JP2004133353A - 電気泳動表示用粒子、電気泳動表示用粒子分散液およびそれを用いた電気泳動表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】色濃度が高く、かつ隠ぺい力に優れた電気泳動表示用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】樹脂中に顔料粒子を内包し、平均粒径が０．１〜２０μｍの粒子であって、前記顔料粒子の粒径が少なくとも二つ以上の頻度極大値を有する電気泳動表示用粒子。複数の前記電気泳動表示用粒子と、これらの電気泳動表示用粒子が分散された分散媒とを備え、電極間に電圧を印加して該電気泳動表示用粒子を移動させることに基づき表示する電気泳動表示装置。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顔料含有電気泳動表示用粒子、電気泳動表示用粒子分散液および該電気泳動表示用粒子を移動させて表示を行う電気泳動表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器の発達に伴い、印字物のみならず、低消費電力か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。
【０００３】
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。また、より自然な表示を得る為、カラー化も進んでおり、この場合、カラーフィルターを別に設け、液晶をシャッターとして用いることでカラー表示を行っている。
【０００４】
しかしながら、こ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。
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、Ｈａｒｏｌｄ　Ｄ．Ｌｅｅｓ等により発明された電気泳動表示装置が知られている（特許文献１参照。）。
【０００５】
その他にも下記に示す電気泳動表示装置が提案されている（特許文献２参照。）。以下、この電気泳動表示装置について説明する。
図５は、そのような電気泳動表示装置の構造の一例を示す図であるが、この種の電気泳動表示装置は、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板１３ａ，１３ｂと、これらの基板１３ａ，１３ｂの間に充填された分散媒１２と、分散媒１２に分散された電気泳動粒子１１と、一方の基板１３ｂに沿うように配置された第１電極１４ａ及び第２電極１４ｂと、によって構成されている。この装置において、電気泳動粒子１１は、正極性又は負極性に帯電されているため、電極１４ａ，１４ｂに印加する電圧の極性に応じていずれかの電極１４ａ又は１４ｂに電気泳動するが、電気泳動粒子１１や各電極１４ａ，１４ｂが配置される領域は着色されているため、表示装置全体として画像を表示できるようになっている。
【０００６】
電気泳動表示装置では、帯電した電気泳動粒子が電極を覆うことで表示を行うが、電気泳動粒子の隠ぺい力の不足、あるいは色濃度により、表示コントラストが低下するという問題があり、表示品位の向上という視点から、一層の向上が望まれる。
【０００７】
電気泳動粒子および電気泳動表示用表示液の具体例として、酸化チタン顔料にポリエチレンを被覆した白色粒子を含む電気泳動表示用分散液を用いた電気泳動表示装置が提案されている（特許文献３参照。）。
また、電気泳動性粒子として、白色のポリマー粒子を染色することにより得られる黒粒子が提案されている（特許文献４参照。）。
また、染料で着色された分散媒中の顔料粒子が異なる粒子径を持つ電気泳動表示用表示液が提案されている（特許文献５参照。）。
一方、顔料を含む耐久性に優れた粒子として、例えば、顔料を含むインクジェット用ポリマー微粒子が提案されている（特許文献６参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
米国特許第３６１２７５８号明細書
【特許文献２】
特開平９−１８５０８７号公報
【特許文献３】
特開昭５５−１０３５２７号公報
【特許文献４】
特表平８−５１０４８６号公報
【特許文献５】
特開２０００−２０６５７４号公報
【特許文献６】
特開平０８−２９５８３７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、色濃度が高く、かつ隠ぺい力に優れた電気泳動表示用粒子、該電気泳動表示用粒子と、該電気泳動表示用粒子が分散される分散媒からなる電気泳動表示用粒子分散液、ならびに該電気泳動表示用粒子分散液を用いた電気泳動表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第一の発明は、樹脂中に顔料粒子を内包し、平均粒径が０．１〜２０μｍの粒子であって、前記顔料粒子の粒径が少なくとも二つ以上の頻度極大値を有することを特徴とする電気泳動表示用粒子である。
【００１１】
前記顔料粒子の粒径の少なくとも二つ以上の頻度極大値の中で、最も大きい粒径の極大値における頻度よりも、小さい粒径の少なくとも一つの極大値における頻度の方が大きいことが好ましい。
前記顔料粒子が平均粒径が異なる少なくとも二種以上の顔料の混合物からなることが好ましい。
前記顔料粒子が二種の顔料の混合物からなり、一方の顔料Ａの平均粒径が１００ｎｍ〜１μｍで、他方の顔料Ｂの平均粒径が５〜１００ｎｍであり、かつ二種の顔料の混合割合が顔料Ａ：顔料Ｂ＝５〜９５：９５〜５であることが好ましい。
【００１２】
