KR20060110205A

KR20060110205A - 전기영동 입자의 제조 방법, 전기영동 표시 디바이스의제조 방법, 전자 기기의 제조 방법, 전기영동 입자,전기영동 표시 디바이스, 및 전자 기기

Info

Publication number: KR20060110205A
Application number: KR1020060034503A
Authority: KR
Inventors: 히토시 야마모토; 다케오 가와세; 도시유키 미야바야시
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2006-04-17
Publication date: 2006-10-24
Also published as: JP5034286B2; JP2006323363A; TW200705071A; US7522333B2; KR100711746B1; US20060245037A1; TWI355555B

Abstract

본 발명은 원하는 대전 상태의 전기영동 입자를 용이하게 제조할 수 있는 전기영동 입자의 제조 방법, 이러한 방법으로 제조된 전기영동 입자를 함유하는 전기영동 분산액, 이 전기영동 분산액을 가진 신뢰성이 높은 마이크로캡슐, 전기영동 표시 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 전하(64)를 가진 입자(50)가 분산된 수성 분산액(90)에, 전하(64)와 반대 극성의 제1 극성기(611)를 가진 제1 중합성 계면활성제(61)를 첨가한 후, 제2 극성기(621)를 가진 제2 중합성 계면활성제(62)와 중합개시제(80)를 첨가하여 중합 반응을 일으켜, 유기 폴리머(60)로 입자(50)를 피복하여 이루어지는 전기영동 입자(5)를 제조하는 방법으로서, 제2 극성기(621)의 극성과, 제2 중합성 계면활성제(62)에서의 제2 극성기(621)의 수, 제2 극성기(621)의 원자가수, 제2 중합성 계면활성제(62)의 분자량 및 제2 중합성 계면활성제(62)의 첨가량 중의 적어도 하나의 조건을 설정함으로써, 전기영동 입자(5)의 대전 극성 및 대전량을 제어한다.

전기영동 입자, 전기영동 분산액, 마이크로캡슐, 전기영동 표시 장치

Description

전기영동 입자의 제조 방법, 전기영동 표시 디바이스의 제조 방법, 전자 기기의 제조 방법, 전기영동 입자, 전기영동 표시 디바이스, 및 전자 기기{METHOD OF PRODUCING ELECTROPHORETIC PARTICLE, METHOD OF PRODUCING ELECTROPHORETIC DISPLAY DEVICE, METHOD OF PRODUCING ELECTRONIC APPARATUS, ELECTROPHORETIC PARTICLE, ELECTROPHORETIC DISPLAY DEVICE, AND ELECTRONIC APPARATUS}

도 1은 제1 실시 형태의 전기영동 표시 장치의 종단면을 모식적으로 나타내는 도면.

도 2는 도 1에 나타내는 전기영동 표시 장치의 작동 원리를 나타내는 모식도.

도 3은 본 발명의 전기영동 입자의 제조 방법을 설명하기 위한 모식도.

도 4는 도 3(c)의 수성 분산액 중에서 일어날 수 있는 입자의 분산 상태를 나타내는 부분 확대도, 및, 도 3(d)의 전기영동 입자의 하나의 형태를 나타내는 부분 확대도.

도 5는 도 3(c)의 수성 분산액 중에서 일어날 수 있는 입자의 다른 분산 상태를 나타내는 부분 확대도, 및, 도 3(d)의 전기영동 입자의 다른 형태를 나타내는 부분 확대도.

도 6은 제2 실시 형태의 전기 영동 표시 장치의 종단면을 모식적으로 나타내 는 도면.

도 7은 제3 실시 형태의 전기영동 표시 장치의 종단면을 모식적으로 나타내는 도면.

도 8은 제4 실시 형태의 전기영동 표시 장치의 종단면을 모식적으로 나타내는 도면.

도 9는 본 발명의 전자 기기를 전자 페이퍼에 적용한 경우의 실시 형태를 나타내는 사시도.

도 10은 본 발명의 전자 기기를 디스플레이에 적용한 경우의 실시 형태를 도시한 도면.

도 11은 도 3(c)의 수성 분산액 중에서 일어날 수 있는 입자의 분산 상태를 나타내는 부분 확대도.

도 12는 도 3(d)의 전기영동 입자의 구성을 나타내는 부분 확대도.

[부호의 설명]

1……제1 기판, 2……제2 기판, 3……제1 전극, 4……제2 전극, 5……전기영동 입자, 6……분산매, 7……스페이서, 71……밀폐 공간, 72……간극(間隙), 73……격벽, 10……전기영동 분산액, 20……전기영동 표시 장치, 40……마이크로캡슐, 41……바인더재, 50……입자, 50a……원료 입자, 50b……산화 실리콘층, 60,60'……유기 폴리머, 61,61',61"……제1 중합성 계면활성제, 62……제2 중합성 계면활성제, 70……소수 영역, 80……중합개시제 90……수성 분산액, 611,611',611"……제1 극성기, 621……제2 극성기, 612,612',612",622……소수성기, 613,613',613",623… …중합성기, 64……전하, 600……전자 페이퍼, 601……본체, 602……표시 유닛, 800……디스플레이, 801……본체부, 802a,802b……반송 롤러 쌍, 803……구멍부, 804……투명 유리판, 805……삽입구, 806……단자부, 807……소켓, 808……컨트롤러, 809……조작부

본 발명은 전기영동 입자의 제조 방법, 전기영동 분산액, 마이크로캡슐, 전기영동 표시 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.

일반적으로, 액체 중에 미립자를 분산시킨 분산계에 전계를 작용시키면, 미립자는 쿨롱력에 의해 액체 중에서 이동(영동)함이 알려져 있다. 이 현상을 전기영동이라 말하고, 최근, 이 전기영동을 이용하여, 원하는 정보(화상)을 표시하도록 한 전기영동 표시 장치가 새로운 표시 장치로서 주목받고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조.).

이 전기영동 표시 장치는, 전압의 인가를 정지한 상태에서의 표시 메모리성이나 광(廣)시야각성을 갖는 것이나, 저소비 전력으로 고(高)콘트라스트의 표시가 가능한 것 등의 특징을 구비하고 있다.

또한, 전기영동 표시 장치는, 비발광형 표시 디바이스인 것이므로, 브라운관과 같은 발광형의 표시 디바이스에 비해서, 시각적으로 아름답다는 특징도 가지고 있다.

특허 문헌 1에는, 절연성을 가진 착색액체와 대전 입자가 충전된 마이크로캡슐이, 한 쌍의 투명 전극 사이에 끼어 들어간 구성의 전기영동 표시 장치가 개시되어 있다.

이 전기영동 표시 장치에서는, 한 쌍의 투명 전극 사이에, 전압을 인가하면, 대전 입자가 전극 사이에 생긴 전계의 방향에 따라서, 한쪽 전극을 향해서 착색 액체 중을 이동한다. 이에 따라, 관측자에게는, 대전 입자의 색 및/또는 착색액체의 색이 보이게 된다.

따라서, 한쪽 또는 양쪽 전극을 패터닝하고, 그들에 인가하는 전압을 콘트롤함에 의해, 원하는 정보를 표시할 수 있다.

그런데, 종래의 전기영동 표시 장치에서는, 일반적으로, 원하는 하전 상태의 대전 입자를 선택하여 사용함이 행해지고 있다. 그 외에, 입자의 표면에 커플링제나 폴리머 등을 피착시킴에 의한 전하의 부여도 행해지고 있지만, 적용가능한 커플링제나 폴리머의 종류는 한정되어 있다. 따라서, 어느 경우에도, 대전 입자의 대전 상태를 원하는 것으로 제어하는 것은 곤란하다.

이것은, 즉 입자의 대전 상태를 제어하는 것이 곤란하기 때문이며, 현재, 입자의 대전 상태를, 원하는 것으로 용이하게 제어하는 방법의 개발이 요망되고 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특개 2002-202534호 공보

본 발명의 목적은, 원하는 대전 상태를 가진 전기영동 입자를 용이하게 제조 할 수 있는 전기영동 입자의 제조 방법, 이러한 전기영동 입자의 제조 방법에 의해 제조되고, 대전 상태가 제어된 신뢰성이 높은 전기영동 입자를 함유하는 전기영동 분산액, 이러한 전기영동 분산액을 내포하여 이루어지는 마이크로캡슐, 및 이러한 마이크로캡슐을 구비한 신뢰성이 높은 전기영동 표시 장치 및 전자 기기를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의한 전기영동 입자의 제조 방법은, 표면에 플러스 전하를 가진 입자와, 제1 극성기와, 제1 소수성기와, 제1 중합성기를 가진 제1 중합성 계면활성제를 사용하여, 상기 입자를 유기 폴리머로 피복한 전기영동 입자를 제조하는 방법으로서, 극성 분산매에 상기 입자를 분산하여, 분산액을 제조하는 제1 공정과, 상기 분산액에 복수의 상기 제1 중합성 계면활성제를 첨가하여, 상기 복수의 제1 중합성 계면활성제를 이온화시켜, 마이너스 전하를 가진 상기 제1 극성기와 플러스 전하를 가진 상기 입자의 표면에서 이온 결합을 형성하는 제2 공정과, 상기 분산액에 중합 개시제를 첨가하여, 상기 복수의 제1 중합성 계면활성제를 가진 복수의 상기 중합성기를 서로 반응시켜, 상기 유기 폴리머를 형성하는 제3 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전기영동 입자의 제조 방법이, 상기 제2 공정과 상기 제3 공정 사이에, 상기 분산액에 복수의 제2 중합성 계면활성제를 첨가하여, 상기 복수의 제2 중합성 계면활성제를 이온화시키는 공정을 더 포함하고, 상기 복수의 제2 중합성 계면활성제 각각이, 제2 극성기와, 제2 소수성기와, 제2 중합성기를 갖고, 상기 제2 중합성 계면활성제의 상기 제2 소수성기와 상기 제1 중합성 계면활성제의 상기 제1 소수성기가 마주 향하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2 중합성 계면활성제의 상기 제2 극성기가 마이너스 전하를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2 중합성 계면활성제의 상기 제2 극성기가 플러스 전하를 갖는 것이 바람직하다. 상기 유기 폴리머의 표면의 마이너스 전하의 양이 상기 제2 중합성 계면활성제의 첨가량에 의해서 제어되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 유기 폴리머의 표면의 플러스 전하의 양이 상기 제2 중합성 계면활성제의 첨가량에 의해서 제어되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1 소수성기가 알킬기 및 아릴기 중의 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1 중합성기가 래디칼 중합가능한 불포화 탄화수소기인 것이 바람직하다. 또한, 상기 래디칼 중합가능한 불포화 탄화수소기가 비닐기, 알릴기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 프로페닐기, 비닐리덴기 및 비닐렌기로 이루어지는 군에서 선택되는 1종인 것이 바람직하다. 상기 제2 극성기가 양이온성기이고, 상기 양이온성기가 제1급 아민 양이온기, 제2급 아민 양이온기, 제3급 아민 양이온기 및 제4급 암모늄 양이온기로 이루어지는 군에서 선택되는 1종인 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2 극성기는 음이온성 기이며, 상기 음이온성 기가 설폰산 음이온기(-SO₃ ^-), 설핀산 음이온기(-RSO₂ ^-:R은 탄소수 1∼12의 알킬기 또는 페닐기 및 그 변성체) 및 카르복시산 음이온기(-COO^-)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종인 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 전기영동 표시 디바이스의 제조 방법은, 복수의 마이크로캡 슐을 형성하는 공정과, 상기 복수의 마이크로캡슐을 기판 위에 배치하는 공정을 포함하고, 상기 복수의 마이크로캡슐의 각각이 전기영동 입자를 포함하고, 상기 전기영동 입자가 상기의 어느 하나의 제조 방법으로 제조되는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 의한 전자 기기의 제조 방법은 전기영동 표시 디바이스를 형성하는 공정과, 상기 전기영동 표시 디바이스를 본체부에 설치하는 공정을 포함하고, 상기 전기영동 표시 디바이스가 상기 제조 방법으로 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 전기영동 입자는 산화티탄 입자와, 상기 산화티탄을 피복하는 산화 실리콘층과, 상기 산화실리콘층을 피복하는 유기 폴리머를 포함하고, 상기 산화실리콘층의 표면에 복수의 프로톤이 배치되고, 상기 유기 폴리머가 복수의 제1 극성기를 포함하고, 상기 복수의 제1 극성기가 상기 복수의 프로톤과 이온 결합하고 있는 것을 특징으로 한다.

