の電圧を印加したときにも、粒子を泳動させることができた。これによって、表示品質が保持される実用的な表示素子を提供することに初めて成功した。
【００１４】
なお、従来の粒子の表面処理としては、特開２０００−０８９２６１号公報に示されるように、着色粒子の表面を合成高分子等のワックスによりコーティングしたものがある。このような粒子の場合、表示素子において長期的に使用した場合、熱等によりワックスが分散媒に溶出し、安定した表示駆動が困難となる可能性があった。本発明においては、架橋重合体粒子の表面の活性水素を保護基によって置換しており、保護基は粒子の表面に共有結合しているので、表示素子に用いた場合、分散媒への溶出がなく、安定した表示駆動が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（絶縁性分散流体）
本発明において、絶縁性分散流体は特に限定されない。絶縁性分散流体は、絶縁性の有機化合物であることが好ましく、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環式炭化水素、ハロゲン化炭化水素、脂肪族エステル、芳香族エステル、脂肪族アルコール、芳香族アルコール、油脂を例示できる。特に、脂肪族炭化水素が好ましく、パラフィン（例えばｎ−パラフィン、イソパラフィン）が好ましい。
【００１６】
（電気泳動用粒子）
本発明の粒子は架橋重合体からなり、粒子の表面の酸素原子または窒素原子が保護基と化学結合している。あるいは、粒子の表面の活性水素の少なくとも一部が保護基によって化学的に置換されている。
【００１７】
即ち、重合反応および架橋反応によって粒子を製造した際に、図１（ａ）に模式的に示すように、粒子の表面に活性水素Ｈが残留する。こうした活性水素Ｈの代表例は、酸素原子に結合した水素（−ＯＨ），および窒素原子に結合した水素（−ＮＨ）である。しかし、他にも、水素結合を形成する能力を有する水素が粒子表面に存在することがあり、これらの水素も活性水素に該当する。
【００１８】
好適な実施形態においては、前記の酸素原子が、炭素原子または珪素原子に隣接し、化学結合している。この場合には、図１（ａ）に示す（−Ｘ−Ｈ）は、（−Ｃ−ＯＨ）、または（−Ｓｉ−ＯＨ）となる。この場合について、特に好適な官能基を例示すると、以下のようになる。
水酸基、−Ｃ（Ｏ）ＯＨ、−ＳｉＯＨ
【００１９】
好適な実施形態においては、前記の窒素原子が炭素原子と化学結合している。この場合には、（−Ｘ−Ｈ）は、（−Ｃ−ＮＨ２）、または（−Ｃ−ＮＨ−Ｃ−）となる。この炭素原子（Ｃ）には、ＮＨ以外の置換基が付いていて良い。特に好ましくは、（−Ｘ−Ｈ）がアミノ基、イミノ基である。
【００２０】
本発明における保護基とは、活性水素を置換することによって、外部の分子との間で水素結合を生成する能力を喪失させることができる有機官能基を意味している。保護基は、このような作用を有する限り特に限定されない。好適な実施形態においては、保護基が、シリル基、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のアリール基、および置換または無置換のアラルキル基からなる群より選択された一種以上の有機官能基である。
【００２１】
保護基によって活性水素を置換することは、一般には次のプロセスによる。まず、図１（ａ）に示すように、架橋重合体粒子の表面に、Ｘ−Ｈ基が残留しているものとする。この粒子を、化合物（Ｐｒｏ−Ｌ）と接触させる。ここで、Ｐｒｏは保護基であり、Ｌは脱離基である。この反応の結果、図１（ｂ）に示すように、粒子の表面に（Ｘ−Ｐｒｏ）が生成する。この反応式は以下の通りである。
−Ｘ−Ｈ  ＋  Ｐｒｏ−Ｌ  →  −Ｘ−Ｐｒｏ  ＋  Ｈ−Ｌ
【００２２】
また、架橋重合体粒子の表面の活性水素の位置に付加反応によって保護基を設けることができる。この方法の反応式は以下を例示できる。
−Ｘ−Ｈ  ＋  ＲｂＮＣＯ  →  −Ｘ−Ｎ（Ｈ）−Ｃ（Ｏ）Ｒｂ  （Ｒｂは、炭素数１〜１２のアルキル基、アリール基、アラルキル基である。ＲｂＮＣＯの好適例は、イソシアン酸プロピル基、イソシアン酸オクチル基、イソシアン酸フェニル基である）
この場合には、（−Ｘ−）に付いた活性水素が、ウレタン結合を有する末端保護基（−Ｎ（Ｈ）−Ｃ（Ｏ）Ｒｂ）と入れ代わり、活性水素の反応性が低下する。なお、ウレタン結合中の水素原子を、更に他の保護基によって置換することも可能である。
【００２３】
保護基Ｐｒｏの好適例を示す。
シリル基とは、（Ｒ３Ｓｉ−）の構造を有するものである（式中、Ｒは、互いに同じであってもよく、異なっていても良く、互いに独立して、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、アリール基またはアラルキル基である）。