前記顔料粒子の粒径の少なくとも二つ以上の頻度極大値の粒径が、平均粒径が異なる少なくとも二種以上の顔料の混合物の平均粒径とほぼ等しいことが好ましい。
前記顔料粒子の平均粒径が０．００５〜６μｍの範囲であることが好ましい。
前記顔料の含有率が２〜９０重量％であることが好ましい。
前記電気泳動粒子の平均粒径を１０とするとき、該顔料粒子の平均粒径が４以下の比率であることが好ましい。
【００１３】
本発明の第二の発明は、上記の電気泳動表示用粒子と、分散媒とを含有することを特徴とする電気泳動表示用粒子分散液である。
【００１４】
本発明の第三の発明は、複数の電気泳動粒子と、これらの電気泳動粒子が分散された分散媒とを備え、電極間に電圧を印加して該電気泳動粒子を移動させることに基づき表示する電気泳動表示装置において、該電気泳動粒子が請求項１乃至６のいずれかに記載の電気泳動表示用粒子であることを特徴とする電気泳動表示装置である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の電気泳動表示用粒子は、樹脂中に顔料粒子を内包し、平均粒径が０．１〜２０μｍの粒子であって、前記顔料粒子の粒径が少なくとも二つ以上の頻度極大値を有することを特徴とする。
【００１６】
以下、図１乃至図３を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
なお、図３は、本発明に係る電気泳動表示装置の構成を示す断面図であるが、便宜上１つの画素のみを模式的に示すものである。
【００１７】
本発明に係る電気泳動表示装置は、例えば図３に示すように、複数の電気泳動表示用粒子１と、これらの電気泳動表示用粒子１が分散された分散媒２とを備え、電圧を印加して前記電気泳動表示用粒子１を移動させることに基づき、種々の画像を表示するようになっている。
【００１８】
この場合、所定間隙を開けた状態に一対の基板３ａ，３ｂを配置し、上述した電気泳動表示用粒子１及び分散媒２をこれらの基板３ａ，３ｂの間に配置すると良い。また、電気泳動表示用粒子１及び分散媒２の近傍に第１電極４ａ及び第２電極４ｂを配置し、これらの電極４ａ，４ｂの間に電圧を印加することによって電気泳動表示用粒子１を移動させ、種々の画像を表示させると良い。
さらに、上述した基板３ａ，３ｂの間隙を画素ごとに仕切るように隔壁５を配置すると良い。
【００１９】
本発明は、いわゆる水平移動型の電気泳動表示装置にも垂直移動型の電気泳動表示装置にも適用できる。ここで、水平移動型とは、図３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、電気泳動表示用粒子１が基板３ａ，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、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、電気泳動表示用粒子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。
【００２０】
そして、本実施の形態にて用いる電気泳動表示用粒子１は、平均粒径を０．１〜２０μｍ、好ましくは０．２〜１５μｍの範囲としている。その理由は、０．１μｍ未満の平均粒径の粒子はハンドリング性が極端に低下するので好ましくなく、２０μｍを超える平均粒径の粒子は電気泳動させる電圧が増大するので好ましくないことにある。
【００２１】
本発明の電気泳動表示用粒子１の形状は、好ましくは、球または球に近い形である。また不定形であっても良い。
本発明の電気泳動表示用粒子１は、使用する電気泳動表示装置の表示方法に合わせて着色するが、図２に示すように、着色剤として顔料粒子１ａを内包している有機ポリマー粒子である。
【００２２】
さらに、この顔料粒子１ａは、図１に示すように、粒径が少なくとも二つ以上の頻度極大値を有する。これらの顔料粒子１ａは、粒径が電気泳動表示用粒子１より小さく、かつ、さらに好ましくは該顔料粒子の平均粒径が０．００５〜６μｍ、好ましくは０．０１〜５μｍの範囲である粉体粒子である。また、この様な粒径の少なくとも二つ以上の頻度極大値の中で、最も大きい粒径の極大値における頻度よりも、小さい粒径の少なくとも一つの極大値における頻度の方が大きいことを特徴とする。
【００２３】
平均粒径は、一般的に個数平均、長さ平均、面積平均、体積平均があるが、本発明でいう平均粒径は、通常用いられる体積平均である。
なお、顔料粒子の平均粒径は、粒径測定で得られる極大値により測定された値を示す。
【００２４】
また、この電気泳動表示用粒子１に含まれる顔料の含有率が２〜９０重量％、好ましくは５〜８０重量％の範囲であることが望ましい。さらに好ましくは、電気泳動表示用粒子１の平均粒径を１０とするとき該顔料粒子１ａの平均粒径が４以下、好ましくは０．０１〜３．５の比率であることを特徴とする。
【００２５】
さらに、顔料粒子の粒径ならびに平均粒径は、必要に応じて分級処理を施し、必要な頻度分布を持つ顔料粒子を混合することにより本発明の範囲内にすることができる。また、二つ以上の頻度極大値をもつ顔料は、同じ種類の顔料が二つ以上の頻度極大値を持ってもよいし、別の種類の顔料がそれぞれ頻度極大値を持っても良く、またそれらを混合しても良い。
【００２６】
顔料粒子の粒径およびその分布の測定は、原料粒子は光散乱法にて体積粒径を測定し、泳動粒子作製後は、泳動粒子の粒径は光散乱法、泳動粒子中の顔料粒子はＸ線法、または、電子顕微鏡を用いる方法などにより測定することができる。
【００２７】
また、本発明において、顔料粒子が平均粒径が異なる少なくとも二種以上の顔料を混合して、その混合物により、顔料粒子の粒径が少なくとも二つ以上の頻度極大値を有する構成とするのが好ましい。
