JP4759893B2 - 電気泳動材料、およびそれを用いた光学素子 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高分子ゲル粒子を泳動粒子として用いた電気泳動材料およびそれを用いた光学素子に関するものである。本発明の電気泳動材料は、通電に応じて色変化する、光散乱する、幅広い波長において透過光量や反射光量を調節できる、多彩な色調を呈示する、多彩なパターンを表示できるなどの特性を有するものである。したがい、本発明は、表示素子、調光ガラス、調光素子等透過型素子や積層型カラー素子として好適に利用可能な電気泳動材料及びそれを用いた光学素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高度情報化社会の進展にともないカラー表示システム、大面積表示システムへのニーズが増大している。これらを実現する技術としてＣＲＴ、液晶、ＥＬ、ＬＥＤ、プラズマなどの表示技術が開発されてきた。一方、これらの自発光システムのほかに、低消費電力である、人間の目に違和感の少ない反射型表示システムの開発が検討されている。反射型表示システムとしては、反射型液晶技術などが有力なものとなっている。一方、安価な大面積カラー表示システム、あるいは安価な大面積表示システムへのニーズが大きいが、それを実現する有望な技術が確立されていないのが現状である。
【０００３】
このような候補技術として有望なものとして電気泳動技術が知られている。電気泳動表示技術としては、米国特許ＵＳＰ３６１２７５８号公報、米国特許ＵＳＰ３６６８１０６号公報や特開昭５９−１７１９３０号公報等に開示されている。これらの電気泳動技術では一般に染料等によって着色させた絶縁性溶液中に酸化チタン等の白色粒子を分散した溶液を用い、電界の付与による白色粒子の移動によって、モノクロの表示を行うものである。泳動粒子は電極面に対して垂直方向に泳動し、泳動粒子が観測者側の基板面に付着した場合には白色の粒子色（この状態を発色時と呼ぶ）を確認でき、一方、対極基板上に移動した場合には着色溶液の色が示されるものとなる。一方、特開平９−２１１４９９、特公平６−５２３５８、特開平１１−２１９１３５では泳動粒子として着色した高分子粒子等を用いた技術が開示されている。
【０００４】
これらは、非発色時には入射光が透明液体部分を通過するために、透過型表示素子としての利用も可能となる。特開平９−２１１４９９のシステムにおいては、一対の電極が入射光に対し垂直および水平方向に配置されている構成であり、発色時には泳動粒子を入射光に対して垂直な電極面上に、非発色時には水平な電極上に泳動させ、調光を行うものである。特公平６−５２３５８の技術は着色粒子を電極面に対し垂直方向に移動させるものであるが、各電極の面積が異なっているために各電極上に付着した着色粒子の形成する着色部の面積に変化が生じ、調光を行うものである。一方、特開平１１−２１９１３５のシステムにおいては、入射光に対して垂直方向の基板面に面積の異なる一対の電極を設け、着色粒子を基板に対し水平方向に泳動させ、各電極上に付着した粒子が形成する着色部の面積を変化させることで調光を行うものである。
【０００５】
一方、電気泳動粒子としての材料を改善する技術として特許公報第２５５１７８３号にはマイクロカプセルに電気泳動材料を内包化したものが、特開２０００−３５２９４６号公報には泳動粒子が色材を含むマイクロカプセルから形成されていることを特徴とする技術が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電気泳動表示技術には様々な課題がある。特開昭５９−１７１９３０号等に開示されている電気泳動技術では泳動粒子の凝集により安定性が悪いこと、染料によって泳動粒子が着色されてしまうこと、着色溶液に含まれる染料が化学的に不安定であること、泳動粒子がＯＮ−ＯＦＦにともない各基板上交互に移動し付着されるが、その付着状態が安定に保持できずメモリ性が低いこと、その構成から一般に反射表示のみであり透過型の表示素子には応用できずその応用が限定されることや、一般的に単色表示しかできないなどの課題がある。
【０００７】
本技術においてカラー表示はカラーフィルターとの組み合わせにより実現の可能性はあるが、カラーフィルターの光利用効率は１０〜２０％程度と低いために、明るい表示を行うことは難しい。
【０００８】
一方、泳動粒子として着色した高分子やマイクロカプセルを用いて上記の課題を改善しようという技術もあるが、同様に均一に粒子を泳動させることが難しいことや、前述と同様に粒子の凝集が起こり易いなどの課題がある。また、着色した高分子材料からなる泳動粒子が電極上に付着、積層した発色状態においては、入射光が粒子に吸収されると同時にその表面で散乱されてしまう。つまり、発色時において光散乱が生じ、色純度が悪くなってしまう。したがい、シアン、マゼンタ、イエローの３色のパネルを積層してカラー表示を行うような一般的な構成に応用することが難しいなどの課題がある。
【０００９】
従って、本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明の目的は、色純度に優れ、粒子凝集の抑制し、安定性に優れ、且つ低電圧駆動を持った電気泳動材料、及びそれを備える光学素子を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、本発明は、
＜１＞電気泳動粒子である高分子ゲル粒子と絶縁性液体とを有し、
前記高分子ゲル粒子が前記絶縁性液体の一部を内部に含み、
且つ、前記高分子ゲル粒子による前記絶縁性液体の含有量が１ｇ／ｇ〜５０ｇ／ｇであることを特徴とする電気泳動材料である。
＜２＞前記高分子ゲル粒子と前記絶縁性液体との屈折率差が、０．０２以下であることを特徴とする前記＜１＞に記載の電気泳動材料である。
＜３＞前記絶縁性液体中に、色材を含むことを特徴とする前記＜１＞または＜２＞に記載の電気泳動材料である。
＜４＞前記高分子ゲル粒子中に、調光用材料を含むことを特徴とする前記＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の電気泳動材料である。
＜５＞前記＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の電気泳動材料と、第一の電極と、第二の電極と、を備えることを特徴とする光学素子である。
＜６＞前記第一の電極と前記第二の電極とが、略平行に配置されてなることを特徴とする前記＜５＞に記載の光学素子である。
＜７＞前記電気泳動材料を介し、前記第一の電極と前記第二の電極とが配置されてなることを特徴とする前記＜６＞に記載の光学素子である。
＜８＞前記電気泳動材料に対し、前記第一の電極と前記第二の電極とが同一側に配置されてなることを特徴とする前記＜６＞に記載の光学素子である。