【００２４】
保護基を構成するアルキル基の炭素数は、１以上であることが好ましく、あるいは１２以下であることが好ましい。保護基を構成するアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、シクロヘキシル基、３−メチルヘキシル基、２−フルオロエチル基を例示できる。
【００２５】
保護基を構成するアリール基は、単環式であっても多環式であっても良いが、単環式であることが好ましく、フェニル基であることが特に好ましい。アリール基が置換されている場合には、置換基は、アルキル基、アラルキル基，アリール基であってよい。アリール基の炭素数は、１以上であることが好ましく、あるいは２０以下であることが好ましい。好適なアリール基としては、フェニル基、４−メチルフェニル基、４―ｔ−ブチルフェニル基、４−フルオロフェニル基、４−クロロフェニル基、ナフチル基、２−メチルナフチル基を例示できる。
【００２６】
保護基を構成するアラルキル基の芳香環は、単環式であってよく、多環式であってよいが、単環式であることが好ましく、フェニル基であることが特に好ましい。この芳香環が置換されている場合には、置換基は、アルキル基、アリール基、アラルキル基であってよい。こうしたアラルキル基の炭素数は、１以上であることが好ましく、あるいは２０以下であることが好ましい。保護基を構成する好適なアラルキル基としては、ベンジル基、トリフェニルメチル基、４，４’，４’’−トリス（４−ベンゾイルオキシ）トリチル基、４，４’−ジメトキシトリチル基を例示できる。
【００２７】
活性水素の保護基による置換後に、本発明の粒子の表面に生成する官能基Ｘ−Ｐｒｏ（図１（ｂ）参照）としては、上述したＸとＰｒｏとを任意に組み合わせて得られた官能基を例示できる。
【００２８】
特に好ましくは、図２（ａ）、（ｂ）に示すような官能基を例示できる。ここで、図２（ａ）においては、Ｒは、互いに同じであってもよく、異なっていても良く、互いに独立して、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、アリール基またはアラルキル基である。図２（ｂ）におけるＲａは、上述した保護基を構成するアルキル基、アリール基またはアラルキル基である。
【００２９】
粒子表面の官能基（−Ｘ−Ｐｒｏ）（図１参照）の存在は、Ｘ線光電子分光法によって粒子表面の化学結合様式を分析することにより、確認することができる。
【００３０】
粒子表面には、粒子の絶縁膜や電極などからの脱離を阻害しない限り、活性水素の一部が残留していてもよい。
【００３１】
保護基を導入するための化合物Ｐｒｏ−Ｌとしては、以下を例示できる。
（シリル基を導入するための化合物）
ヘキサメチルジシラザン、ヘプタメチルジシラザン、ナノメチルトリシラザン、テトラメチルジシラザン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノトリメチルシラン、Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノトリメチルシラン、N−トリメチルシリルイミダゾール、N −トリメチルシリルピペリジン等のシリルアミン類；トリメチルクロルシラン、ジメチルクロルシラン、ジメチルジクロルシラン、トリエチルクロルシラン、トリイソプロピルクロルシラン、ジメチルプロピルクロルシラン、ジメチルイソプロピルクロルシラン、ｔ−ブチルジメチルクロルシラン、ｔ−ブチルジフェニルクロルシラン、トリフェニルクロルシラン、トリメチルヨードシラン、トリエチルブロモシラン等のハロゲン化シラン類；Ｎ−トリメチルシリルアセトアミド、ビス( トリメチルシリル) アセトアミド、ビス( ジメチルシリル) アセトアミド、ビス(トリメチルシリル) トリフルオロアセトアミド等のシリルアミド類が挙げられる。
【００３２】
（アルキル基を導入するための化合物）
塩化エチル、塩化ｎプロピル、塩化イソプロピル、臭化ｎプロピル、臭化イソプロピル、ヨウ化ｎプロピル、ヨウ化イソプロピル、塩化ｎブチル、塩化ｓブチル、塩化ｔブチル、臭化ｎブチル、臭化ｓブチル、臭化ｔブチル等のハロゲン化アルキル；イソシアン酸ｎプロピル、イソシアン酸ｎブチル、イソシアン酸ｔブチル、イソシアン酸オクチル、イソシアン酸２−クロロエチル等のイソシアン酸エステル類が挙げられる。
【００３３】
（アリール基を導入するための化合物）
