JP2005352053A - 電気泳動粒子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 顔料粒子の表面に高分子鎖をグラフト化する従来の電気泳動粒子は、各粒子の高分子鎖の鎖長にバラツキが生じやすく、その結果、電気泳動粒子の分散性や帯電性が不安定である。またグラフト化の過程で触媒残りがあると電気泳動粒子の色が経時劣化するといった課題があった。
【解決手段】 顔料粒子の表面に高分子鎖がグラフト化された電気泳動粒子であって、該顔料粒子表面に有するリビングラジカル重合開始基からリビングラジカル重合によってグラフト化された高分子鎖が、電気泳動分散媒と親和性の高い高分子であることを特徴とする電気泳動粒子。
【選択図】 なし

Description

本発明は、電気泳動表示装置などに用いられる電気泳動粒子及びその製造方法に関するものである。

近年、情報機器の発達に伴い、低消費電力且つ薄型の表示素子のニーズが増しており、これらのニーズに合わせた表示素子の研究開発が盛んに行われている。

そのような表示素子の１つとして、電気泳動表示素子がある。

電気泳動表示素子は、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板を備えており、各基板には電極がそれぞれ形成されている。また基板間隙には、正に帯電されると共に着色された多数の電気泳動粒子、及び電気泳動粒子とは別の色で着色された分散媒が充填されている。更に、隔壁が該間隙を基板の面方向に沿って多数の画素に分割するように配置され、電気泳動粒子の偏在を防止すると共に基板間隙を規定するように構成されている。

このような電気泳動表示素子において、観察者側の電極に正極性の電圧を印加すると共に反対側の電極に負極性の電圧を印加すると、正に帯電されている電気泳動粒子は反対側の電極を覆うように集まり、観察者から表示素子を眺めると、分散媒と同じ色の表示が行われる。一方、観察者側の電極に負極性の電圧を印加すると共に反対側の電極に正極性の電圧を印加すると、電気泳動粒子は観察者側の電極を覆うように集まり、観察者から表示素子を眺めると、電気泳動粒子と同じ色の表示が行われる。このような駆動を画素単位で行うことにより、多数の画素によって任意の画像や文字が表示される。

電気泳動表示素子に用いられる電気泳動粒子は、粒径がそろっていて、着色され、分散媒中で安定して帯電し、かつ分散することが必要であり、さまざまなものが提案されている。

粒径が比較的均一な粒子を得る方法としては、懸濁重合法が知られている。特許文献１には、重合性単量体に着色剤を分散した組成物を、水系媒体に懸濁して重合を行う電気泳動粒子の製造方法が説明され、着色剤を重合性単量体に均一に分散させるために、着色剤分散媒と着色剤水相移行防止剤を添加する方法が提案されている。

また、粒径を揃え、かつ比重、機械強度などの物理的性質を調節するために、コアとなる粒子を別の材料で被覆したいわゆるコアシェル型の電気泳動粒子も提案されている。特許文献２は、２段階の乳化懸濁重合によってコアシェル構造を作り、コアに残留する２重結合に金属酸化物を反応させて黒く染色する方法を開示する。

特許文献３には、顔料粒子の表面に重合性基を導入し、これに高分子鎖を結合させることにより、顔料粒子が高分子層で覆われた構造の電気泳動粒子を得る方法が開示されている。

近年、リビングラジカル重合によって鎖長の揃った高分子鎖を母粒子表面に形成し、母粒子をポリマーで被覆する方法が知られるようになってきた。

特許文献４には、原子移動ラジカル重合開始基をもつ分子を顔料粒子の表面に結合させ、その開始基から原子移動ラジカル重合によって高分子鎖を成長させる方法が提案されている。特許文献５には、原子移動ラジカル重合開始基を含有するモノマーから重合または共重合によって母粒子を得る方法、および、これをコアとして、重合性モノマー溶液中で前記開始基から原子移動ラジカル重合によって高分子鎖をグラフト化させて、鎖長の揃ったポリマーがグラフト結合した複合粒子を得る方法が提案されている。
特開２００３−２１２９１３号公報 特表平９−５０８２１６号公報 米国特許第６１９４４８８号明細書 ＷＯ２００２０９３２４６Ａ１号明細書 特開２００４−１８５５６号公報

従来の多くの電気泳動表示素子は、電気泳動分散媒中で電気泳動粒子同士が凝集するのを防止する為に、分散安定剤を電気泳動分散媒に添加して、電気泳動粒子に分散性を付与させていた。また、電気泳動粒子のゼータ電位が低いと、粒子の帯電が充分に起こらず、粒子が安定に電気泳動できないので、帯電剤を電気泳動分散媒に添加して帯電性高めていた。しかしながら、このような方法で付与された電気泳動粒子の分散性と帯電性は、しばしば経時劣化するという問題があった。

一方、電気泳動粒子の表面に分散性および帯電性を高めるためにポリマーを被覆したコアシェル型の電気泳動粒子も提案されているが，従来のコア／シェル型構造の電気泳動粒子は，各粒子のシェルの厚みに、製造方法に由来するバラツキが生じ易く、その結果、電気泳動粒子の分散性や帯電性が不安定となり、安定な電気泳動表示を提供することができなかった。

リビングラジカル重合を用いたポリマー粒子の製造方法は，粒径とシェルの厚さを揃えるという課題を解決するものであるが，電気泳動粒子として使用するにはこれを所望の色と濃度で着色する必要がある。また、微粒子表面にグラフト化された高分子鎖は、電気泳動分散媒中で分散機能や帯電機能を発現するように設計されていなければならない。

本発明は、顔料粒子の表面に高分子鎖が結合された電気泳動粒子であって、該顔料粒子表面にリビングラジカル重合開始基を有し、炭化水素系溶媒に対して親和性のある高分子鎖が該リビングラジカル重合開始基に結合されていることを特徴とする。

また、本発明は電気泳動粒子の製造方法であって、顔料粒子の表面にリビングラジカル重合開始基を導入する工程と、該リビングラジカル重合開始基から、炭化水素系溶媒に対して親和性のあるモノマーをリビングラジカル重合によって高分子化する工程を含むことを特徴とする。

前記高分子化する工程が、炭化水素系溶媒中で帯電機能を有する高分子鎖を形成する工程であることが好ましい。

本発明の電気泳動粒子は、顔料粒子の表面に高分子鎖を結合させた粒子であって、高分子鎖は、電気泳動分散媒と親和性の高い高分子を、顔料粒子表面に有するリビングラジカル重合開始基からのリビングラジカル重合によって形成する。これにより、分散媒中で粒子同士の凝集を防ぎ、分散機能の高い電気泳動粒子が得られる。

さらに、帯電機能を有する高分子鎖を結合することにより、帯電機能を高めることができる。また、高分子鎖を帯電機能を有する高分子鎖と分散機能を有する高分子鎖の共重合体、特にブロック共重合体とすることも可能になる。

この電気泳動粒子は、顔料粒子の表面にリビングラジカル重合開始基を導入し、次いでそのリビングラジカル重合開始基からリビングラジカル重合によって高分子鎖をグラフト化することにより得られる。