상기의 전기영동 입자가, 상기 유기 폴리머가 복수의 제1 소수성기를 갖고, 상기 복수의 제1 극성기가 상기 복수의 제1 소수성기와 상기 복수의 프로톤의 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 유기 폴리머가 복수의 제2 소수성기를 갖고, 상기 복수의 제1 소수성기가 상기 복수의 제2 소수성기와 상기 복수의 제1 극성기의 사이에 위치하는 것이 바람직하다, 또한, 상기 유기 폴리머가 복수의 제2 극성기를 갖고, 상기 복수의 제2 소수성기가 상기 복수의 제2 극성기와 상기 복수의 제1 극성기의 사이에 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 복수의 제1 극성기의 각각이 마이너스 전하를 갖고, 상기 복수의 제2 극성기가 마이너스 전하를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 복수의 제1 극성기의 각각이 마이너스 전하를 갖고, 상기 복수의 제2 극성기가 플러스 전하를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 유기 폴리머의 표면의 마이너스 전하의 대전량이 상기 복수의 제2 극성기의 수에 의해 제어되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 유기 폴리머의 표면의 플러스 전하의 대전량이 상기 복수의 제2 극성기의 수에 의해 제어되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 전기영동 표시 디바이스는 복수의 마이크로캡슐과, 상기 복수의 마이크로캡슐을 재치(載置)하는 기판을 갖고, 상기 복수의 마이크로캡슐의 각각이 청구항 14 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 기재된 전기영동 입자를 함유하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 전자 기기는 상기 전기영동 표시 디바이스와, 상기 전기영동 표시 디바이스를 설치하는 본체부를 갖는 것을 특징으로 한다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 본 발명의 전기영동 입자의 제조 방법, 전기영동 분산액, 마이크로캡슐, 전기영동 표시 장치 및 전자 기기를, 첨부된 도면에 나타내는 적합한 실시 형태에 의거하여 설명한다.

<제1 실시 형태>

우선, 본 발명의 전기영동 표시 장치의 제1 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 1은, 제1 실시 형태의 전기영동 표시 장치의 종단면을 모식적으로 나타내는 도면, 도 2는 도 1에 나타내는 전기영동 표시 장치의 작동 원리를 나타내는 모식도이다. 또한, 이하에서는, 설명의 편의상, 도 1 및 도 2 중의 상측을 「상」, 하측을 「하」로 하여 설명한다.

도 1에 나타내는 전기영동 표시 장치(20)는, 제1 전극(3)을 구비하는 제1 기판(1)과, 제1 전극(3)에 대향하는 제2 전극(4)을 구비하는 제2 기판(2)과, 이들의 제1 기판(1)과 제2 기판(2) 사이에 설치된 전기영동 분산액(10)을 가지고 있다. 이하, 각 부의 구성에 대해서 순차적으로 설명한다.

제1 기판(1) 및 제2 기판(2)은, 각각, 시트 형상(평판 형상)의 부재로 구성되고, 이들 사이에 배치되는 각 부재를 지지 및 보호하는 기능을 갖는다.

각 기판(1,2)은, 각각, 가요성(可撓性)을 갖는 것, 경질인 것의 어느 것이어도 좋지만, 가요성을 갖는 것이 바람직하다. 가요성을 갖는 기판(1,2)을 사용함에 의해, 가요성을 갖는 전기영동 표시 장치(20), 즉, 예를 들면, 전자페이퍼를 구축함에 유용한 전기영동 표시 장치(20)를 얻을 수 있다.

또한, 각 기판(1,2)을 가요성을 가진 것으로 할 경우, 그 구성 재료로는, 각각, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 등의 폴리올레핀, 변성 폴리올레핀, 폴리아미드(예:나일론6, 나일론46, 나일론66, 나일론610, 나일론612, 나일론11, 나일론12, 나일론6-12, 나일론6-66), 열가소성 폴리이미드, 방향족 폴리에스테르 등의 액정 폴리머, 폴리페닐렌옥시드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에테르, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리아세탈, 스티렌계, 폴리염화비닐계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리부타디엔계, 트랜스 폴리이소프렌계, 불소 고무계, 염소화 폴리에틸렌계 등의 각종 열가소성 수지 등, 또는 이들을 주로 하는 공 중합체, 브렌드체, 폴리머 앨로이 등을 들 수 있고, 이들로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

이러한 기판(1,2)의 평균 두께는, 각각, 구성 재료, 용도 등에 따라 적당히 설정되고, 특히 한정되지 않지만, 가요성을 갖는 것으로 하는 경우, 20∼500㎛ 정도인 것이 바람직하고, 25∼250㎛ 정도인 것이 보다 바람직하고, 50∼150㎛ 정도인 것이 더욱 바람직하다. 이에 따라, 전기영동 표시 장치(20)의 유연성과 강도의 조화를 도모하면서, 전기영동 표시 장치(20)의 소형화(특히, 박형화)을 도모할 수 있다.

이들 기판(1,2)의 후술하는 전기영동 분산액(10)측의 면, 즉, 제1 기판(1)의 아래면 및 제2 기판(2)의 윗면에는, 각각, 층상(막 형상)을 이루는 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)이 설치되어 있다.

제1 전극(3)과 제2 전극(4) 사이에 전압을 인가하면, 이들 사이에 전계가 발생하여, 이 전계가 전기영동 입자(5)에 작용한다.

본 실시 형태에서는 제1 전극(3)이 공통 전극으로 되고, 제2 전극(4)이 매트릭스 형상(행렬 형상)으로 분할된 개별 전극(화소 전극)으로 되어 있고, 제1 전극(3)과 하나의 제2 전극(4)이 겹치는 부분이 1화소를 구성한다. 또한, 제1 전극(3)도, 제2 전극(4)과 마찬가지로 복수로 분할하도록 해도 좋다.

각 전극(3,4)의 구성 재료로는, 각각, 실질적으로 도전성을 가진 것이면 특히 한정되지 않고, 예를 들면, 구리, 알루미늄, 니켈, 코발트, 백금, 금, 은, 몰리브덴, 탄탈 또는 이들을 포함하는 합금 등의 금속 재료, 카본 블랙, 카본 나노튜 브, 풀러렌 등의 탄소계 재료, 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리(p-페닐렌), 폴리(p-페닐렌비닐렌), 폴리플루오렌, 폴리카바졸, 폴리실란 또는 이들의 유도체 등의 전자 도전성 고분자 재료, 폴리비닐알콜, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌옥시드, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐카바졸, 아세트산비닐 등의 매트릭스 수지 중에, NaCl, LiClO₄, KCl, H₂O, LiCl, LiBr, LiI, LiNO₃, LiSCN, LiCF₃SO₃, NaBr, NaI, NaSCN, NaClO₄, NaCF₃SO₃, KI, KSCN, KClO₄, KCF₃SO₃, NH₄I, NH₄SCN, NH₄ClO₄, NH₄CF₃SO₃, MgCl₂, MgBr₂, MgI₂, Mg(NO₃)₂, MgSCN₂, Mg(CF₃SO₃)₂, CaBr₂, CaI₂, Ca(SCN)₂, Ca(ClO₄)₂, Ca(CF₃SO₃)₂, ZnCl₂, ZnI₂, Zn(SCN)₂, Zn(ClO₄)₂, Zn(CF₃SO₃)₂, CuCl₂, CuI₂, Cu(SCN)₂, Cu(ClO₄)₂, Cu(CF₃SO₃)₂ 등의 이온성 물질을 분산시킨 이온 도전성 고분자 재료, 인듐주석 산화물(ITO), 불소 도핑한 주석 산화물(FTO), 주석 산화물(SnO₂), 인듐 산화물(IO) 등의 도전성 산화물 재료와 같은 각종 도전성 재료를 들 수 있고, 이들로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

기타, 각 전극(3,4)의 구성 재료로는, 각각, 예를 들면, 유리 재료, 고무 재료, 고분자 재료 등의 도전성을 갖지 않는 재료 중에, 금, 은, 니켈, 카본 등의 도전성 재료(도전성 입자)를 혼합하여, 도전성을 부가한 각종 복합 재료도 사용할 수 있다.

이러한 복합 재료의 구체예로는, 예를 들면, 고무 재료 중에 도전성 재료를 혼합한 도전성 고무, 에폭시계, 우레탄계, 아크릴계 등의 접착제 조성물 중에 도전 성 재료를 혼합한 도전성 접착제 또는 도전성 페이스트, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, ABS 수지, 나일론(폴리아미드), 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 폴리에스테르, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지 등의 매트랙스 수지 중에 도전성 재료를 혼합한 도전성 수지 등을 들 수 있다.

이러한 전극(3,4)의 두께(평균)는, 각각, 구성 재료, 용도 등에 따라 적당히 설정되고, 특히 한정되지 않지만, 0.05∼10㎛ 정도인 것이 바람직하고, 0.05∼5㎛ 정도인 것이 더 바람직하다.