クロロベンゼン、ブロモベンゼン、ｐクロロトルエン、ｏクロロトルエン、ｐブロモトルエン、ｏブロモトルエン等のハロゲン化アリール；イソシアン酸フェニル、イソシアン酸２−ビフェニル、イソシアン酸３−クロロフェニル、イソシアン酸３−トリフルオロメチルフェニル等のイソシアン酸エステル類が挙げられる。
【００３４】
（アラルキル基を導入するための化合物）
臭化４，４’−４’’−トリス（４−ベンゾイルオキシ）トリチル、塩化４，４’−ジメトキシトリチル等のハロゲン化アラルキル；イソシアン酸ベンジル、イソシアン酸１−（１−ナフチル）エチル等のイソシアン酸エステル類が挙げられる。
【００３５】
本発明の架橋重合体粒子の製造に使用できるモノマーを例示する。（加水分解性シリル基を含有するモノマー）
γ―メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ―メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ―メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ―メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ―アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ―メタクリロキシプロピルビス（トリメトキシ）メチルシラン、１１―メタクリロキシウンデカメチレントリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、４―ビニルテトラメチレントリメトキシシラン、８―ビニルオクタメチレントリメトキシシラン、３―トリメトキシシリルプロピルビニルエーテル、ビニルトリアセトキシシラン、ｐ―トリメトキシシリルスチレン、ｐ―トリエトキシシリルスチレン、ｐ―トリメトキシシリル−α―メチルスチレン、ｐ―トリエトキシシリル−α―メチルスチレン、γ―アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、Ｎ−β（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル−γ―アミノプロピル）トリメトキシシラン・塩酸塩
【００３６】
本発明の架橋重合体粒子の製造に使用できるモノマーとしては、更に以下を例示できる。
グリシジル( メタ) アクリレート、β−（３，4 ，エポキシシクロヘキシル)エチル( メタ) アクリレート等のエポキシ基含有( メタ) アクリレート、( メタ) アクリル酸等のカルボキシル基含有( メタ) アクリレート。また重合後、酸またはアルカリで加水分解することにより( メタ) アクリル酸にすることのできる( メタ) アクリル酸をエステル化したメチル( メタ) アクリレート、エチル( メタ) アクリレート、ｎ−プロピル( メタ) アクリレート、イソプロピル( メタ)アクリレート、ｎ−ブチル( メタ) アクリレート、イソブチル( メタ) アクリレート、ｔ−ブチル( メタ) アクリレート、２−エチルヘキシル( メタ) アクリレート、シクロヘキシル( メタ) アクリレート、テトラフルフリル( メタ) アクリレート、イソボルニル( メタ) アクリレート、β−( パラフロロオクチル) エチル( メタ) アクリレート、２，２，２−トリフロロエチル( メタ) アクリレート、２，２，３，３−トリフロロプロピル( メタ) アクリレート、２，２，３，４，４，４−ヘキサフロロブチル( メタ) アクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート
【００３７】
上記のモノマーを重合させる際には、更に以下のモノマーを共重合させることができるが、本発明はこれらの共重合可能なモノマーに限定されるものではない。
メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、スチレン、α−メチルスチレン、（メタ）アクリロニトリル
【００３８】
重合法は限定されず、分散重合、懸濁重合、シード重合、乳化重合を例示できる。特に好適な重合法は分散重合法であり、これにより分散媒に染料が溶出しにくい粒子が製造可能である。
【００３９】
本発明の粒子には、染料化合物を化学結合させることができる。染料化合物の種類、色彩は限定されず、二種以上を使用してもよい。染料化合物は、重合体微粒子に含浸させるため、取り扱い上、水系溶剤に溶解するものであるのが好ましい。染料の種類は以下を例示できる。
アゾ系染料、ナフトール系染料、アントラキノン系染料、インジゴ系染料、カーボニウム系染料、キノンイミン系染料、シアニン系染料、キノリン系染料、ニトロ系染料、ニトロソ系染料、ベンゾキノン系染料、ナフトキノン系染料、ナフタルイミド系染料、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
