JP2003186057A

JP2003186057A - 多孔質体を用いた電気泳動粒子、その製造方法、及びそれを用いた電気泳動装置

Info

Publication number: JP2003186057A
Application number: JP2001387444A
Authority: JP
Inventors: Tomonari Horikiri; 智成堀切
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2003-07-03

Abstract

(57)【要約】【課題】電気分散媒と電気泳動粒子との比重差を解消
すること。【解決手段】均一かつ規則的に配列する空孔を備えた
多孔質体を含み構成されることを特徴とした電気泳動粒
子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気泳動粒子に関
するものである。より詳しくは構造を制御された多孔質
体を用いて作成された新規な電気泳動粒子、その製造方
法及びそれを用いた電気泳動装置に関するものである。

【０００２】

【背景技術】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。しかしながら、これらの液晶表示装
置では、画面を見る角度や反射光による画面上の文字の
見づらさや、光源のちらつき・低輝度等から生じる視覚
へ負担が未だ十分に解決されていない。この為、視覚へ
の負担の少ない表示装置の研究が盛んに検討されてい
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、
ＨａｒｏｌｄＤ．Ｌｅｅｓ等により発明された電気泳
動表示装置（米国特許第３６１２７５８号公報）が知ら
れている。従来の電気泳動表示装置の構成及びその動作
原理を図３に示す。この装置は、帯電した電気泳動粒子
３１と着色色素が溶解された電気泳動用分散媒３２とこ
の分散媒を挟んで対峙する一組の電極３３、３４からな
っている。各素子間には、上下基板の間隔を一定に保つ
ため及び電気泳動粒子の素子間の偏りを防止するための
スペーサー兼隔壁３５が形成されている。駆動は、電極
３３、３４を介して泳動用分散媒３２に電圧を印加する
ことにより、電気泳動粒子３１を粒子自身持つ電荷と反
対極性の電極に引き寄せて行う。表示はこの電気泳動粒
子３１の色と、電気泳動粒子の色相と異なり着色色素が
溶解された電気泳動用分散媒３２の色によって行われ
る。

【０００４】最近では、電気泳動粒子と電気分散媒を微
小なマイクロカプセルに封入し、これらを基板上に並べ
て表示装置とする方法も提案されている（米国特許第６
０６７１８５号公報）。この方法の特徴は、分散系をカ
プセル内に保持させているため、基板上に容易に塗布形
成できることにある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の電気泳動表示装置は、電気泳動粒子の比重が大きく、
重力の作用で経時的な電気泳動粒子が浮き沈みを生じて
しまう。それを防ぐために比重の重い分散媒を選択し比
重差を解消するか、添加剤を加えることで長時間安定に
分散させるかが検討されているが、いまだ良好な結果を
見出すまでには至ってない。

【０００６】そこで、本発明は電気分散媒と電気泳動粒
子との比重差を解消することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明に係る電気泳動粒子は、均一かつ規則的に
配列する空孔を有する多孔質体からなることを特徴とす
る。

【０００８】空孔が粒子、分子を鋳型として形成された
ものであるのが好ましい。

【０００９】また、該電気泳動粒子の少なくとも内部、
表面、その周囲、または該多孔質体の孔中に、比重を調
整するための物質を有することを特徴とする。

【００１０】さらに、該多孔質体を核として、無機化合
物または有機化合物がコーティングされていること、該
多孔質体中に、顔料または染料が含浸されていることを
特徴としている。

【００１１】また、該多孔質体がメソ孔またはマクロ孔
を有していること、該多孔質体が無機化合物からなるこ
とを特徴としている。

【００１２】さらに本発明に係る電気泳動粒子の製造方
法は、空孔の鋳型となる物質と、少なくとも１種類以上
の多孔質前駆体から多孔質体を作成する工程と、該多孔
質体から鋳型となる物質を除去して中空の構造とする工
程と、該多孔質体の空孔内へ、ガス、顔料または染料、
液体の中から少なくとも１つ以上のものを含ませ、固定
化する工程と、多孔質体を核として、その周囲にコーテ
ィング材によりコーティングする工程と、を含むことを
特徴とする。

【００１３】また、本発明に係る電気泳動装置は、少な
くとも該電気泳動粒子と、該電気泳動粒子が分散された
分散媒と、電極が形成された基板を有する電気泳動装置
において、該電気泳動粒子が実質的に均一かつ規則的に
配列する空孔を有する多孔質体からなることを特徴とす
る。

【００１４】また、本発明に係る電気泳動粒子は、多孔
質を含み構成され、該多孔質体が空孔の鋳型となる材料
を内部に有する多孔質前駆体から該材料を除去して形成
されていることを特徴とする。

【００１５】また、本発明に係る電気泳動表示装置は、
複数の領域にそれぞれ電気泳動粒子と該電気泳動粒子が
分散された分散媒を有する電気泳動表示装置であって、
該電気泳動粒子は均一かつ規則的な空孔を有する多孔質
体を含み構成され、且つ該電気泳動粒子の比重と同一の
比重の分散媒中にそれぞれ分散されていることを特徴と
する。