リビングラジカル重合は、原始移動ラジカル重合、ニトロキシド媒介重合などの種類があるが、分散媒と親和性のある高分子鎖を得るには、後で述べるモノマーの選択によるので、リビングラジカル重合はいずれの方法を用いてもよい。ニトロキシド媒介重合は触媒を用いないので、生成後の電気泳動粒子に変色を引き起こすことがなく、本発明においても好ましく用いられる。

リビングラジカル重合を用いるので、モノマーの種類、重合度、共重合体の形成を自由に設計することができ、高分子鎖の分散性と帯電性を精密に制御出来る。

本発明の電気泳動粒子は、電気泳動表示素子や液体トナーを用いた電子写真等の産業分野に利用することができる。

（重合開始基の導入）
リビングラジカル重合がニトロキシド媒介重合の場合と原始移動ラジカル重合の場合について、重合開始基の導入方法を説明する。

まず、リビングラジカル重合がニトロキシド媒介重合である場合、下記の反応式（Ｉ）に従って、顔料粒子の表面にニトロキシド媒介重合開始基を導入することができる。

即ち、反応溶媒中に顔料粒子とニトロキシド媒介重合開始基の前駆体１を加えて反応させ、顔料粒子の表面にニトロキシド媒介重合開始基を導入することができる。ニトロキシド媒介重合開始基の前駆体のトリエトキシシリル基は、トリメトキシシリル基、あるいはトリクロロシリル基であっても構わない。

また、顔料粒子は、ニトロキシド媒介重合開始基の前駆体と反応する官能基を有していることが好ましく、官能基を有していない顔料粒子に対しては適宜処理して官能基を導入しておくことが好ましい。官能基としては、水酸基を挙げることができる。

反応溶媒は特に限定されないが、例えば、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ベンゼン、トルエン、キシレン等を使用することができる。

…反応式（Ｉ）

反応式（Ｉ）のニトロキシド媒介重合開始基の前駆体１以外に、以下に記載のニトロキシド媒介重合開始基の前駆体を使用しても良い。いずれもｎは１から１０の整数である。また、ニトロキシド媒介重合開始基の前駆体のトリエトキシシリル基は、トリメトキシシリル基、あるいはトリクロロシリル基であっても構わない。

次に、リビングラジカル重合が原子移動ラジカル重合である場合、下記の反応式（ＩＩ）に従って、顔料粒子の表面に原子移動ラジカル重合開始基を導入することができる。

即ち、反応溶媒中に顔料粒子と原子移動ラジカル重合開始基の前駆体１４を加えて反応させ、顔料粒子の表面に原子移動ラジカル重合開始基を導入することができる。原子移動ラジカル重合開始基の前駆体のトリクロロシリル基は、トリメトキシシリル基、あるいはトリエトキシシリル基であっても構わない。

また、顔料粒子は、原子移動ラジカル重合開始基の前駆体と反応する官能基を有していることが好ましく、官能基を有していない顔料粒子に対しては適宜処理して官能基を導入しておくことが好ましい。官能基としては、水酸基を挙げることができる。

反応溶媒は特に限定されないが、例えば、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ベンゼン、トルエン、キシレン等を使用することができる。

・・・反応式（ＩＩ）

反応式（ＩＩ）の原子移動ラジカル重合開始基の前駆体１４以外に、以下に記載の原子移動ラジカル重合開始基の前駆体を使用しても良い。また、原子移動ラジカル重合開始基の前駆体のトリクロロシリル基は、トリメトキシシリル基、あるいはトリエトキシシリル基であっても構わない。

（リビングラジカル重合）
リビングラジカル重合がニトロキシド媒介重合である場合について、高分子鎖のグラフト化を説明する。反応式（Ｉ）のニトロキシド媒介重合開始基が導入された顔料粒子をコア粒子として、容易にコア粒子表面に鎖長の揃った高分子鎖を形成することができる。

上記したコア粒子を反応溶媒に分散させた後、高分子鎖となる重合性モノマーを添加し、反応系を不活性ガスで置換してニトロキシド媒介重合を行う。

反応溶媒としては、顔料粒子が分散するものであれば特に限定されないが、例えば、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ベンゼン、トルエン、キシレン、ジフェニルエーテル等を使用することができる。あるいは、反応溶媒を使用せずに重合を行っても構わない。

不活性ガスとして、窒素ガスやアルゴンガスを使用することができる。

重合温度は、４０から１５０℃の範囲であり、好ましくは、６０から１２０℃の範囲である。重合温度が４０℃未満では、形成される高分子鎖が低分子量であったり、あるいは重合が進行し難いので好ましくない。

また、重合を行う際、粒子に固定化されていないフリーな重合開始種を添加することが好ましい。フリーな重合開始種から生成するフリーポリマーは、粒子にグラフト化された高分子鎖の分子量及び分子量分布の指標とすることができる。

フリーな重合開始種としては、粒子に固定化しているニトロキシド媒介重合基と同種のものを選択することが好ましい。つまり、反応式（Ｉ）の粒子に対しては、ニトロキシド媒介重合開始基の前駆体１と同様のニトロキシドが好ましい。

反応終了後、生成した粒子を洗浄、ろ過、デカンテーション、沈殿分別、遠心分離等の適当な方法によって分離精製して、電気泳動粒子が得られる。

次に、リビングラジカル重合が原子移動ラジカル重合である場合について説明する。

反応式（ＩＩ）の原子移動ラジカル重合開始基が導入された顔料粒子をコア粒子として、容易にコア粒子表面に鎖長の揃った高分子鎖を形成することができる。

上記したコア粒子を反応溶媒に分散させた後、高分子鎖となる重合性モノマー、遷移金属錯体を添加し、反応系を不活性ガスで置換して原子移動ラジカル重合を行う。

反応溶媒としては、コア粒子が分散するものであれば特に限定されないが、例えば、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ピリジン、メタノール、エタノール、プロパノ−ル、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、シクロヘキサノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、イソプロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、トリオキサン、テトラヒドロフラン、ペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メトキシベンゼン等を使用することができる。これらは単独で使用しても良いし、又は２種以上を併用しても良い。

不活性ガスとして、窒素ガスやアルゴンガスを使用することができる。

使用する遷移金属錯体はハロゲン化金属とリガンドからなる。ハロゲン化金属の金属種としては、原子番号２２番のＴｉから３０番のＺｎまでの遷移金属が好ましく、更に、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕが好ましい。その中でも、塩化第一銅、臭化第一銅が好ましい。

リガンドとしては、ハロゲン化金属に配位可能であれば特に限定されないが、例えば、２，２’−ビピリジル、４，４’−ジ−（ｎ−ヘプチル）−２，２’−ビピリジル、２−（Ｎ−ペンチルイミノメチル）ピリジン、（−）−スパルテイン、トリス（２−ジメチルアミノエチル）アミン、エチレンジアミン、ジメチルグリオキシム、１，４，８，１１−テトラメチル−１，４，８，１１−テトラアザシクロテトラデカン、１，１０−フェナントロリン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’−ペンタメチルジエチレントリアミン、ヘキサメチル（２−アミノエチル）アミン等を使用することができる。

