JP2012042959A - メソ多孔性粒子を用いた切替可能な画像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切替可能な画像装置を提供する。
【解決手段】本発明は、誘電体媒質中に懸濁している複数の粒子からなり、粒子の少なくとも一部が帯電し、少なくとも一部がメソ多孔性粒子である切替可能な画像装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本願は、２０１０年８月１９日に、「メソ多孔性粒子、帯電制御剤、メソ多孔性粒子及び帯電制御剤を用いた切替可能な画像装置」という名称で出願された米国仮出願６１／２７５１９４号の利益を請求するもので、この仮出願を参照することにより本願に組み入れられる。

本発明は、切替可能な表示装置に関するものであって、更に特に、メソ多孔性粒子を用いた切替可能な表示装置に関するものである。

液晶ディスプレイ（LCDs）の代替可能な情報表示装置として、電気泳動（electrophoretic）、エレクトロクロミック（electro-chromic）、熱（thermal）、二色性粒子回転（dichroic-particles-rotary）、電着（electrodeposition）、又は、コレステリック液晶cholesteric liquid crystals）等の技術を応用する情報表示装置は、ＬＣＤを代替して提案されている。

情報表示装置にとって、コストが低く、一般の印刷物に類似する高視野角を有し、太陽光を含む様々な照明条件下で読み取りが可能なディスプレイ装置が非常に必要とされている。この他、ＬＣＤと比較すると、情報表示装置は、より小さい消費電力で、より高いイメージ双安定の長所を有し、更に、電源をオフにした後でも、画像の読み取りが可能で、且つ、操作コストも公知の紙と同じくらい低い。電子新聞（E-paper）は、紙の上にインクを載せた外観を再現するディスプレイ技術である。公知のバックライトを使ってその画素に光を当てるフラットパネルディスプレイと比較すると、電子新聞は、通常の紙のように光を反射させ、且つ、電気を必要とすることなく、テキストと画像を保留する一方で、その画像を後で変更することができる。

粒子ベースの（Particle-based）ディスプレイ、例えば、電気泳動表示装置と乾燥粉末タイプの表示装置は、電子新聞（E-papers）に幅広く用いられる。粒子ベースのディスプレイは、アレイに配列された複数の独立したアドレス可能な（addressable）ディスプレイセルを含み、各ディスプレイセルは複数の色素粒子を有し、一対の相反する相隔たる電極間に充填されている。

電気泳動表示装置は、電気泳動現象により、色付きの誘電溶液中に懸濁する帯電色素粒子の移動に影響する。しかし、帯電色素粒子から高い粘性抵抗（viscosity resistance）が生じるので、反応速度が遅いことが、電気泳動ディスプレイ装置で発生する主な問題である。更に、例えば、酸化チタン等、高い比重を有する色素粒子が、しばしば、白色の色素粒子として用いられ、低比重の色付きの誘電溶液中で分散する。よって、白色色素粒子と色付きの誘電溶液との間の大きな比重差が、望ましくない沈殿（sedimentation）、凝集、又は、老化による軟凝集（flocculation）を生じ、電気泳動表示装置の分散状態とディスプレイ特徴を維持するのが困難になる。マイクロカプセル化（microencapsulating）を用いて、セル寸法を約50〜100μｍの範囲のマイクロカプセルレベルに減少して、過度な沈殿、又は、軟凝集の可能性を減少させることができるが、しかし、根本的な問題が解決されていない。

乾燥粉末タイプの表示装置は、溶液を用いない粒子ベースのディスプレイ装置である。標準的な乾燥粉末タイプの表示装置は、対比色を有し、異なる電位を有する一対の電極間に設置された電荷を有する二種の乾燥色素粒子を含む。二つの電極により生成される静電界が色素粒子に加えられると、色素粒子は移動し、画像化される。この他、電極と乾燥色素粒子間の（電気的及び非電気な）引力は、“電力なし”の状況下でも、画像を保存することができ、これにより、このような乾燥粉末タイプの電子新聞の消費電力を非常に低くする。

しかし、乾燥粉末タイプの表示装置に関連して幾つかの問題がある。まず、電界により生成される力、及び、色素粒子と電極間の粘着力を制御するのに、色素粒子の電荷密度は、最も重要なパラメータである。しかし、色素粒子の電荷密度が低いので、乾燥粉末タイプの表示装置は、電気泳動表示装置よりも高い電圧を動作するのに必要とする。例えば、乾燥粉末タイプの表示装置の粒子移動を制御する電圧は、通常、数十ボルトで、駆動電圧は数百ボルト近くである。乾燥粉末の電荷密度は、色素粒子間の摩擦電気（triboelectric）相互作用により、又は、適当な電荷制御剤を用いることにより、増加、又は、安定させることができるが、駆動電圧、及び、所定のコントラスト比に達するために必要な時間を減少させることが困難である。ＤＬＶＯ（デリャーギン，ランダウ，フェルウェー，オーバービーク：Derjaguin，Landau，Verwey and Overbeek) 理論の予測によると、クローン反発（Columbic repulsion）と比較すると、ファン・デル・ワールス力（van der Waals force ）が優勢な粒子間相互作用になるので、低電荷密度粒子はさらに、セカンダリー最小限電位 （secondary potential minimum）を通じて、集約、又は、凝集する傾向がある。電荷密度の減少と、粒子凝集（particle aggregation）、又は軟凝集は、駆動電圧の増加、又は、所定のコントラスト比に達するのに必要な時間の増加をもたらす。更に、スレショルド電圧と動作温度許容範囲の変化をもたらし、その結果、画像変調（image modulation）の困難、画像の粘着性（image stickiness）、又は、ゴースト像を生じる。

この他、色素粒子の電荷量の精密制御、又は、色素粒子の電荷密度の大幅な増加が困難である。

一般に、乾燥粉末タイプの表示装置に用いられる色素粒子は、粉状化（pulverization）、又は、化学重合（chemical polymerization）の何れかにより製造される。粉状化は製粉工程を含み、ポリマー樹脂、顔料、及び、電荷制御剤（以下、“ＣＣＡｓ”とする）が溶解して練り込まれ、その後、破砕して分類される。しかし、粉状化により生成される粉砕粒子に関連する問題がある。粒子表面に付着されるＣＣＡｓの量を制御するのが困難なので、粉砕粒子の所望の電荷密度は、容易には得られるものではなく、また、電荷密度が低くなる。粉状化に関連する別の問題は、粉砕粒子のサイズが常に大きく（例えば、＞８μｍ）、粒度分布が比較的広いことである。