【００１６】なお、本発明は、電気泳動粒子に多孔質体
を用いることを特徴の一つとする。その孔径は、電気泳
動粒子として機能すれば、特に限定されるものではない
が、例えば２ｎｍ〜５０ｎｍのメソ細孔領域にあること
が好ましい。多孔質を用いることで、分散媒に対する比
重を小さくすることができる。

【００１７】本発明者らは、鋭意研究の結果、上述した
ような、多孔質を有する電気泳動粒子が、効率的に分散
粒子と分散媒との比重差を十分小さくできるということ
を見いだし本願発明に至った。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を用いて詳細
に説明する。

【００１９】図１に本発明の一実施形態である電気泳動
粒子とその粒子の拡大した模式図を示す。

【００２０】電気泳動粒子中に、孔１１が孔径が均一か
つ規則的に配列され、その状態が多孔質を形成する材料
１２により保持されている。従って、孔径が均一かつ規
則的に配列させているドメインがあればよく、電気泳動
粒子中にそのドメインが１つ（モノドメイン）でも複数
でも存在して良い。

【００２１】この時の孔の大きさ（孔径）は、メソ孔か
マクロ孔であることが好ましい。ＩＵＰＡＣ（国際純正
および応用化学連合）によれば、多孔質体は、細孔径が
２ｎｍ以下のマイクロポーラス、２ｎｍ〜５０ｎｍのメ
ソポーラス、５０ｎｍ以上のマクロポーラスに分類され
る。

【００２２】ここで言う均一とは、多孔質体中の孔径の
分布の幅が少ない状態である。多孔質体中の９９％の孔
の分布が、平均値の±６０％以内、好ましくは、−３
０％〜＋３０％の範囲に収まるとよい。

【００２３】また、規則的とは、Ｘ線回折像などで得ら
れる規則的な周期構造を有する状態が挙げられる。ラン
ダムな細孔構造を有する構成の場合、比表面積を大きく
すると、粒子としての強度が弱まり、電気泳動粒子とし
ての耐久性に問題が生じる。規則的な構造の範囲とし
て、Ｘ線回折像のピークの面間隔値と半値幅における面
間隔値が±３０％以内、好ましくは−２０％〜＋２０％
であるとよい。

【００２４】この孔１１内部には１種類以上の物質を有
してもよく、多孔質体１３の周囲にも物質１４により被
覆されていてもよい。

【００２５】空孔を均一かつ規則的に配列することで、
効率的に分散粒子と分散媒との比重差を十分小さくでき
る。さらに、比表面積を大きくすることができ、従来に
ない高濃度の着色も可能になる。

【００２６】そして、本発明に係る製造方法で同時に作
成された複数の電気泳動粒子は、粒子間の比重のばらつ
きを抑えることができ、着色に於いても、高濃度かつ粒
子間の着色のばらつきを抑えることが可能となる。

【００２７】とりうる孔の形状は、孔の断面の形が幾何
学的、非幾何学的な形状であればよく、好ましくは円、
四角形、六角形である。また立体的な形状も特に限定し
ないが、好ましくは、円柱状、チューブ状、球状であ
る。また、これらの配置も少なくとも１次元の方向が揃
っていれば良い。具体的にはヘキサゴナル構造、キュー
ビック構造、ラメラ構造等が挙げられ、好ましくはヘキ
サゴナル構造、キュービック構造である。

【００２８】これらの配置、形状の状態を分析する方法
としては、Ｘ線回折装置、走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、細孔分布測定装置
等である。また、これらの方法により、孔径の均一性も
見積もることが可能である。例えば、Ｘ線回折におけ
る、ピーク最大値の時の面間隔値と、回折ピークの半値
幅のおける面間隔の値から均一性を見積もる方法、細孔
分布測定装置で測定してＢＪＨ細孔分布解析法を用いて
見積もる方法が挙げられるが、少なくとも何らかの分析
法により、孔径の均一性が±６０％以内にあるのがよ
い。

【００２９】均一な多孔質体の空孔を形成させるために
は、分子または粒子を鋳型（テンプレート）にして用い
る方法が挙げられる。多孔質体の前駆体と、鋳型になる
分子を溶媒中に混在させ、多孔質体の孔中に鋳型の分子
が入り込んだ構造体が形成された後、鋳型となる分子を
取り除く。

【００３０】分子を鋳型として用いる場合には、界面活
性剤を用いることがあげられる。これらの界面活性剤の
集合体（ミセル）が鋳型となって孔が形成される。

【００３１】溶媒としては、水が一般的であるが、その
他に、アルコール類、エーテル類を含む有機溶媒などを
添加したものを用いても良い。これらの添加量は、作成
条件に依存する。例えば、後述するケイ素化合物の加水
分解によりメソポーラスシリカを作成する場合は、該加
水分解に必要な量があればよく、特に限定しない。