＜９＞前記第二の電極が、その外周端の少なくとも一部を前記第一の電極の外周端よりも外側に位置するよう配置されてなることを特徴とする前記＜８＞に記載の光学素子である。
＜１０＞前記第一の電極と、前記第二の電極とが、略垂直して配置されてなることを特徴とする前記＜５＞に記載の光学素子である。
＜１１＞前記第一の電極及び前記第二の電極の少なくとも一方が、その表面に絶縁層又は誘電層が設けられてなることを特徴とする前記＜５＞〜＜１０＞のいずれかに記載の光学素子である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
（電気泳動材料）
本発明の電気泳動材料は、高分子ゲル粒子と絶縁性液体とを有し、且つ、前記高分子ゲル粒子が前記絶縁性液体の一部を内部に含むことを特徴とする。
高分子ゲル粒子とは、高分子の架橋体であって、絶縁性液体を含む絶縁性液体含浸粒子である。高分子ゲル粒子は、自重の数倍以上の液体を内部に含むことが可能であり、ゴム弾性体に類似した物性を有し、さらには粒子自体あるいはその表面がソフトである。そのために、粒子の凝集の抑制、安定なメモリ性付与が可能であり、かつ大きな帯電量をもつことから低電圧での泳動が可能である。従って、絶縁性液体を内部に含む高分子ゲル粒子を用いた本発明の電気泳動材料は、色純度に優れ、粒子凝集の抑制し、安定性に優れ、且つ低電圧駆動を持つ。このような電気泳動材料は、反射型の光学素子のみならず、透過型の光学素子にも請好適に利用可能であり、さらには積層型のカラー表示を行う光学素子にも好適に利用可能である。
さらには、後述するが、本発明の電気泳動材料は、色材や調光用材料等を高分子ゲル材料中、或いは絶縁性液体中に均一に分散すると、高分子ゲル粒子と絶縁性液体との屈折率差を低減することができ、発色時の光散乱性を大幅に低減させることが可能で、より色純度が向上するとともに積層型の表示素子等に好適に応用できる。
【００１２】
まず、高分子ゲル粒子について説明する。
高分子ゲル粒子としては、上記特性を有するものであれば、特に制限はないが、親油性高分子ゲルが好適に挙げられる。具体的には、以下に列挙するモノマから選択される１種以上のモノマからなる単独重合体の架橋体や２種以上のモノマからなる共重合体の架橋体が好適に挙げられる。
【００１３】
モノマ群：
（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸アルキルエステル、（メタ）アクリル酸ジアルキルアミノアルキルエステル、（メタ）アクリルアミド、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルフォン酸、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、イソブチレン、スルフォン酸ビニル、Ｎ−ジアルキル置換（メタ）アクリルアミド、ビニルピリジン、ビニルアミン、アリルアミン、スチレン、ビニルカルバゾール、ビニルピロリドン、スチレン、スチレン誘導体、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、グリセリル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、塩化ビニル、塩化ビニリデン、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、メチレンビスアクリルアミド、イソプレン、ブタジエン、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、アジピン酸ジビニルなどが挙げられる。なお、例示した化合物の表記において（メタ）アクリレート等の記述は、アクリルレートおよびメタアクリレート（メタクリレート）のいずれをも含む表現である。
【００１４】
高分子ゲル粒子としては、その他にも、ポリエステル系高分子の架橋体、ポリビニルアセタール誘導体の架橋体、ポリウレタン系高分子の架橋体、ポリウレア系高分子の架橋体、ポリエーテル系高分子の架橋体、ポリアミド系高分子の架橋体、ポリカーボネート系高分子の架橋体などが好適に挙げられる。
【００１５】
高分子ゲル粒子の粒子状としては、球体、立方体、楕円体、多面体、多孔質体、繊維状、星状、針状、中空状、リング状などのものが適用できる。粒子の大きさは、絶縁性液体を内部に含まない状態において平均粒径で０．１μｍ〜２００μｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは１μｍ〜１００μｍの範囲である。粒径が０．１μｍ以下であると粒子のハンドリングが困難になる、優れた光学特性が得られないなどの問題を生じることがある。一方、粒径が１００μｍよりも大きくなると、泳動速度が遅くなるなどの問題が生じることがある。
【００１６】
高分子ゲル粒子は、物理的粉砕法によって粉砕する方法や架橋前の高分子を物理的粉砕法や化学的粉砕法によって粒子化した後に架橋してゲルとする方法、あるいは乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法などの粒子化重合法などの一般的な方法によって、粒子化し製造することができる。
なお、高分子ゲル粒子を架橋させるためには、前記したような種々の架橋性モノマ（多官能性モノマ）や架橋剤（多官能性化合物）を重合時あるいは重合後に添加し反応させる、あるいは高分子に電子線、γ線などの放射線を照射する、加熱する、さらには過酸化物を添加するなどの一般的な方法が適用できる。
【００１７】
高分子ゲル粒子は、電気泳動粒子として用いるが、このためには、絶縁性液体中において該粒子を帯電させる必要がある。このような帯電は、絶縁性液体と高分子ゲルとの接触帯電によって可能であるが、高分子ゲルの帯電に寄与する官能基を材料中に導入すること、種々の帯電付与化合物を添加することも好ましい。例えば、高分子ゲル材料中に導入する官能基としては、アミノ基、アンモニウム基、ハロゲン基、水酸基、カルボキシル基、スルフォン酸基、リン酸基、アミド基、チオール基などが挙げられる。一方、帯電付与化合物としては各種界面活性剤、アミン類、ホウ素類、ハロゲン化合物などが挙げられる。また、帯電付与化合物としてはモノアゾ染料の金属錯塩、サリチル酸、アルキルサリチル酸、ジアルキルサリチル酸、ナフトエ酸の金属錯塩、ニグロシン系化合物、有機四級アンモニウム塩なども挙げられる。さらには、高分子ゲル材料中に含有させる調光用材料に帯電性の機能をもたせても構わない。
【００１８】
高分子ゲル粒子による絶縁性液体の含有量は、１ｇ／ｇ〜５０ｇ／ｇの範囲であり、より好ましくは、２ｇ／ｇ〜３０ｇ／ｇの範囲がより好ましい。この含有量が、１ｇ／ｇ未満では、高分子ゲル粒子間の凝集抑制の効果や色純度の改善効果が低減することがあり、５０ｇ／ｇを超えると高分子ゲル材料中に含ませることができる調光用材料などの濃度が低下し、調光コントラストが低下する恐れが生じる。