【００２８】
例えば、顔料粒子が二種の顔料の混合物からなり、一方の顔料Ａの平均粒径が１００ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１００ｎｍ〜０．８μｍで、他方の顔料Ｂの平均粒径が５〜１００ｎｍ、好ましくは１０〜１００ｎｍであり、かつ二種の顔料の混合割合が顔料Ａ：顔料Ｂ＝５〜９５：９５〜５である粒子からなるのが好ましい。
【００２９】
本発明の電気泳動表示用粒子１に用いる顔料粒子１ａとしては無機顔料、有機顔料あるいはこれらの混合顔料のいずれでもよく特に限定はされない。また、無機顔料と有機顔料とを複合させた顔料を用いることもできる。
無機顔料の例としては、酸化チタン、亜鉛華、黒鉛、鉄黒、黄鉛、紺青、カーボンブラック、シリカ、アルミナ等を用いることができる。
【００３０】
有機顔料の例としては、フタロシアニンブラック、ニグロシン、アニリンブラック、ぺリレンブラック、ファーネスブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、イルガジンレッド、キナクリドンレッド、レーキレッド、ブリリアントカーミン、マダーレーキ、キノリンイエロー、クロムイエロー、ベンジジジンイエロー、ハンザイエロー、ナフトールイエロー、タートラジン、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、メチレンブルー、ビクトリアブルー、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、マラカイトグリーン・オキサレート、フタロシアニングリーン、ランプブラック、ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド４、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、Ｃ．Ｉ．モーダントレッド３０、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１５、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー３、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー５、Ｃ．Ｉ．モーダントブルー７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン６、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン４、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン６、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ベンジジンオレンジＧ、カドミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、ウォッチングレッドカルシウム塩、ブリリアントカーミン３Ｂ、ファストバイオレッドＢ、メチルバイオレッドレーキ、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、キナクリドン、ローダミン６Ｇレーキ、ローダミンＢ、ファーストスカイブルー、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧ等の顔料、ＯｒｉｅｎｔＯｉｌ　Ｂｌａｃｋ〔オリエント化学社製〕、Ｓｕｍｉｋａｒｏｎ　Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ　Ｂｌｕｅ、Ｓｕｍｉｋａｒｏｎ　Ｖｉｏｌｅｔ〔住友化学工業社製〕、Ｋａｙａｃｒｙｌ　Ｂｌａｃｋ、Ｋａｙａｌｏｎ　Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ　Ｂｌｕｅ、Ｋａｙａｒｏｎ　Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ　Ｒｅｄ〔日本化薬社製〕、Ｓｐｅｃｉａｌ　Ｂｌａｃｋ　５５０〔Ｄｅｂｕｓｓａ社〕、Ｒａｖｅｎ　４１０，１２５０など〔Ｃｏｌｏｎｂｉａｎ　Ｃａｒｂｏｎ社〕、ＢＹ−００４〔三菱マテリアル社〕等の顔料が挙げられる。
【００３１】
本発明で用いる顔料粒子は、造粒法、粉砕法、ゾルゲル法から得られたものを分級することにより本発明の顔料粒子１ａとして使用することが出来るが、その製法は特に限定はされない。
また、本発明で用いる顔料は、その色特性に応じて二つ以上の色を混合したり、場合によっては、染料を加えて調整しても良い。
【００３２】
電気泳動表示用粒子１は、図２に示すように、顔料粒子１ａを内包したポリマー１ｂからなり、懸濁重合法、析出重合法、分散重合法、ミニエマルジョン重合法、あるいはコアセルベーション法等の公知の方法から得ることが出来るが、これらの方法に限定されるものではない。
【００３３】