【００３２】ここで溶媒中で界面活性剤が形成するミセ
ルの種類は、層状ミセル、棒状ミセルなどがあげられ
る。さらにミセルによりリオトロピック液晶性を示すこ
とが好ましく、その際の液晶の相状態はラメラ相、ヘキ
サゴナル相などが好ましい。

【００３３】粒子を鋳型として用いる場合としては、粒
径が５０ｎｍ〜１００ｎｍの粒子であれば良く、特に限
定しない。しかし、粒径分布はできるだけ少ない方がよ
く、また形状も球状で、より好ましくは真球に近い形状
である。

【００３４】多孔質体を形成する材料としては、有機材
料、無機材料であれば良く特に限定しないが、好ましく
は無機材料である。

【００３５】多孔質体を形成する材料が有機材料である
ならば、特に限定はしないが、好ましくは高分子材料、
またはそのモノマーがあげられ、より好ましくは熱可塑
性ポリマー、モノマーである。この場合の粒子の作成す
る一例としては、規則性を持って配列している状態の分
子または粒子の鋳型中に、モノマーを溶解し、その場重
合をすることで固化させる方法である。

【００３６】また、多孔質体を形成する材料が無機材料
であるならば、特に限定はしないが、好ましくは無機酸
化物、有機化合物―無機化合物のハイブリット材料が挙
げられる。また、構成される無機元素は限定しない。し
かし、好ましくは、ケイ素、ジルコニウム、アルミニウ
ム、チタン、鉄、スズ、銅、クロム、モリブデン、コバ
ルト、アンチモン、亜鉛などが挙げられる。この場合、
含有する元素は１種類でも、２種類以上含有しても良
い。

【００３７】無機酸化物を形成する物質としては、加水
分解重縮合などの何らかの方法で無機酸化物を生成する
化合物であればよい。特に限定しない。ケイ素酸化物を
例にして具体的な化合物を例示すると、オルトケイ酸メ
チル、オルトケイ酸エチルなどに示される、アルコキシ
ケイ素化合物及びヘキサメトキシジシロキサンなどに代
表されるアルコキシケイ素化合物のオリゴマー、テトラ
クロロシランに代表されるクロロシラン化合物及びこれ
らのオリゴマーなどが挙げられるが、より好ましくはオ
ルトケイ酸エチルが挙げられる。

【００３８】また、生成される無機酸化物中に，有機基
があるような無機−有機ハイブリット材料を用いる場合
は、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシ
シラン等のように、重合後の無機高分子の側鎖に有機基
を有する化合物、１，２−ビス（トリクロロシリル）エ
タン、１，２−ビス（トリエトキシシリル）エタン等の
ような主鎖に有機基を有する化合物、またこれらのテト
ラ（アセチルアセトナト）チタンなどのような錯体など
が挙げられる。

【００３９】この添加量は、使用する分子鋳型または粒
子鋳型との相性により変化するため、特に限定しない。
しかし、少なすぎると構造を固定化できず、また加えす
ぎると構造自体が形成されなくなる。

【００４０】また、使用する化合物の種類も１種類でも
２種類以上であっても良い。

【００４１】上記以外の物質以外でも必要がある場合、
添加剤を加えても良い。例示するならば、重合開始剤、
触媒、孔径調整剤等である。添加量は、適宜選択され
る。

【００４２】また上記の鋳型および多孔質の材料の組み
合わせとしては、特に限定しないが、鋳型が有機材料の
場合には多孔質体が無機材料、有機材料のどちらでもよ
く、鋳型が無機材料の場合は、多孔質体が有機材料であ
る組み合わせが好ましい。これは鋳型を除去する際の除
去選択性を上げるためである。

【００４３】本発明における多孔質体の一例として、径
の揃ったメソポアが蜂の巣状に配列した構造を有するメ
ソポーラスシリカ等が挙げられる。この合成方法に関し
ては、“Ｎａｔｕｒｅ”第３５９巻７１０頁、および
“ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉ
ｅｔｙＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏ
ｎｓ”の１９９３巻６８０頁に詳しく記載されている。

【００４４】この両者ともに、界面活性剤の集合体が鋳
型となってシリカの構造制御が行われていると考えられ
ている。このような規則的な細孔構造を有するメソポー
ラスシリカは、種々のマクロスコピックな形態を示すこ
とが知られている。例示すると、薄膜、ファイバー、微
小球、モノリスなどが挙げられ、特に微小球において
は、”Ｎａｔｕｒｅ”の第３９８巻２２３頁や、”Ｊｏ
ｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌＣｈｅｍｉｓｔ
ｒｙ“ の第１１巻９５１頁に記載されているような、
サブミクロンから数ミクロンのメソポーラスシリカの球
状微粒子の作成方法が挙げられる。