【００４０】
好適な実施形態においては、加水分解性シリル基を有する架橋性重合体微粒子の架橋時に、加水分解性シリル基を有する染料化合物を取り込ませることにより、染料を微粒子内部に固定することによって、染料含有重合体微粒子を得る。この粒子の表面の活性水素を保護基によって置換する。この染料含有重合体微粒子は、特開平１０−３１９４１２号公報に、液晶表示素子用スペーサー用途として開示されている。
【００４１】
（相互侵入高分子網目構造）
好適な実施形態においては、架橋重合体に相互侵入高分子網目構造が形成されている。このような相互侵入高分子網目構造を形成するためには、架橋性官能基を有する重合体粒子に、相互侵入高分子網目構造を生成し得る化合物を含浸させ、架橋反応させる。このような処理を施すことにより、絶縁性分散流体中における粒子の膨潤や染料の溶出を効果的に防止できる。
【００４２】
「相互侵入高分子網目構造を形成し得る化合物」は、粒子に含浸させることが可能であって、更に粒子内部において加熱によって相互侵入高分子網目構造を生成することができるような化合物であれば、限定されない。好適な実施形態においては、本化合物は、相互に架橋反応し得る官能基を複数有する。このように、本化合物が複数の官能基を有し、各官能基において架橋反応が進行することによって、相互侵入高分子網目構造が生成する。このような官能基としては、以下を例示できる。これらの官能基は、１つの化合物に一種類または二種類以上包含されている。
エポキシ基、加水分解性シリル基、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、イミノ基
【００４３】
エポキシ基を有する前記化合物としては、以下を例示できる。
エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリグリシジルトリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ソルビタンポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、３−グリシジドキシプロピルトリメトキシシラン、３，４−エポキシブチルトリメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル) エチルトリメトキシシラン
【００４４】
加水分解性シリル基を有する化合物としては、以下を例示できる。
テトラエトキシシラン、２−トリメトキシシリルエチルトリメトキシシラン、６−トリメトキシシリルヘキサメチレントリメトキシシラン、ｐ−ジメトキシシリルエチルベンゼン、テレフタル酸ジ−３−トリメトキシシリルプロピル、アジピン酸ジ−３−トリメトキシシリルプロピル、イソシアヌル酸トリ−３−メチルジメトキシシリルプロピル
【００４５】
また、相互侵入高分子網目構造を形成する結合としては、エーテル結合、シロキサン結合、エーテル結合とシロキサン結合との組み合わせを例示できる。
【００４６】
好適な実施形態においては、架橋反応後の粒子を、好ましくは１５０℃から２５０℃の温度で加熱処理する。これによって、絶縁性分散流体中における粒子の膨潤や染料の溶出を一層効果的に抑制できる。
【００４７】
本発明の電気泳動用粒子の用途は限定されないが、画像表示用途が特に好ましい。図３は、インプレーン型の表示素子の一例を模式的に示す図である。図３においては、基板９と対向基板８との間にセルが形成されている。基板９上に、平面状の共通電極１３が形成されており、共通電極１３上に白色散乱絶縁層１２が形成されており、その上に駆動電極１０および透明絶縁層１１が形成されている。透明絶縁層１１上に絶縁性分散流体１４が充填されており、流体１４内に電気泳動用粒子６が分散されている。粒子６が正に帯電している場合には、共通電極１３を接地し、駆動電極１０にマイナスのバイアス電圧を印加すると、粒子６は駆動電極１０上に集中し、白色散乱層１２が露出し、表示面が白色化する。駆動電極１０にプラスのバイアス電圧を印加すると、粒子は流体１４内に分散し、白色散乱層１２が遮蔽され、表示面が黒色化する。
【００４８】
上記において、画像表示素子の方式は特に限定されず、図３に示した方式以外の方式でもよい。例えば、共通電極と駆動電極との間に流体１４を介在させることができる。また、マイクロカプセル中に分散液を封入し、マイクロカプセル内で粒子を電気泳動させることによって、表示を行うこともできる。図４は、マイクロカプセル型のセル１を示す模式図である。上部基板２Ａと下部ガラス基板２Ｂとの各表面に各電極３Ａ、３Ｂを形成する。電極３Ａと３Ｂとの間には、絶縁層４を介してマイクロカプセル５が固定されている。マイクロカプセル５内には、絶縁性分散流体７と粒子６とが封入されている。上下の電極３Ａと３Ｂとの間に電圧をかけることにより、粒子６を上下に泳動させ、表示を行う。