【００１９】
高分子ゲル粒子中には、調光用材料を含むことが好適である。この高分子ゲル粒子中に調光用材料を含ませることで、絶縁性液体との屈折率差を低減させたり、発色時の光散乱性を大幅に低減させたりすることが可能であり、色純度を向上させることができる。
【００２０】
調光用材料としては、染料、顔料や光散乱材などが挙げられる。この、調光用材料は高分子ゲル粒子中に物理的あるいは化学的に固定化されることが好ましい。
【００２１】
染料の好適な具体例としては、例えば、黒色のニグロシン系染料や赤、緑、青、シアン、マゼンタ、イエローなどのカラー染料であるアゾ染料、アントラキノン系染料、インジゴ系染料、フタロシアニン系染料、カルボニウム染料、キノンイミン染料、メチン染料、キノリン染料、ニトロ染料、ベンゾキノン染料、ナフトキノン染料、ナフタルイミド染料、ベリノン染料などが挙げられ、特に光吸収係数が高いものが望ましい。例えば、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１、８、１１、１２、２４、２６、２７、２８、３３、３９、４４、５０、５８、８５、８６、８７、８８、８９、９８、１５７、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１、３、７、１１、１７、１９、２３、２５、２９、３８、４４、７９、１２７、１４４、２４５、Ｃ．Ｉ．ベイシックイエロー１、２、１１、３４、Ｃ．Ｉ．フードイエロー４、Ｃ．Ｉ．リアクティブイエロー３７、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー６、９、１７、３１、３５、１００、１０２、１０３、１０５、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、２、４、９、１１、１３、１７、２０、２３、２４、２８、３１、３３、３７、３９、４４、４６、６２、６３、７５、７９、８０、８１、８３、８４、８９、９５、９９、１１３、１９７、２０１、２１８、２２０、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８、２２９、２３０、２３１、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、６、８、９、１３、１４、１８、２６、２７、３５、３７、４２、５２、８２、８５、８７、８９、９２、９７、１０６、１１１、１１４、１１５、１１８、１３４、１５８、１８６、２４９、２５４、２８９、Ｃ．Ｉ．ベイシックレッド１、２、９、１２、１４、１７、１８、３７、Ｃ．Ｉ．フードレッド１４、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド２３、１８０、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５、１６、１７、１８、１９、２２、２３、１４３、１４５、１４６、１４９、１５０、１５１、１５７、１５８、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、２、６、１５、２２、２５、４１、７１、７６、７８、８６、８７、９０、９８、１６３、１６５、１９９、２０２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、７、９、２２、２３、２５、２９、４０、４１、４３、４５、７８、８０、８２、９２、９３、１２７、２４９、Ｃ．Ｉ．ベイシックブルー１、３、５、７、９、２２、２４、２５、２６、２８、２９、Ｃ．Ｉ．フードブルー２、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー２２、６３、７８、８３〜８６、１９１、１９４、１９５、１０４、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック２、７、１９、２２、２４、３２、３８、５１、５６、６３、７１、７４、７５、７７、１０８、１５４、１６８、１７１、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１、２、７、２４、２６、２９、３１、４４、４８、５０、５２、９４、Ｃ．Ｉ．ベイシックブラック２、８、Ｃ．Ｉ．フードブラック１、２、Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック３１、Ｃ．Ｉ．フードバイオレット２、Ｃ．Ｉ．ソルベントバイオレット３１、３３、３７、Ｃ．Ｉ．ソルベントグリーン２４、２５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブラウン３、９等が挙げられる。また、染料としては、高分子ゲルに固定化するために、不飽和二重結合基などの重合可能な基を有した構造の染料や高分子ゲルと反応可能ないわゆる反応性染料なども好適に挙げられる。これらの染料は、単独で使用してもよく、所望とする色を得るために２種以上を混合して使用してもよい。
【００２２】
染料の高分子ゲル粒子中における濃度は、２重量％から７０重量％の範囲であることが好ましく、特に好ましくは５重量％から５０重量％の範囲である。２重量％よりも少ない場合は調光作用が低下することがあり、７０重量％よりも多い場合は良好な強度を有する材料を得ることが難しくなることがある。
【００２３】
顔料および光散乱材の好適な具体例としては、黒色顔料であるブロンズ粉、チタンブラック、各種カーボンブラック（チャネルブラック、ファーネスブラック等）、白色顔料である酸化チタン、シリカなどの金属酸化物、炭酸カルシウムや金属紛などの光散乱材、カラー顔料である例えばフタロシアニン系のシアン系顔料、ベンジジン系のイエロー系顔料、ローダミン系のマゼンタ系顔料、あるいはこの他にもアントラキノン系、アゾ系、アゾ金属錯体、フタロシアニン系、キナクリドン系、ペリレン系、インジゴ系、イソインドリノン系、キナクリドン系、アリルアミド系、硫化亜鉛などの各種顔料や光散乱材が挙挙げられる。
イエロー系顔料としては、例えば、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物に代表される化合物が用いられる。より詳細には、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、１３、１４、１５、１７、６２、７４、８３、９３、９４、９５、１０９、１１０、１１１、１２８、１２９、１４７、１６８等が特に好適に挙げられる。