【００４５】また、多孔質体の孔中、表面またはその周
囲に１種類以上の物質を有してもよい。

【００４６】ここで言う物質は、比重を調整する、また
は着色させることを目的とする物質であり、上記の物質
が孔中にあることによって、比重を調整する、または着
色させることが可能となる。

【００４７】比重を調整する場合、分散媒より比重が大
きい場合は、比重の小さい物質を孔中に含浸させ、分散
媒より小さい場合は、比重の大きい物質を含浸させる。

【００４８】その場合の物質は公知のものであれば良
く、特に限定しない。

【００４９】また、着色させる場合には、公知の顔料ま
たは染料であれば良く、特に限定しないが、孔に入る大
きさの分子構造を有することが必要である。

【００５０】また、比重の調整や、着色を充分に行うた
めには、粒子の重心近傍まで物質が含浸する構造を有す
る多孔質体であるとよい。このような構成は、粒子の表
面から重心近傍まで貫通した孔を有することで実現可能
である。より詳しくは、粒子の表面から重心近傍を貫く
チューブ状の孔を有する多孔質体などがよい。

【００５１】上記の物質が周囲にある場合、その一例と
して無機化合物または有機化合物でコーティングする場
合が挙げられる。この場合の材料は特に限定しないが、
多孔質体中に含まれる物質が周囲に溶解、拡散しないよ
うに覆う必要がある。また、このコーティング剤中に、
帯電を制御する物質、電気泳動粒子の凝集を防ぐ物質、
染料、顔料比重調整剤などが含有されていても良い。

【００５２】本発明の電気泳動粒子の粒径は、５０ｎｍ
から１００μｍあればよく、好ましくは０．１μｍから
５０μｍ、より好ましくは０．２μｍから１０μｍであ
る。粒子の形状は特に限定しないが、好ましくは球状
で、真球に近い程、より好ましい。また、比重に関して
も、４℃の水に対する比重が０．６から２．０であれば
よく、好ましくは０．６から１．５、より好ましくは
０．７から１．２である。比重の測定法に関しては公知
の方法であればよいが、比重が既知の溶液中に分散さ
せ、沈降の度合いから判断する簡便な方法でも良い。

【００５３】次に本発明に係る電気泳動粒子の製造方法
について説明をする。

【００５４】本発明の１実施形態である製造方法は大き
く３つの工程がある。

【００５５】まず第１の工程は、空孔の鋳型となる物質
と、少なくとも１種類以上の多孔質前駆体とを少なくと
も有し、該多孔質前駆体から多孔質体を作成する工程で
ある。

【００５６】また第２の工程は、多孔質体から鋳型とな
る物質を除去して中空の構造とする工程であり、第３の
工程は、多孔質体の空孔内へ、ガス、固体、液体の中か
ら少なくとも１つ以上の物質を含ませ、担持させる工程
である。

【００５７】多孔質体を形成させる第１の工程では、少
なくとも前述したような空孔の鋳型となる物質、多孔質
前駆体が必須であるが、この他に触媒、溶媒を加えても
良い。またこれらの添加（混合）する順番は特に限定し
ないが、好ましくは、反応開始剤を最後に加え、反応を
開始することが好ましい。また、反応時において、加
熱、または減圧を行うことにより反応の進行を促進して
も良い。

【００５８】鋳型を除去する第２の工程では、孔中から
鋳型を除去する方法はいくつかあり、焼成、溶剤抽出、
オゾン処理、超臨界状態の流体を用いた抽出等が挙げら
れるが特に限定しない。例えば、鋳型が有機化合物であ
る場合、空気中、５００℃で１０時間焼成することによ
って、構造をほとんど破壊することなく多孔質体から完
全に鋳型を除去することができる。オゾン処理は、紫外
光によって生成するオゾンを用いて鋳型を酸化し、細孔
内から除去する方法で、例えば出力６．８Ｗ、波長２５
４ｎｍ〜１８０ｎｍの紫外光を用いて２４時間室温で処
理することにより、ほぼ完全に鋳型を除去することが可
能である。オゾン処理は、試料に熱ダメージを与えない
ので、焼成に耐えられない多孔質体から鋳型成分を除去
するのに適した方法である。また、溶剤抽出を用いる
と、１００％の鋳型の除去は困難ではあるものの、特殊
な装置を用いることなく、多孔体から鋳型成分を除去す
ることが可能である。また、鋳型が無機化合物である場
合、例えばフッ化水素ガスまたは水溶液中にさらすこと
により、選択的に除去することが可能となる。

【００５９】空孔内にガス、固体、液体等を固定化する
第３の工程の方法もいくつかあり、例えばガス、液体な
らそのまま、固体なら溶融させるか溶媒に溶解させるな
どして、多孔体に接すればよい。一例として、密閉可能
な容器に多孔質体を入れ、減圧にして多孔質の孔中の吸
着された水分や空気などを十分放出させ、減圧状態のま
ま前記のガス、固体液、液体を加えることで常圧に戻す
ことで、孔中に含浸、吸着させることが可能である。溶
媒で溶解した固体の場合、この後ろ過、乾燥させて溶媒
を除去することにより、目的の多孔質体を作成すること
ができる。