狭い粒度分布を有する球体粒子は、重合法（polymerization method）、例えば懸濁重合（suspension polymerization）、乳化重合（emulsion polymerization）、又は分散重合（dispersion polymerization）により製造されるが、粒子調製中、ＣＣＡｓのイオン的性質が余分な界面活性剤として作用するので、ＣＣＡｓが重合を妨げる。

第二に、高密度の無機色素粒子、例えば、ＴｉＯ_２（比重〜４）が白色顔料として用いられる時、重量密度を減少させることが非常に困難である。高密度の無機色素粒子に適当なポリマーを混合、又はコーティングし、空気の比重に対する比重を減少させることにより、この問題が排除又は軽減される。しかし、乾燥粉末タイプの画像表示装置中の誘電体媒質、例えば、空気は、多くのポリマーと比較して、屈折率が比較的低い。よって、厚い重合シェル（polymeric shell）、又は、マトリクスを有する比重が減少した顔料マイクロカプセルは、高比重の非カプセル色素粒子と比較すると、低隠蔽力、又は、低光散乱効果を示す。

第三に、標準的な乾燥粉末タイプの表示装置は、不十分な反射率、又は白色度を示す。実際には、白色色素粒子は、白色顔料、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化亜鉛、又は、酸化ジルコニウムを、基材である高分子（base polymer）樹脂に充填することにより、粉状化、又は、化学重合で製造される。酸化チタン等の大量の顔料が加えられて、十分な白さの色素粒子を形成しているが、散乱（scattering）が不足して、白色屈折率が低くなり、且つ、高い重量密度の問題も出現し、装置の双安定性を悪化させる。現在の乾燥粉末システムにおける乏しい反射率の問題に対して、白色粒子の隠蔽力は、主に、電極板に電気的に付着される粒子の充填密度とコロイド安定性（colloidal stability）によって決定される。狭い粒度寸法分布の粒子にとって、立方体と４面体の各充填構造における最大充填密度（maximum packing densities）は、それぞれ、容量で、約５２％と約７４％である。粒径が大きく、且つ、粒子の粒度分布が広いので、乾燥粉末装置の粒子充填密度は、最大限よりもかなり低く、最小反射率（Ｄmin）を著しく低下させる。

よって、全タイプの粒子ベースの切替可能な画像ディスプレイに応用するために、最適な特性を有する色素粒子の必要性が存在する。所望の粒子特性は、高電荷密度、低比重、凝集に対する安定性、良好な隠蔽力、高コントラスト比、及び、切替速度の制御中に広い許容範囲を提供する別の粒子特性を含む。

本発明は、切替可能な画像装置を提供し、上述の問題を解決することを目的とする。

本発明の具体例は、切替可能な画像装置を提供する。切替可能な画像装置は、誘電体媒質中に懸濁している複数の粒子からなり、粒子の少なくとも一部が帯電し、少なくとも一部がメソ多孔性粒子である。

本発明の別の具体例は、フルカラー切替可能な画像装置を提供する。フルカラー切替可能な画像装置は、上述の切替可能な画像装置と、切替可能な画像装置に隣接して設置されるカラーフィルターと、からなる。

本発明により、メソ多孔性粒子は、高電荷密度、低比重、凝集に対する安定性、よい隠蔽力、及び、高コントラスト比を有し、これにより、公知の切替可能な画像装置で発生する問題が改善される。

本発明は、以下の詳細な説明と添付図面により参照される各例とを読むことで、さらに理解される。
本発明の具体例による切替可能な画像装置の断面図である。 本発明の別の具体例による切替可能な画像装置の平面図である。

以下の説明は、本発明を実行する上で考えられる最善のモードである。以下の開示は、本発明の様々な特徴を実施するために、多くの様々な実施形態や例を提供することが理解される。構成要素及び配列を特定する各実施例が、現状の開示を単純化するのに以下に記述される。これらは勿論、単なる実施例であって、発明を限定するのに意図されてはいない。例えば説明中、第２の特徴に渡って、第２の特徴を超えて、第２の特徴の下で、或いは第２の特徴の上での第１の特徴の形態は、第１の特徴と第２の特徴が直接接触して形成されることも含むし、第１の特徴と第２の特徴が直接接触していないような、別の特徴が第１の特徴と第２の特徴との間に形成されることも含んでいる。

本発明の具体例によると、メソ多孔性粒子を用いた切替可能な画像装置が提供される。通常の材料と比較すると、メソ多孔性材料は、大表面積、開放気孔率、小細孔径、及び、一つ又はそれ以上の化合物をメソ多孔性構造の表面に塗布することができるという長所を提供する。つまりメソ多孔性粒子は、メソ多孔性粒子上に帯電物質、又は、電荷制御剤（charge controlling agent）を吸着することにより、通常の非多孔性粒子よりも、更に多くの電荷を含むことが出来、電荷密度がかなり改善される。更に、それらの開放気孔率のため、かさ密度（bulk density）が大幅に減少し、顔料と分散媒体である例えば空気との間の屈折率は大きな差異があるため、光散乱が著しく増加する。よって、本発明の具体例によるメソ多孔性粒子を用いた切替可能な装置は、高電荷密度、低比重、凝集に対する安定性、良好な隠蔽力、及び、高コントラスト比を有し、公知の切替可能な画像装置で生じる問題が解決される。切替可能な装置は、電子表示器、看板、掲示板、値札、デジタルバーコード、デジタルクーポン、電子新聞装置（e-paper device）、又は、電子ブック装置（e-reader device）とすることができる。