本発明の電気泳動表示用粒子を構成するポリマーに使用できるモノマーとしては、本発明の顔料１ａを内包する電気泳動表示用粒子１を形成するものであれば限定されないが、具体的には、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸類、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチルｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート等の（メタ）アクリル酸アルキルエステル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸２−クロロエチル、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ラウリ（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸ジエチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸テトラヒドロフルフリル等の（メタ）アクリル酸エステル類、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド等の（メタ）アクリルアミド誘導体、スチレン、メチルスチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、クロロメチルスチレン等のスチレン及びそのアルキルまたはハロゲン置換体、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類、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、ｉｓｏ−ブチルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、等のビニルエーテル類、アリルアルコール及びそのエステルまたはエーテル類、（メタ）アクリロニトリル、ビニルスルホン酸、ｐ−スチレンスルホン酸、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、弗化ビニル、弗化ビニリデン、エチレン、プロピレン、イソプレン、クロロプレン、ブタジエン、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、グリシジルアリルエーテル、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、その他のビニル化合物等が挙げられる。これらの単量体は単独でも二種類以上の混合においても用いることが出来る。
【００３４】
また、これら単量体の重合開始剤としては、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、４，４−アゾビス（４−シアノペンタン酸）、２，２′−アゾビス（２−メチル−Ｎ−フェニルプロピオンアミジン）ジハイドロクロライド等のアゾ系重合開始剤、ラウロイルパーオキシド、クメンハイドロパーオキシド、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、ジ−イソプロピルペルオキシジカーボネート、ｔ−ブチルペルオキシイソブチレート及び過酸化水素、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過酸化物系重合開始剤またはこれらにアミン、重亜硫酸ナトリウム等の還元剤を添加した系、等を挙げることが出来る。さらに、連鎖移動剤を使用することもできる。これらの重合開始剤を重合方法、単量体ならびに重合溶媒の種類に合わせて適宜使用することができる。
【００３５】
重合溶媒としては、重合方法、単量体、開始剤の種類によって適宜選択できる。具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、（ジ）エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等のアルコール類；ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、（ジ）エチレングリコールモノアセテート等のエステル類、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、（ジ）エチレングリコールモノメチルエーテル、（ジ）エチレングリコールモノエチルエーテル等のエーテル類及びエーテルアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類；ヘキサン、シクロヘキサン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素類；クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、クロロトルエン等のハロゲン化炭化水素類；アセトニトリル、ジメチルアミン、モノエタノールアミン、ジメチルホルムアミド、ピリジン、ニトロベンゼン等の含窒素化合物；二硫化炭素、ジメチルスルホキシド等の含硫黄化合物、及び水等が挙げられ、これらは単独でも二種類以上の混合物を用いることが出来る。
【００３６】
また、重合方法、単量体、開始剤、重合溶媒の種類によって、分散剤、乳化剤、懸濁剤それらの補助剤を適宜選択し、適当量添加することができる。また、生成する重合体が凝集、変形、融着することなく球状粒子の形態をとるための安定剤を用いることができる。さらに、顔料粒子１ａとポリマー１ｂからなる電気泳動表示用粒子の平均粒径ならびに粒径は、必要に応じて分級処理を施してもよい。
【００３７】
一方、本発明に用いる分散媒（絶縁性液体）２は、水平移動型の場合には透明にし、垂直移動型の場合には電気泳動表示用粒子１と異なる色に着色しておく必要がある。着色するには分散媒２に着色剤を混入すれば良い。
【００３８】