【００４９】
これらの表示素子自体は、例えば、「ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦＰＤ  Ｗｏｒｌｄ  ２０００．１２」第１１６−１１８頁：「Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ    ＦＰＤ  Ｗｏｒｌｄ  ２００１．５」第１１６−１１８頁：「ＮＩＫＫＥＩ  ＭＩＣＲＯＤＥＶＩＣＥＳ」２００１年２月号、特開平１１−１１９７０４号公報、特開２０００−８９２６１号公報、特開２０００−２５８８０５号公報に記載の各表示素子を例示できる。
【００５０】
図５は、図４のマイクロカプセル５の一部を拡大して示す模式図である。粒子６の表面には、水酸基やシラノール基に由来する活性水素が存在している。また、マイクロカプセルの絶縁膜１６の表面には、水素結合可能な官能基（例えば水酸基、カルボニル基、カルボキシル基、アミノ基）が存在している。そして、粒子６の表面の活性水素と、絶縁膜１６の表面の活性水素との間で水素結合が生成し、吸着現象が生じる。
【００５１】
【実施例】
〔比較例１：粒子表面にシラノール基を有する着色架橋重合体微粒子Ｃの製造〕
（加水分解性シリル基を付加させた染料化合物溶液Ａの製造）
分子中にアミノ基を有する染料（オリエント工業（株）製「VALIFAST BLACK 3810 」５ｇ、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン２ｇおよびメチルエチルケトン５０ｇを１００ｍｌ容のフラスコに仕込み、５０℃まで昇温して１時間保持した後、冷却した。次いで、メタノール２ｇを加え、エバポレーションしたところ、加水分解性シリル基を有する染料化合物を含む反応液Ａが得られた。
【００５２】
（着色架橋重合体微粒子Ｃの製造）
攪拌機、冷却管、温度計およびガス導入管を付けた２０００ｍｌ容のフラスコにスチレン１９８ｇ、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン５７ｇ、ポリビニルピロリドン７６．５ｇ、メタノール８５４ｇおよび水２２ｇを仕込み、窒素気流下で６２℃まで昇温した。その後、４，４’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）１２ｇを投入し、７時間析出重合させることによって、加水分解性シリル基を有する架橋性重合体微粒子を含有するスラリーを得た。このスラリー中に存在する未反応の重合性ビニル単量体を除去したメタノール分散液１００ｇに対し、前記反応液Ａを５０ｇ加え、６０℃まで加熱した。次いで、架橋触媒としてｐ−トルエンスルホン酸１１．５ｇをメタノール５０ｇに溶解したものを加えて３時間反応させ、冷却、中和した。その後、このスラリーを濾過・洗浄して着色架橋重合体微粒子Ｂを得た。
【００５３】
この着色架橋重合体微粒子Ｂを１８０℃で１６時間加熱処理することによって、粒子内部に存在する加水分解性シリル基由来のシラノール基を脱水縮合させた。これにより、粒子表面に加水分解性シリル基由来のシラノール基を有する着色架橋重合体微粒子Ｃを得た。得られた着色架橋重合体微粒子Ｃの平均粒子径は６．７μｍであった。
【００５４】
〔比較例２：粒子表面にシラノール基および水酸基を有する着色重合体微粒子Ｄ〕
２ｇの着色架橋重合体粒子Ｂに対して、相互侵入高分子網目形成化合物（２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン）１ｇを溶解させたトルエン溶液２ｇを加え、エポキシを含浸させた。次いで、このエポキシ含浸粒子Ｂを２００℃で１６時間加熱した後、洗浄することにより、粒子表面に加水分解性シリル基由来のシラノール基およびエポキシ基由来の水酸基を有する着色架橋粒子Ｄを得た。着色架橋粒子Ｄの平均粒子径は７．２μｍであった。
【００５５】
〔実施例１：粒子Ｃ表面の活性水素をシリル化した着色架橋重合体粒子Ｆの製造）
３０ｇの着色架橋重合体粒子Ｃに対して、ヘキサメチルジシラザン３０ｇを加え、９０℃で５時間反応させた後、洗浄および乾燥することにより、粒子表面のシラノール基の活性水素をトリメチルシリル基で置換した着色架橋重合体粒子Ｆを得た。
【００５６】
〔実施例２〕（粒子Ｄ表面の活性水素をシリル化した着色架橋重合体粒子Ｇの製造）