또한, 각 기판(1,2) 및 각 전극(3,4) 중, 표시면측에 배치되는 기판 및 전극(본 실시 형태에서는 제1 기판(1) 및 제1 전극(3))은, 각각, 광 투과성을 갖는 것, 즉, 바람직하게는 실질적으로 투명(무색 투명, 유색 투명 또는 반투명)으로 된다. 이에 따라, 후술하는 전기영동 분산액(10) 중에서의 전기영동 입자(5)의 상태, 즉, 전기영동 표시 장치(20)에 표시된 정보(화상)을 육안으로 용이하게 인식할 수 있다.

또한, 각 전극(3,4)은 상술한 바와 같은 재료의 단체로 이루어지는 단층 구조의 것 외에, 예를 들면, 복수의 재료를 순차적으로 적층한 것과 같은 다층 적층 구조의 것이라도 좋다. 즉, 각 전극(3,4)은, 각각, 예를 들면, ITO로 구성되는 단층 구조여도 좋고, ITO층과 폴리아닐린층의 2층 적층 구조로 할 수도 있다.

또한, 전기영동 표시 장치(20)의 측부 근방으로서, 제1 기판(1)과 제2 기판(2) 사이에는, 제1 전극(3)과 제2 전극(4)의 간격을 규정하는 기능을 가진 스페이서(7)가 설치되어 있다.

본 실시예에서는, 이 스페이서(7)는 전기영동 표시 장치(20)의 외주를 둘러싸도록 하여 설치되어 있고, 제1 기판(1)과 제2 기판(2) 사이에 밀폐 공간(71)을 획성하는 실링 부재로서의 기능도 가지고 있다.

스페이서(7)의 구성 재료로는, 예를 들면, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 멜라민계 수지, 페놀계 수지 등의 각종 수지 재료나, 실리카, 알루미나, 티타니아 등의 각종 세라믹스 재료 등을 들 수 있고, 이들로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

이러한 스페이서(7)의 평균 두께, 즉, 기판(1,2) 사이의 거리(기판간 거리)는, 특히 한정되지 않지만, 10∼500㎛ 정도인 것이 바람직하고, 20∼100㎛ 정도인 것이 더 바람직하다.

또한, 스페이서(7)는 전기영동 표시 장치(20)의 외주를 둘러싸도록 하여 설치되는 구성에 한정되지 않고, 예를 들면, 복수의 스페이서(7)를 소정의 간격을 두고, 전기영동 표시 장치(20)의 측부 근방에 배열설치하도록 해도 좋다. 이 경우, 스페이서(7) 끼리의 간극은 다른 밀봉재(씰링재)에 의해 밀봉하도록 하면 좋다. 또한, 스페이서(7)는 생략되어 있어도 좋다.

밀폐 공간(71)(셀의 내부 공간)내에는, 전기영동 분산액(10)이 수납(충전)되어 있다. 이에 따라, 전기영동 분산액(10)은 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)에 직접 접촉하고 있다.

이 전기영동 분산액(10)은 적어도 1종의 전기영동 입자(5)를 분산매(6)에 분산(현탁)시켜서 이루어지는 것이다.

전기영동 분산액(10)으로는, 크게 나누면, 분산매(6)에 1종의 전기영동 입자가 분산되어 있는 형태의 것과, 분산매(6)에 특성이 다른 복수종의 전기영동 입자가 분산되어 있는 형태의 것 등이 있지만, 이 중 어느 것을 사용해도 좋다.

전기영동 입자(5)의 분산매(6)로의 분산은, 예를 들면, 페인트 쉐이커법, 볼밀법, 메디아 밀(media mill)법, 초음파 분산법, 교반 분산법 등 중의 1종 또는 2종 이상을 조합하여 행할 수 있다.

본 발명은, 이 전기영동 입자(5)의 제조 방법에 특징을 갖는 것이다.

또한, 전기영동 입자(5) 및 그 제조 방법의 상세한 내용에 대해서는, 뒤에 설명한다.

분산매(6)로는, 비교적 높은 절연성을 가진 것이 적합하게 사용된다. 이러한 분산매(6)로는, 예를 들면, 각종 물(증류수, 순수, 이온 교환수, RO수 등), 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 옥탄올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알콜류, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 페닐셀로솔브 등의 셀로솔브류, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 포름산에틸 등의 에스테르류, 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸이소프로필케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, 펜탄, 헥산, 옥탄 등의 지방족 탄화수소류, 시클로헥산, 메틸시클로헥산 등의 지환식 탄화수소류, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 헥실벤젠, 헵틸벤젠, 옥틸벤젠, 노닐벤젠, 데실벤젠, 운데실벤젠, 도데실벤젠, 트리데실벤젠, 테트라데실벤젠과 같은 장쇄 알킬기를 가진 벤젠류 등의 방향족 탄화수소류, 염화메틸렌, 클로로포름, 사염화탄소, 1,2-디클로로에탄 등의 할로겐화 탄화수소류, 피리딘, 피라진, 푸란, 피롤, 티오펜, 메틸피롤리돈 등의 방향족 복소환류, 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 아크리로니트릴 등의 니트릴류, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세토아미드 등의 아미드류, 카르복시산염 또는 그 밖의 각종 유류 등을 들 수 있고, 이들을 단독 또는 혼합물로서 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 원하는 대전 상태의 전기영동 입자(5)를 얻을 수 있기 때문에, 사용하는 분산매(6)의 선택의 폭이 넓어진다.

또한, 분산매(6)(전기영동 분산액(10)) 중에는, 필요에 따라, 예를 들면, 전해질, 계면활성제, 금속 비누, 수지 재료, 고무 재료, 유(油)류, 바니스, 컴파운드 등의 입자로 이루어지는 하전(荷電)제어제, 티탄계 커플링제, 알루미늄계 커플링제, 실란계 커플링제 등의 분산제, 윤활제, 안정화제 등의 각종 첨가제를 첨가하도록 해도 좋다.

또한, 분산매(6)에는, 필요에 따라, 안트라퀴논계 염료, 아조계 염료, 인디고이드계 염료, 트리페닐메탄계 염료, 피라졸론계 염료, 스틸벤계 염료, 디페닐메탄계 염료, 크산텐계 염료, 알리잘린계 염료, 아크리딘계 염료, 퀴논이민계 염료, 티아졸계 염료, 메틴계 염료, 니트로계 염료, 니트로소계 염료 등의 각종 염료를 용해해도 좋다.

이러한 전기영동 표시 장치(20)에서는, 제1 전극(3) 및 제2 전극(4) 사이에 전압을 인가하면, 이들 사이에 발생하는 전계에 따라서, 전기영동 입자(5)는 어느 하나의 전극을 향하여 전기영동한다.

예를 들면, 전기영동 입자(5)로서 플러스로 대전한 것을 사용한 경우, 제2 전극(4)을 플러스 전위로 하면, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 전기영동 입자(5)는 제1 전극(3)측으로 이동하여, 제1 전극(3)에 모인다. 이 때문에, 전기영동 표시 장치(20)를 위쪽(표시면측)에서 보면, 전기영동 입자(5)의 색이 보이게 된다.

이것과는 반대로, 제2 전극(4)을 마이너스 전위로 하면, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 전기영동 입자(5)는 제2 전극(4)측으로 이동하여, 제2 전극(4)에 모인다. 이 때문에, 전기영동 표시 장치(20)를 위쪽(표시면측)에서 보면, 분산매(6)의 색이 보이게 된다.

따라서, 전기영동 입자(5)의 물성(예를 들면, 색, 플러스 마이너스, 대전량(전하량) 등)이나, 전극(3 또는 4)의 극성, 전극(3,4) 사이의 전위차 등을 적당히 설정함으로써, 전기영동 표시 장치(20)의 표시면측에는, 전기영동 입자(5)의 색 및 분산매(6)의 색의 조합에 의해, 원하는 정보(화상)가 표시된다.

전기영동 입자(5)는, 상술한 바와 같이, 표면에 전하를 가진 입자를 유기 폴리머로 피복하여 이루어지는 것이다.

특히, 본 발명에서는, 입자를 유기 폴리머로 피복함으로써, 전기영동 입자(5)에 대하여, 원하는 극성 및 대전량의 전하를 부여할 수 있다. 이에 따라, 전기영동 입자(5)의 표면에, 불필요한 물질이 비특이적으로 부착(흡착)함이 적합하게 방지된다. 이 때문에, 전기영동 입자(5)의 표면 전위는 안정화한 것으로 되고, 전기영동 입자(5)의 분산매(6) 중에서의 전기영동의 특성을 안정화할 수 있다. 그 결과, 전기영동 표시 장치(20)의 특성(표시 특성)을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 전기영동 입자(5)의 비중은, 분산매(6)의 비중과 거의 같아지도록 설 정되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 전기영동 입자(5)는, 전극(3,4) 사이로의 전압의 인가를 정지한 후에도, 분산매(6) 중에서 일정한 위치에 장시간 체류할 수 있다. 즉, 전기영동 표시 장치(20)에 표시된 정보가 장시간 유지되게 된다.

또한, 전기영동 입자(5)의 평균 입경은 0.1∼10㎛ 정도인 것이 바람직하고, 0.1∼7.5㎛ 정도인 것이 보다 바람직하고, 특히 0.2∼0.5㎛ 정도인 것이 더욱 바람직하다.

전기영동 입자(5)의 평균 입경을 상기 범위내로 함으로써, 전기영동 입자(5)의 분산매(6) 중에서의 분산성을 적합하게 유지하면서, 전기영동 입자(5) 끼리의 응집을 효과적으로 방지할 수 있다.

그런데, 일반적으로 전기영동 입자라 함은, 분산액 중에서 플러스 또는 마이너스 전하를 갖고, 외부 전장에 응답하여 분산액 중을 이동하는 평균적인 거리(전기영동 이동도)가, 전기영동 입자가 아닌 입자와 비교하여 현저하게 큰 입자를 말한다.

본 발명의 전기영동 입자의 제조 방법에 의하면, 전기영동 입자(5)가 가진 유기 폴리머에서, 그 외측, 즉 수성 분산액 측에 제2 극성기가 위치하고 있고, 제2 중합성 계면활성제가 가진 제2 극성기의 극성과, 제2 중합성 계면활성제에서의 제2 극성기의 수, 제2 극성기의 원자가수, 제2 중합성 계면활성제의 분자량 및 제2 중합성 계면활성제의 첨가량 중의 적어도 1개의 조건을 설정함으로써, 전기영동 입자(5)의 대전 극성 및 대전량을 제어할 수 있다.