図１は、本発明の具体例による切替可能な画像装置100の断面図である。好ましい具体例中、切替可能な装置100は、電子新聞装置によるものである。特に、切替可能な画像装置100は、粒子ベースの電子新聞、例えば、乾燥粉末タイプの電子新聞装置、又は、電気泳動電子新聞装置からなる。図１で示されるように、切替可能な画像装置 100は、互いに相対する上基板11と底基板13を有し、間に所定距離を有する。媒体は、上基板11と底基板13により定義される空間内に設置され、複数の粒子21と23が、媒体中に懸濁、又は分散する。粒子21と23の少なくとも一部はメソ多孔性粒子で、粒子21と23の少なくとも一部は帯電する。この具体例中、粒子21と粒子23の一つだけがメソ多孔性粒子で、もう一つは、その他のタイプの顔料粉末、例えば、カーボンブラックである。又は、粒子21と23両方がメソ多孔性粒子であってもよい。好ましくは、メソ多孔性粒子の少なくとも一部が帯電し、少なくとも一部が帯電するメソ多孔性粒子周辺は、帯電するか、又は、静的に帯電する。一具体例中、前記切替可能な画像装置が乾燥粉末タイプの電子新聞装置である時、媒体は空気である。別の具体例中、前記切替可能な画像装置が電気泳動の電子新聞装置である時、媒体は誘電溶液である。上基板11と底基板13は、異なる電位を有する電極を含む。

本具体例中、粒子21と23はメソ多孔性粒子で、これらに限定されないが、多孔性金属酸化物、無機の誘電体、及び、無機の半導体を含み、且つ、金属酸化物、無機の誘電体、無機の半導体は、実質上、均一な直径、断面形状、及び／又は、配向（orientation）の細孔を有する。粒子21と23は、切替可能な画像装置中の色素粒子として用いられ、色を画像化する。

一具体例中、メソ多孔性粒子は、式：Ｍ_ｍＹ_ｙで示され、Ｍは、Ｔｉ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｂａ，Ｃａ，Ｆｅ，Ｚｒ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｔａ，Ｃｄ，Ｖ，Ｎｂ，Ｗ，Ｈｆ，Ｇｅ，Ｓｂ，又はＭｏから選択される無機元素、ｍはＭの物質量、又は、モル分率、Ｙは窒素、酸素、硫黄、又は、水酸基、ｙはＹの物質量、又は、モル分率である。更に、様々な切替可能な画像装置におけるメソ多孔性粒子21と23の光散乱効果、又は、隠蔽力を増加するため、メソ多孔性粒子は、好ましくは約２、さらに好ましくは、約２．５より大きい高屈折率の材料から形成される。メソ多孔性粒子に適切な高屈折率材料は、これらに限定されないが、金属酸化物、例えば、Ｔｉ，Ｚｎ，Ｚｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｆｅ，Ａｌ等の酸化物を含む。例えば、高屈折率のメソ多孔性粒子Ｍ_ｍＹ_ｙは、ＴｉＯ_２，ＮｉＯ，ＭｇＯ，Ｃｒ_２Ｏ_３，又は、Ｆｅ_２Ｏ_３である。特に、卓越した白さと光堅牢度のため、ルチルＴｉＯ_２メソ多孔性粒子が望ましい。

別の具体例中、メソ多孔性粒子は、式：Ｍ_ｍＮ_ｎＹ_ｙで示され、ＭとＮは、Ｔｉ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｂａ，Ｃａ，Ｆｅ，Ｚｒ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｔａ，Ｃｄ，Ｖ，Ｎｂ，Ｗ，Ｈｆ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｍｏ，Ｉｎ，Ｃ，Ｎ，Ｓ，及びＦからなる群から独立に選択される独立した無機元素、ｍはＭの物質量、又は、モル分率、ｎはＮの物質量、又は、モル分率、Ｙは窒素、酸素、硫黄、又は、水酸基、又は、それらの組み合わせ、ｙはＹの物質量、又は、モル分率である。

更に別の具体例中、メソ多孔性粒子は、式：Ｍ_ｍＹ_ｙＺ_Ｚで示され、Ｍは、Ｔｉ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｂａ，Ｃａ，Ｆｅ，Ｚｒ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｔａ，Ｃｄ，Ｖ，Ｎｂ，Ｗ，Ｈｆ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｍｏ，Ｉｎ，Ｃ，Ｎ，Ｓ，及びＦからなる群から選択される無機元素で、ｍはＭの物質量、又は、モル分率、Ｙは窒素、酸素、硫黄、又は、水酸化物、又は、それらの組み合わせで、ｙはＹの物質量、又は、モル分率、Ｚは窒素、酸素、硫黄、又は、水酸化物、又は、それらの組み合わせで、ｚはＺの物質量、又は、モル分率である。好ましくは、メソ多孔性粒子は、ＴｉＯ_ａ（ＯＨ）_ｂ,ＮｉＯ_ａ（ＯＨ）_ｂ、又は、ＭｇＯ_ａ（ＯＨ）_ｂで、ａとｂは整数、ａとｂの合計は、２か３である。

例えば、本具体例中、ＴｉＯ_２メソ多孔性粒子の優れた特性に加え、遷移金属イオン、例えば、周期表から選択されるＶ，Ｃｄ，Ａｌ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ａｇ，Ｃｏ，又はＣｕ、若しくは有機原子（organic atom）、例えば、Ｆ，Ｓｉ，Ｎ，Ｓ，Ｃ等をドーパントとして加え、ＴｉＯ_２メソ多孔性粒子のバンドギャップと色を調整する。好ましい具体例中、これらのドープされたメソ多孔性ＴｉＯ_２粒子は、直接、色つき顔料として作用し、カラーの切替可能な画像装置を形成し、且つ、ヘテロ原子ドーピング（heteroatom doping）により、異なる電荷密度を示す。

メソ多孔性粒子は自由流動乾燥粒子で、平均粒径が、例えば、約０．０５μｍ〜２０μｍ、又は、約０．１μｍ〜５μｍ、又は、必要に応じた別の適切な範囲内にある。又は、メソ多孔性粒子は、プライマリー粒子の凝集体で、平均直径が、例えば、０．００１μｍ〜０．５μｍ、又は、０．０１μｍ〜０．３μｍ、又は、０．１μｍ〜０．３μｍ、又は、必要に応じた適切な範囲内にある。メソ多孔性粒子は、平均細孔径が、例えば、１ｎｍ〜１００ｎｍ、又は、３ｎｍ〜５０ｎｍ、又は、必要に応じたその他の適当な範囲内である。ＢＥＴ（ブルナウアー−エメット−テラー：Brunauer-Emmett-Teller）表面積は、約１〜５００ｍ^２／ｇの範囲である。メソ多孔性粒子は、円柱形、ディスク状、シート状、又は、それらの凝集体の形態をなす細孔を含む。