遷移金属錯体の添加量は、高分子鎖となる重合性モノマーに対して、０．００１から１０重量％、好ましくは０．０５から５重量％である。

重合温度は、４０から１００℃の範囲であり、好ましくは、５０から８０℃の範囲である。重合温度が１００℃を超えると、ポリマー微粒子が溶融するので、好ましくない。一方、重合温度が４０℃未満では、形成される高分子鎖が低分子量であったり、あるいは重合が進行し難いので好ましくない。

また、重合を行う際、粒子に固定化されていないフリーな重合開始種を添加することが好ましい。フリーな重合開始種から生成するフリーポリマーは、粒子にグラフト化された高分子鎖の分子量及び分子量分布の指標とすることができる。

フリーな重合開始種としては、粒子に固定化している原子移動ラジカル重合基と同種のものを選択することが好ましい。つまり、反応式（ＩＩ）の粒子に対しては２−ブロモイソ酪酸エチルが好ましく、原子移動ラジカル重合開始基の前駆体１５を固定化した粒子に対しては２−ブロモプロピオン酸エチルが好ましい。

反応終了後、生成した粒子を洗浄、ろ過、デカンテーション、沈殿分別、遠心分離等の適当な方法によって分離精製して、電気泳動粒子１ｅが得られる。

（高分子鎖の分散機能と帯電機能）
本発明の電気泳動粒子は、帯電機能を有する高分子鎖と分散機能を有する高分子鎖を有する。以下、これらの機能発現について説明する。

まず初めに、分散機能を有する高分子鎖について、説明する。分散機能を有する高分子鎖は、電気泳動分散媒と親和性の高い高分子であることを特徴とする。ここでいう親和性が高いとは、高分子鎖と電気泳動分散媒が相分離することなく、相溶性に優れていることを意味し、高分子鎖は、電気泳動分散媒中で広がりを持つことによって、粒子間の凝集を防止する立体排除効果を発現する。

分散機能を有する高分子鎖となる重合性モノマーとしては、上記したように、その重合体が電気泳動分散媒と親和性の高いポリマーであることが求められ、例えば、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−デセン、ブタジエン、イソプレン、イソブチレン等が挙げられ、これらを単独または２種以上を混合して用いてもよい。

次に、帯電機能を有する高分子鎖について説明する。帯電機能を有する高分子鎖となる重合性モノマーとしては、塩基性の重合性モノマーあるいは酸性の重合性モノマーやフッ素系の重合性モノマーを使用することができる。

塩基性の重合性モノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ペンチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ヘプシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸ノニル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸テトラデシル、（メタ）アクリル酸ヘキサデシル、（メタ）アクリル酸オクタデシル、（メタ）アクリル酸アミノメチル、（メタ）アクリル酸アミノエチル、（メタ）アクリル酸Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメチル、（メタ）アクリル酸Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、４−ビニルピリジン等を挙げることができる。

塩基性の重合性モノマーからなる高分子鎖に、酸性添加剤を添加すると、これらの物質間で酸−塩基相互作用が働き、粒子にプラス帯電を付与することができる。また、塩基性の重合性モノマーと酸性添加剤の種類を選択することによって、更に酸性添加剤の添加量を調整することによって、帯電機能を有する高分子鎖が分散機能も兼ね備えることができるので、このような場合には、分散機能を有する高分子鎖を粒子にグラフト化しなくても良い。

酸性添加剤としては、電気泳動分散媒に溶解する酸性物質が好ましく、例えば、ロジン酸、ロジン酸エステル、ロジン酸誘導体、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリイソブチレンコハク酸無水物等を使用することができる。

酸性添加剤の添加量は、その種類によって適宜決められるが、電気泳動分散媒に対して、０．００１〜１０重量％が好ましく、更には、０．０１〜５重量％の範囲が好ましい。

一方、酸性の重合性モノマーとしては、（メタ）アクリル酸、２−ブテン酸（クロトン酸）、３−ブテン酸（ビニル酢酸）、３−メチル−３−ブテン酸、３−ペンテン酸、４−ペンテン酸、４−メチル−４−ペンテン酸、４−ヘキセン酸、５−ヘキセン酸、５−メチル−５−ヘキセン酸、５−ヘプテン酸、６−ヘプテン酸、６−メチル−６−ヘプテン酸、６−オクテン酸、７−オクテン酸、７−メチル−７−オクテン酸、７−ノネン酸、８−ノネン酸、８−メチル−８−ノネン酸、８−デセン酸、９−デセン酸、３−フェニル−２−プロペン酸（ケイ皮酸）、カルボキシメチル（メタ）アクリレート、カルボキシエチル（メタ）アクリレート、ビニル安息香酸、ビニルフェニル酢酸、ビニルフェニルプロピオン酸、マレイン酸、フマル酸、メチレンコハク酸（イタコン酸）、ヒドロキシスチレン、スチレンスルホン酸、ビニルトルエンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スルホメチル（メタ）アクリレート、２−スルホエチル（メタ）アクリレート、２−プロペン−１−スルホン酸、２−メチル−２−プロペン−１−スルホン酸、３−ブテン−１−スルホン酸等を挙げることができる。

酸性の重合性モノマーからなる高分子鎖に、塩基性添加剤を添加すると、これらの物質間で酸−塩基相互作用が働き、粒子にマイナス帯電を付与することができる。また、酸性の重合性モノマーと塩基性添加剤の種類を選択することによって、更に塩基性添加剤の添加量を調整することによって、帯電機能を有する高分子鎖が分散機能も兼ね備えることができるので、このような場合には、分散機能を有する高分子鎖を粒子にグラフト化しなくても良い。

塩基性添加剤としては、電気泳動分散媒に溶解する塩基性物質が好ましく、例えば、ポリイソブチレンコハク酸イミド、ポリビニルピリジン、ピリジン、レシチン、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンオキシド、ポリメチルメタクリレート、ポリデシルメタクリレート、ポリドデシルメタクリレート、ポリオクタデシルメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリエステル、ポリエーテル等を使用することができる。

塩基性添加剤の添加量は、その種類によって適宜決められるが、電気泳動分散媒に対して、０．００１〜１０重量％が好ましく、更には、０．０１〜５重量％の範囲が好ましい。

フッ素系の重合性モノマーとしては、トリフルオロメチル（メタ）アクリレート、２，２，２−トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、ペンタフルオロエチル（メタ）アクリレート、ヘプタフルオロプロピル（メタ）アクリレート、３，３，３−トリフルオロプロピル（メタ）アクリレート、ノナフルオロブチル（メタ）アクリレート、３，３，４，４，４−ペンタフルオロブチル（メタ）アクリレート、ウンデカフルオロペンチル（メタ）アクリレート、４，４，５，５，５−ペンタフルオロペンチル（メタ）アクリレート、トリデカフルオロヘキシル（メタ）アクリレート、ペンタデカフルオロヘプチル（メタ）アクリレート等を挙げることができる。