マゼンタ系顔料としては、例えば、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アンスラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が用いられる。より詳細には、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、３、５、６、７、２３、４８；２、４８；３、４８；４、５７；１、８１；１、１４４、１４６、１６６、１６９、１７７、１８４、１８５、２０２、２０６、２２０、２２１、２５４が特に好適に挙げられる。
シアン系顔料としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アンスラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物等が利用できる。具体的には、例えば顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、７、１５、１５：１、１５：２、１５；３、１５：４、６０、６２、６６等が特に好適に挙げられる。
【００２４】
顔料や光散乱材の粒径としては、１次粒子の平均粒径で０．００１μｍ〜１μｍの範囲であることが好ましく、特に好ましくは０．０１μｍ〜０．５μｍの範囲が好ましい。これは粒径が０．０１μｍ未満では高分子ゲル粒子からの流出が起こり易くなることがあり、また、０．５μｍを超えるとでは発色特性が悪くなる恐れを生じることがあるためである。
【００２５】
顔料や光散乱材は、高分子ゲル粒子中に極力、均一な分散状態として含み、且つ、高分子ゲル材料中から流出しないことが必要である。そのためには高分子ゲルの架橋密度を最適化して顔料や光散乱材を高分子網目中に物理的に閉じ込めること、高分子ゲルとの電気的、イオン的、その他物理的な相互作用が高い顔料や光散乱材を用いること、表面を化学修飾した顔料や光散乱材を用いることなどが好ましい。具体的には、例えば、表面を化学修飾した顔料や光散乱材としては、表面にビニル基などの不飽和基や不対電子（ラジカル）などの高分子ゲルと化学結合する基を導入したものや、高分子材料をグラフト結合したもの、表面を高分子等で被覆あるいはカプセル化されたものなどが好適に挙げられる。
【００２６】
顔料や光散乱材の高分子ゲル粒子中における濃度は、一般的には２重量％〜７０重量％の範囲が好ましい。この濃度が２重量％よりも少ない場合は調光作用が低下することがあり、７０重量％よりも多い場合は良好な強度を有する材料を得ることが難しくなることがある。
【００２７】
このような調光用材料を含む高分子ゲル粒子は、架橋前の高分子に調光用材料を均一に分散、混合した後に架橋する方法や重合時に高分子前駆体モノマ組成物に調光用材料を添加して重合する方法によって製造することができる。重合時において顔料や光散乱材を添加する場合には前記したように重合性基や不対電子（ラジカル）をもつ顔料や光散乱材を使用し、高分子ゲル粒子に化学結合することも好ましく実施される。
また、調光用材料は高分子ゲル粒子中に極力均一に分散されていることが好ましいため、特に、高分子への分散に際して、機械的混練法、攪拌法やあるいは分散剤などを利用して均一に分散させることが好適である。
【００２８】
次に絶縁性液体について説明する。
絶縁性液体は、電気泳動材料において、高分子ゲル粒子内及び外に位置する液体であり、具体的には、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、デカン、ヘキサデカン、ケロセン、パラフィン、イソパラフィン、シリコーンオイル、ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、高純度石油、エチレングリコール、エーテル類、エステル類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホオキシド、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ベンジン、ジイソプロピルナフタレン、オリーブ油、イソプロパノール、トリクロロトリフルオロエタン、テトラクロロエタン、ジブロモテトラフルオロエタンなどや、これらの混合物が挙げられる。
【００２９】
絶縁性液体には、高分子ゲルの分散安定性を向上させるための各種界面活性剤、着色させるための各種染料や顔料などの色材を添加しても構わない。このような色材である顔料や染料としては、高分子ゲル材料中に調光用材料として添加させるものと同様な種々の化合物が挙げられる。
【００３０】
本発明の電気泳動材料においては、高分子ゲル粒子と絶縁性液体との屈折率差が０．０２以下であることが好ましく、より好ましくは０．０１以下である。このように屈折率差が小さもの同士を組み合わせることで、より好適に、高分子ゲル粒子界面での光散乱性が低減し、色純度を向上させることができる。このような屈折差が低いものを用いることで、着色高分子ゲル粒子を用いた場合に、発色時においても入射される光が散乱されず、透過することから、透過型の光学素子に好適に利用することも可能となる。また、このような屈折率を調整する目的で、高分子ゲル材料中や絶縁性液体中に種々の化合物や高分子を絶縁性液体に溶解あるいは分散させても構わない。
【００３１】
本発明の電気泳動材料は、高分子膜でカプセル化したマイクロカプセルとしてその利用形態を拡大することもできる。これらの技術は特許公報第２５５１７８３号と同様にして実施できる。マイクロカプセル化は高分子材料の不溶化を利用したいわゆるコアセルベーション法、分散粒子の界面で重合を行いカプセル膜を形成するいわゆる界面重合マイクロカプセル化法、ｉｎ ｓｉｔｕマイクロカプセル化重合法、液中乾燥法、液中硬化被覆マイクロカプセル化法、気体中に液滴を噴霧することでその表面にカプセル膜を形成するスプレードライングマイクロカプセル化法などを用いて実施することができる。これら技術の詳細は「近藤 保著、新版マイクロカプセル・その製法・性質・応用 三共出版」などの成書に記述されている。カプセル化によって他の樹脂中に分散する等によってその用途範囲を拡大することが可能となる。
【００３２】
本発明の電気泳動材料は、表示素子、調光ガラス、調光素子等の透過型素子や積層型カラー素子として好適に利用可能である。以下、これら光学素子について詳細に説明する。
【００３３】
（光学素子）
本発明の光学素子は、前記本発明の電気泳動材料と、第一の電極と、第二の電極とを備える。本発明の光学素子は、前記本発明の電気泳動材料を備える以外の構成は、特に制限はなく、従来公知の電気泳動表示技術に準じて構成することができる。例えば、電極の個数、形状、配置位置などにより、様々な表示形態が可能である。
【００３４】
以下、図を参照しつつ、本発明の光学素子を説明する。なお、同様の機能を有する部材には、全図面通して同じ符合を付し、その説明を省略する場合がある。