一具体例中、メソ多孔性粒子は、構造指向、又は、液晶鋳造技術により、一般の合成法を用いて形成される。標準的な合成法において、メソ多孔性粒子は、イオン、又は、非イオン（重合体、又は、小分子）構造指向剤、例えば、臭化セチルトリメチルアンモニウム（cetyltrimethylammonium bromide、ＣＴＡＢ）、又は、ポリ(エチレンオキシド)-ポリ（酸化プロピレン）トリブロック共重合体（P123）を用いて調製される。別の具体例中、メソ多孔性粒子は、無機の前駆体と、その前駆体と異なる構造指向剤と、標準的な方法に用いられる構造指向を用いることにより合成される。例えば、構造指向剤は、有機酸、尿素、例えばヘキサデシルアミン（hexadecylamine）のような長鎖アミン、又は、それらの組み合わせである。無機の前駆体は、チタンテトライソプロポキシド（titanium tetra-isopropoxide）、ＴｉＣｌ_４とＴｉＯＳＯ_４、又は、それらの組み合わせである。メソ多孔性粒子は、ソルゲルと熱水工程（hydrothermal process）の組み合わせにより合成される。例えば、ＴｉＯ_２メソ多孔性粒子合成の具体例では、ＴｉＯ_２メソ多孔性粒子は、異なるカルボン酸(例えば、酪酸、又は、バレリアン酸)を鋳型（template）とし、チタンテトライソプロポキシドに水が存在する状況下で、熱水反応と組み合わせたソルゲル工程（sol-gel process）により合成される。この方法中、まず、０．１〜１００当量（equivalent）、又は、好ましくは、1〜３０当量のカルボン酸、及び、１当量のチタンテトライソプロポキシド、及び、エタノールの溶媒を含む溶液が調製される。その後、溶液は、３０〜１５０℃、好ましくは、５０〜１２５℃で数時間、例えば、０．１〜２４時間加熱される。続いて、０．０１ 〜 １００の比率で脱イオン水とエタノールの溶液が加熱溶液に加えられて、ＴｉＯ_２粒子を沈殿させる。沈殿物は遠心力により収集され、球体の前駆体を得る。その後、球体の前駆体は、昇温、好ましくは、５０〜２５０℃で熱水（hydrothermaled）され、２００〜１２００℃の高温で焼成される。得られたＴｉＯ_２メソ多孔性粒子は、平均粒径が数十ｎｍ〜ミクロンメートル、及び、ＢＥＴ領域が１〜５００ｍ^２／ｇの範囲の球状形態（spherical morphology）を有する。この具体例中、メソ多孔性粒子、特にＴｉＯ_２メソ多孔性粒子は球体で、通常の合成法により形成されたメソ多孔性粒子よりも、大きい表面積と大きい細孔径を提供する。

一具体例中、切替可能な画像装置の使用方法によると、粒子21と23は、任意に着色剤（colorant）でコートされる。着色剤は、染料、顔料、又は、染料或いは顔料の前駆体（precursor）である。特に、着色剤は、黒と白、青と白、赤と白、又は、緑と白から選択される一対の対比色を有するか、その一対の対比色はそれぞれ、黒と白、黒とシアン、黒とマゼンタ、又は、黒と黄色から選択される。よって、粒子21と23は、互いに対比色を有する。例えば、本具体例中、粒子21は白色着色剤でコートされ、粒子23は黒色着色剤でコートされる。別の具体例中、粒子21と23はドープされたメソ多孔性粒子で、直接、カラー顔料として提供され、別途に、上述のような着色剤を塗布する必要がない。

更に、粒子21と23の表面はそれぞれ、複数の正電荷と負電荷が分布している。例えば、粒子21は複数の正電荷が分布し、粒子23は複数の負電荷が分布し、その逆もあり得る。電界が、上基板11と底基板13との間に形成される時、粒子21と23が、それぞれ底基板13と上基板11に移動する。その結果、上基板11と底基板13上の相対位置にある一対の電極の各電位が適当に制御されるので、設計された映像（frame）が現れる。

一具体例中、粒子は、ヘテロ原子がドープされておらず、帯電物質、又は、電荷制御剤（ＣＣＡ）により帯電されたメソ多孔性粒子21と23である。公知の重合コロイド粒子と比較して、帯電物質、又は、ＣＣＡがロードされたメソ多孔性粒子は、軽量で、高い電荷密度を有する。よって、本発明の具体例による帯電物質、又は、ＣＣＡを有するメソ多孔性粒子を用いた切替可能な画像装置は、動作電圧を減少させ、パフォーマンスを向上し、製造コストを減少させる。一具体例中、メソ多孔性粒子は、複数のメソ多孔性粒子上の電気摩擦相互作用、電子移動、プロトン移動、又は、酸塩基反応により帯電する。例えば、メソ多孔性粒子は、複数のメソ多孔性粒子上に対する帯電物質やＣＣＡの物理吸着、又は、化学吸着により帯電され、電子移動、プロトン移動を実行するか、又は、直接、電荷を運ぶ。帯電物質やＣＣＡは、電子、又は、プロトンの供与体である。或いは、帯電物質やＣＣＡを、電子、又は、プロトンの受容体とすることもできる。帯電物質やＣＣＡを有するメソ多孔性粒子は、公知の重合コロイド粒子より、軽量で、高電荷密度なので、本発明の具体例による切替可能な画像装置の動作電圧は大幅に減少する。また、帯電物質やＣＣＡを運ぶ以外に、メソ多孔性粒子は、その間で電気摩擦相互作用を実行するポリマー層でコートされる。よって、このようなメソ多孔性粒子の電荷密度が更に調整されて、例えば、迅速な切替性能を与える高電荷密度となる。