フッ素系の重合性モノマーからなる高分子鎖は、電気陰性度の大きなフッ素原子を有することによって粒子にマイナス帯電を付与することができる。

フッ素系の重合性モノマーからなる高分子鎖は、電気泳動分散媒に対してあまり親和性が高くないので、分散機能を有する高分子鎖をフッ素系高分子鎖にブロック共重合しておくことが好ましい。

グラフト化される高分子鎖は、分子量分布指数（重量平均分子量／数平均分子量）が１．８以下に制御された高分子鎖であることを特徴とし、分子量分布指数は１．５以下が好ましく、更に１．３以下が好ましい。即ち、グラフト化される高分子鎖の分子量分布指数がこの範囲にあると、鎖長が揃っていて、電気泳動粒子の分散性や帯電性のバラツキを抑えることができる。

また、高分子鎖の数平均分子量は、分散機能型か帯電機能型によって適宜決めれば良いが、高分子鎖が分散機能型の場合、５００から１００００００の範囲が好ましく、更に１０００から５０００００が好ましい。この範囲の分子量を持つ高分子鎖を形成することにより、分散機能が発現しやすく、かつ電気泳動分散媒に対する溶解性が保たれる。

尚、高分子鎖のグラフト密度はリビングラジカル重合開始基やニトロキシド媒介重合開始基の導入率によって制御することができる。また、高分子鎖の鎖長は、重合性モノマーの添加量や重合時間等によって制御することができる。

（顔料）
本発明の電気泳動粒子を構成する顔料粒子としては、有機顔料粒子や無機顔料粒子等を使用することができる。有機顔料粒子としては、例えば、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリノン顔料、イソインドリン顔料、ジオキサジン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、チオインジゴ顔料、キノフタロン顔料、アントラキノン顔料、ニトロ顔料、ニトロソ顔料を使用することができ、具体的には、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、ペリレンレッド、パーマネントレッド、トルイジンレッド、マダーレーキ等の赤色顔料、ダイアモンドグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、ピグメントグリーンＢ等の緑色顔料、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー等の青色顔料、ハンザイエロー、ファストイエロー、ジスアゾイエロー、イソインドリノンイエロー、キノフタロンイエロー等の黄色顔料、アニリンブラック、ダイアモンドブラック等の黒色顔料等が挙げられる。

無機顔料粒子としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化スズ、硫化亜鉛等などの白色顔料、カーボンブラック、マグネタイト、マンガンフェライトブラック、コバルトフェライトブラック、チタンブラック等の黒色顔料、カドミウムレッド、赤色酸化鉄、モリブデンレッド等の赤色顔料、酸化クロム、ビリジアン、チタンコバルトグリーン、コバルトグリーン、ビクトリアグリーン等の緑色顔料、ウルトラマリンブルー、プルシアンブルー、コバルトブルー等の青色顔料、カドミウムイエロー、チタンイエロー、黄色酸化鉄、黄鉛、クロムイエロー、アンチモンイエロー等の黄色顔料を用いることができる。

顔料粒子の平均粒径は、１０から５００ｎｍが好ましく、更に２０から２００ｎｍが好ましい。顔料粒子の平均粒径が１０ｎｍ未満では、ハンドリングが極端に低下するので好ましくない。また、顔料粒子の平均粒径が５００ｎｍを超えると、顔料粒子の着色度（鮮明度）が低下するので好ましくない。

（電気泳動表示素子）
本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の一実施態様について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の一実施態様を示す断面図である。

図１（ａ）の電気泳動表示素子において、第１電極１ｃを設けた第１基板１ａ、及び第２電極１ｄを設けた第２基板１ｂが、隔壁１ｇを介して所定の間隔で対向するように配置されている。第１基板１ａ、第２基板１ｂ、及び隔壁１ｇからなるセル（空間）に、少なくとも電気泳動粒子と電気泳動分散媒からなる電気泳動分散液が封入されている。また、各電極上には絶縁層１ｈが形成されている。この電気泳動表示素子は、第２基板１ｂのある側が表示面である。

図１（ｂ）は、マイクロカプセルを用いた電気泳動表示素子を示す。前記電気泳動分散液を内包したマイクロカプセル１ｉが第１基板１ａ上に配置され、第２基板１ｂで覆われている。マイクロカプセル１ｉを用いる場合、絶縁層１ｈはなくてもよい。

図１において、第１電極１ｃは個々のセル（又はマイクロカプセル）内の電気泳動分散液に対して、各々独立して所望の電界を印加できる画素電極であり、第２電極１ｄは全面同一電位で印加する共通電極である。尚、この画素電極にはスイッチ素子が設けられており、不図示のマトリクス駆動回路から行ごとに選択信号が印加され、更に各列に制御信号と駆動トランジスタからの出力が印加されて、個々のセル（又はマイクロカプセル）内の電気泳動分散液に対して所望の電界を印加することができる。個々のセル（又はマイクロカプセル）内の電気泳動粒子は、第１電極１ｃにより印加される電界によって制御され、各画素は電気泳動粒子の色（例えば白色）と分散媒の色（例えば青色）を表示する。このような駆動を画素単位で行うことにより、多数の画素によって任意の画像や文字を表示することができる。

（電気泳動表示素子の構成）
第１基板１ａは、電気泳動表示素子を支持する任意の絶縁部材であり、ガラスやプラスチックなどを用いることができる。

第１電極１ｃには、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、酸化スズ、酸化インジウム、金、クロムなどの金属蒸着膜等を使用することができ、第１電極１ｃのパターン形成にはフォトリソグラフィー法を用いことができる。

第２基板１ｂは、透明なガラス基板やプラスチック基板等の絶縁部材を用いることができる。

第２電極１ｄには、ＩＴＯや有機導電性膜などの透明電極を使用することができる。

絶縁層１ｈとしては、無色透明な絶縁性樹脂を使用することができる。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアルケン樹脂等を使用することができる。

隔壁１ｇの材料には、ポリマー樹脂を使用できる。隔壁形成にはどのような方法を用いても構わないが、例えば、感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィー法によって隔壁を形成する方法、又は予め作製した隔壁を基板に接着する方法、モールドによって隔壁を形成する方法等を用いることができる。

前記電気泳動分散液をセル内に充填する方法は特に限定されないが、インクジェット方式のノズルを使用することができる。

（マイクロカプセル）
前記電気泳動分散液を内包するマイクロカプセル１ｉは、界面重合法、ｉｎ ｓｉｔｕ重合法、コアセルベーション法等の既知の方法で得ることができる。

マイクロカプセル１ｉを形成する材料には光を十分に透過させる材料が好ましく、具体的には、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、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ゼラチン、又はこれらの共重合体等を挙げることができる。

また、マイクロカプセル１ｉを第１基板１ａ上に配置する方法は特に制限されないが、インクジェット方式のノズルを使用することができる。

尚、基板上に配置されたマイクロカプセル１ｉの位置ずれを防止する目的で、マイクロカプセル１ｉの隙間に光透過性の樹脂バインダーを含浸させて基板上に固定しても良い。光透過性の樹脂バインダーとして、水溶性のポリマーを挙げることができ、例えば、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリエステル、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等を用いることができる。