【００３５】
（第一の形態）
図１は、本発明の光学素子（電気泳動セル）の一例を示す概略断面構成図である。図１に示す光学素子は、互いに略平行に対向させて配置された、画像が表示される側の表示電極基板１０と電極基板２０との間に、電気泳動材料３０を封入された構成となっている。電気泳動材料３０は、絶縁性液体３２と、高分子ゲル粒子３１を含み、高分子ゲル粒子３１が、絶縁性液体３２を内部に含む絶縁性液体含浸粒子である。表示電極基板１０には、基板１２表面に電極１１（第二の電極）が設けられている。同様に、電極基板２０には、基板２２表面に電極２１（第一の電極）が設けられている。このように電極２１（第一の電極）及び電極１１（第二の電極）は、電気泳動材料３０を介して配置されてなる。表示電極基板１０と電極基板２０は、スペーサー４０を介し互いの電極同士を向き合わせて配置されている。このスペーサー４０は封止材の役割も担っている。表示電極基板１０の電極１１、及び電極基板２０の電極２１は、それぞれ電源５０と接続されている。なお、矢印Ｓは、目視方向を示す。
【００３６】
図１に示す光学素子では、表示電極基板１０の電極１１と、電極基板２０の電極２１との間に、電源５０により、電圧を印加することで電界を付与する。図１（Ａ）に示すように、表示電極基板１０の電極１１を、電気泳動材料３０における高分子ゲル粒子３１の帯電極性とは逆の極性となるように電圧を印加すると、高分子ゲル粒子３１が、表示電極基板１０側に集まり、表示電極基板１０側からは高分子ゲル粒子３１の色が支配的に表示される。一方、図１（Ｂ）に示すように、表示電極基板１０の電極１１を、電気泳動材料３０における高分子ゲル粒子３１の帯電極性とは同じ極性となるように、即ち電極基板２０の電極２１を高分子ゲル粒子３１とは逆の極性となるように電圧を印加すると、電極基板２０の電極２１側に、高分子ゲル粒子３１が集まり、表示電極基板１０側からは絶縁性液体３２の色が支配的に表示される。
【００３７】
図１に示す光学素子のように、目視方向と略平行に高分子ゲル粒子を移動（泳動）させる構成の場合は、白色あるいは着色した高分子ゲル粒子と着色された絶縁性液体とを含む電気泳動材料でることが好適である。
【００３８】
（第二の形態）
図２は、本発明の光学素子（電気泳動セル）の他の一例を示す概略断面構成図である。図２に示す光学素子は、互いに略平行に対向させて配置された、画像が表示される側の表示基板６０と電極基板２０との間に、電気泳動材料３０を封入された構成となっている。さらに、２つの側面電極基板７０を、電極基板２０に対し、略垂直に設けた構成となっている。電気泳動材料は、絶縁性液体３２と、高分子ゲル粒子３１を含み、高分子ゲル粒子３１が、絶縁性液体３２を内部に含む絶縁性液体含浸粒子である。電極基板２０は、基板２２表面に電極２１（第一の電極）が設けられている。同様に２つの側面電極基板７０は、基板７２表面に電極７１（第二の電極）が設けられ、該電極７１を互いに対向させて配置されている。側面電極基板７０は、表示基板６０と電極基板２０との間の空間を保持し、且つ電気泳動材料３０を封止するスペーサ（隔壁）の役割を担う構成となっている。表示基板６０には、その表示側表面に遮蔽層６１が設けられている。遮蔽層６１、目視方向から側面電極基板７０周辺が隠れる位置に設けられている。表示基板６０と電極基板２０は、側面電極基板７０を介し電極基板２０の電極２１が表示基板６０と向き合うように配置されている。電極基板２０の電極２１、及び側面電極基板７０の電極７１は、それぞれ電源５０と接続されている。なお、矢印Ｓは、目視方向を示す。
【００３９】
図２に示す光学素子では、電極基板２０の電極２１と、２つの側面電極基板７０の電極７１との間に、電源５０により、電圧を印加することで電界を付与する。図２（Ａ）に示すように、電極基板２０の電極２１を、電気泳動材料３０における高分子ゲル粒子３１の帯電極性とは逆の極性となるように電圧を印加すると、高分子ゲル粒子３１が、電極基板２０側に集まり、表示基板６０側からは高分子ゲル粒子３１の色が支配的に表示される（絶縁性液体３２が着色されている場合、この色も含めて表示される）。一方、図２（Ｂ）に示すように、電極基板２０の電極２１を、電気泳動材料３０における高分子ゲル粒子３１の帯電極性とは同じ極性となるように、即ち側面電極基板７０の電極７１を高分子ゲル粒子３１とは逆の極性となるように電圧を印加すると、側面電極基板７０の電極７１側に、高分子ゲル粒子３１が集まり、表示基板６０側からは絶縁性液体３２の色のみが支配的が表示される。なお、図２に示す光学素子では、遮蔽層６１により、側面電極基板７０の電極７１側に集まった高分子ゲル粒子３１は目視できず、高分子ゲル粒子の色は表示されない。
【００４０】
（第三の形態）
図３は、本発明の光学素子（電気泳動セル）の一例を示す概略断面構成図である。図３に示す光学素子は、互いに略平行に対向させて配置された、画像が表示される側の表示基板６０と電極基板８０との間に、電気泳動材料３０を封入された構成となっている。電気泳動材料は、絶縁性液体３２と、高分子ゲル粒子３１を含み、高分子ゲル粒子３１が、絶縁性液体３２を内部に含む絶縁性液体含浸粒子である。電極基板８０には、基板８３表面側に目視方向から見た面の面積が異なる２つの電極８１（第一の電極）、電極８２（第二の電極）が、互いに略平行に対向して設けられている。このように２つの電極８１（第一の電極）及び電極８２（第二の電極）は電気泳動材料３０に対して同一側に配置されてなる。表示基板６０に対して遠いほうの電極８２（第二の電極）の面積は、表示基板６０に対して近いほうの電極８１（第一の電極）の面積よりも大きい構成となっている。このため、電極８２（第二の電極）は、その外周端を電極８１（第一の電極）の外周端よりも外側（対向方向（目視方向）に対して略直交する方向に向かって外側）に位置するよう配置され、目視方向から見て、電極８２（第二の電極）は、電極８１（第一の電極）と重ならない部分が存在する。表示基板６０と電極基板８０とは、スペーサー４０を介し電極基板８０の電極８１、８２が表示基板６０と向き合うように配置されている。このスペーサー４０は、封止材の役割もになっている。電極基板８０の電極８１（第一の電極）、電極８２（第一の電極）は、それぞれ電源５０と接続されている。なお、矢印Ｓは、目視方向を示す。
【００４１】
図３に示す光学素子では、電極８１（第一の電極）と、電極８２（第一の電極）との間に、電源５０により、電圧を印加することで電界を付与する。図３（Ａ）に示すように、電極８１（第一の電極）を、電気泳動材料３０における高分子ゲル粒子３１の帯電極性とは逆の極性となるように電圧を印加すると、高分子ゲル粒子３１が、電極８１（第一の電極）側に集まり、表示基板６０側からは、電極８１（第一の電極）の部分のみ高分子ゲル粒子３１の色が支配的に表示される。一方、図３（Ｂ）に示すように、電極８１（第一の電極）を、電気泳動材料３０における高分子ゲル粒子３１の帯電極性とは同じ極性となるように、即ち電極８１（第二の電極）を高分子ゲル粒子３１とは逆の極性となるように電圧を印加すると、電極８２（第二の電極）における電極８１（第一の電極）と重ならない部分に、高分子ゲル粒子３１が集まり、表示基板６０側からは電極８２（第二の電極）における電極８１（第一の電極）と重ならない部分のみに高分子ゲル粒子３１の色が支配的に表示される。