本発明によると、帯電物質における電子受容（electron accepting）、又は、プロトン供与（proton donating）の合成物は、これらに限定されないが、アルキル、アリール、アルキルアリール、又は、アリールアルキルカルボン酸、及び、それらの塩基、アルキル、アリール、アルキルアリール、又は、アリールアルキルスルホン酸、及び、それらの塩基、テトラ−アルキルアンモニウム、及び、他のアルキルアリールアンモニウム塩（alkylaryl ammonium salts）、ピリジニウム塩（pyridinium salts）、及び、それらのアルキル、アリール、アルキルアリール、又は、アリールアルキル誘導体、スルホンアミド、ペルフルオロアミド（perfluoroamides）、アルコール、フェノール（phenols）、サリチル酸、及び、それらの塩基、アクリル酸、スルホエチルメタクリラート（sulfoethyl methacrylate）、スチレンスルホン酸（styrene sulfonic acid）、イタコン酸（itaconic acid）、マレイン酸（maleic acid）、ヘキサフルオロリン酸水素（hydrogen hexafluorophosphate）、ヘキサフルオロアンチモン酸水素（hydrogen hexafluoroantimonate）、テトラフルオロホウ酸水素（hydrogen tetrafluoroborate）、ヘキサフルオロアルセナート水素（hydrogen hexafluoroarsenate）（Ｖ）等を含む。或いは、帯電物質における電子受容、又は、プロトン供与の合成物は、例えば、スズ、亜鉛、マグネシウム、銅、アルミニウム、コバルト、クロム、チタン、ジルコニウム、又は、それらの誘導体やポリマーのような、電子欠損の金属基を含む有機金属化合物や混合物を含む。

本発明によると、帯電物質における電子供与、又は、プロトン受容の合成物は、これらに限定されないが、アミン（amines）、特に、tert−アミン又はtert−アニリン（anilines）、ピリジン（pyridines）、グアニジン（guanidines）、尿素（ureas）、チオ尿素（thioureas）、イミダゾール（imidazoles）、テトラアリールホウ酸塩（tetraarylborates）、又は、アルキル（alkyl）、アリール（aryl）、アルキルアリル（alkylaryl）又はアリールアルキル（arylalkyl）誘導体を含む。或いは、帯電物質における電子供与、又は、プロトン受容の合成物は、２−ビニルピリジン（vinyl pyridine）、４−ビニルピリジン、２−Ｎ，Ｎ−アクリル酸ジメチルアミノエチル（dimethylaminoethyl acrylate）、スチレン（styrene）、アクリル酸アルキル（alkyl acrylates）、アルキルメタクリラート（alkyl methacrylates）、又は、アクリル酸アリール（aryl acrylate）の少なくとも二つのモノマーから反応する共重合体である。例えば、帯電物質は、ポリ（４−ビニルピリジン−スチレン共重合体）、ポリ（４−ビニルピリジン−メチルメタクリラート共重合体）、ポリ（４−ビニルピリジン−メタクリル酸ブチル共重合体）等である。

本発明の具体例によると、電荷制御剤は、第四級アンモニウム塩（quaternary ammonium salts）、ピリジニウム塩、オニウム塩（onium salt）、スクアリウム塩（squarium salts）、金属塩、ニグロシン染料、ポリアミン樹脂、トリフェニルメタン化合物、イミダゾール誘導体、アミン誘導体、及び、ホスホニウム塩からなる群から選択される正の電荷制御剤である。本発明の別の具体例によると、電荷制御剤は、サリチル酸の金属錯体、アルキル−サリチル酸、アゾ染料、カリックスアレーン化合物、ベンジル酸ホウ素錯体、スルホン酸塩、及び、フッ化炭素誘導体からなる群から選択される負の電荷制御剤である。好ましくは、サリチル酸の金属錯体は、Ｃｒ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ｃｏ，Ａｌ，Ｂ，Ｎｉ，Ｆｅ，及び、Ｃｕからなる群から選択される金属を含む。

この他、前記メソ多孔性粒子は、更にポリマー層が上塗りされ、電気摩擦相互作用を改善し、及び／又は、装置切替中に電極と接触する時に、高電荷のメソ多孔性粒子から電極への電荷漏洩（charge leakage）を回避する。この電荷漏洩は、帯電したメソ多孔性粒子の電荷密度を減少させるので、切替速度低下とパフォーマンス悪化を招く。一具体例中、ポリマーコートされたメソ多孔性粒子間の電気摩擦相互作用を増加させるポリマーは、これらに限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene）、ポリ(塩化ビニル)、ポリプロピレン（polypropylene）、ポリエチレン（polyethylene）、ポリスチレン（polystyrene）、ポリ(塩化ビニリデン)、ポリ(ビスフェノール Ａ カルボナート)、ポリアクリロニトリル（polyacylonitrile）、エポキシ樹脂（epoxy resin）、ポリ(エチレンテレフタラート)、ポリ(メチルメタクリラート)、ポリ(ビニルアセタート)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリアミド（polyamide）等を含む。

総合すると、本発明の具体例は、複数の粒子を含む切替可能な装置を提供する。粒子21と23の少なくとも一部はメソ多孔性粒子で、粒子21と23の少なくとも一部は帯電する。

メソ多孔性粒子は、混合物を還元することにより調製され、該混合物は、（１）溶媒、又は、連続相、（２）該溶媒、又は、連続相に溶解する金属のソース及び（３）十分な量で、前記混合物中に液晶相を形成し、金属ベース材料と有機物の合成物を形成する構造指向剤を含むか、或いは、混合物を還元することにより調製され、該混合物は（１）溶媒、又は、連続相、（２）該溶媒、又は、連続相中に分散される金属のソース及び（３）十分な量で、前記混合物中に液晶相を形成し、金属ベース材料と有機物の合成物を形成する構造指向剤を含む。任意で、有機物が合成物から除去される。その後、形成されたメソ多孔性粒子は、添加剤、着色剤、帯電物質、電荷制御剤により処理、又は、ドープされるか、或いは、誘電材料により上塗りされる場合がある。帯電物質、又は、電荷制御剤は、電子やプロトンの供与体、電子やプロトンの受容体、金属、又は、非金属である。