第１基板１ａと第２基板１ｂを封止する場合、マイクロカプセル１ｉの形状が、第１基板１ａに対して水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い形状をとるように、押圧下で基板間を封止することが好ましい（図１（ｂ）参照）。

（電気泳動分散媒）
電気泳動分散媒としては、高絶縁性でしかも無色透明な液体を挙げることができる。例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ケロシン、ノルマルパラフィン、イソパラフィンなどの脂肪族炭化水素等を使用でき、これらを単独、又は２種以上を混合して用いてもよい。

（染料）
電気泳動分散媒を着色するにはＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）等の色を有する油溶染料を用いることができる。これらの油溶染料として、アゾ染料、アントラキノン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、ペノリン染料、フタロシアニン染料、金属錯塩染料、ナフール染料、ベンゾキノン染料、シアニン染料、インジゴ染料、キノイミン染料等の油溶染料が好ましく、これらを組み合せて使用しても良い。

例えば、以下の油溶染料を挙げることができる。バリファーストイエロー（１１０１、１１０５、３１０８、４１２０）、オイルイエロー（１０５、１０７、１２９、３Ｇ、ＧＧＳ）、バリファーストレッド（１３０６、１３５５、２３０３、３３０４、３３０６、３３２０）、オイルピンク３１２、オイルスカーレット３０８、オイルバイオレット７３０、バリファーストブルー（１５０１、１６０３、１６０５、１６０７、２６０６、２６１０、３４０５、）、オイルブルー（２Ｎ、ＢＯＳ、６１３）、マクロレックスブルーＲＲ、スミプラストグリーンＧ、オイルグリーン（５０２、ＢＧ）等であり、油溶染料の濃度は、電気泳動分散媒に対して、０．１〜３．５重量％が好ましい。

（電気泳動分散液）
電気泳動分散液は、少なくとも電気泳動粒子と電気泳動分散媒を含有する。電気泳動粒子を帯電させる為に、前記した酸性添加剤、又は塩基性添加剤を添加するのが好ましい。電気泳動粒子の濃度は、電気泳動分散媒に対して０．５から５０重量％が好ましく、更には１から３０重量％が好ましい。

（電気泳動表示）
本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の表示例を図２に示す。図２は、白色の電気泳動粒子１ｅ、青色染料で着色した電気泳動分散媒１ｆからなる電気泳動分散液をセルに充填した場合の表示例である。電気泳動粒子１ｅは、負に帯電しているものとする。

第２電極１ｄを０Ｖとし、第１電極１ｃに負極性の電圧を印加すると、電気泳動粒子１ｅが第２電極１ｄに集まり、セルを上から観察すると、白色の電気泳動粒子１ｅの分布により白色に見える（図２（ａ））。

一方、第２電極１ｄを０Ｖとし、第１電極１ｃに正極性の電圧を印加すると、電気泳動粒子１ｅが第１電極１ｃ上に集まり、セルを上から観察すると、青色に見える（図２（ｂ））。

本発明の電気泳動粒子１ｅを用いた電気泳動表示素子の別の表示例を図３に示す。図３は、正に帯電した白色の電気泳動粒子１ｅｗ、負に帯電した黒色の電気泳動粒子１ｅｂ、及び無色透明の電気泳動分散媒１ｆからなる電気泳動分散液をセルに充填した場合の表示例である。

第２電極１ｄを０Ｖとし、第１電極１ｃに負極性の電圧を印加すると、黒色の電気泳動粒子１ｅｂが第２電極１ｄに集まり、白色の電気泳動粒子１ｅｗは第１電極１ｃに集まる。セルを上から観察すると、黒色の電気泳動粒子１ｅｂの分布により黒色に見える（図３（ａ））。

一方、第２電極１ｄを０Ｖとし、第１電極１ｃに正極性の電圧を印加すると、白色の電気泳動粒子１ｅｗが第２電極１ｄに集まり、黒色の電気泳動粒子１ｅｂは第１電極１ｃに集まるので、セルを上から観察すると、白色の電気泳動粒子１ｅｗの分布により白色に見える（図３（ｂ））。

印加電圧は、電気泳動粒子の帯電量、電極間距離などによって異なるが、通常は、数Ｖから数十Ｖ程度が必要であり、階調表示は印加電圧や時間によって制御することができる。このような駆動を画素単位で行うことにより、多数の画素によって任意の画像や文字を表示することができる。

本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の他の実施態様について図面を参照しながら説明する。図４は本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の他の実施態様を示す断面図である。

図４（ａ）の電気泳動表示素子において、第１基板４ａ上に第１電極４ｃ及び第２電極４ｄが設けられ、電極間及び第２電極４ｄ上には絶縁層４ｈ、４ｉがそれぞれ形成されている。絶縁層４ｈは、着色されていても無色透明であってもよいが、絶縁層４ｉは無色透明である。第１基板４ａと第２基板４ｂが、隔壁４ｇを介して所定の間隔で対向するように配置されている。第１基板４ａ、第２基板４ｂ、及び隔壁４ｇからなるセル（空間）に、少なくとも電気泳動粒子４ｅと電気泳動分散媒４ｆからなる電気泳動分散液が封入されている。この電気泳動表示素子は、第２基板４ｂのある側が表示面である。

図４（ｂ）は、マイクロカプセルを用いた電気泳動表示素子を示す。前記電気泳動分散液を内包したマイクロカプセル４ｊが第１基板４ａ上に配置され、第２基板４ｂで覆われている。尚、マイクロカプセル４ｊを用いる場合、絶縁層４ｉはなくてもよい。

図４において、第２電極４ｄは個々のセル（又はマイクロカプセル）内の電気泳動分散液に対して、各々独立して所望の電界を印加できる画素電極であり、第１電極４ｃは全面同一電位で印加する共通電極である。尚、この画素電極にはスイッチ素子が設けられており、不図示のマトリクス駆動回路から行ごとに選択信号が印加され、更に各列に制御信号と駆動トランジスタからの出力が印加されて、個々のセル（又はマイクロカプセル）内の電気泳動分散液に対して所望の電界を印加することができる。個々のセル（又はマイクロカプセル）内の電気泳動粒子４ｅは、第２電極４ｄにより印加される電界によって制御され、各画素は電気泳動粒子の色（例えば黒色）と絶縁層４ｈの色（例えば白色）を表示する。このような駆動を画素単位で行うことにより、多数の画素によって任意の画像や文字を表示することができる。

（電気泳動表示素子の構成）
第１基板４ａは、電気泳動表示素子を支持する任意の絶縁部材であり、ガラスやプラスチックなどを用いる事ができる。第２基板４ｂには、透明なガラス基板やプラスチック基板等の絶縁部材を使用することができる。