【００４２】
図３に示す光学素子では、目視方向から見た、電極８１（第一の電極）の面積、及び電極８２（第二の電極）における電極８１（第一の電極）と重ならない部分の面積を適宜調整することで、所望とする高分子ゲル粒子３１の色が支配的に表示される部分（面積）を調整することができる。図３では、電極８１（第一の電極）の面積を大きくし、電極８２（第二の電極）における電極８１（第一の電極）と重ならない部分の面積を小さくしてあるので、高分子ゲル粒子３１が電極８１（第一の電極）に集まった場合、光学素子としては高分子ゲル粒子３１の色が支配的に表示される。一方、高分子ゲル粒子３１が電極８２（第二の電極）における電極８１（第一の電極）と重ならない部分に集まった場合、光学素子としては絶縁性液体３２の色が支配的に表示されることとなる。
また、電極８２（第二の電極）における電極８１（第一の電極）と重ならない部分の面積は、互いに異なる面積の電極を用いるだけでなく、単に、電極８２（第二の電極）の配置位置を対向方向（目視方向）に対して略直交する方向に適宜変移させることでも調整することもできる。
さらに、電極８１（第一の電極）と電極８２（第二の電極）とは、対向して配置させる必要はなく、基板８３の同一面上に並べて配置してもよい。
【００４３】
図２〜３に示す光学素子のように、目視方向に対して略垂直方向に高分子ゲルを移動（泳動）させる構成では、着色した高分子ゲル粒子と透明な絶縁性液体とを含む電気泳動材料を用いることが好適である。
また、このような構成では、シアン、マゼンタ、イエローの３色の高分子ゲル粒子を含む３つの調光層（電気泳動材料を封入したセル）を積層したセル構造体（例えば４枚の基板からなる積層体であり、各基板間に各色の３つの調光層（電気泳動材料を封入したセル）を配置したものも実現可能であり、その場合には各調光層を任意に駆動することでカラー表示が行えるものとなる。さらには、モノクロの調光素子とＲ，Ｇ，Ｂカラーフィルターを積層したカラー表示素子も実現可能である。
【００４４】
なお、図１〜３で示す光学素子では、単一の電気泳動材料を封入したセルを一例として示しているが、図４、図５に示すような構成の微小セルが複数存在する構造体、つまり光学素子として２枚の基板間に多数の独立したセルをマトリック状に形成したものも適用可能である。これらの光学素子では各微小なセルを通電することで画像等をドット表示したり、各微小セルごとに異なった色の泳動粒子を封入することでカラー表示を行うことも可能である。なお、図４、５では各電極表面に絶縁層９０を設けてなる。
また、セルのギャップ（基板間の目視方向の厚さ）は一般に１μｍ〜２ｍｍであり、より好ましくは１０μｍ〜５００μｍである。
さらに、図中には記載していないが、駆動用の配線やＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、ＭＩＭ（金属／絶縁材／金属構造素子）、バリスタ、キャパシタ、強誘電体などの構成用件を設けることも従来技術と同様に好ましく実施される。
【００４５】
以下、図１〜３で示す光学素子の共通する事項について説明する。なお、各部材の符号は省略して説明する。
【００４６】
電極としては、ＩＴＯ、酸化錫などの透明電極、アルミニウム、銀、銅、カーボンブラック分散材料などの一般的な材料が使用できる。
また、電極上には絶縁層や誘電体層を形成しても構わない。特に絶縁層や誘電体層は電極表面に付着しや泳動粒子が電界を切った後にも保持される効果（メモリ効果）を高めるために有効である。さらには、泳動粒子の付着力を制御するための無機物層、高分子層、着色層、光反射層等を形成することも好ましく実施される。
【００４７】
基板としては、ポリエステル、ポリイミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルフォン、セルロース誘導体などの高分子のフイルムや板状基板、ガラス基板、金属基板、セラミック基板などの無機基板を使用することができる。
フイルム基材としては、ポリエステル、ポリイミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルフォン、セルロース誘導体、フッ素樹脂、金属フイルムなどが使用できる。
基板の厚みや面積は所望の光学素子によって様々なものが利用でき、特に限定はしないが、厚みの好ましい範囲は１０μｍから２０ｍｍである。。なお、少なくとも一方の基板は光学的に透明であることが必要である。また、透過型光学素子の場合は基板の全てが透明であるこが好ましい。
【００４８】
【実施例】
以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、これら各実施例は、本発明を制限するものではない。
【００４９】
（実施例１）
―白色高分子ゲル粒子の作製―
酸化チタン（白色顔料）を含有した白色高分子ゲル粒子を以下ようなプロセスによって作製した。
１次粒径約０．２μｍの表面処理酸化チタン５ｇ、ジメチルアミノエチルメタアクリレート５ｇ、メチルメタアクリレート１０ｇ、架橋剤としてヘキサンジオールジアクリレート１５０ｍｇをテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）２０ｍｌに溶解したモノマ溶液を調製し、この溶液を攪拌機を用いて攪拌し、顔料を均一に分散した。さらに重合開始剤としてアゾイソブチロニトリル７５ｍｇを添加し、７０℃、１０時間、重合を行った。重合後、生成した高分子ゲルをＴＨＦを含ませさせて洗浄後、乾燥させた。本高分子ゲルのキシレンの含有量は自重の約１０倍量、つまり１０ｇ／ｇであった。
次に、この高分子ゲルをジェットミルを用いて粉砕することで粒子径が２μｍから６μｍの白色高分子ゲル粒子を作製した。
【００５０】
―電気泳動材料の調製−
キシレン（絶縁性液体）に青色染料（アントラキノン系ブルー：濃度１％）を溶解させた着色溶液２０ｍｌに、上記作製した白色高分子ゲル粒子０．１ｇを分散し、電気泳動材料を調製した。この電気泳動材料中の白色高分子ゲルは、着色溶液（キシレン）を内部に含む、絶縁性液体含浸粒子となっていた。
【００５１】
−光学素子（電気泳動セル）の作製−
以下に示すように、図１に示す光学素子と同様な構成の光学素子を作製した。