本発明の別の具体例によるフルカラーの切替可能な画像装置も提供される。この具体例中、切替可能な画像装置は、帯電粒子をその中に閉じ込めた複数のマイクロカップを含み、各マイクロカップが充填する一対の粒子は、対比色を有すると共に、反対の電荷を運び、マイクロカップの一つと、一対の対比色だけが関連する。つまり、切替可能な画像装置の各マイクロカップが含む粒子は、一対の対比色を示し、反対の電荷を有し、少なくとも一つの粒子はメソ多孔性である。好ましくは、一対の対比色は、黒と白、青と白、赤と白、又は、緑と白から選択されるか、一対の対比色は、黒と白、黒とシアン、黒とマゼンタ、又は、黒と黄色から選択される。帯電粒子は、上述の具体例で記述されるメソ多孔性粒子と類似、又は、同一のメソ多孔性粒子である場合がある。例えば、メソ多孔性粒子は、上述のように、添加剤、着色剤、帯電物質、又は、電荷制御剤により処理されるか、ドープされる場合がある。

図２は、フルカラー切替可能な画像装置の上視図である。この具体例中、切替可能な画像装置200は、色素粒子をその中に閉じ込めた各マイクロカップ30ａ、30ｂ、30ｃのアレイが、切替可能な画像装置200に用いられることを除いて、図１で示される切替可能な画像装置100と同様である。一具体例中、マイクロカップ30ａ、30ｂ、30ｃのそれぞれは、電極が形成される上基板と底基板、及び、２種の色素粒子を含み、２種の色素粒子は、対比色と、色素粒子間に配置される電荷を有する。

この具体例中、色素粒子は、図１で示される色素粒子21と23と同じか同類とすることができる。マイクロカップ30ａ、30ｂ、30ｃのアレイは、少なくとも３個の異なる色により、フルカラーを提供する。例えば、マイクロカップ30ａは、赤と白の対比色と反対の電荷を有する色素粒子を含み、マイクロカップ30ｂは、緑と白の対比色と反対の電荷を有する色素粒子を含み、マイクロカップ30ｃは、青と白の対比色と反対の電荷を有する色素粒子を含む場合がある。注意すべきことは、３種の異なる一対の対比色に加え、黒と白（図示しない）の対比色を有するマイクロカップも、更に、マイクロカップのアレイに加えられる場合があることである。又は、マイクロカップ30ａ、30ｂ、及び、30ｃは、それぞれ、シアンと黒、マゼンタと黒、及び、黄色と黒から選択される対比色を有する。注意すべきことは、３つの異なる対比色に加え、黒と白（図示しない）から選択される対比色を有するマイクロカップも、更に、マイクロカップのアレイに加えられる場合があることである。

別の具体例中、カラーフィルター（図示しない）が、各マイクロカップの上基板、又は、底基板に設置されて、所望の色を提供する場合がある。カラーフィルターは、少なくとも３色、例えば、赤、緑、及び、青を含む場合がある。よって、切替可能な画像装置中のマイクロカップが一対の対比色だけ、例えば、黒と白だけを表示することができる場合でも、切替可能な画像装置は、カラーフィルターの使用に基づいて、フルカラーを画像化することができる。

総合すると、本発明の具体例は、メソ多孔性粒子を用いた切替可能な画像装置を提供する。本発明の具体例によると、メソ多孔性粒子は、高電荷密度、低比重、凝集に対する安定性、よい隠蔽力、及び、高コントラスト比を有し、これにより、公知の切替可能な画像装置で発生する問題が改善される。

以下は、帯電物質や電荷制御剤により処理、又は、ドープされ、ポリマーにより上塗りされる各種メソ多孔性粒子の調製を説明する本発明の各例を示す。

９．９ｍｌのバレリアン酸（アルドリッチ社製：Aldrich）が、７５０ｍＬのエタノールに注入され、その後に１５ｍＬのチタンイソプロポキシド（アルドリッチ社製：Aldrich）が加えられる。混合物は、８５℃を超えて、５時間加熱される。その後、比率が１の脱イオン水とエタノールの溶液が、加熱された混合物に加えられ、粒子の沈殿物が形成される。沈殿物は収集され、エタノールで洗浄され、ＴｉＯ_２粒子を生成する。０．２Ｍ ＮＨ_４ＯＨ 溶液を用いて、１６０℃で熱水工程が実施され、５００℃の高温で焼成されることで、平均的大きさが４５０ｎｍ、ＢＥＴ表面積が６８ｍ^２／ｇ、及び、（マイクロメリティックス社製：Micromeritics）のＡＳＡＰ２０２０により特徴付けられる）平均細孔径が１４ｎｍの所望のＴｉＯ_２メソ多孔性粒子を得る。

実施例１で得られた１ｇのＴｉＯ_２メソ多孔性粒子と、０．０４２ｇの３−（トリヒドロキシシリル)−１−プロパンスルホン酸が、８０％のメタノール／水溶液に、９０℃で、３時間反応される。反応完了後、改質されたＴｉＯ_２メソ多孔性粒子がエタノールで十分に洗浄され、Ｎ_２下で乾燥される。

実施例１で得られた１ｇのＴｉＯ_２メソ多孔性粒子と、３ｍｌのＴＨＦ／エタノール溶媒とにより形成される分散液を調製する。その後、０．１５ｇのＢｏｎｔｒｏｎ Ｅ−８４（オリエント ケミカル社製：Orient Chemical）が分散液中に加えられ、高周波音分解（sonication）下で、３０分間、混合される。その後、帯電したＴｉＯ_２メソ多孔性粒子の粉末が、溶媒の蒸発により収集され、Ｎ_２下で乾燥される。

実施例１で得られた１ｇのＴｉＯ_２メソ多孔性粒子と、０．０８ｇのトリクロロ（3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-トリデカフルオロオクチル）シラン（アルファ−エイサー社製：Alfa-Aesar）が、８０％のメタノール／水溶液に、９０℃で、３時間反応される。反応完了後、修飾されたＴｉＯ_２メソ多孔性粒子は、エタノールで十分に洗浄され、Ｎ_２下で乾燥される。