구체적으로는, 예를 들면, 이하와 같이 하여 전기영도 입자(5)의 대전 극성 및 대전량을 제어할 수 있다.

(A)후술하는 전기영동 입자(5)의 제조 과정에서, 첨가하는 제2 중합성 계면활성제가 갖는 제2 극성기의 극성을 플러스 또는 마이너스로 설정함으로써, 최종적으로 얻어지는 전기영동 입자(5)의 대전 극성을 플러스 또는 마이너스로 각각 제어할 수 있다.

(B)후술하는 전기영동 입자(5)의 제조 과정에서, 첨가하는 제2 중합성 계면활성제에서의 제2 극성기의 수를 많게 함으로써, 최종적으로 얻어지는 전기영동 입자(5)의 대전량을 증대시킬 수 있다.

(C)후술하는 전기영동 입자(5)의 제조 과정에서, 첨가하는 제2 중합성 계면활성제로서, 제2 극성기의 원자가수가 더 큰 것을 선택함으로써, 최종적으로 얻어지는 전기영동 입자(5)의 대전량을 증대시킬 수 있다.

(D)후술하는 전기영동 입자(5)의 제조 과정에서, 첨가하는 제2 중합성 계면활성제로서, 분자량이 더 큰 것을 선택함으로써, 제2 극성기의 극성 부분의 비율이 무극성 부분보다 감소하기 때문에, 최종적으로 얻어지는 전기영동 입자(5)의 대전량을 감소시킬 수 있다.

(E)후술하는 전기영동 입자(5)의 제조 과정에서, 첨가하는 제2 중합성 계면활성제의 첨가량을 증대시킴으로써, 최종적으로 얻어지는 전기영동 입자(5)의 대전량을 증대시킬 수 있다.

이상의 (A)와, (B), (C), (D) 및 (E) 중의 적어도 1개의 조건을 설정함으로써, 전기영동 이동도가 큰 전기영동 입자(5)를 얻을 수도 있다. 따라서, 이러한 전기영동 이동도가 큰 전기영동 입자(5)를 사용함으로써, 전기영동 표시 장치(20)의 특성(표시 특성)을 보다 향상시킬 수 있다.

이러한 전기영동 입자(5)는 다음과 같이 하여 제조할 수 있다. 이하, 전기영동 입자(5)의 제조 방법에 대하여 설명한다.

도 3은, 본 발명의 전기영동 입자의 제조 방법을 설명하기 위한 모식도, 도 4(a)는 도 3(c)의 수성 분산액 중에서 일어날 수 있는 입자의 분산 상태를 나타내는 부분 확대도, 도 4(b)는 도 3(d)의 전기영동 입자의 하나의 형태를 나타내는 부분 확대도이다.

또한, 도 5(a)는 도 3(c)의 수성 분산액 중에서 일어날 수 있는 입자의 다른 분산 상태를 나타내는 부분 확대도, 도 5(b)는 도 3(d)의 전기영동 입자의 다른 형태를 나타내는 부분 확대도이다.

본 발명의 전기영동 입자의 제조 방법은, [1]입자(50)를 수성 분산액(90)에 분산시키는 공정과, [2]수성 분산액(90)에, 입자(50)의 전하(64)와 반대 극성의 제1 극성기(611)와 소수성기(612)와 중합성기(613)를 갖는 제1 중합성 계면활성제(61)를 첨가하여 혼합하는 공정과, [3]수성 분산액(90)에, 제2 극성기(621)와 소수성기(622)와 중합성기(623)를 갖는 제2 중합성 계면활성제(62)를 첨가하여 유화하는 공정과, [4]수성 분산액(90)에, 중합개시제(80)를 첨가하여 중합 반응을 일으킴으로써, 입자(50)를 유기 폴리머(60)로 피복하여 이루어지는 전기영동 입자(5)를 얻는 공정과, [5]수성 분산액(90)으로부터 전기영동 입자(5)를 회수하는 공정과, [6]전기영동 입자(5)를 건조하는 공정을 가지고 있다.

이하, 상술한 각 공정에 대해서, 수성 분산액(90)에 일어날 수 있는 분산 상태를 들어 설명한다. 단, 이하에 든 전기영동 분산액의 분산 상태는 추정을 포함하는 것이다.

[1]우선, 표면에 전하(64)를 가진 입자(50)를 수성 분산액(90)에 분산시킨다.

입자(50)의 구성 재료로는, 그 표면에 전하(64)를 가지고 있는 것이면 좋고, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 안료, 염료, 수지 등을 들 수 있고, 이들 중의 1종 또는 2종 이상을 조합시킨 것(예를 들면, 안료나 염료를 함유하는 수지 등)을 사용할 수 있다. 이들 재료는, 그 표면에 전하(64)를 가지고 있기 때문에, 수성 분산액(90)에 대한 분산성이 우수하고, 입자(50)의 구성 재료로서 적합하다.

안료로는, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 백색계로는, 산화티탄, 황산바륨, 산화아연, 아연화 등의 무기 안료; 황색계로는, 황색 산화철, 카드뮴 옐로우, 티탄 옐로우, 크롬 옐로우, 황연 등의 무기 안료나, 퍼스트 옐로우 등의 불용성 아조 화합물류, 크로모프탈 옐로우 등의 축합 아조 화합물류, 벤즈이미다졸론아조 옐로우 등의 아조 착염류, 플라반스 옐로우 등의 축합 다환류, 한자 옐로우, 나프톨 옐로우, 니트로 화합물, 피그먼트 옐로우 등의 유기 안료; 오렌지색계로는 몰리브데이트 오렌지 등의 무기 안료나, 벤즈이미다졸론 아조 오렌지 등의 아조 착염류, 베리논 오렌지 등의 축합 다환류 등의 유기 안료; 적색계로는 적색 산화철, 카드뮴 레드, 등의 무기 안료나, 마다레이크 등의 염색 레이크류, 레이크 레드 등의 용해성 아조 화합물류, 나프톨 레드 등의 불용성 아조 화합물류, 크로모프탈스커 레드 등의 축합 아조 화합물류, 티오인디고볼드 등의 축합 다환류, 신카시야 레드 Y, 호스타밤 레드(Hostabarm red) 등의 퀴나크리돈 안료, 퍼머넌트 레드, 퍼스트 스로 레드 등의 아조계 안료 등의 유기 안료; 자(紫)색계로는 망간 바이올렛 등의 무기 안료나 로다민 레이크 등의 염색 레이크류, 디옥사진 바이올렛 등의 축합 다환류 등의 유기 안료; 청색계로는 감청, 군청, 코발트 블루, 셀리안 블루 등의 무기 안료나 프탈로시아닌 블루 등의 프탈로시아닌류, 인단트렌 블루 등의 인단트렌류, 알칼리 블루 등의 유기 안료; 녹색계로는, 에머럴드 그린, 크롬 그린, 산화크롬, 빌리디안 등의 방향 안료나, 니켈아조 엘로우 등의 아조 착염류, 피그먼트 그린, 나프톨 그린 등의 니트로소 화합물류, 프탈로시아닌 그린 등의 프탈로시아닌류 등의 유기 안료; 흑색계로는 카본 블랙, 티탄 블랙, 철흑(鐵黑) 등의 무기 안료나, 아닐린 블랙 등의 유기 안료; 등으로 구성되는 입자를 들 수 있다. 이들 안료 입자는 단독으로 사용해도 2종류 이상을 병용해도 좋다. 이들 안료 입자 중 산화티탄 등의 백색계의 안료 입자나, 카본 블랙, 티탄 블랙 등의 흑색계의 안료 입자가 바람직하다.

또한, 산화티탄의 미립자를 사용하는 경우, 그 종류는, 특히 한정되지 않고, 일반적으로 백색계의 안료로 사용되는 것이면, 예를 들면, 루틸형 또는 아나타제형의 어떠한 것이라도 좋지만, 산화티탄의 광촉매 활성에 의한 착색제의 혼색 등을 고려할 경우, 광촉매 활성이 낮은 루틸형인 것이 바람직하고, 광촉매 활성을 더 저감시키기 위해서, Si 처리, Al 처리, Si-Al 처리, Zn-Al 처리 등을 실시한 산화티탄이라도 좋다.

염료로는, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 황색계 염료로서, 오일 옐로우 3G(오리엔트 가가꾸사제) 등의 아조 화합물류; 오렌지색계 염료로서, 퍼스트 오렌지 G(BASF사제) 등의 아조 화합물류; 청색계 염료로서, 마크로렉스 블루 RR(바이에르사제) 등의 안트라퀴논류; 녹색계 염료로서, 스미브라스트 그린 G(스미토모가가꾸사제) 등의 안트라퀴논류; 다(茶)색계 염료로서, 오일 브라운 GR(오리엔트 가가꾸사제) 등의 아조 화합물류; 적색계 염료로서, 오일 레드 5303(아리모토 가가꾸사제) 및 오일 레드 5B(오리엔트 가가꾸사제) 등의 아조 화합물류; 자색계 염료로서, 오일 바이올렛 #730(오리엔트 가가꾸사제) 등의 안트라퀴논류; 흑색계 염료로서, 수단 블랙 X60(BASF사제) 등의 아조 화합물이나, 안트라퀴논계의 마크로렉스 블루 FR(바이에르사제)과 아조계의 오일 레드 XO(칸토 가가꾸사제)의 혼합물을 들 수 있다. 이들 염료는, 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상 병용해도 좋다.

수지로는, 예를 들면, 폴리올레핀계 폴리머, 폴리할로겐화 올레핀계 폴리머(퍼팔로 올레핀계 폴리머), 폴리에스테르계 폴리머, 폴리우레탄계 폴리머, 폴리스티렌계 폴리머, 아크릴계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 멜라민계 폴리머, 요소계 폴리머 등을 들 수 있다. 여기서 말하는 폴리머는 호모 폴리머 뿐만 아니라, 소량의 공중합가능한 다른 모노머를 공중합시킨 코폴리머도 포함하는 것으로 한다. 이들 폴리머 입자는, 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상을 병용해도 좋다.

또한, 이들 중에서도, 특히 입자(50)의 구성 재료로는, 안료 또는 염료를 주재료로서 구성되어 있는 것이 바람직하다. 안료 및 염료는, 그 표면에 전하를 가지고 있는 것이 많고, 이들 자신이 나타내는 색의 종류가 많기 때문에, 입자(50)를 함유하는 전기영동 입자(5) 및 전기영동 표시 장치(20)는 콘트라스트가 높은 표시가 가능하게 된다.

수성 분산액(90)으로는, 예를 들면, 증류수, 이온 교환수, 순수, 초순수(ultrapure water), RO수 등의 각종 물을 단독, 또는, 물을 주성분으로 하고, 메탄올, 에탄올 등의 각종 저급 알콜을 혼합한 수성 분산액(90)이 적합하게 사용된다.