第１電極４ｃの材料には、Ａｌなどの光反射性の金属電極を使用する。第１電極４ｃ上に形成する絶縁層４ｈには、光を散乱させるための微粒子、例えば酸化アルミニウム、酸化チタン等を無色透明の絶縁性樹脂に混ぜ合わせたものを使用できる。無色透明の絶縁性樹脂には、前述した絶縁性樹脂を挙げることができる。あるいは、微粒子を用いずに金属電極表面の凹凸を利用して光を散乱させる方法を用いてもよい。

第２電極４ｄには表示素子の観察者側からみて暗黒色に見える導電性材料、例えば、炭化チタンや黒色化処理したＣｒ、黒色層を表面に形成したＡｌ、Ｔｉ等を使用できる。また、第２電極４ｄのパターン形成には、フォトリソグラフィー法を用いることができる。

続いて第２電極４ｄ上に絶縁層４ｉを形成する。絶縁層４ｉには、前記した無色透明な絶縁性樹脂を使用することができる。

本実施態様の表示コントラストは、第２電極４ｄと画素の面積比に大きく依存する為、コントラストを高めるためには第２電極４ｄの露出面積を画素のそれに対して小さくする必要があり、通常は１：２〜１：５程度が好ましい。

隔壁４ｇは、前述と同様の隔壁形成方法と材料を用いることができる。前記電気泳動分散液をセル内に充填する方法は特に限定されないが、前述したインクジェット方式のノズルを使用することができる。

（マイクロカプセル）
前記電気泳動分散液を内包するマイクロカプセル４ｊは、前述したように、界面重合法、ｉｎ ｓｉｔｕ重合法、コアセルベーション法等の既知の方法で得ることができ、マイクロカプセル３ｊの形成材料には、前記した同様のポリマー材料を使用することができる。

また、マイクロカプセル４ｊを第１基板４ａ上に配置する方法は特に制限されないが、前述したインクジェット方式のノズルを使用することができる。

尚、基板上に配置されたマイクロカプセル４ｊの位置ずれを防止する目的で、前述したようにマイクロカプセル４ｊの隙間に光透過性の樹脂バインダーを含浸させて基板上に固定しても良い。光透過性の樹脂バインダーとして、前述した樹脂を用いることができる。

第１基板４ａと第２基板４ｂを封止する場合、マイクロカプセル４ｊの形状が、第１基板４ａに対して水平方向の長さが垂直方向の長さよりも長い形状をとるように、押圧下で基板間を封止することが好ましい。（図４（ｂ）参照）

（電気泳動分散媒）
電気泳動分散媒４ｆに関しては、前述した同様の液体を使用することができる。

（電気泳動粒子）
電気泳動粒子４ｅには、前述と同様の方法によって得た黒色粒子を使用することができる。本実施態様における電気泳動粒子４ｅの濃度は、その粒径によって異なるが、電気泳動分散媒４ｆに対して０．５から１０重量％が好ましく、更には１から５重量％が好ましい。電気泳動粒子４ｅの濃度が０．５重量％未満の場合、第１電極４ｃ上を完全に隠蔽できなくなり、表示コントラストが淡くなるので好ましくない。また、電気泳動粒子４ｅの濃度が１０重量％を越えると着色した第２電極４ｄ上から溢れ出し、表示コントラストが悪くなるので好ましくない。

（電気泳動表示）
本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の表示例を図５に示す。図５は、黒色の電気泳動粒子４ｅ、無色透明な電気泳動分散媒４ｆからなる電気泳動分散液をセルに充填した場合の表示例である。電気泳動粒子４ｅは、負に帯電しているものとする。また、絶縁層４ｈ上が白色であり、第２電極４ｄ上が黒色であるものとする。

第１電極４ｃを０Ｖとし、第２電極４ｄに正極性の電圧を印加すると、電気泳動粒子４ｅが第２電極４ｄ上に集まり、セルを上から観察すると、白色に見える（図５（ａ））。

一方、第１電極４ｃを０Ｖとし、第２電極４ｄに負極性の電圧を印加すると、電気泳動粒子４ｅが第１電極４ｃ上に集まり、セルを上から観察すると、黒色に見える（図５（ｂ））。

印加電圧は、電気泳動粒子の帯電量、電極間距離などによって異なるが、通常は、数Ｖから数十Ｖ程度が必要であり、階調表示は印加電圧や時間によって制御することができる。このような駆動を画素単位で行うことにより、多数の画素によって任意の画像や文字を表示することができる。

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

トルエン中で酸化チタン粒子（平均粒径２００ｎｍ、粒子表面に水酸基を含有）とニトロキシド媒介重合開始基の前駆体１（ｎ＝１０）を反応させて、酸化チタン粒子の表面にニトロキシド媒介重合開始基を導入する。

次に、ニトロキシド媒介重合開始基を導入した酸化チタン粒子をトルエンに分散させた後、アクリル酸ドデシルを添加して、反応系を窒素ガスで置換し、ニトロキシド媒介重合を９０℃で所定時間行う。また、酸化チタン粒子にグラフト化される高分子鎖の分子量及び分子量分布の指標となるように、フリーな重合開始種として、ニトロキシド媒介重合開始基の前駆体１と同様のニトロキシドを反応系に予め加えておく。重合終了後、洗浄、精製、乾燥工程を経て、目的とする電気泳動粒子を得る。

電気泳動粒子はクロロホルム中で良好に分散することから、酸化チタン粒子の表面にポリアクリル酸ドデシルがグラフトされていることを確認できる。また、フリーな重合開始種として加えておいたニトロキシドから生成した高分子の分子量と分子量分布を測定したところ、数平均分子量が約５万で、分子量分布指数が１．２０であることから、コア粒子にグラフト化された高分子鎖は鎖長の揃った高分子鎖であることを確認できる。

電気泳動粒子（白色粒子）５重量％、オイルブルーＮ（アルドリッチ）０．１重量％、ロジン酸（酸性添加剤）２．５重量％、電気泳動分散媒としてアイソパーＨ９２．４重量％を用い、電気泳動分散液とした。グラフト化されたポリアクリル酸ドデシルは、ロジン酸との酸−塩基相互作用によって電気泳動粒子にプラス帯電を付与する。また、グラフト化されたポリアクリル酸ドデシルは電気泳動分散媒中で広がりを持つことによって分散機能も発現する。

前記した電気泳動分散液をインクジェット方式のノズルを用いてセルに注入し、電圧印加回路を接続して図１（ａ）に示した電気泳動表示素子を作製する。

駆動電圧±１０Ｖでコントラスト表示を長時間行ったところ、電気泳動粒子は分散性、帯電性、及び鮮明度に優れ、鮮やかな青白表示を行うことができる。

実施例１と同様にして得た電気泳動分散液を用いて、該分散液を内包するマイクロカプセル１ｉをｉｎ ｓｉｔｕ重合法によって作製する。マイクロカプセルの膜材質は尿素−ホルムアルデヒド樹脂である。マイクロカプセル１ｉをインクジェット方式のノズルを用いて第１基板１ａ上に配置し、電圧印加回路を接続して図１（ｂ）に示した電気泳動表示素子を作製する。