【００６０】また必要に応じて、多孔質体を核として、
その周囲にコーティング材によりコーティングする工程
を行なっても良い。この場合の方法としては、公知の方
法を用いてよい。一例としては、スプレーコーティング
法、ｉｎｓｉｔｕ重合法、スパッタ法、めっき法等が
挙げられ、用いる材料に最適な方法が選択される。

【００６１】さらに必要に応じて、得られた電気泳動粒
子の粒径分布を調節するために、分級操作を行なう。

【００６２】図２に本発明の電気泳動粒子を用いた電気
泳動装置の一例を示す。電気泳動装置は公知のものであ
れば良く、特に限定しない。少なくとも本発明の電気泳
動粒子２１と、該電気泳動粒子が分散された分散媒２２
と、電極２３または２４が形成された基板を有していれ
ばよい。

【００６３】また、多色化に対応した表示装置を作成し
たい場合、本発明に係る同一の製造方法で作成した複数
の電気泳動粒子を、それぞれ異なる色に着色することで
実現可能となる。この場合、着色剤の種類によって粒子
の比重が変わるが、各色の分散媒の比重を調整すること
で対応可能である。

【００６４】電気泳動粒子に関する提案はいくつか存在
する。たとえば、特開平２−１４１７３０号公報に、電
気泳動粒子として、金属酸化物コロイド粒子を用いる方
法が開示されている。

【００６５】しかし、この場合、分散媒との比重差を十
分に小さくすることは困難である。

【００６６】また、多孔質材料を用いることで、電気泳
動粒子の比重を小さくするという提案がなされており、
特開平２−２４６３３号公報に、多孔質有機材料に無機
酸化物をコーティングする電気泳動粒子が開示されてい
る。しかし、多孔質の孔が不均一なためその強度や吸着
量等に問題がある。

【００６７】また、特開２０００−２２７６１２号公報
には、表面に顔料成分を有し、内部に空隙を有する微粒
子において、顔料成分が多孔質で形成されているものが
開示されている。

【００６８】しかし、この場合、着色できる材料に選択
性が無い。

【００６９】本発明の多孔質を用いた電気泳動粒子は、
多孔質の孔が均一なためその機械的強度等が粒子内で均
一である。また、着色できる材料に選択性を持たせるこ
とが可能であり、従来にあった、顔料コート層の厚さに
より、着色力（隠ぺい力）と粒子全体の比重の関係が相
反するといった問題を解消できる。従って、比重が小さ
く、かつ着色力が高いという２つの要素を備え持つ電気
泳動粒子を提供することが可能となった。

【００７０】

【実施例】以下に実施例をもって本発明を詳細に説明す
るが、本発明の適用範囲はそれらに限定されるものでは
ない。

【００７１】（実施例１）界面活性剤であるポリエチレ
ンオキシド−ポリプロピレンオキシド共重合体（Ｐｌｕ
ｒｏｎｉｃＰ１２３、ＢＡＳＦ社製）３ｇを３０ｇの
エタノール（キシダ化学（株）製）に溶解させ攪拌させ
ているところに、塩化チタン（ＩＶ）（キシダ化学
（株）製）５．７ｇを加えた。そして得られたゾル溶液
を大気中４０℃で７日放置した。

【００７２】こうして得られた粉末を空気中、室温から
４００℃まで、昇温速度２℃／ｍｉｎで、４００℃で１
０時間焼成させることにより、孔中の界面活性剤を加熱
分解除去した。これら焼成前後の粉末を、ＣｕＫα、管
電圧４０ｋＶ、管電圧３０ｍＡ、０．０２°ステップ、
１°／ｍｉｎの条件でＸ線回折により分析を行ったとこ
ろ、回折パターンが得られ、（１００）面の面間隔は焼
成前が１２．３ｎｍ、焼成後が１０．１ｎｍであり、焼
成後もピークを維持していること、透過型電子顕微鏡に
よる観察結果からヘキサゴナル構造に特徴的な構造をも
つ多孔質体が得られたことがわかった。また、回折ピー
ク最大値の時の面間隔値は、回折ピークの半値幅のおけ
る面間隔の値と６％の違いしかなく、非常に均一な構造
を有していることがわかった。

【００７３】また細孔分布測定装置で測定して、ＢＪＨ
細孔分布解析法を用いて孔径を見積もったところ、６．
５ｎｍを中心に半値幅が±１ｎｍで、比表面積は１２０
５ｍ ^２／ｇあった。

【００７４】こうして得られた多孔質体の中から大きさ
２μｍ〜３μｍを分級した。

【００７５】次に、分級した多孔質体をかく拌しなが
ら、加熱溶解しているポリエチレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社
製）をスプレーコートし、ポリエチレンにより被覆され
た電気泳動粒子を作成した。