또한, 입자(50)의 구성 재료로는, 상기 외에, 예를 들면, 원료 입자에 전하를 부여하는 처리를 실시함으로써 얻어진 것 등도 사용할 수 있다. 이 경우, 상술한 각종 구성 재료 외에, 실질적으로 전하를 갖지 않는 재료도 사용할 수 있다.

이 처리로는 원료 입자에, 예를 들면 커플링제, 계면활성제 등의 극성을 갖는 화합물을 흡착시키는 방법 등을 들 수 있다.

[2] 다음에, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 수성 분산액(90)에, 입자(50)의 전하(64)와 반대 극성의 제1 극성기(611)와 소수성기(612)와 중합성기(613)를 갖는 제1 중합성 계면활성제(61)를 첨가하여 혼합한다.

이때, 제1 중합성 계면활성제(61)의 첨가량은, 입자(50)의 사용량으로부터 환산되는 전하(64)를 갖는 극성기의 총 몰수(=사용한 입자(50)의 중량[g]×입자(50)의 전하(64)를 갖는 극성기의 양[mol/g])의 0.5∼2배 몰의 범위가 바람직하고, 더 바람직하게는, 0.8∼1.2배 몰의 범위이다. 0.5배 몰 이상의 첨가량으로 함으로써, 전하(64)를 가진 입자(50)에 이온적으로 강하게 결합하여, 용이하게 캡슐화가 가능하게 된다. 한편, 2배 몰 이하의 첨가량으로 함으로써, 입자(50)에 미흡 착의 제1 중합성 계면활성제(61)의 발생을 적게 할 수 있고, 입자(50)를 코어(core) 물질로서 갖지 않은 폴리머 입자(폴리머만으로 이루어지는 입자)의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 필요에 따라, 수성 분산액(90)에 초음파를 소정 시간 조사해도 좋다. 이것에 의해, 입자(50)의 주위에 존재하는 제1 중합성 계면활성제(61)의 배치 형태가 매우 고도로 제어된다.

구체적으로는, 입자(50)가 마이너스 전하(64)를 갖는 경우에는, 제1 중합성 계면활성제(61)로서, 양이온성의 중합성 계면활성제를 사용할 수 있다. 이것에 대하여, 입자(50)가 플러스 전하(64)를 갖는 경우에는, 제1 중합성 계면활성제(61)로서, 음이온성의 중합성 계면활성제를 사용할 수 있다.

이하, 본 발명에서 사용가능한 양이온성 및 음이온성의 중합성 계면활성제에 대해서 상세히 설명한다.

양이온성의 중합성 계면활성제가 가진 양이온성기로는, 예를 들면 제1급 아민 양이온기, 제2급 아민 양이온기, 제3급 아민 양이온기, 제4급 암모늄 양이온기, 제4급 포스포늄 양이온기, 설포늄 양이온기, 피리디늄 양이온기 등을 들 수 있다.

이들 중에서도, 양이온성기로는, 제1급 아민 양이온기, 제2급 아민 양이온기, 제3급 아민 양이온기 및 제4급 암모늄 양이온기로 이루어지는 군에서 선택되는 1종인 것이 바람직하다.

양이온성의 중합성 계면활성제가 가진 소수성기로는, 알킬기 및 아릴기 중의 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.

양이온성의 중합성 계면활성제가 가진 중합성기로는 래디칼 중합가능한 불포화 탄화수소기가 바람직하다.

또한, 래디칼 중합가능한 불포화 탄화수소기 중에서도, 비닐기, 알릴기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 프로페닐기, 비닐리덴기, 비닐렌기로 이루어지는 군에서 선택되는 1종인 것이 바람직하다. 또한, 이 중에서도, 특히, 아크릴로일기, 메타크릴로일기가 더 바람직한 예로서 예시할 수 있다.

양이온성의 중합성 계면활성제의 예로는, 일본 특공평 4-65824호 공보에 기재되어 있는 것과 같은 양이온성의 알릴산 유도체 등을 들 수 있다. 양이온성의 중합성 계면활성제의 구체예로는 메타크릴산 디메틸아미노에틸메틸클로라이드, 메타크릴산 디메틸아미노에틸벤질클로라이드, 메타크릴로일옥시에틸트리메틸암모늄 클로라이드, 디아릴디메틸암모늄 클로라이드, 2-히드록시-3-메타크릴옥시 프로필트리메틸암모늄 클로라이드 등을 들 수 있다.

또한, 양이온성의 중합성 계면활성제로는 시판품을 사용할 수 있다. 예를 들면, 아크리에스테르 DMC(미쓰비시레이온(주)), 아크리에스테르 DML60(미쓰비시레이온(주)), C-1615(다이이치고교세이야쿠(주)) 등을 들 수 있다.

이상에서 예시한 양이온성의 중합성 계면활성제는, 단독으로, 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다.

한편, 음이온성의 중합성 계면활성제가 가진 음이온성기로는, 예를 들면, 설폰산 음이온기(-SO₃ ^-), 설핀산 음이온기(-RSO₂ ^-: R는 탄소수 1∼12의 알킬기 또는 페 닐기 및 그의 변성체), 카르복시산 음이온기(-COO^-) 등을 들 수 있지만, 이들로 이루어지는 군에서 선택되는 1종인 것이 바람직하다.

음이온성의 중합성 계면활성제가 가진 소수성기로는, 상술한 양이온성의 중합성 계면활성제가 가진 소수성기와 동일한 소수성기를 사용할 수 있다.

음이온성의 중합성 계면활성제가 가진 중합성기로는, 상술한 양이온성의 중합성 계면활성제가 가진 중합성기와 동일한 중합성기를 사용할 수 있다.

음이온성의 중합성 계면활성제의 예로는, 일본 특공소 49-46291호 공보, 일본 특공평 1-24142호 공보, 또는 일본 특개소 62-104802호 공보에 기재되어 있는 것과 같은 음이온성의 알릴 유도체, 일본 특개소 62-221431호 공보에 기재되어 있는 것과 같은 음이온성의 프로페닐 유도체, 일본 특개소 62-34947호 공보 또는 일본 특개소 55-11525호 공보에 기재되어 있는 것과 같은 음이온성의 아크릴산 유도체, 일본 특공소 46-34898호 공보 또는 일본 특개소 51-30284호 공보에 기재되어 있는 것과 같은 음이온성의 이타콘산 유도체 등을 들 수 있다.

이러한 음이온성의 중합성 계면활성제의 구체예로는, 일반식(31):

[식 중, R²¹ 및 R³¹은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1∼12의 탄화수소기이며, Z¹은 탄소-탄소 단결합 또는 식 -CH₂-O-CH₂-로 표시되는 기이며, m은 2∼20의 정수이며, X는 식 -SO₃M¹로 표시되는 기이며, M¹은 알칼리 금속, 암모늄염, 또는 알칸올아민임]

으로 표시되는 화합물, 또는 식(32):

[식 중, R²² 및 R³²는, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1∼12의 탄화수소기이며, D는 탄소-탄소 단결합 또는 식 -CH₂-O-CH₂-로 표시되는 기이며, n은 2∼20의 정수이며, Y는 식 -SO₃M²로 표시되는 기이며, M²은 알칼리 금속, 암모늄염, 또는 알칸올아민임]

으로 표시되는 화합물이 바람직하다.

상기 식(31)으로 표시되는 중합성 계면활성제는, 일본 특개평 5-320276호 공보, 또는 일본 특개평 10-316909호 공보에 기재되어 있다. 식(31)에서의 R²¹의 종류와 X의 값을 적당히 조정함으로써, 입자(50)가 가진 전하(64)의 전하량의 정도에 대응시키는 것이 가능하다. 식(31)으로 표시되는 바람직한 중합성 계면활성제로는, 하기의 식(310)으로 표시되는 화합물을 들 수 있고, 구체적으로는, 하기의 식(31a)∼(31d)으로 나타내는 화합물을 들 수 있다.

[식 중, R³¹, m, M¹은 식(31)으로 나타내는 화합물에서와 동일함]

아사히덴카고교 가부시키가이샤의 아데카리아소프 SE-10N은, 식(310)으로 표시되는 화합물에서, M¹이 NH₄, R³¹이 C₉H₁₉, m=10인 화합물이다. 아사히덴카고교 가부시키가이샤의 아데카리아소프 SE-20N은 식(310)으로 표시되는 화합물에서, M¹이 NH₄, R³¹이 C₉H₁₉, m=20인 화합물이다.

또한, 음이온성의 중합성 계면활성제가 갖는 음이온성기로는, 예를 들면, 일 반식(33):

[식 중, p는 9 또는 11이며, q는 2∼20의 정수이며, A는 -SO₃M³으로 표시되는 기이며, M³는 알칼리 금속, 암모늄염 또는 알칸올아민임]

로 표시되는 화합물이 바람직하다. 식(33)으로 표시되는 바람직한 음이온성의 중합성 계면활성제로는, 이하의 화합물을 들 수 있다.

[식 중, r은 9 또는 11, s는 5 또는 10]

상기의 음이온성의 중합성 계면활성제로는 시판품을 사용할 수도 있다. 예를 들면, 다이이치고교세이야쿠 가부시키가이샤의 아쿠아론 KH시리즈(아쿠아론 KH-5, 아쿠아론 KH-10) 등을 들 수 있다. 아쿠아론 KH-5은, 상기 식으로 나타내는 화합물에서, r이 9, s가 5인 화합물과, r이 11, s가 5인 화합물의 혼합물이다. 아쿠아론 KH-10은, 상기 식으로 나타내는 화합물에서, r이 9, s가 10인 화합물과, r이 11, s가 10인 화합물의 혼합물이다.

또한, 본 발명에 사용하는 음이온성의 중합성 계면활성제로는, 하기의 식(34)으로 나타내는 화합물이 바람직하다.

[식 중, R은 탄소수 8∼15의 알킬기이며, n은 2∼20의 정수이며, X는 -SO₃B로 표시되는 기이며, B는 알칼리 금속, 암모늄염 또는 알칸올아민임.]

상기 음이온성의 중합성 계면활성제로는 시판품을 사용할 수도 있다. 시판품으로는, 예를 들면, 아사히덴카고교 가부시키가이샤 제품의 아데카리아소프 SR 시리즈(아데카리아소프 SR-10, SR-20, R-1025) (이상, 상품명) 등을 들 수 있다. 아데카리아소프 SR 시리즈는, 상기 일반식(34)에서, B가 NH₄로 표시되는 화합물로서, SR-10은 n=10, SR-20은 n=20인 화합물이다.