ＩＴＯ電極（電極１１、２１）を形成したガラス基板（基板１２、２２：厚み２ｍｍ、大きさ５０ｍｍ×５０ｍｍ）、それぞれ表示電極基板１０、電極基板２０としてを用いた。２つの基板をＩＴＯ電極側同士を、５０μｍのスペーサーを介して対向させて重ね合わせ、２つのガラス基板間の周縁部を注入用開口部を除き熱接着剤で封止してセルを作製した。
続いて、注入用開口部から、２つのガラス基板間に電気泳動材料（３０）を注入し、その後、注入用開口部を封止して、光学素子（電気泳動セル）を作製した。
【００５２】
―評価―
得られた光学素子における白色高分子ゲル粒子（泳動粒子）はキシレン溶液中で正帯電していた。白色高分子ゲル粒子（泳動粒子）は直流電圧を印加した場合、極性反転によって負極上に泳動、付着する性質をもっていた。
電極間に１０Ｖの直流電圧を印加したところ、白色高分子ゲル粒子（泳動粒子）を泳動させ、色を変化させることが可能であり、低電圧で駆動できることがわかった。観測者側を正極とした場合には、青色のキシレン溶液色を、負極とした場合には白色高分子ゲル粒子色を表わすことができた。反射率から求めたコントラスト比は２０以上あり、視認性に優れていた。一方、１０Ｖ印加電圧の極性反転による繰り返しを１００万回実施したが、粒子の凝集は観測されず、極めて安定であることも確認できた。
【００５３】
（実施例２）
―黒色高分子ゲルの作製―
カーボンブラック（黒色顔料）を含有した黒色高分子ゲル粒子を以下ようなプロセスによって作製した。
１次粒径約０．２μｍの表面処理カーボンブラック８ｇ、ジメチルアミノエチルメタアクリレート５ｇ、スチレン１０ｇ、架橋剤としてヘキサンジオールジアクリレート１５０ｍｇをテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）２０ｍｌに溶解したモノマ溶液を調製し、この溶液を攪拌機を用いて攪拌し、顔料を均一に分散した。さらに重合開始剤としてアゾイソブチロニトリル２００ｍｇを添加し、７０℃、１０時間、重合を行った。重合後、生成した高分子ゲルをＴＨＦを含ませて洗浄後、乾燥させた。本高分子ゲルのキシレンの含有量は自重の約８倍量、つまり約８ｇ／ｇであった。
次にこの高分子ゲルをジェットミルを用いて粉砕することで粒子径が２μｍから６μｍの黒色高分子ゲル粒子を作製した。
【００５４】
―電気泳動材料の調製−
キシレン（透明絶縁性液体）２０ｍｌに、上記作製した黒色高分子ゲル粒子０．１ｇを分散し、さらに、屈折率調整のために分子量３０万のポリスチレン１ｇを溶解した電気泳動材料を調製した。この電気泳動材料中の黒色高分子ゲルは、キシレンを内部に含む、絶縁性液体含浸粒子となっていた。
【００５５】
―光学素子（電気泳動セル）の作製―
以下に示すように、図２に示す光学素子と同様な構成（図４に示す構成）の光学素子を作製した。
微小なセル構造を複数有する基板をリソグラフィー法により作製し、これを重ねてた。（図中、隔壁（側面電極基板７０）の間隔は１５０μｍ、基板間（表示基板６０及び電極基板２０間）の厚みは約５０μｍ）。
続いて、各セルに電気泳動材料（３０）を注入し、その後、封止して、光学素子（電気泳動セル）を作製した。
―評価―
得られた光学素子における黒色高分子ゲル粒子（泳動粒子）はキシレン溶液中で正帯電していた。黒色高分子ゲル粒子（泳動粒子）は直流電圧を印加した場合、極性反転によって負極上に泳動、付着する性質をもっていた。
ここで入射光に対し垂直面の電極を第１電極、水平面の電極を第２電極（側面電極）とする。
分散された泳動粒子は溶液中で正帯電していた。泳動粒子は直流電圧を印加した場合、極性反転によって負極上に泳動、付着する性質をもっていた。したがい、電極基板２０における電極２１（第一の電極）を負極とすると、黒色高分子ゲル粒子は電極２１（第一の電極）上に泳動し、素子の表示色は黒色となった。反対に電極基板２０における電極２１（第一の電極）を正極とすると黒色高分子ゲル粒子は側面電極基板７０における電極７１（第二の電極）上に泳動し、素子の表示色は透明となった。また、１５Ｖという低電圧の直流電圧で、黒色高分子ゲル粒子を各電極間に泳動させ、調光することが可能であった。
透過率から求めたコントラスト比は３０以上あり、大きな調光特性を持っていた。また黒色を表示した場合の色彩を測定した結果、色純度に優れていた。これは、高分子ゲル粒子と絶縁性液体との屈折率差が０．０１以下であるために光散乱が抑制されているためと考えられる。
一方、１５Ｖ印加電圧の極性反転による繰り返しを１００万回実施したが、粒子の凝集は観測されず、極めて安定であることも確認できた。
【００５６】
（実施例３）
―青色高分子ゲル粒子の作製―
重合容器内に２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）５ｇ、メチルメタアクリレート（ＭＭＡ）１０ｇをジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）２０ｍｌに溶解したモノマ溶液を調製し、重合開始剤としてアゾイソブチロニトリル７５ｍｇを添加し、７０℃、１０時間、重合を行った。生成したポリマを大量のメタノールに再沈精製し、ろ過後、乾燥して目的の２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸−メチルメタアクリレート共重合体（Ｐ（ＡＭＰＳ−ｃｏ−ＭＭＡ））を１３．８ｇ得た。ゲルパーミエーション（ＧＰＣ）の測定結果から得られた共重合体の重量平均分子量は約９．３万であった。また、元素分析結果をもとに計算から共重合率はほぼ仕込み比と同等であった。
ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）３６ｍｌにＰ（ＡＭＰＳ−ｃｏ−ＭＭＡ） ８ｇを溶解した後、フタロシアニン系青色顔料（大日精化工業（株）社製、Ｎｏ．２６）３．６ｇ（固形分）を添加し、攪拌機を用いて攪拌し、顔料を均一に分散した。デナコールＥＸ−８１０（ナガセ化成工業（株）社製エチレングリコールジグリシジルエーテル）を０．４ｇ添加し再度攪拌することで反応溶液を作製した。反応溶液中で顔料の凝集はなく分散性は良好であった。反応溶液を、ソルビトール系界面活性剤（第一工業製薬製：ソルゲン３０）１６ｇを流動パラフィン２リットルに溶解した溶液に加え、ウルトラトラックスを用いて５０００ｒｐｍで１０分間攪拌して安定した懸濁状態を得た後、懸濁液を７０℃に昇温し３００ｒｐｍで攪拌しながら６時間反応させ青色の高分子ゲル粒子を得た。乾燥状態のゲル粒子の粒子径は２μｍ〜７μｍであった。本高分子ゲル粒子のＤＭＦの含有量は自重の１４倍量、つまり１４ｇ／ｇであった。
【００５７】
―電気泳動材料の調整―
ＤＭＦ（透明な絶縁性液体）２０ｍｌに、上記作製した青色高分子ゲル粒子０．１ｇを分散し、電気泳動材料を調製した。この電気泳動材料中の青色高分子ゲルは、ＤＭＦを内部に含む、絶縁性液体含浸粒子となっていた。
【００５８】
―光学素子（電気泳動セル）の作製―