【００７６】この電気泳動粒子の比重を確認するため、
比重０．８から０．９の溶液を調整し、電気泳動粒子を
加えて十分分散させて１週間放置したところ、沈殿も無
く、良好な結果を示した。

【００７７】電気泳動特性を評価するために、図２に示
すような電気泳動装置を用いて評価を行なった。絶縁性
液体２２にはイソパラフィン（商品名：アイソパー，エ
クソン社製）を使用した。イソパラフィンには、荷電制
御剤としてコハク酸イミド（商品名：ＯＬＯＡ１２０
０、シェブロン社製）を含有させた。その結果、表示劣
化等は全く見られず、各々の電気泳動粒子は、電気泳動
粒子が電極２３に移動させた状態では、速やかに移動
し、同様に電極２４に移動させた状態でも、速やかに移
動した。

【００７８】（実施例２）界面活性剤をＰｌｕｒｏｎｉ
ｃＰ１２３からエチレンオキシド−ブチレンオキシド
共重合体（ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌ社製、以下ＥＯ
７５ＢＯ４５と略す）に代えた以外は、実施例１と同じ
方法により、多孔質体を作成した。

【００７９】これをＸ線回折測定により測定したとこ
ろ、焼成前が、面間隔１０ｎｍの（１００）面、同じく
７．０ｎｍの（２００）面、５．８ｎｍの（２１１）面
に同定されるピークが、また焼成後も面間隔７．６ｎｍ
の（２００）面、同じく５．３ｎｍの（２１１）面に同
定されるピークが確認された。また、回折ピーク最大値
の時の面間隔値は、回折ピークの半値幅のおける面間隔
の値と１３％の違いしかなく、非常に均一な構造を有し
ていることがわかった。

【００８０】また透過型電子顕微鏡による観察結果か
ら、この多孔質は、キュービック構造を有することが確
認された。

【００８１】また細孔分布測定装置で測定して、ＢＪＨ
細孔分布解析法を用いて孔径を見積もったところ、６．
８ｎｍを中心に半値幅が±２ｎｍであった。

【００８２】こうして得られた多孔質体の中から大きさ
２μｍ〜３μｍを分級した。

【００８３】次に、分級した多孔質体をかく拌しなが
ら、加熱溶解しているポリエチレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社
製）をスプレーコートし、ポリエチレンにより被覆され
た電気泳動粒子を作成した。

【００８４】この電気泳動粒子の比重を確認するため、
実施例１と同様に比重０．８から０．９の溶液を調整
し、電気泳動粒子を加えて十分分散させて１週間放置し
たところ、沈殿も無く、良好な結果を示した。

【００８５】電気泳動特性を評価するために、実施例１
と同様に電気泳動装置を用いて評価を行なった。その結
果、表示劣化等は全く見られず、各々の電気泳動粒子
は、電気泳動粒子が電極２３に移動させた状態では、速
やかに移動し、同様に電極２４に移動させた状態でも、
速やかに移動した。

【００８６】（実施例３）界面活性剤であるセチルトリ
メチルアンモニウムブロミド（キシダ化学（株）製）
２．１ｇと、テトラメトキシシラン（東京化成（株）
製、以下ＴＭＯＳと略す）４．０ｇを、水７１ｇに溶解
させ、１５００ｒｐｍでよく攪拌した。この溶液に、ア
ンモニア水（キシダ化学（株）製）２ｇを水１５ｇに溶
解した水溶液を加え、そのまま攪拌をした。

【００８７】加えると透明な溶液がすぐ白濁し、ＴＭＯ
Ｓが加水分解し、シリカ粒子が形成されていることがわ
かった。そのまま一晩攪拌し、ろ過をして洗浄した。

【００８８】この粒子を空気中、室温から４００℃ま
で、昇温速度２℃／ｍｉｎ、４００℃で１０時間焼成さ
せることにより、孔中の界面活性剤を加熱分解除去し
た。これら焼成前後の粒子を、ＣｕＫα、管電圧４０ｋ
Ｖ、管電圧３０ｍＡ、０．０２°ステップ、１°／ｍｉ
ｎの条件でＸ線回折により分析を行ったところ、回折パ
ターンが得られ、（１００）面の面間隔は焼成前が３．
８ｎｍ、焼成後が３．７ｎｍであり、焼成後もピークを
維持していることからヘキサゴナル構造に特徴的な構造
をもつ多孔質体が得られたことがわかった。また、回折
ピーク最大値の時の面間隔値は、回折ピークの半値幅の
おける面間隔の値と４％の違いしかなく、非常に均一な
構造を有していることがわかった。

【００８９】この多孔質体の中から大きさ２μｍ〜３μ
ｍを分級した。

【００９０】次に、分級した多孔質体をかく拌しなが
ら、加熱溶解しているポリエチレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社
製）をスプレーコートし、ポリエチレンにより被覆され
た電気泳動粒子を作成した。