着色剤としては、分散媒２に溶解可能な油溶性染料であれば特に限定はされないが、具体的には、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＃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、Ｖａｌｉｆａｓｔ　Ｒｅｄ、Ｖａｌｉｆａｓｔ　Ｙｅｌｌｏｗ、Ｏｐｌａｓ　Ｒｅｄ、Ｏｉｌ　Ｓｃａｒｌｅｔ〔オリエント化学社製〕、Ｏｉｌ　Ｂｌｕｅ　Ｖ、Ｏｉｌ　Ｇｒｅｅｎ、Ｂｒｉｇｈｔ　Ｇｒｅｅｎ、ＳｕｄａｎＩＶ、ＳｕｄａｎＩＩＩ〔大和化工社製〕、Ｓｕｍｉｐｌａｓｔ　Ｂｌｕｅ、Ｓｕｍｉｐｌａｓｔ　Ｒｅｄ　ＨＦＧ、Ｓｕｍｉｐｌａｓｔ　Ｒｅｄ　ＨＦ４Ｇ、Ｓｕｍｉｐｌａｓｔ　Ｙｅｌｌｏｗ、ＷｈｉｔｅｆｌｏｕｒＢ〔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〕、Ｏｒｉｅｎｔ　Ｏｉｌ　Ｂｌａｃｋ〔オリエント化学社製〕、Ｓｕｍｉｋａｒｏｎ　Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ　Ｂｌｕｅ、Ｓｕｍｉｋａｒｏｎ　Ｖｉｏｌｅｔ〔住友化学工業社製〕、Ｋａｙａｃｒｙｌ　Ｂｌａｃｋ、Ｋａｙａｌｏｎ　Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ　Ｂｌｕｅ、Ｋａｙａｒｏｎ　Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ　Ｒｅｄ〔日本化薬社製〕等が挙げられる。
【００３９】
分散媒２には、必要に応じて荷電制御剤を含有しても良く、分散媒２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、金属石鹸、非イオン界面活性剤、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を単独、または２種以上混合して用いても良い。
【００４０】
分散媒２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、トルエン、キシレン、ナフテン系炭化水素などの芳香族系炭化水素類、ヘキサン、シクロヘキサン、ケロシン、バラフィン系炭化水素、イソパラフィン系炭化水素等の脂肪族炭化水素類、クロロホルム、トリクロロエチレン、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類、あるいはシリコンオイル、高純度石油等が挙げられる。
【００４１】
本発明の電気泳動表示用分散液（分散媒に電気泳動表示用粒子を分散させたもの）は、マイクロカプセルに内包させて用いることもできる。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公知の方法が挙げられる。マイクロカプセルの壁材としては、特に限定されないが、具体的にはポリウレタン、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、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。
【００４２】
一方、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或いはガラス、石英等の無機材料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く且つ耐熱性の高い材料を使用すると良い。
【００４３】
また、電極４ａ，４ｂには、パターニング可能な導電性材料ならどのようなものでも使用でき、透明電極としては酸化インジウムすず（ＩＴＯ）などを挙げることができる。なお、図３に示す水平移動型電気泳動表示装置では、一方の電極４ｂが画素全体に形成され、他方の電極４ａは、電極４ｂとは異なる高さに、画素の一部に該電極４ｂと重なるように形成されているが、もちろんこれに限られるものではなく、両電極４ａ，４ｂを同一高さに形成しても良い。この場合、電極４ｂは画素全体には形成できず、電極４ａ，４ｂは重なり合うことはない。
【００４４】
さらに、電極４ａ，４ｂ等を覆うように絶縁層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、エポキシ樹脂等を挙げることができる。
【００４５】
またさらに、隔壁５にはポリマー樹脂等を使用すれば良い。隔壁５を形成する方法としては、
（１）光感光性樹脂層を塗布した後、露光及びウエット現像を行う方法
（２）印刷法によって形成する方法
（３）隔壁を形成した後に基板に接着する方法、
（４）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。
【００４６】
また、上述した第１電極及び第２電極の内、いずれか一方の電極が配置された領域には電気泳動表示用粒子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を付すと良い。この場合、電極自体を着色してもよく、着色層を、電極とは別に設けてもよく、電極と重なるように絶縁層を配置すると共に、その絶縁層を着色しても、いずれでも良い。
【００４７】
これにより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ができる。
本発明の形態によれば、電気泳動表示用粒子１は、粒径が少なくとも二つ以上の頻度極大値を有する顔料粒子１ａをポリマー１ｂ中に内包した粒子であるため色濃度に優れ、安定した泳動特性を持った表示を行うことができる。
【００４８】