駆動電圧±１０Ｖでコントラスト表示を長時間行ったところ、電気泳動粒子は分散性、帯電性、及び鮮明度に優れ、鮮やかな青白表示を行うことができる。

トルエン中でマグネタイト粒子（平均粒径１００ｎｍ、粒子表面に水酸基を含有）と原子移動ラジカル重合開始基の前駆体１４（ｎ＝６）を反応させて、マグネタイト粒子の表面に原子移動ラジカル重合開始基を導入する。

次に、原子移動ラジカル重合開始基を導入したマグネタイト粒子をトルエンに分散させた後、メタクリル酸オクタデシルを添加して、反応系を窒素ガスで置換し、原子移動ラジカル重合を７０℃で所定時間行う。また、マグネタイト粒子にグラフト化される高分子鎖の分子量及び分子量分布の指標となるように、フリーな重合開始種として２−ブロモイソ酪酸エチルを反応系に予め加えておく。重合終了後、洗浄、精製、乾燥工程を経て、目的とする電気泳動粒子４ｅを得る。

電気泳動粒子４ｅはクロロホルム中で良好に分散することから、マグネタイト粒子の表面にポリアクリル酸オクタデシルがグラフトされていることを確認できる。また、フリーな重合開始種として加えておいた２−ブロモイソ酪酸エチルから生成した高分子の分子量と分子量分布を測定したところ、数平均分子量が約１１万で、分子量分布指数が１．０７であることから、マグネタイト粒子にグラフト化された高分子鎖は鎖長の揃った高分子鎖であることを確認できる。

電気泳動粒子４ｅ（黒色粒子）１重量％、ロジン酸（酸性添加剤）０．５重量％、電気泳動分散媒４ｆとしてアイソパーＨ９８．５重量％を用い、電気泳動分散液とした。グラフト化されたポリメタクリル酸オクタデシルは、ロジン酸との酸−塩基相互作用によって電気泳動粒子４ｅにプラス帯電を付与する。また、グラフト化されたポリアクリル酸オクタデシルは電気泳動分散媒４ｆ中で広がりを持つことによって分散機能も発現する。

前記した電気泳動分散液をインクジェット方式のノズルを用いてセルに注入し、電圧印加回路を接続して図４（ａ）に示した電気泳動表示素子を作製する。

駆動電圧±１０Ｖでコントラスト表示を長時間行ったところ、電気泳動粒子４ｅは分散性、帯電性、及び鮮明度に優れ、鮮やかな白黒表示を行うことができる。

実施例３と同様にして得た電気泳動分散液を用いて、該分散液を内包するマイクロカプセル４ｊを界面重合法によって作製する。マイクロカプセルの膜材質はポリアミド樹脂である。マイクロカプセル４ｊをインクジェット方式のノズルを用いて第１基板４ａ上に配置し、電圧印加回路を接続して図４（ｂ）に示した電気泳動表示素子を作製する。

駆動電圧±１０Ｖでコントラスト表示を長時間行ったところ、電気泳動粒子４ｅは分散性と帯電性に優れ、鮮やかな白黒表示を行うことができる。

トルエン中でマグネタイト粒子（平均粒径１００ｎｍ、粒子表面に水酸基を含有）とニトロキシド媒介重合開始基の前駆体５（ｎ＝１０）を反応させて、マグネタイト粒子の表面にニトロキシド媒介重合開始基を導入する。

次に、ニトロキシド媒介重合開始基を導入したマグネタイト粒子をジメチルホルムアミドに分散させた後アクリル酸を添加して、反応系を窒素ガスで置換し、ニトロキシド媒介重合を１００℃で所定時間行う。アクリル酸が消費された後、イソプレンを反応系に添加してブロック共重合体のグラフト高分子鎖を形成する。アクリル酸とイソプレンのモル比が１：９になるように添加する。また、マグネタイト粒子にグラフト化される高分子鎖の分子量及び分子量分布の指標となるように、フリーな重合開始種として、ニトロキシド媒介重合開始基の前駆体５と同様のニトロキシドを反応系に予め加えておく。重合終了後、洗浄、精製、乾燥工程を経て、目的とする電気泳動粒子４ｅを得る。

電気泳動粒子４ｅはクロロホルム中で良好に分散することから、マグネタイト粒子の表面にポリメタクリル酸とポリイソプレンのブロック共重合体がグラフトされていることを確認できる。また、フリーな重合開始種として加えておいたニトロキシドから生成した高分子の分子量と分子量分布を測定したところ、数平均分子量が約７万で、分子量分布指数が１．２８であることから、マグネタイト粒子にグラフト化された高分子鎖は鎖長の揃ったブロック共重合体であることを確認できる。

電気泳動粒子４ｅ（黒色粒子）１重量％、ポリイソブチレンコハク酸イミド（塩基性添加剤）０．５重量％、電気泳動分散媒４ｆとしてアイソパーＨ９８．５重量％を用い、電気泳動分散液とした。グラフト化されたブロック共重合体のポリアクリル酸部位は、ポリイソブチレンコハク酸イミドとの酸−塩基相互作用によって、電気泳動粒子４ｅにマイナス帯電を付与する。また、グラフト化されたブロック共重合体のポリイソプレン部位は電気泳動分散媒４ｆ中で広がりを持つことによって分散機能を発現する。

前記した電気泳動分散液をインクジェット方式のノズルを用いてセルに注入し、電圧印加回路を接続して図４（ａ）に示した電気泳動表示素子を作製する。

駆動電圧±１０Ｖでコントラスト表示を長時間行ったところ、電気泳動粒子４ｅは分散性、帯電性、及び鮮明度に優れ、鮮やかな白黒表示を行うことができる。

実施例５と同様にして得た電気泳動分散液を用いて、該分散液を内包するマイクロカプセル４ｊを界面重合法によって作製する。マイクロカプセルの膜材質はポリアミド樹脂である。マイクロカプセル４ｊをインクジェット方式のノズルを用いて第１基板４ａ上に配置し、電圧印加回路を接続して図４（ｂ）に示した電気泳動表示素子を作製する。

駆動電圧±１０Ｖでコントラスト表示を長時間行ったところ、電気泳動粒子４ｅは分散性、帯電性、及び鮮明度に優れ、鮮やかな白黒表示を行うことができる。

トルエン中でマグネタイト粒子（平均粒径１００ｎｍ、粒子表面に水酸基を含有）と原子移動ラジカル重合開始基の前駆体１７を反応させて、マグネタイト粒子の表面に原子移動ラジカル重合開始基を導入する。

次に、原子移動ラジカル重合開始基を導入したマグネタイト粒子をジメチルホルムアミドに分散させた後、アクリル酸アミノエチルを添加して、反応系を窒素ガスで置換し、原子移動ラジカル重合を８０℃で所定時間行う。アクリル酸アミノエチルが消費された後、１−ヘキセンを反応系に添加してブロック共重合体のグラフト高分子鎖を形成する。アクリル酸アミノエチルと１−ヘキセンのモル比が１：９になるように添加する。また、マグネタイト粒子にグラフト化される高分子鎖の分子量及び分子量分布の指標となるように、フリーな重合開始種として、ベンジルクロリドを反応系に予め加えておく。重合終了後、洗浄、精製、乾燥工程を経て、目的とする電気泳動粒子４ｅを得る。