【００９１】この電気泳動粒子の比重を確認するため、
実施例１と同様に比重０．８から０．９の溶液を調整
し、電気泳動粒子を加えて十分分散させて１週間放置し
たところ、沈殿も無く、良好な結果を示した。

【００９２】電気泳動特性を評価するために、実施例１
と同様に電気泳動装置を用いて評価を行なった。その結
果、表示劣化等は全く見られず、各々の電気泳動粒子
は、電気泳動粒子が電極２３に移動させた状態では、速
やかに移動し、同様に電極２４に移動させた状態でも、
速やかに移動した。

【００９３】（実施例４）１５ｗｔ％水溶液になるよう
に調節された粒径０．２４μｍのラテックスビーズ（Ｄ
ｕｋｅＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）４０ｍｌを、大気
に開放できる容器に入れ、室温で１０時間かけて乾燥さ
せた。この後、４０ｖｏｌ％のチタンテトラブトキシド
（東京化成（株）製）のエタノール溶液をゆっくりと滴
下し、乾燥したラテックスビーズに含浸させた。十分エ
タノール溶液が浸漬したのを確認した後乾燥し、１６０
℃で５時間、続いて４５０℃で５時間焼成することで、
多孔質体を作成した。

【００９４】これの走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微
鏡により観察したところ、孔径は９５ｎｍであり、そこ
から見積もった孔径の不均一性は±１０ｎｍであった。

【００９５】得られた多孔質体は粉砕し、大きさ２μｍ
〜３μｍのものを分級した。

【００９６】次に、分級した多孔質体をかく拌しなが
ら、加熱溶解しているポリエチレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社
製）をスプレーコートし、ポリエチレンにより被覆され
た電気泳動粒子を作成した。

【００９７】この電気泳動粒子の比重を確認するため、
実施例１と同様に比重０．８から０．９の溶液を調整
し、電気泳動粒子を加えて十分分散させて１週間放置し
たところ、沈殿も無く、良好な結果を示した。

【００９８】電気泳動特性を評価するために、実施例１
と同様に電気泳動装置を用いて評価を行なった。その結
果、表示劣化等は全く見られず、各々の電気泳動粒子
は、電気泳動粒子が電極２３に移動させた状態では、速
やかに移動し、同様に電極２４に移動させた状態でも、
速やかに移動した。

【００９９】（実施例５）実施例１と同じ操作で、多孔
質体を作成し、２μｍ〜３μｍに分級した。この多孔質
を密閉可能な容器に入れ、３ｍｍＨｇ、１００℃で２時
間かく拌した。その後、ヘリウムガスを注入して常圧、
常温に戻した。その状態のまま、加熱溶解しているポリ
エチレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）をスプレーコートし、
ポリエチレンにより被覆された電気泳動粒子を作成し
た。

【０１００】この電気泳動粒子の比重を確認するため、
実施例１と同様に比重０．８から０．９の溶液を調整
し、電気泳動粒子を加えて十分分散させて１週間放置し
たところ、沈殿も無く、良好な結果を示した。

【０１０１】電気泳動特性を評価するために、実施例１
と同様に電気泳動装置を用いて評価を行なった。その結
果、表示劣化等は全く見られず、各々の電気泳動粒子
は、電気泳動粒子が電極２３に移動させた状態では、速
やかに移動し、同様に電極２４に移動させた状態でも、
速やかに移動した。

【０１０２】（実施例６）実施例１と同じ操作で、多孔
質体を作成し、２μｍ〜３μｍに分級した。この多孔質
を密閉可能な容器に入れ、３ｍｍＨｇ、１００℃で２時
間放置した。その後、ＤｉｓｐｅｒｓｅＲｅｄ１
（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）の１ｗｔ％エタノール溶液を注
入して常圧、常温に戻し、一晩放置した。その後ろ過
し、純水で洗浄後、乾燥した該粒子に、加熱溶解してい
るポリエチレン（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）をスプレーコー
トし、ポリエチレンにより被覆され赤色の電気泳動粒子
を作成した。

【０１０３】この電気泳動粒子の比重を確認するため、
実施例１と同様に比重０．８から０．９の溶液を調整
し、電気泳動粒子を加えて十分分散させて１週間放置し
たところ、沈殿も無く、良好な結果を示した。

【０１０４】電気泳動特性を評価するために、実施例１
と同様に電気泳動装置を用いて評価を行なった。その結
果、表示劣化等は全く見られず、各々の電気泳動粒子
は、電気泳動粒子が電極２３に移動させた状態では、速
やかに移動し、同様に電極２４に移動させた状態でも、
速やかに移動した。

【０１０５】（比較例１）シリカメソ多孔質体粒子をシ
リカゲル粒子（Ａｌｄｒｉｃｈ社製、比表面積６７５ｍ
^２／ｇ）に代えた以外は、全て実施例６と同じ操作で、
電気泳動粒子を作成した。実施例６のシリカメソ多孔体
と同質量のシリカゲル粒子を用い、実施例６と同量のＤ
ｉｓｐｅｒｓｅＲｅｄ１（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）の
１ｗｔ％エタノール溶液を含浸させ、吸着後のろ液の光
透過率を測定した。実施例６のろ液の方が比較例の１．
７８倍の光透過率となり、実施例６の粒子が高い着色力
を有していることがわかった。