また、本実施の形態によれば、電気泳動表示用粒子１の平均粒径が２０μｍ以下であるため、電気泳動させるための電圧を小さく抑えて、消費電力を低減することができる。
【００４９】
【実施例】
以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。
粒径に二つ以上の頻度極大値を有する顔料粒子Ｂ、Ｗ、Ｒ，Ｇ，Ｂｕ，Ｙ，Ｍ，Ｃ，２種類の樹脂分散液Ａ、樹脂分散液Ｂ、さらに混合液Ｃを作製した。
【００５０】
＜顔料粒子Ｂ＞
カーボンブラック（三菱化成株式会社：平均粒径＝３０ｎｍ）５０重量部、および黒色有機顔料Ｐａｌｉｏｇｅｎ　Ｂｌａｃｋ　Ｌ００８４（ＢＡＳＦ社製：平均粒径＝２００ｎｍ）５０重量部を混合した。粒径測定機（株式会社堀場製作所製　ＣＡＰＡ−７００）を用いて粒径を測定したところ、図１に示すような２つの頻度極大値を有していた。その最も大きい頻度極大値は３０ｎｍ、もう一方の頻度極大値は２００ｎｍにあった。
【００５１】
＜顔料粒子Ｗ１＞
酸化チタンを湿式粉砕し、沈降法による分級を繰り返して５０ｎｍに粒径の頻度極大値を有する白色顔料Ｗ１を作製した。
【００５２】
＜顔料粒子Ｗ２＞
酸化チタンを穴径１μｍと０．６μｍのフィルターを通して０．８μｍに粒径の頻度極大値を有する白色顔料Ｗ２を作製した。
【００５３】
＜顔料粒子Ｒ＞
赤色有機顔料（イルガジンレッドＢＰＴ、日本チバガイギー製、平均粒径＝１０ｎｍ）４５重量部と、パーマネントレッドＢＬ（平均粒径＝５００ｎｍ）５５重量部を混合し、顔料Ｒとした。顔料Ｂと同様に粒径を測定したところ、３つの頻度極大値を有していた。その最も大きい頻度極大値は１０ｎｍ、他の頻度極大値は１００ｎｍと５００ｎｍにあった。
【００５４】
＜顔料粒子Ｇ＞
ピグメントグリーンＢを粉砕、分級し、平均粒径３０ｎｍと１００ｎｍの粒子に分けた後、それぞれ５０重量部を混合し、顔料Ｇとした。顔料Ｂと同様に粒径を測定したところ、２つの頻度極大値を有していた。その最も大きい頻度極大値は３０ｎｍ、もう一つの頻度極大値は１００ｎｍにあった。
【００５５】
＜顔料粒子Ｂｕ＞
フタロシアニンブルー（東京化成工業）を粉砕、分級し、平均粒径２０ｎｍと２００ｎｍの粒子に分けた後、それぞれ５０重量部を混合し、顔料Ｂｕとした。顔料Ｂと同様に粒径を測定したところ、図１に示すような頻度極大値を有していた。その最も大きい頻度極大値は２０ｎｍ、もう一つの頻度極大値は２００ｎｍにあった。
【００５６】
＜その他の顔料粒子例＞
顔料粒子Ｂｕと同様の方法で、それぞれクロムイエロー、ローダミン６Ｇレーキ、ウルトラマリンブルーを用いて作製した。これらをそれぞれ顔料粒子Ｙ、顔料粒子Ｍ、顔料粒子Ｃとした。
【００５７】
顔料粒子Ｙは、頻度極大値は５０ｎｍと７００ｎｍであった。
顔料粒子Ｍは、頻度極大値は１０ｎｍと３００ｎｍであった。
顔料粒子Ｃは、頻度極大値は５ｎｍと５０ｎｍと３００ｎｍであった。
【００５８】
次に、上記の顔料粒子を用いて下記に示す各種の樹脂分散液を作製した。
＜樹脂分散液Ａ＞
スチレンモノマー５５重量部と、顔料粒子Ｂ４５重量部の混合物を、羽根付き攪拌機にて１５時間混合し樹脂分散液Ａを得た。
【００５９】
＜樹脂分散液Ａ１＞
スチレンモノマー５０重量部と、顔料粒子Ｗ１：５０重量部の混合物を、樹脂分散液Ａの作製と同様に羽根付き攪拌機にて混合し樹脂分散液Ａ１を得た。
【００６０】
＜樹脂分散液Ａ２＞
スチレンモノマー５０重量部と、顔料粒子Ｗ２：５０重量部の混合物を、樹脂分散液Ａの作製と同様に羽根付き攪拌機にて混合し樹脂分散液Ａ２を得た。
【００６１】
＜樹脂分散液ＡＲ＞
スチレンモノマー６０重量部と、顔料粒子Ｒ４０重量部の混合物を、樹脂分散液Ａの作製と同様に羽根付き攪拌機にて混合し樹脂分散液ＡＲを得た。
【００６２】
＜樹脂分散液ＡＧ＞
樹脂分散液ＡＲの顔料粒子Ｒを顔料粒子Ｇに代え同様の方法で、樹脂分散液ＡＧを得た。
【００６３】
＜樹脂分散液ＡＢｕ＞
樹脂分散液ＡＲの顔料粒子Ｒを顔料粒子Ｂｕに代え同様の方法で、樹脂分散液ＡＢｕを得た。
【００６４】
＜その他の樹脂分散液＞
樹脂分散液ＡＲの顔料粒子Ｒをそれぞれ顔料粒子Ｙ、顔料粒子Ｍ、顔料粒子Ｃに代え同様の方法で、それぞれ樹脂分散液ＡＹ、樹脂分散液ＡＭ、樹脂分散液ＡＣを得た。
【００６５】
＜分散液Ｂ＞
炭酸カルシウム４０重量部、水６０重量部の混合物を樹脂分散液Ａの作製と同様に羽根付き攪拌機にて混合し分散液Ｂを得た。
【００６６】
＜混合液Ｃ＞
２％セロゲン水溶液４．３ｇ、分散液Ｂ８．５ｇ、２０％食塩水５０ｇの組成からなる混合物を超音波分散機で１０分間脱気を行った後、乳化機で攪拌し、混合液Ｃを得た。
【００６７】
実施例１
黒色顔料粒子含有表示用粒子の実施例を示す。
樹脂分散液Ａ３５ｇ、ジビニルベンゼン１ｇおよび重合開始剤ＡＩＢＮ（アゾイソブチロニトリル）０．３５ｇを十分混合し、超音波分散機で１０分間脱気を行った。これを混合液Ｃの中に入れ、乳化機で乳化を行った。次にこの乳化液を瓶に入れ、この瓶にシリコン詮をして、減圧脱気を十分行い、窒素ガスを封入した。さらに７０℃、１０時間反応させることで粒子を作製した。冷却後取り出して、十分な希塩酸で炭酸カルシウムを分解させた後、ろ過、蒸留水洗浄を行って黒色顔料を含有する電気泳動表示用粒子１を作製した。得られた粒子は平均粒径１μｍであった。
電子顕微鏡にて電気泳動表示用粒子１の断面を観察したところ、内部に黒色顔料１ａを内包した図２に示すようなポリマー粒子であることがわかった。
【００６８】
実施例２
白色顔料粒子含有表示用粒子の実施例を示す。