３０ｇの着色架橋重合体粒子Ｄに対して、ヘキサメチルジシラザン３０ｇを加え、９０℃で５時間反応させた後、洗浄および乾燥することにより、粒子表面のシラノール基および水酸基の活性水素をトリメチルシリル基で置換した着色架橋重合体粒子Ｇを得た。
【００５７】
〔実施例３〕（粒子Ｄ表面の活性水素をシリル化した着色架橋重合体粒子Ｈの製造）
１０ｇの着色架橋重合体粒子Ｄを２０ｇのトルエンに分散させた溶液に、イミダゾール２．４ｇおよびトリフェニルクロルシラン２ｇを加え、９０℃で５時間反応させた後、洗浄および乾燥することにより、粒子表面のシラノール基および水酸基の活性水素をトリフェニルシリル基で置換した着色架橋重合体粒子Ｈを得た。
【００５８】
〔実施例４〕（粒子Ｄ表面の活性水素をアルキル化した着色架橋重合体粒子Ｉの製造）
５ｇの着色架橋重合体粒子Ｄを１０ｇのトルエンに分散させた溶液に、水素化ナトリウム１．５ｇおよび臭素化ｎプロピル１ｇを加え、常温にて５時間反応を行った後、洗浄および乾燥することにより、粒子表面のシラノール基および水酸基の活性水素をｎプロピル基で置換した着色架橋重合体粒子Ｉを得た。
【００５９】
〔粒子の電気泳動評価〕
粒子Ｃ、Ｄ、Ｆ、Ｇ、ＨおよびＩを、それぞれ１ｇを絶縁性液体（ＥＸＸＯＮ社製「Ｉｓｏｐａｒ  Ｇ」）１００ｇに分散させ、分散助剤を５ｍｇ加え、絶縁性分散流体を得た。この分散流体を、図６に示すようなセルに充填した。図６のセルにおいては、一対のガラス基板１７にそれぞれ透明電極膜（ＩＴＯ）１８を形成し、各電極１８をポリイミド絶縁膜１９によって被覆している。各絶縁膜１９の間に絶縁性分散流体１４を充填してある。電極１８の間隔は１００μｍである。
【００６０】
このセルの電極１８間に３００Ｖの電圧を１秒間印加した後、直ちに印加電圧の極性を反転させ、粒子の泳動状態の確認を行った。次いで、このセルを１週間放置した後、このセルに更に反対の極性の電圧を印加し、粒子の泳動性を評価した。評価結果を表１に示す。
【００６１】
【表１】
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【００６２】
この結果から、粒子表面に活性水素を有する粒子Ｃ、Ｄはポリイミドのカルボニル基あるいはイミノ基との間で水素結合を形成し、泳動不良となったものと考えられる。活性水素をシリル基、アルキル基等で置換した実施例の粒子は、一週間放置後においても、泳動安定性に優れていることが確認された。
【００６３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、架橋重合体微粒子からなる電気泳動用粒子を用いて、表示素子に、一週間前の吸着時の印加電圧とは反対の極性の電圧を印加したときにも、粒子を泳動させることができた。これによって、表示品質が保持される実用的な表示素子を提供することに初めて成功した。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、表面に活性水素Ｈを有する粒子を模式的に示す図であり、（ｂ）は、表面の活性水素が保護基Ｐｒｏによって置換された粒子を模式的に示す図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ粒子表面の官能基の好適例を示す図である。
【図３】インプレーン型の表示素子を示す模式図である。
【図４】マイクロカプセル型の表示素子を示す模式図である。
【図５】マイクロカプセルの粒子６と絶縁膜１６とを拡大して示す模式図である。
【図６】本発明の実施例において使用したセルを示す模式図である。
【符号の説明】
１  表示素子        ２Ａ、２Ｂ  ８、９  基板        ３Ａ、３Ｂ  電極        ５  マイクロカプセル        ６  電気泳動用粒子        ７、１４  絶縁性分散流体        １０  駆動電極        １１  透明絶縁層        １２  白色散乱層        １３  共通電極        １６  マイクロカプセルの絶縁膜        Ｈ  活性水素        Ｒ  水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基、アリール基またはアラルキル基        Ｒａ  アルキル基、アリール基、アラルキル基        Ｔ  加水分解可能な基        Ｐｒｏ  保護基
【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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