実施例１で得られた１ｇのＴｉＯ_２メソ多孔性粒子と、０．０４３ｇの３−（トリクロロシリル)プロピルメタクリラート（アルドリッチ社製：Aldrich）が、９５％のエタノールに、室温で、２時間反応される。反応完了後、修飾されたＴｉＯ_２メソ多孔性粒子は、エタノールで十分に洗浄され、Ｎ_２下で乾燥される。その後、アクリラート官能性（acrylate-functionalized）ＴｉＯ_２メソ多孔性粒子が、３０ｍＬの水、０．１ｇの過硫酸カリウム（アクロス社製：Acros）、及び、１．５ｇのメチルメタクリラート（アクロス社製：Acros）を含む別のフラスコに移される。グラフト重合（graft polymerization）が、８０℃で、２４時間、Ｎ_２下で、強い攪拌にて実行される。最後に、生じたものをろ過して、メタノールで洗浄し、その後、空気中で乾燥させる。その後、ポリ(メチルメタクリラート)-被覆のＴｉＯ_２メソ多孔性粒子が得られる。

本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

11 上基板
13 底基板
21、23 粒子
30a、30b、30c マイクロカップ
100 切替可能な画像装置
200 切替可能な画像装置

Claims (48)

1. 切替可能な画像装置であって、
   誘電体媒質中に懸濁している複数の粒子を含み、前記粒子の少なくとも一部が帯電し、前記粒子の少なくとも一部がメソ多孔性粒子であることを特徴とする切替可能な画像装置。
2. 前記の少なくとも一部の粒子は、電気摩擦相互作用、電子移動、プロトン移動、又は、酸塩基反応により帯電することを特徴とする請求項１に記載の切替可能な画像装置。
3. 前記メソ多孔性粒子は、複数のメソ多孔性粒子上に対して、帯電物質、又は、電荷制御剤を物理吸着、又は、化学吸着することにより、帯電することを特徴とする請求項１に記載の切替可能な画像装置。
4. 前記切替可能な画像装置は、電子表示器、看板、掲示板、値札、デジタルバーコード、デジタルクーポン、電子新聞装置、又は、電子ブック装置であることを特徴とする請求項１に記載の切替可能な画像装置。
5. 前記メソ多孔性粒子は、多孔性金属酸化物、無機の誘電体、又は、無機の半導体を含み、実質上、均一な直径、断面形状、又は、配向の細孔を有することを特徴とする請求項１に記載の切替可能な画像装置。
6. 前記メソ多孔性粒子は、誘電材料が上塗りされることを特徴とする請求項１に記載の切替可能な画像装置。
7. 前記メソ多孔性粒子は、誘電材料が上塗りされた多孔性金属粒子で、実質上、均一な直径、断面形状、又は、配向の細孔を有することを特徴とする請求項１に記載の切替可能な画像装置。
8. 前記メソ多孔性粒子は、式：Ｍ_ｍＹ_ｙで示され、Ｍは無機元素、ｍはＭの物質量、又は、モル分率、Ｙは窒素、酸素、硫黄、及び、ｙはＹの物質量、又は、モル分率であることを特徴とする請求項１に記載の切替可能な画像装置。
9. 前記無機元素は、Ｔｉ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｂａ，Ｃａ，Ｆｅ，Ｚｒ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｔａ，Ｃｄ，Ｖ，Ｓｎ，Ｎｂ，Ｗ，Ｈｆ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｍｏ，Ｉｎ，Ｃ，Ｎ，Ｓ，及びＦからなる群から選択されることを特徴とする請求項８に記載の切替可能な画像装置。
10. 前記メソ多孔性粒子は、式：Ｍ_ｍＹ_ｙＺ_Ｚで示され、Ｍは無機元素、ｍはＭの物質量、又は、モル分率、Ｙは窒素、酸素、硫黄、又は、水酸基、ｙはＹの物質量、又は、モル分率、Ｚは窒素、酸素、硫黄、又は、水酸基、ｚはＺの物質量、又は、モル分率であることを特徴とする請求項１に記載の切替可能な画像装置。
11. 前記無機元素は、Ｔｉ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｂａ，Ｃａ，Ｆｅ，Ｚｒ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｔａ，Ｃｄ，Ｖ，Ｎｂ，Ｗ，Ｈｆ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｍｏ，Ｉｎ，Ｃ，Ｎ，Ｓ，及びＦからなる群から選択されることを特徴とする請求項１０に記載の切替可能な画像装置。
12. 前記メソ多孔性粒子は、ＴｉＯ_ａ（ＯＨ）_ｂ，ＮｉＯ_ａ（ＯＨ）_ｂ，又はＭｇＯ_ａ（ＯＨ）_ｂを含み、ａとｂは整数、ａとｂの合計は２か３であることを特徴とする請求項１０に記載の切替可能な画像装置。
13. 前記メソ多孔性粒子は、式：Ｍ_ｍＮ_ｎＹ_ｙで示され、ＭとＮは独立した無機元素、ｍはＭの物質量、又は、モル分率、ｎはＮの物質量、又は、モル分率、Ｙは窒素、酸素、硫黄、又は、水酸基、ｙはＹの物質量、又は、モル分率であることを特徴とする請求項１に記載の切替可能な画像装置。
14. ＭとＮは、Ｔｉ，Ｍｎ，Ｍｇ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｂａ，Ｃａ，Ｆｅ，Ｚｒ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｔａ，Ｃｄ，Ｖ，Ｎｂ，Ｗ，Ｈｆ，Ｇｅ，Ｓｂ，Ｍｏ，Ｉｎ，Ｃ，Ｎ，Ｓ，及びＦからなる群から独立して選択されることを特徴とする請求項１３に記載の切替可能な画像装置。
15. 前記メソ多孔性粒子は、円柱形、ディスク状、シート状、又は、それらの凝集体の形態をなす細孔を含むことを特徴とする請求項１に記載の切替可能な画像装置。
16. 前記メソ多孔性粒子は、平均粒径が、約０．０５μｍ〜約２０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の切替可能な画像装置。
17. 前記メソ多孔性粒子は、平均直径が、約０．００１μｍ〜約０．５μｍのプライマリー粒子の凝集体であることを特徴とする請求項１に記載の切替可能な画像装置。
18. 前記メソ多孔性粒子は、平均直径が、約０．１μｍ〜約０．５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の切替可能な画像装置。