実施例１の樹脂分散液Ａの代わりに樹脂分散液Ａ１を１５ｇ、樹脂分散液Ａ２を２０ｇ用いて、他は、実施例１と同様の方法で白色顔料を含有する電気泳動表示用粒子１を作製した。この電気泳動表示用粒子１の粒子径を測定したところ、平均粒子径は３μｍであった。電子顕微鏡法にて粒子断面を観察したところ、図２に示すような顔料粒子１ａを内包したポリマー粒子であることがわかった。顔料粒子１ａは、最大のもので粒子径が８００ｎｍ程度であった。
【００６９】
実施例３
赤、緑、青のカラー顔料粒子含有表示用粒子の実施例を示す。
実施例１の樹脂分散液Ａの代わりに樹脂分散液ＡＲ、樹脂分散液ＡＧ、樹脂分散液ＡＢｕを用いて、他は、実施例１と同様の方法でそれぞれ赤色顔料（平均粒径１０ｎｍと５００ｎｍの顔料を混合したもの）、緑色顔料（平均粒径３０ｎｍと１００ｎｍの顔料を混合したもの）、青色顔料（平均粒径２０ｎｍと２００ｎｍの顔料を混合したもの）を含有する電気泳動表示用粒子１をそれぞれ作製した。
【００７０】
実施例４
黄、マゼンタ、シアンのカラー顔料粒子含有表示用粒子の実施例を示す。
実施例１の樹脂分散液Ａの代わりに樹脂分散液ＡＹ、樹脂分散液ＡＭ、樹脂分散液ＡＣを用いて、他は、実施例１と同様の方法でそれぞれ黄色顔料（平均粒径５０ｎｍと７００ｎｍの顔料を混合したもの）、マゼンタ色顔料（平均粒径１０ｎｍと３００ｎｍの顔料を混合したもの）、シアン色顔料（平均粒径５ｎｍと５０ｎｍと３００ｎｍの顔料を混合したもの）を含有する電気泳動表示用粒子１をそれぞれ作製した。
【００７１】
実施例５
黒色電気泳動表示用粒子を用いた電気泳動表示装置の実施例を示す。
本実施例においては、図４（ｅ）に示す電気泳動表示装置を作製した。なお、図４は、本発明に係る電気泳動表示装置の製造方法を示す工程図であるが、１つの画素のみを模式的に示すものである。
【００７２】
基板３ｂのポリイミド（ＰＩ）フィルムの表面にＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）膜を成膜し、そのＩＴＯ膜をライン状にパターニングして第２電極４ｂを形成した（図４（ａ））。なお、ポリイミドフィルム３ｂには５０ｍｍ×５０ｍｍの寸法で２００μｍの厚さのものを用いた。
【００７３】
次に、第２電極４ｂの表面には、酸化チタン微粒子を混合させて白色化させたポリイミド樹脂層を形成し、絶縁層６とした。
この絶縁層６の表面には第１電極４ａを図４（ｂ）に示すように（すなわち、第２電極４ｂと重なるように１つの画素における一部の領域に）形成した。そして、この第１電極４ａを覆うように透明ポリイミドからなる絶縁層６を形成した。なお、この第１電極４ａは、暗黒色の炭化チタンを成膜し、フォトリソグラフィー及びドライエッチングによりライン状にパターニングして形成した。線幅は３０μｍとした。
【００７４】
そして、絶縁層６の表面には、画素と画素とを仕切るように隔壁５を形成した。この隔壁５は、光感光性ポリイミドワニスを塗布した後、露光及びウエット現像する工程を３回繰り返すことにより４０μｍの高さに形成した。
【００７５】
次に、隔壁５の上面（基板３ａとの接合面）に熱融着性の接着層８を形成し、上述した電気泳動表示用粒子１（ここでは実施例１で作製した黒色粒子を用いた）を１重量部と、イソパライフィン系炭化水素であるアイソパーＧ（エクソン社製）からなる分散媒２を１００重量部と、帯電制御剤としてのナフテン酸コバルト０．１重量部とを混合して分散液を調整し、その分散液を隔壁５内に充填した（図４（ｃ）参照）。
【００７６】
また、厚さ２００μｍのＰＥＴフィルムからなる光透過性の基板３ａには、隔壁５に対応する位置に接着層８を形成し（図４（ｄ）参照）、位置合せをした後に加熱して基板３ａを隔壁５に接着した（図４（ｅ）参照）。なお、第１電極４ａの上部は黒色に視認され、第１電極４ａが配置されていない領域の上部は、絶縁層６の白色が視認される。
作製した表示装置を用いて、印加電圧は±５０Ｖ、電圧印加時間１０ｍｓｅｃで表示を行った。
【００７７】
本実施例に用いた電気泳動表示用粒子１は、正極性に帯電しているため、電圧が印加された場合には負極性の電極上に速やかに移動する。例えば、第２電極４ｂを正極性にし第１電極４ａを負極性にした場合、黒色の電気泳動表示用粒子１が移動してきて第１電極４ａを覆い、基板３ａの観測側から見ると、黒色の電気泳動表示用粒子１と白色領域（第１電極４ａ以外の領域）が認識されることとなり、その画素は白表示を行うこととなる（図３（ａ）参照）。
【００７８】
これと反対に、第２電極４ｂを負極性にし第１電極４ａを正極性にした場合、黒色の電気泳動表示用粒子１は白色領域（第１電極４ａ以外の領域）に移動するため、基板３ａの観測側から見ると、黒色の第１電極４ａと黒色の電気泳動表示用粒子１で覆われた白色の絶縁層６が視認され、画素としては黒表示を行うこととなる（図３（ｂ）参照）。応答速度は３０ｍｓｅｃ以下であった。
本発明の電気泳動表示用粒子を用いたので、黒の隠ぺい力に優れた良好な表示画面を得ることができた。
【００７９】
実施例６
本実施例においては、実施例２で作製した白色の電気泳動表示用粒子１を２重量部と、イソパライフィン系炭化水素であるアイソパーＧ（エクソン社製）からなる分散媒２を１００重量部と、帯電制御剤としてアルケニルこはく酸ポリイミド（シェブロンケミカル社製　ＯＬＯＡ１２００）を０．５重量部とを混合して分散液を調整して用いた。
【００８０】
さらに、第２電極４ｂとして、暗黒色の炭化チタン、絶縁層６として透明ポリイミド、第１電極４ａとして炭化チタンの電極上に酸化チタン微粒子を混合させて白色化させたポリイミド樹脂の積層膜を用いた。その他の構成や製造方法は実施例５と同様にして電気泳動表示装置を作製した。
作製した電気泳動表示装置を用いて、印加電圧は±５０Ｖ、電圧印加時間１０ｍｓｅｃで表示を行った。
【００８１】