또한, 음이온성의 중합성 계면활성제로는, 하기의 식(A)으로 표시되는 화합물도 바람직하다.

[상기 식 중, R⁴은 수소 원자 또는 탄소수 1∼12의 탄화수소기를 나타내고, I는 2∼20의 수를 나타내고, M⁴은 알칼리 금속, 암모늄염, 또는 알칸올아민을 나타냄.]

상기 음이온성의 중합성 계면활성제로는 시판품을 사용할 수도 있다. 시판품으로는, 예를 들면, 다이이치고교세이야쿠 가부시키가이샤 제품의 아쿠아론 HS 시리즈(아쿠아론 HS-10, HS-20, 및 HS-1025)(이상, 상품명)을 들 수 있다.

또한, 본 발명에서 사용하는 음이온성의 중합성 계면활성제로는, 예를 들면 일반식(35)으로 표시되는 알킬알릴설포숙신산나트륨염을 들 수 있다.

상기 음이온성의 중합성 계면활성제로는 시판품을 사용할 수도 있다. 시판품으로는, 예를 들면, 산요카세이 고교 가부시키가이샤의 에레미놀 JS-2를 들 수 있고, 상기 일반식(35)에서, m=12로 표시되는 화합물이다.

또한, 본 발명에서 사용하는 음이온성 중합성 계면활성제로는, 예를 들면, 일반식(36)으로 표시되는 메타크릴옥시폴리옥시알킬렌 황산 에스테르 나트륨염을 들 수 있다. 하기식에서, n은 1∼20이다.

상기 음이온성의 중합성 계면활성제로는 시판품을 사용할 수도 있다. 시판품으로는, 예를 들면, 산요카세이 고교 가부시키가이샤의 에레미놀 RS-30을 들 수 있고, 상기 일반식(36)에서, n=9으로 표시되는 화합물이다.

또한, 본 발명에서 사용하는 음이온성 중합성 계면활성제로는, 예를 들면, 일반식(37)으로 표시되는 화합물을 사용할 수 있다.

상기 음이온성의 중합성 계면활성제로는 시판품을 사용할 수도 있고, 닛뽄 뉴카사이 가부시키가이샤의 Antox MS-60이 이것에 해당한다.

이상에서 예시한 음이온성의 중합성 계면활성제는, 단독으로, 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다.

또한, 유기 폴리머(60)는, 소수성 모노머로부터 유도된 반복 구조 단위를 가진 것이 바람직하다.

이 소수성 모노머는, 그 분자 구조 중에, 적어도 소수성기와 중합성기를 갖는 것이다. 이러한 소수성 모노머를 함유함으로써, 유기 폴리머(60)의 소수성 및 중합성의 향상을 도모할 수 있다. 그 결과, 유기 폴리머(60)의 기계적 강도 및 내구성의 향상을 도모할 수 있다.

이 중, 소수성기로는, 지방족 탄화수소기, 지환식 탄화수소기 및 방향족 탄화수소기 중의 적어도 1종을 포함하는 것을 예시할 수 있다.

지방족 탄화수소기로는 메틸기, 에틸기, 프로필기 등을, 지환식 탄화수소기로는 시클로헥실기, 디시클로펜테닐기, 디시클로펜타닐기, 이소보르닐기 등을, 방향족 탄화수소기로는 벤질기, 페닐기, 나프틸기 등을 들 수 있다.

또한, 중합성기로는, 래디칼 중합이 가능한 불포화 탄화수소기로서, 비닐기, 알릴기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 프로페닐기, 비닐리덴기 및 비닐렌기로 이루어지는 군에서 선택되는 1종인 것이 바람직하다.

소수성 모노머의 구체예로는, 스티렌 및 메틸스티렌, 디메틸스티렌, 클로로스티렌, 디클로로스티렌, 브롬스티렌, p-클로로메틸스티렌, 디비닐벤젠 등의 스티렌 유도체; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산n-부틸, 부톡시에틸아크릴레이트, 아크릴산벤질, 아크릴산페닐, 페녹시에틸아크릴레이트, 아크릴산시클로헥실, 디시클로펜타닐아크릴레이트, 디시클로펜테닐아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸아크릴레이트, 아크릴산테트라히드로푸르푸릴, 이소보르닐아크릴레이트 등의 단관능 아크릴산 에스테르류; 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 n-부틸, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 부톡시메틸메타크릴레이트, 메타크릴산 벤질, 메타크릴산 페닐, 페녹시에틸메타크릴레이트, 메타크릴산 시클로헥실, 디시클로펜타닐메타크릴레이트, 디시클로펜테닐메타크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸메타크릴레이트, 메타크릴산테트라히드로푸르푸릴, 이소보르닐메타크릴레이트 등의 단관능 메타크릴산 에스테르류; 알릴벤젠, 알릴-3-시클로헥산프로피오네이트, 1-알릴-3,4-디메톡시벤젠, 알릴페녹시아세테이트, 알릴페닐아세테이트, 알릴시클로헥산, 다가 카르복시산알릴 등의 알릴 화합물; 푸마르산, 말레산, 이타콘산의 에스테르류; N-치환 말레이미드, 환상 올레핀 등의 래디칼 중합성기를 가진 모노머를 들 수 있다. 소수성 모노머는, 상기의 요구 특성을 만족시키는 것이 적당히 선택되고, 그 첨가량은 임의로 결정된다.

또한, 유기 폴리머(60)는 가교성 모노머로부터 유도된 반복 구조 단위 및/ 또는 하기 일반식(1)으로 표시되는 모노머로부터 유도된 반복 구조 단위를 갖는 것이 바람직하다.

(일반식 1)

[단, R¹은 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다. R²는 t-부틸기, 지환식 탄화수소기, 방향족 탄화수소기, 또는 헤테로환기를 나타낸다. m은 0∼3, n은 0 또는 1의 정수를 나타낸다.]

유기 폴리머(60)가 가교성 모노머로부터 유도된 반복 구조 단위를 가짐에 의해, 폴리머 중에 보다 치밀한 가교 구조가 형성되기 때문에, 전기영동 입자(5)의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.

유기 폴리머(60)가 일반식(1)으로 표시되는 모노머로부터 유도된 반복 구조 단위를 가짐으로써, "벌키한" 기인 상기 R²기에 의해, 유기 폴리머(60)의 분자의 휨 용이성이 줄고, 즉, 분자의 운동성이 구속(拘束)되기 때문에, 유기 폴리머(60)의 기계적 강도가 향상한다. 또한, "벌키한" 기인 상기 R²기가 유기 폴리머(60) 중에 존재함으로써, 전기영동 입자(5)가 내용제성이 우수한 것으로 된다. 일반식(1)에 서, R²가 나타내는 지환식 탄화수소기로는, 예를 들면, 시클로알킬기, 시클로알케닐기, 이소보르닐기, 디시클로펜타닐기, 디시클로펜테닐기, 아다만탄기, 테트라히드로푸란기 등을 들 수 있다.

가교성 모노머의 구체예로는 비닐기, 알릴기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 프로페닐기, 비닐리덴기, 비닐렌기로부터 선택되는 1종 이상의 불포화 탄화수소기를 2개 이상 갖는 화합물을 갖는 것으로, 예를 들면, 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 비스(아크릴옥시에틸)히드록시에틸이소시아누레이트, 비스(아크릴옥시네오펜틸글리콜)아디페이트, 1,3-부틸렌글리콜 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 2-히드록시-1,3-디아크릴옥시프로판, 2,2-비스〔4-(아크릴옥시)페닐〕프로판, 2,2-비스〔4-(아크릴옥시에톡시)페닐〕프로판, 2,2-비스〔4-(아크릴옥시에톡시·디에톡시)페닐〕프로판, 2,2-비스〔4-(아크릴옥시에톡시·폴리에톡시)페닐〕프로판, 히드록시피발산네오펜틸글리콜 디아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 디시클로펜타닐 디아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리트리톨모노히드록시 펜타아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 테트라브로모비스페놀A 디아크릴레이트, 트리글리세롤 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 프로필렌글리콜 디메타크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올 디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디메타크릴레이트, 2-히드록시-1,3-디메타크릴옥시프로판, 2,2-비스〔4-(메타크릴옥시)페닐〕프로판, 2,2-비스〔4-(메타크릴옥시에톡시)페닐〕프로판, 2,2-비스〔4-(메타크릴옥시에톡시디에톡시)페닐〕프로판, 2,2-비스〔4-(메타크릴옥시에톡시폴리에톡시)페닐〕프로판, 테트라브로모비스페놀A 디메타크릴레이트, 디시클로펜타닐 디메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사메타크릴레이트, 글리세롤 디메타크릴레이트, 히드록시피발산네오펜틸글리콜 디메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨모노히드록시 펜타메타크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라메타크릴레이트, 트리글리세롤 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 트리스(메타크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 알릴메타크릴레이트, 디비닐벤젠, 디알릴프탈레이트, 디알릴테레프탈레이트, 디알릴이소프탈레이트, 디에틸렌글리콜 비스알릴카보네이트 등을 들 수 있다.

상기 일반식(1)으로 표시되는 모노머의 구체예로는, 예를 들면, 이하의 것을 들 수 있다.

이소보르닐메타크릴레이트

이소보르닐아크릴레이트

디시클로펜테닐아크릴레이트

디시클로펜테닐메타크릴레이트

디시클로펜테닐옥시에틸아크릴레이트

디시클로펜타닐아크릴레이트

디시클로펜테닐옥시에틸메타크릴레이트

디시클로펜타닐메타크릴레이트

t-부틸메타크릴레이트

벤질메타크릴레이트

시클로헥실메타크릴레이트

테트라히드로푸르푸릴메타크릴레이트

[3] 다음에, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 수성 분산액(90)에, 제2의 극성 기(621)와 소수성기(622)와 중합성기(623)를 가진 제2 중합성 계면활성제(62)를 첨가하여 유화한다.

이때,

(A) 첨가하는 제2 중합성 계면활성제(62)가 가진 제2 극성기(621)의 극성,

(B)제2 중합성 계면활성제(62)에서의 제2 극성기(621)의 수,

(C)제2 극성기(621)의 원자가수,

(D)제2 극성기(621)의 분자수,

(E)제2 중합성 계면활성제(62)의 첨가량,

으로부터 선택되는 조건 중에서, (A)와, (B), (C), (D) 및 (E) 중의 적어도 하나의 조건을 설정함으로써, 최종적으로 얻어지는 전기영동 입자(5)의 대전 극성 및 대전량을 제어할 수 있다.