【０１０６】さらに、実施例６と同じ操作で比重を評価
したものの、３日で沈殿し、本発明の多孔質によって、
比重が低下していることが確認できた。

【０１０７】本発明のシリカメソ多孔質体を用いた電気
泳動粒子は、比表面積の大きな多孔質体として存在する
ことができ、染料や顔料等の着色剤を孔がランダムな多
孔質体よりも多くの量を孔内に担持することができる。

【０１０８】すなわち、高い機械的強度を保持したま
ま、電気分散媒と電気泳動粒子との比重差を解消し、か
つ高い着色力を有する電気泳動粒子を提供することがで
きる。

【０１０９】さらに、一般的に用いられている分散媒の
比重より十分小さい粒子を形成することができるので、
比重の重い染料や顔料等を高濃度に担持させても、比重
を調整することが可能になる。これにより、様々な着色
を施した電気泳動粒子が作成可能であり、多色化に対応
した電気泳動表示装置を提供することができる。

【０１１０】

【発明の効果】本発明により、分散粒子と分散媒との比
重差の問題を解消できる電気泳動粒子を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における電気泳動粒子の一実施態様を示
す概略図である。

【図２】本発明の実施例中における電気泳動表示装置の
構成の一実施態様を示す概略図である。

【図３】従来の電気泳動表示装置の構成及びその動作原
理の一実施態様を示す概略図である。

【符号の説明】

１１孔１２多孔質を形成する材料１３多孔質体１４多孔質体の周囲を被覆する物質２１電気泳動粒子２２電気泳動用分散媒２３、２４電極２５隔壁３１電気泳動粒子３２電気泳動用分散媒３３、３４電極３５隔壁３６基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】均一かつ規則的に配列する空孔を備えた
多孔質体を含み構成されることを特徴とした電気泳動粒
子。
【請求項２】均一かつ規則的に配列する空孔が粒子、
分子を鋳型として用いて形成された空孔からなることを
特徴とした請求項１に記載の電気泳動粒子。
【請求項３】孔径の均一性が±６０％以内であること
を特徴とする請求項１に記載の電気泳動粒子。
【請求項４】該電気泳動粒子の少なくとも内部、表
面、その周囲、または該多孔質体の孔中に、比重を調整
するための物質を有することを特徴とした請求項１に記
載の電気泳動粒子。
【請求項５】該多孔質体を核として、無機化合物また
は有機化合物がコーティングされていることを特徴とし
た請求項１に記載の電気泳動粒子。
【請求項６】該多孔質体中に、顔料または染料が含浸
されていることを特徴とした請求項１に記載の電気泳動
粒子。
【請求項７】該多孔質体がメソ孔またはマクロ孔を有
していることを特徴とした請求項１から６に記載の電気
泳動粒子。
【請求項８】該多孔質体が無機化合物からなることを
特徴とした請求項１から６に記載の電気泳動粒子。
【請求項９】空孔の鋳型となる物質と、少なくとも１
種類以上の多孔質前駆体から多孔質体を作成する工程を
含むことを特徴とする電気泳動粒子の製造方法。
【請求項１０】該多孔質体から鋳型となる物質を除去
して中空の構造とする工程を含むことを特徴とする電気
泳動粒子の製造方法。
【請求項１１】該多孔質体の空孔内へ、比重を調整す
るための物質、顔料および染料の中から選ばれる少なく
とも１つ以上のものを含ませ、固定化する工程を含むこ
とを特徴とする電気泳動粒子の製造方法。
【請求項１２】多孔質体を核として、その周囲にコー
ティング材によりコーティングする工程を含むことを特
徴とする電気泳動粒子の製造方法。
【請求項１３】少なくとも該電気泳動粒子と、該電気
泳動粒子が分散された分散媒と、電極が形成された基板
を有する電気泳動装置において、該電気泳動粒子が実質
的に均一かつ規則的に配列する空孔を有する多孔質体か
らなることを特徴とした電気泳動装置。
【請求項１４】多孔質を含み構成される電気泳動粒子
であって、該多孔質体が空孔の鋳型となる材料を内部に
有する多孔質前駆体から該材料を除去して形成されてい
ることを特徴とする電気泳動粒子。
【請求項１５】複数の領域にそれぞれ電気泳動粒子と
該電気泳動粒子が分散された分散媒を有する電気泳動表
示装置であって、該電気泳動粒子は均一かつ規則的な空
孔を有する多孔質体を含み構成され、且つ該電気泳動粒
子の比重と同一の比重の分散媒中にそれぞれ分散されて
いることを特徴とする電気泳動表示装置。