以下に示すように、図３に示す光学素子と同様な構成（図５に示す構成）の光学素子を作製した。
微小なセル構造を複数有する基板をリソグラフィー法により作製し、これを重ねた（図中、基板間（表示基板６０及び電極基板８０間）の間隔は５０μｍ、隔壁（スペーサー４０）の間隔は１５０μｍである）。
続いて、各セルに電気泳動材料（３０）を注入し、その後、封止して、光学素子（電気泳動セル）を作製した。
【００５９】
―評価―
得られた光学素子における青色高分子ゲル粒子（泳動粒子）はＤＭＦ溶液中で負帯電していた。青色高分子ゲル粒子（泳動粒子）は直流電圧を印加した場合、極性反転によって正極上に泳動、付着する性質をもっていた。したがい、電極８１（第一の電極）を正極とすると、青色高分子ゲル粒子は電極８１（第一の電極）上に泳動し、素子の表示色は青色となった。反対に電極８１（第一の電極）を負極とすると、青色高分子ゲル粒子は電極８２（第二の電極）上（目視方向から見て電極８１とは重ならない部分）に泳動し透明となった。また、１５Ｖという低電圧の直流電圧で、粒子を各電極間に泳動させ、調光することが可能であった。
透過率から求めたコントラスト比は２０以上あり、大きな調光特性を持っていた。また青色を表示した場合の色彩を測定した結果、色純度に優れていた。これは、高分子ゲル粒子と絶縁性液体との屈折率差が０．０１以下であるため光散乱が抑制されているためと考えられる。
一方、１５Ｖ印加電圧の極性反転による繰り返しを１００万回実施したが、粒子の凝集は観測されず、極めて安定であることも確認できた。
【００６０】
（比較例１）
―電気泳動材料（白色顔料である酸化チタンを泳動粒子として使用）の調製−
絶縁性液体としてアイソパー（商品名：エッソ社製）に青色染料（アントラキノン系ブルー：濃度１％）を溶解させた着色溶液２０ｍｌに、泳動粒子として表面処理酸化チタン粒子（白色顔料：１次粒径約０．２μｍ）０．２ｇと非イオン性界面活性剤（エマルゲン：花王（株）製）とを混合、分散させて、電気泳動材料を調製した。
【００６１】
−光学素子（電気泳動セル）の作製−
以下に示すように、図１に示す光学素子と同様な構成の光学素子を作製した。
ＩＴＯ電極（電極１１、２１）を形成したガラス基板（基板１２、２２：厚み２ｍｍ、大きさ５０ｍｍ×５０ｍｍ）、それぞれ表示電極基板１０、電極基板２０としてを用いた。２つの基板をＩＴＯ電極側同士を、５０μｍのスペーサーを介して対向させて重ね合わせ、２つのガラス基板間の周縁部を注入用開口部を除き熱接着剤で封止してセルを作製した。
続いて、注入用開口部から、２つのガラス基板間に電気泳動材料（３０）を注入し、その後、注入用開口部を封止して、光学素子（電気泳動セル）を作製した。
【００６２】
―評価―
得られた光学素子における酸化チタン粒子（泳動粒子）は着色溶液中で正帯電していた。酸化チタン粒子粒子（泳動粒子）は直流電圧を印加した場合、極性反転によって負極上に泳動、付着する性質をもっていた。
電極間に１５Ｖの直流電圧を印加したところ、酸化チタン粒子（泳動粒子）を泳動させ、色を変化させることが可能であった。観測者側を正極とした場合には、青色の着色溶液色を、負極とした場合には酸化チタン粒子色（白色）を表わすことができた。反射率から求めたコントラスト比は１０以上あり、視認性に優れていた。一方、１５Ｖ印加電圧の極性反転による繰り返しを１万回実施したところ、粒子の凝集によって初期のコンストラストに比べ大幅に劣化してしまった。
【００６３】
これら実施例から、電気泳動粒子として、電気泳動粒子として高分子ゲル粒子を用いることで、粒子間の凝集の抑制効果、帯電性の増大による駆動電圧の低下、粒子間の光散乱性の抑制による色純度の向上や透過型素子への適用性という改善効果が得られることがわかる。
【００６４】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、色純度に優れ、粒子凝集の抑制し、安定性に優れ、且つ低電圧駆動を持った電気泳動材料、及びそれを備える光学素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の光学素子の一例を示す概略断面構成図である。
【図２】 本発明の光学素子の他の一例を示す概略断面構成図である。
【図３】 本発明の光学素子の他の一例を示す概略断面構成図である。
【図４】 本発明の光学素子の他の一例を示す概略断面構成図である。
【図５】 本発明の光学素子の他の一例を示す概略断面構成図である。
【符号の説明】
１０ 表示電極基板
２０ 電極基板
３０ 電気泳動材料
３１ 高分子ゲル粒子
３２ 絶縁性液体
４０ スペーサー
５０ 電源
６０ 表示基板
６１ 遮蔽層
７０ 側面電極基板
８０ 電極基板

Claims (11)

1. 電気泳動粒子である高分子ゲル粒子と絶縁性液体とを有し、
   前記高分子ゲル粒子が前記絶縁性液体の一部を内部に含み、
   且つ、前記高分子ゲル粒子による絶縁性液体の含有量が１ｇ／ｇ〜５０ｇ／ｇであることを特徴とする電気泳動材料。
2. 前記高分子ゲル粒子と前記絶縁性液体との屈折率差が、０．０２以下であることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動材料。
3. 前記絶縁性液体中に、色材を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の電気泳動材料。
4. 前記高分子ゲル粒子中に、調光用材料を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電気泳動材料。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の電気泳動材料と、第一の電極と、第二の電極と、を備えることを特徴とする光学素子。
6. 前記第一の電極と前記第二の電極とが、略平行に配置されてなることを特徴とする請求項５に記載の光学素子。
7. 前記電気泳動材料を介し、前記第一の電極と前記第二の電極とが配置されてなることを特徴とする請求項６に記載の光学素子。
8. 前記電気泳動材料に対し、前記第一の電極と前記第二の電極とが同一側に配置されてなることを特徴とする請求項６に記載の光学素子。
9. 前記第二の電極が、その外周端の少なくとも一部を前記第一の電極の外周端よりも外側に位置するよう配置されてなることを特徴とする請求項８に記載の光学素子。
10. 前記第一の電極と前記第二の電極とが、略垂直して配置されてなることを特徴とする請求項５に記載の光学素子。
11. 前記第一の電極及び前記第二の電極の少なくとも一方が、その表面に絶縁層又は誘電層が設けられてなることを特徴とする請求項５〜１０のいずれかに記載の光学素子。

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