또한, 제2 중합성 계면활성제(62)의 첨가량은, 상기 공정 [2]에서 첨가한 제1 중합성 계면활성제(61)의 1∼10배몰 정도의 범위가 바람직하고, 더 바람직하게는 1∼5배몰 정도의 범위이다. 1배몰 이상의 첨가량으로 함으로써, 전기영동 입자(5)의 대전량의 제어를 보다 정밀도 좋게 행할 수 있고, 전기영동 표시 장치(20)의 표시 성능을 보다 향상시킬 수 있다. 한편, 10배몰 이하의 첨가량으로 함으로써, 유기 폴리머(60)의 형성에 기여하지 않는 친수성 모노머의 발생을 억제하고, 또한 전기영동 입자(5) 이외에 코어 물질이 존재하지 않는 폴리머 입자가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 필요에 따라, 수성 분산액(90)에 초음파를 소정 시간 조사해도 좋다. 이에 의해, 입자(50)의 주위에 존재하는 제2 중합성 계면활성제(62)의 배치 형태가 매우 고도로 제어된다.

제2 중합성 계면활성제(62)로는, 상술한 제1 중합성 계면활성제와 동일한 것을 사용할 수 있다.

[4] 다음에, 도 3(c)에 나타내는 바와 같이, 수성 분산액(90)에, 중합개시제(80)를 첨가하여 중합 반응을 일으킨다. 이에 의해, 도 3(d)에 나타내는 바와 같이 입자(50)를 유기 폴리머(60)로 피복하여 이루어지는 전기영동 입자(5)를 얻는다.

이때, 필요에 따라, 수성 분산액(90)의 온도를 소정 온도(중합개시제(80)가 활성화하는 온도)까지 온도상승시킴으로써, 첨가한 중합개시제(80)를 활성화시켜, 수성 분산액(90) 중에서 중합함으로써 적합하게 실시할 수 있다.

중합개시제(80)로는, 수용성의 중합개시제가 바람직하고, 과황산칼륨, 과황산암모늄, 과황산나트륨, 2,2-아조비스-(2-메틸프로피온아미딘)2염산염, 또는 4,4-아조비스-(4-시아노발레르산) 등을 들 수 있다.

여기서, 상기에서 설명한 수성 분산액(90) 중에서의 중합인 유화중합법에 의하면, 제1 중합성 계면활성제(61) 및 각 모노머는 다음과 같은 거동을 나타내는 것으로 추측된다. 또한, 이하에서는, 상기 공정 [1]에서, 소수성 모노머를 첨가한 경우에 대하여 설명한다.

우선, 입자(50)가 가진 전하(64)에 제1 중합성 계면활성제(61)를 흡착시켜 초음파를 조사하고, 이어서 소수성 모노머를 첨가하고, 제2 중합성 계면활성제(62) 를 첨가하고 초음파를 조사하여 처리함으로써 입자(50)의 주위에 존재하는 제1 중합성 계면활성제(61)나 모노머의 배치 형태가 매우 고도로 제어되어, 최외각에서는 수성 분산액(90)을 향하여 제1 극성기(611)가 배향한 상태로 형성된다. 또한, 유화중합에 의해, 이 고도로 제어된 형태 그대로 , 모노머가 유기 폴리머(60)로 전화되어, 본 실시예의 전기영동 입자(5)가 얻어진다.

상기의 방법에 의하면, 부생성물인 수용성 올리고머나 폴리머의 생성을 감소시킬 수 있다. 이것에 의해, 얻어진 전기영동 입자(5)가 분산된 수성 분산액(90)의 점도를 저하시킬 수 있고, 한외(限外) 여과 등의 정제 공정을 보다 용이하게 할 수 있다.

상기와 같은 중합 반응은 초음파 발생기, 교반기, 환류 냉각기, 적하 깔때기 및 온도 조절기를 구비한 반응 용기내에서 행하는 것이 바람직하다.

중합 반응은 반응계(수성 분산액(90))내에 첨가된 중합개시제(80)의 개열 온도까지 온도를 올림으로써 중합개시제(80)를 개열시켜, 개시제 래디칼을 발생시킨다. 이 개시제 래디칼이 각 중합성 계면활성제(61,62)의 불포화기나 모노머의 불포화기를 공격함으로써, 중합 반응이 개시된다.

중합개시제(80)의 반응계내로의 첨가는, 예를 들면, 수용성의 중합개시제(80)를 순수(純水)에 용해한 수용액을 반응 용기내에 적하함으로써 적합하게 실시할 수 있다. 이때, 중합개시제(80)가 활성화되는 온도로 가열한 수성 분산액(90)에 중합개시제(80)를 함유한 수용액을 한번에 또는 분할하여 첨가해도, 또는 연속적으로 첨가해도 좋다. 또한, 중합개시제(80)를 첨가한 후에, 중합개시제(80) 가 활성화되는 온도로 수성 분산액(90)을 가열해도 좋다.

본 발명에서는, 상술한 바와 같이 중합개시제(80)로서 수용성의 중합개시제를 사용하고, 이것을 순수에 용해하여 얻어지는 수용액을 반응 용기내의 수성 분산액(90) 중에 적하하여 첨가하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 첨가한 중합개시제(80)가 개열하여 개시제 래디칼이 발생하고, 이것이 각 중합성 계면활성제(61,62)의 중합성기나 중합성 모노머의 중합성기를 공격함으로써 중합 반응이 일어난다. 중합 온도 및 중합 반응 시간은, 사용하는 중합개시제(80)의 종류 및 중합성 모노머의 종류에 따라 다르지만, 당업자라면 적당히 바람직한 중합 조건을 설정하는 것은 용이하게 할 수 있다.

반응계내의 중합개시제(80)의 활성화는, 상술한 바와 같이, 수성 분산액(90)을 소정의 중합 온도까지 온도 상승시킴으로써 적합하게 실시할 수 있다. 중합 온도는 60∼90℃의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, 중합 시간은 3∼10 시간으로 하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 하여 얻어지는 전기영동 입자(5)는 입자(50)를 유기 폴리머(60)로 피복시킨 것으로 이루어진다.

여기서, 이렇게 하여 얻어진 전기영동 입자(5)의 제조 과정에서, 각 중합성 계면활성제 및 각 모노머가 나타내는 거동의 일례를, 도 4에 의거하여, 더 상세하게 설명한다.

제1 중합성 계면활성제(61)를 수성 분산액(90)에 첨가하면, 입자(50)가 가진 전하(64)와 제1 중합성 계면활성제(61)의 제1 극성기(611)가 이온적으로 결합한다. 서로 반대 극성이 결합함으로써 양자의 극성은 상쇄되게 된다. 또한, 이 제1 중합성 계면활성제(61)의 제1 소수성기(612)와 제2 중합성 계면활성제(62)의 소수성기(622)가 마주 향하고, 제2 중합성 계면활성제(62)의 제2 극성기(621)가 수성 분산액(90) 측으로 향하여 배향하여 도 4(a)에 나타내는 바와 같은 미셀(micell) 모양의 구조를 형성한다. 이 상태에서 중합 반응을 행하면 입자(50) 표면에 상기의 구조를 유지한 도 4(b)에 나타내는 바와 같은 유기 폴리머(60)가 형성된다. 즉, 중합 반응 전의 입자(50)의 주위에 존재하는 각 중합성 계면활성제(61,62)의 배치 형태가 매우 고도로 제어된다. 또한, 유화중합 반응에 의해, 이 고도로 제어된 형태 그대로, 중합성 계면활성제(61,62) 및 각 모노머가 유기 폴리머(60)로 전화된다. 따라서, 본 발명의 전기영동 입자의 제조 방법으로 제조된 전기영동 입자(5)는 매우 고정밀도로 구조가 제어된 것으로 된다.

또한, 각 중합성 계면활성제 및 각 모노머가 나타내는 다른 거동의 일례를, 도 5에 의거하여 설명한다.

제1 중합성 계면활성제(61)는, 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 그 제1 극성기(611)가 마이너스 전하(64)를 가진 입자(50)를 향해서 배향하여, 이온성이 강한 결합으로 흡착한다. 또한, 이 제1 중합성 계면활성제(61)의 소수성기(612)와 중합성기(613)에 대해서는, 소수성 상호 작용에 의해, 제2 중합성 계면활성제(62)의 소수성기(622)와 중합성기(623)가 마주 향하고, 제2 극성기(621)는 수성 분산액(90)이 존재하는 방향, 즉 입자(50)로부터 멀어지는 방향으로 향하고 있다.

또한, 입자(50)의 표면은, 특정 밀도로 화학 결합된 마이너스 전하(64)를 갖 는 동시에, 마이너스의 전하(64) 끼리의 사이에 소수 영역(70)을 가지고 있고, 이 소수 영역(70)에는, 다른 제1 중합성 계면활성제(61")의 소수성기(612")와 중합성기(613")가 향하고 있다. 또한, 이 다른 제1 중합성 계면활성제(61")의 제1 극성기(611")에는, 제2 극성기(621)가 마주 향하도록 제2 중합성 계면활성제(62)가 배치된다. 이들 제1 중합성 계면활성제(61,61")의 각 소수성기(612,612") 및 각 중합성기(613,613")에는, 소수성 상호 작용에 의해, 각각, 제2 중합성 계면활성제(62)의 소수성기(622)와 중합성기(623)가 마주 향하고, 제2 극성기(621)는 수성 분산액(90)이 존재하는 방향, 즉 입자(50)로부터 멀어지는 방향으로 향하고 있다.

이러한 분산 상태의 수성 분산액(90)에, 예를 들면, 중합개시제(80)를 첨가하면, 제1 중합성 계면활성제(61,61") 및 제2 중합성 계면활성제(62)의 각 중합성기(613,613",623)를 중합시킴으로써, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 입자(50)를 유기 폴리머(60')로 피복하여 이루어지는 전기영동 입자(5)가 제조된다.

이러한 각 중합성 계면활성제(61,62)는 중합계 내에, 입자(50)가 가진 전하(64)와 제1 중합성 계면활성제(61)의 제1 극성기(611)가 이온적으로 결합하고나서 최외각에 제2 중합성 계면활성제(62)의 제2 극성기(621)가 수성 분산액(90)측으로 향하여 배향한 미셀 모양의 구조를 형성하고, 중합 반응에 의해 유기 폴리머(60)를 형성함으로써, 유화 중합 전의 입자(50)의 주위에 존재하는 모노머의 배치 형태가 중합 후의 입자(50) 부근의 분극 상태에 영향을 주고, 따라서 매우 고정밀도로 제어할 수 있다고 말할 수 있다. 그 결과, 최종적으로 얻어지는 전기영동 입자(5)는, 그 외측에 제2 극성기(621)를 배치하고, 제2 극성기(621)의 극성에 의 존하는 대전 극성으로서, 제2 중합성 계면활성제(62)에서의 제2 극성기(621)의 수, 제2 극성기(621)의 원자가수, 제2 중합성 계면활성제(62)의 분자량 및 제2 중합성 계면활성제(62)의 첨가량에 의존하는 대전량인 전하를 가진 것으로 된다. 바꿔 말하면, 이들 인자를 설정함으로써, 전기영동 입자(5)의 대전 극성 및 대전량을 제어할 수 있다.