電気泳動粒子４ｅはクロロホルム中で良好に分散することから、マグネタイト粒子の表面にポリアクリル酸アミノエチルとポリヘキセンのブロック共重合体がグラフトされていることを確認できる。また、フリーな重合開始種として加えておいたベンジルクロリドから生成した高分子の分子量と分子量分布を測定したところ、数平均分子量が約７万で、分子量分布指数が１．１８であることから、マグネタイト粒子にグラフト化された高分子鎖は鎖長の揃ったブロック共重合体であることを確認できる。

電気泳動粒子４ｅ（黒色粒子）１重量％、ロジン酸（酸性添加剤）０．５重量％、電気泳動分散媒４ｆとしてアイソパーＨ９８．５重量％を用い、電気泳動分散液とした。グラフト化されたブロック共重合体のポリアクリル酸アミノエチル部位は、ロジン酸との酸−塩基相互作用によって、電気泳動粒子４ｅにプラス帯電を付与する。また、グラフト化されたブロック共重合体のポリへキセン部位は電気泳動分散媒４ｆ中で広がりを持つことによって分散機能を発現する。

前記した電気泳動分散液をインクジェット方式のノズルを用いてセルに注入し、電圧印加回路を接続して図４（ａ）に示した電気泳動表示素子を作製する。

駆動電圧±１０Ｖでコントラスト表示を長時間行ったところ、電気泳動粒子４ｅは分散性、帯電性、及び鮮明度に優れ、鮮やかな白黒表示を行うことができる。

実施例７と同様にして得た電気泳動分散液を用いて、該分散液を内包するマイクロカプセル４ｊをｉｎ ｓｉｔｕ重合法によって作製する。マイクロカプセルの膜材質はメラミン−ホルムアルデヒド樹脂である。マイクロカプセル４ｊをインクジェット方式のノズルを用いて第１基板４ａ上に配置し、電圧印加回路を接続して図４（ｂ）に示した電気泳動表示素子を作製する。

駆動電圧±１０Ｖでコントラスト表示を長時間行ったところ、電気泳動粒子４ｅは分散性、帯電性、及び鮮明度に優れ、鮮やかな白黒表示を行うことができる。

実施例１と同様にして得た電気泳動粒子（白色粒子）５重量％、ロジン酸（酸性添加剤）２．５重量％、実施例５と同様にして得た電気泳動粒子（黒色粒子）３重量％、ポリイソブチレンコハク酸イミド（塩基性添加剤）１．５重量％、電気泳動分散媒としてアイソパーＨ８８重量％を用い、電気泳動分散液とした。電気泳動分散媒において、白色の電気泳動粒子はプラス帯電を示し、一方、黒色の電気泳動粒子はマイナス帯電を示す。

前記した電気泳動分散液をインクジェット方式のノズルを用いてセルに注入し、電圧印加回路を接続して図１（ａ）に示した電気泳動表示素子を作製する。

駆動電圧±１０Ｖでコントラスト表示（図３）を長時間行ったところ、電気泳動粒子は分散性、帯電性、及び鮮明度に優れ、鮮やかな白黒表示を行うことができる。

実施例９と同様にして得た電気泳動分散液を用いて、該分散液を内包するマイクロカプセル１ｉをｉｎ ｓｉｔｕ重合法によって作製する。マイクロカプセルの膜材質はメラミン−ホルムアルデヒド樹脂である。マイクロカプセル１ｉをインクジェット方式のノズルを用いて第１基板１ａ上に配置し、電圧印加回路を接続して図１（ｂ）に示した電気泳動表示素子を作製する。

駆動電圧±１０Ｖでコントラスト表示（図３）を長時間行ったところ、電気泳動粒子は分散性、帯電性、及び鮮明度に優れ、鮮やかな白黒表示を行うことができる。

本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の一実施態様例を示す断面図である。 本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の表示例を示す概略図である。 本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の表示例を示す概略図である。 本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の他の実施態様例を示す断面図である。 本発明の電気泳動粒子を用いた電気泳動表示素子の表示例を示す概略図である。

符号の説明

１ａ 第１基板
１ｂ 第２基板
１ｃ 第１電極
１ｄ 第２電極
１ｅ 電気泳動粒子
１ｆ 電気泳動分散媒
１ｇ 隔壁
１ｈ 絶縁層
１ｉ マイクロカプセル
４ａ 第１基板
４ｂ 第２基板
４ｃ 第１電極
４ｄ 第２電極
４ｅ 電気泳動粒子
４ｆ 電気泳動分散媒
４ｇ 隔壁
４ｈ 絶縁層
４ｉ 絶縁層
４ｊ マイクロカプセル

Claims (9)

1. 顔料粒子の表面に高分子鎖が結合された電気泳動粒子であって、該顔料粒子表面にリビングラジカル重合開始基を有し、炭化水素系溶媒に対して親和性のある高分子鎖が該リビングラジカル重合開始基に結合されていることを特徴とする電気泳動粒子。
2. 前記高分子鎖の分子量分布指数（重量平均分子量／数平均分子量）が１．８以下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。
3. 前記高分子鎖が、前記炭化水素系溶媒中で帯電機能を有する高分子鎖と、同じ炭化水素系溶媒中で分散機能を有する高分子鎖の共重合体であることを特徴とする請求項１または２に記載の電気泳動粒子。
4. 前記共重合体がブロック共重合体であることを特徴とする請求項３に記載の電気泳動粒子。
5. 電気泳動粒子の製造方法であって、顔料粒子の表面にリビングラジカル重合開始基を導入する工程と、該リビングラジカル重合開始基から、炭化水素系溶媒に対して親和性のあるモノマーをリビングラジカル重合によって高分子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。
6. 電気泳動粒子の製造方法であって、表面に水酸基を有する顔料粒子とニトロキシド媒介重合開始基の前駆体を反応させ、顔料粒子の表面にニトロキシド媒介重合開始基を導入する工程と、該ニトロキシド媒介重合開始基から、炭化水素系溶媒に対して親和性のあるモノマーをニトロキシド媒介重合によって高分子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。
7. 電気泳動粒子の製造方法であって、表面に水酸基を有する顔料粒子と原子移動ラジカル重合開始基の前駆体を反応させ、顔料粒子の表面に原子移動ラジカル重合開始基を導入する工程と、該原子移動ラジカル重合開始基から、炭化水素系溶媒に対して親和性のあるモノマーを原子移動ラジカル重合によって高分子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。
8. 前記高分子化する工程が、前記炭化水素系溶媒中で高分子鎖を形成する工程である請求項６または７に記載の電気泳動粒子の製造方法。
9. 顔料粒子表面にリビングラジカル重合開始基があり、炭化水素系溶媒に対して親和性のある高分子鎖が該リビングラジカル重合開始基に結合されてなる電気泳動粒子と、炭化水素系溶媒を含む分散媒と、該電気泳動粒子と該分散媒を保持するセルとを有することを特徴とする電気泳動表示素子。

Images