本実施例に用いた電気泳動表示用粒子１は、負極性に帯電しているため、電圧が印加された場合には正極性の電極上に速やかに移動する。例えば、第２電極４ｂを負極性にし第１電極４ａを正極性にした場合、白色の電気泳動表示用粒子１が移動してきて白色の第１電極４ａ部分を覆い、基板３ａの観測側から見ると、白色の電子泳動粒子１と黒色領域（第１電極４ａ以外の領域）が認識されることとなり、その画素は黒表示を行うこととなる。
【００８２】
これと反対に、第２電極４ｂを正極性にし第１電極４ａを負極性にした場合、白色の電気泳動表示用粒子１は黒色領域（第１電極４ａ以外の領域）に移動するため、基板３ａの観測側から見ると、白色の第１電極４ａと白色の電気泳動表示用粒子１で覆われた黒色の第２電極が視認され、画素としては白表示を行うこととなる。応答速度は３０ｍｓｅｃ以下であった。
本実施例でも、白の隠ぺい力に優れた良好な表示を得た。
【００８３】
実施例７
電気泳動表示用粒子１として黄色顔料、マゼンタ色顔料、シアン色顔料を含有する各色粒子を用いた。
各画素はライン状に形成し、順番に黄色、マゼンタ色、シアン色の電気泳動表示用粒子１を一色ずつ配置した。その他の製造方法は、実施例５と同様にして電気泳動表示装置を作製した。
本実施例の電気泳動表示用粒子１は、色の隠ぺい力に優れるため、鮮明なカラー表示が確認できた。
【００８４】
実施例８
電気泳動表示用粒子１として赤色顔料、緑色顔料、青色顔料を含有する各色粒子を用いた。各画素はライン状に形成し、順番に赤色、緑色、青色の電気泳動表示用粒子１を一色ずつ配置した。
その他の製造方法は、実施例６と同様にして電気泳動表示装置を作製した。
【００８５】
比較例１
実施例１の樹脂分散液Ａの代わりに樹脂分散液Ａ１を用いて、他は、実施例１と同様の方法で白色顔料を含有する電気泳動表示用粒子１を作製した。粒子を一面に広げ、目視観察したところ、透明感のある白色表示に見えた。
【００８６】
比較例２
実施例１の樹脂分散液Ａの代わりに、カーボンブラックを使用し電気泳動表示用粒子を作製した。それ以外は実施例５と同様に電気泳動表示装置を作製した。
顔料をそのまま泳動粒子にしたため、黒表示の黒味がすくなかった。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、粒径が少なくとも二つ以上の頻度極大値を有する顔料を内包した電気泳動表示用粒子を用いるために、隠ぺい力に優れ、また色濃度の高い良好な画像表示が可能な電気泳動表示装置を得ることができる。
また、本発明によれば、電気泳動表示用粒子の平均粒径が２０μｍ以下であるため、電気泳動させるための電圧を小さく抑えて、消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気泳動表示用粒子に使用する顔料の粒径の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の電気泳動表示用粒子の一例を示す説明図である。
【図３】本発明の電気泳動表示装置の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の電気泳動表示装置の製造方法を示す工程図である。
【図５】従来の電気泳動表示装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１　電気泳動表示用粒子
１ａ　顔料粒子
１ｂ　ポリマー
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
８　接着層
１１　電気泳動表示用粒子
１２　分散媒
１３ａ，１３ｂ　基板
１４ａ　第１電極
１４ｂ　第２電極
１５　隔壁
１６　絶縁層

Claims (9)

1. 樹脂中に顔料粒子を内包し、平均粒径が０．１〜２０μｍの粒子であって、前記顔料粒子の粒径が少なくとも二つ以上の頻度極大値を有することを特徴とする電気泳動表示用粒子。
2. 前記顔料粒子の粒径の少なくとも二つ以上の頻度極大値の中で、最も大きい粒径の極大値における頻度よりも、小さい粒径の少なくとも一つの極大値における頻度の方が大きい請求項１に記載の電気泳動表示用粒子。
3. 前記顔料粒子が平均粒径が異なる少なくとも二種以上の顔料の混合物からなる請求項１または２に記載の電気泳動表示用粒子。
4. 前記顔料粒子が二種の顔料の混合物からなり、一方の顔料Ａの平均粒径が１００ｎｍ〜１μｍで、他方の顔料Ｂの平均粒径が５ｎｍ〜１００ｎｍであり、かつ二種の顔料の混合割合が顔料Ａ：顔料Ｂ＝５〜９５：９５〜５である請求項３に記載の電気泳動表示用粒子。
5. 前記顔料粒子の平均粒径が０．００５〜６μｍの範囲である請求項１乃至４のいずれかの項に記載の電気泳動表示用粒子。
6. 前記顔料の含有率が２〜９０重量％である請求項１乃至５のいずれかの項に記載の電気泳動表示用粒子。
7. 前記電気泳動粒子の平均粒径を１０とするとき、該顔料粒子の平均粒径が４以下の比率である請求項１乃至６のいずれかの項に記載の電気泳動表示用粒子。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の電気泳動表示用粒子と、分散媒とを含有することを特徴とする電気泳動表示用粒子分散液。
9. 複数の電気泳動粒子と、これらの電気泳動粒子が分散された分散媒とを備え、電極間に電圧を印加して該電気泳動粒子を移動させることに基づき表示する電気泳動表示装置において、該電気泳動粒子が請求項１乃至７のいずれかに記載の電気泳動表示用粒子であることを特徴とする電気泳動表示装置。

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