19. 前記メソ多孔性粒子は、平均細孔径が、約１ｎｍ〜約１００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の切替可能な画像装置。
20. 前記メソ多孔性粒子は、混合物を還元することにより形成され、前記混合物は、
    （１）溶媒、又は、連続相と、
    （２）前記溶媒、又は、前記連続相に溶解される金属のソースと
    （３）十分な量で、前記混合物中に液晶相を形成し、金属ベース材料と有機物の合成物を形成する構造指向剤と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の切替可能な画像装置。
21. 前記メソ多孔性粒子は、混合物を還元することにより形成され、前記混合物は、
    （１）溶媒、又は、連続相と、
    （２）前記溶媒、又は、前記連続相中に分散した金属のソースと、
    （３）十分な量で、前記混合物中に液晶相を形成し、金属ベース材料と有機物の合成物を形成する構造指向剤、を含むことを特徴とする請求項１に記載の切替可能な画像装置。
22. 前記の少なくとも幾つかのメソ多孔性粒子が帯電することを特徴とする請求項１に記載の切替可能な画像装置。
23. 前記の少なくとも幾つかのメソ多孔性粒子は、実質上、静的に帯電することを特徴とする請求項１に記載の切替可能な画像装置。
24. 前記メソ多孔性粒子は、添加剤、着色剤、帯電物質、又は、電荷制御剤により処理、又は、ドープされることを特徴とする請求項１に記載の切替可能な画像装置。
25. 前記着色剤は、染料、顔料、又は、染料或いは顔料の前駆体を含むことを特徴とする請求項２４に記載の切替可能な画像装置。
26. 前記帯電物質、又は、前記電荷制御剤は、電子、又は、プロトンの供与体を含むことを特徴とする請求項２４に記載の切替可能な画像装置。
27. 前記帯電物質、又は、前記電荷制御剤は、電子、又は、プロトンの受容体を含むことを特徴とする請求項２４に記載の切替可能な画像装置。
28. 前記帯電物質、又は、前記電荷制御剤は金属であることを特徴とする請求項２４に記載の切替可能な画像装置。
29. 前記帯電物質、又は、前記電荷制御剤は非金属であることを特徴とする請求項２４に記載の切替可能な画像装置。
30. 前記メソ多孔性粒子は、更に、帯電物質、又は、電荷制御剤を含むことを特徴とする請求項２０に記載の切替可能な画像装置。
31. 前記メソ多孔性粒子は、更に、帯電物質、又は、電荷制御剤を含むことを特徴とする請求項２１に記載の切替可能な画像装置。
32. 前記電荷制御剤は、第四級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、オニウム塩、スクアリウム塩、金属塩、ニグロシン染料、ポリアミン樹脂、トリフェニルメタン化合物、イミダゾール誘導体、アミン誘導体、及び、ホスホニウム塩からなる群から選択される正の電荷制御剤を含むことを特徴とする請求項２４に記載の切替可能な画像装置。
33. 前記電荷制御剤は、サリチル酸の金属錯体、アルキル−サリチル酸、アゾ染料、カリックスアレーン化合物、ベンジル酸ホウ素錯体、スルホン酸塩、及び、フッ化炭素誘導体からなる群から選択される負の電荷制御剤を含むことを特徴とする請求項２４に記載の切替可能な画像装置。
34. 前記金属錯体は、Ｃｒ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ｃｏ，Ａｌ，Ｂ，Ｎｉ，Ｆｅ，及びＣｕからなる群から選択される金属を含むことを特徴とする請求項３３に記載の切替可能な画像装置。
35. 前記の複数の粒子が、複数のマイクロカップに閉じ込められることを特徴とする請求項３４に記載の切替可能な画像装置。
36. 前記粒子は、反対の電荷を運ぶ一対の対比色を含み、少なくとも一部の前記粒子はメソ多孔性粒子であることを特徴とする請求項３５に記載の切替可能な画像装置。
37. 前記の一対の対比色は、黒と白、青と白、赤と白、及び、緑と白のいずれかであることを特徴とする請求項３６に記載の切替可能な画像装置。
38. 前記の一対の対比色は、黒と白、黒とシアン、黒とマゼンタ、及び、黒と黄色のいずれかであることを特徴とする請求項３６に記載の切替可能な画像装置。
39. フルカラー切替可能な画像装置であって、
    請求項１の前記切替可能な画像装置と、
    前記切替可能な画像装置に隣接して設置されるカラーフィルターを含むことを特徴とするフルカラー切替可能な画像装置。
40. 前記切替可能な画像装置は、反対の電荷を有する一対の黒と白の粒子を含むことを特徴とする請求項３９に記載のフルカラー切替可能な画像装置。
41. 更に、マイクロカップのアレイを含み、各マイクロカップは、それぞれ、反対の電荷を運ぶ一対の対比色の粒子により別々に充填されることを特徴とする請求項１に記載の切替可能な画像装置。
42. マイクロカップの前記アレイは、反対の電荷を運ぶ一より多い対の対比色の粒子で充填され、一対の対比色だけが、前記マイクロカップの一つと関連することを特徴とする請求項４１に記載の切替可能な画像装置。
43. マイクロカップの前記アレイは、反対の電荷を運ぶ３対の対比色を有する粒子が充填され、一対の対比色だけが、前記マイクロカップの一つと関連することを特徴とする請求項４１に記載の切替可能な画像装置。
44. 前記３対の対比色の粒子は、青と白、赤と白、及び、緑と白であることを特徴とする請求項４３に記載の切替可能な画像装置。
45. 前記３対の対比色の粒子は、シアンと黒、マゼンタと黒、及び、黄色と黒であることを特徴とする請求項４３に記載の切替可能な画像装置。
46. マイクロカップの前記アレイは、反対の電荷を運ぶ４対の対比色の粒子が充填され、一対の対比色だけが、前記マイクロカップの一つと関連することを特徴とする請求項４１に記載の切替可能な画像装置。
47. 前記の４対の対比色の粒子は、黒と白、青と白、赤と白、及び、緑と白であることを特徴とする請求項４６に記載の切替可能な画像装置。
48. 前記の４対の対比色の粒子は、黒と白、シアンと黒、マゼンタと黒、及び、黄色と黒であることを特徴とする請求項４６に記載の切替可能な画像装置。

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