또한, 상기 중합 반응에서는, 상기 각 중합성 계면활성제, 소수성 모노머, 가교성 모노머, 상기 일반식(1)으로 표시되는 화합물, 및 기타 공지의 중합성 모노머는 각각 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.

또한, 상기 유화중합 반응은, 이온성의 중합성 계면활성제를 사용하여 행하고 있기 때문에, 원료 모노머를 함유하는 혼합액의 유화 상태는 유화제를 사용하지 않아도 양호한 경우가 많다. 따라서, 반드시 유화제를 사용할 필요는 없지만, 필요에 따라, 공지의 음이온계, 비이온계, 및 양이온계 유화제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 사용할 수도 있다.

이하, 일례로서, 입자(50)로서, Si 처리를 실시한 산화티탄 입자를 사용하고, 중합성 계면활성제(61,61')로서 상기 식(31b)의 것을 사용하고, 수성 분산액(90)의 분산매로서, 물에 염화수소를 용해한 것(염산)을 사용한 경우의 중합성 계면활성제가 취할 수 있는 분산 상태에 대해서, 도 11 및 도 12 에 의거하여 설명한다.

도 11은, 도 3(c)의 수성 분산액 중에서 일어날 수 있는 입자의 분산 상태를 나타내는 부분 확대도, 도 12는 도 3(d)의 전기영동 입자의 구성을 나타내는 부분 확대도이다.

도 11에 나타내는 입자(50)는, 산화티탄으로 구성된 원료 입자(50a)와, 이 원료 입자(50a)의 표면을 덮는 산화 실리콘(SiO₂)층(50b)을 가지고 있다. 또한, 산화 실리콘층(50b)의 표면에는, 산화 실리콘의 Si 원자와 결합하는 O(산소) 원자와, 이 산소 원자에 공유결합하는 H(수소) 원자, 즉, 수산기(-OH)가 노출되어 있다.

또한, 중합성 계면활성제(61,61')는 극성기(611,611')와 소수성기(612,612')와 중합성기(613,613')를 가지고 있다.

또한, 여기서는, 상기 식(31b)으로 나타내는 중합성 계면활성제의 화학식을 간략화하여, XSO₃Na로 표시된다. 단, X는 SO₃Na 이외의 탄화수소 부분을 나타낸다.

수성 분산액(90)의 분산매에, 입자(50) 및 중합성 계면활성제(61,61')를 첨가하면,

HCl + H₂O → H₃O⁺ + Cl^-···(a)

SiOH + H₃O⁺ + XSO₃NaCl^-→ SiO^-H⁺ + H⁺ + XSO₃ ^- + H₂O + Na⁺Cl^-···(b)

의 반응이 일어나고, 생성한 H⁺(프로톤)은, 산화 실리콘의 Si 원자에 결합한 수산기의 O 원자와 배위결합한다. 이 프로톤과, 수산기 중의 H 원자에 의하여, 입자(50)의 표면은, 플러스 전하(64)를 가진 것으로 된다.

또한, XSO₃Na는, 수성 분산액(90) 중에서 전리하여, 설폰산기(극성기(611)) 를 발생한다. 이 설폰산기와 플러스 전하(64)가, 정전기력에 의해 대향하여 배향한다.

또한, 인접하는 복수의 알킬페닐기(소수성기(612)) 끼리는 서로 응집한다.

이러한 각 기의 거동에 의해, 중합성 계면활성제(61)가 입자(50)의 표면을 덮도록 배향하여, 이온결합 쌍이 형성된다.

또한, 이온결합 쌍을 형성한 중합성 계면활성제(61)(제1 중합성 계면활성제)의 알킬페닐기(소수성기(612))의 외측에는, 소수성기(612')를 가진 다른 중합성 계면활성제(61')(제2 중합성 계면활성제)가, 소수성기(612)와 소수성기(612')가 대향하도록 배향한다. 이에 따라, 도 11에 나타내는 바와 같은 미셀 모양의 구조가 형성된다.

이러한 분산 상태의 수성 분산액(90) 중에, 중합개시제를 첨가하면, 인접하는 복수의 각 중합성 계면활성제(61,61')가 가진 중합성기(613,613') 사이에서 중합 반응이 일어난다.

여기서, 중합개시제로서 과황산암모늄을 사용한 경우를 예로, 이러한 중합 반응에 대해서 상세히 설명한다.

수성 분산액(90) 중에 과황산암모늄을 첨가하면, 과황산암모늄 중의 O-O(산소-산소)결합이 절단되어, 래디칼로 된다. 이 래디칼은 중합성 계면활성제(61,61') 중의 각 비닐기(중합성기(613,613'))의 π전자로 되는 2개의 공유전자 쌍 중, 한쪽과 반응한다. 이에 따라, π전자의 다른쪽이 부대전자(unpaired electron)로 되어, 래디칼로 된다. 이 래디칼은, 인접하는 비닐기의 π전자와 반 응하여, 새로운 래디칼을 생성하는 동시에, 이들의 중합성 계면활성제(61,61')의 사이에 가교 구조가 형성된다. 이러한 반응이 연쇄적으로 진행함으로써, 각 비닐기가 폴리머화되어, 도 12에 나타내는 바와 같이, 입자(50)의 표면을 덮도록 유기 폴리머(60)가 형성된다. 이에 의해, 전기영동 입자(5)가 얻어진다.

[5] 다음에, 필요에 따라, 수성 분산액(90)으로부터 전기영동 입자(5)를 회수한다.

회수 방법으로는, 한외 여과, 나노 여과, 정밀 여과, 케이크 여과, 역침투 등의 각종 여과 방법을 들 수 있고, 이들 중의 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있지만, 특히, 한외 여과를 사용하는 것이 바람직하다.

한외 여과는, 미세한 입자를 여과하는 방법이며, 전기영동 입자(5)를 여과하는 방법으로서 적합하게 사용되는 방법이다.

[6] 다음에, 필요에 따라, 전기영동 입자(5)를 건조시킨다.

전기영동 입자(5)의 건조는, 예를 들면, 동결 건조, 통풍 건조, 표면 건조, 유동 건조, 기류 건조, 분무 건조, 진공 건조, 적외선 건조, 고주파 건조, 초음파 건조, 미분쇄 건조 등의 각종 건조 방법에 의해 행할 수 있지만, 동결 건조에 의해 행하는 것이 바람직하다.

동결 건조에서는, 수성 분산액(90)을 고체로부터 기체로 승화시킴으로써 건조시키기 때문에, 전기영동 입자(5)가 가진 유기 폴리머(60) 중의 본래의 형상이나 기능 등에 거의 영향을 주지 않고, 유기 폴리머(60)를 건조시킬 수 있다.

이하, 전기영동 입자(5)를 동결 건조시키는 방법을 설명한다.

우선, 여과에 의해 수성 분산액(90)으로부터 취출한 전기영동 입자(5)를 냉각하여 동결시킨다. 이에 의해, 전기영동 입자(5) 중에 함유하는 수성 분산액(90)이 고체로 변화된다.

냉각 온도로는, 수성 분산액(90)이 동결하는 온도 이하이면 좋고, 특히 한정되지 않지만, -100∼-20℃ 정도인 것이 바람직하고, -80∼-40℃ 정도인 것이 더 바람직하다. 냉각 온도가 상기 온도 범위보다 높으면, 수성 분산액(90)을 충분히 고체화시킬 수 없는 경우가 있다. 한편, 냉각 온도가 상기 온도 범위보다 낮으면, 수성 분산액(90)의 고체화는 그 이상 기대할 수 없다.

다음에, 동결한 전기영동 입자(5)의 주위를 감압(減壓)한다. 이에 의해, 수성 분산액(90)의 비점을 저하시켜, 수성 분산액(90)을 승화시킬 수 있다.

감압 시의 압력으로는, 수성 분산액(90)의 조성에 따라서도 다르지만, 100Pa정도 이하인 것이 바람직하고, 10Pa 정도 이하인 것이 더 바람직하다. 감압 시의 압력이 상기 범위내이면, 수성 분산액(90)을 더 확실히 승화시킬 수 있다.

또한, 수성 분산액(90)의 승화에 수반하여, 전기영동 입자(5)의 주위의 압력이 상승하기 때문에, 동결 건조 중에는, 배기 펌프 등으로 계속적으로 배기를 행하여, 압력을 일정하게 유지하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 압력의 상승을 억제하여, 수성 분산액(90)의 승화 효율이 저하함을 방지할 수 있다.

이상과 같이 하여, 전기영동 입자(5)의 동결 건조를 행할 수 있다.

<제2 실시 형태>

다음에, 전기영동 표시 장치의 제2 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 6은, 제2 실시 형태의 전기영동 표시 장치의 종단면을 모식적으로 나타내는 도면이다. 또한, 이하에서는, 설명의 형편상, 도 6 중의 상측을 「상」, 하측을 「하」로 하여 설명한다.

이하, 제2 실시 형태의 전기영동 표시 장치에 대하여 설명하지만, 상기 제1 실시 형태의 전기영동 표시 장치와의 차이점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항에 대해서는, 그 설명을 생략한다.

제2 실시 형태의 전기영동 표시 장치(20)에서는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 전극(3)과 제2 전극(4) 사이에, 전기영동 분산액(10)을 봉입한 마이크로캡슐(40)이 복수 배열설치되고, 이들의 마이크로캡슐(40)의 외주부에 바인더재(41)가 공급되어 있는 것 외에는, 상기 제1 실시 형태의 전기영동 표시 장치(20)와 동일하다.

마이크로캡슐(40)은, 투명 기판(1)과 대향 기판(2) 사이(투명 기판(1)의 이면과 대향 기판(2)의 이면과의 극간)에, 종횡으로 병렬하도록 단층으로(두께 방향으로 겹치는 않게 1개씩) 배열 설치되고, 각각 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)에 접촉하고 있다. 또한, 본 실시예에서는, 이웃하는 2개의 제2 전극(4)에 대하여, 1개의 마이크로캡슐(40)이 배열설치되어 있다. 즉, 마이크로캡슐(40)은, 이웃하는 2개의 제2 전극(4)에 걸치도록 배열설치되어 있다.

이 마이크로캡슐(40)의 구성 재료로는, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 아라비안 고무와 겔라틴의 복합 재료, 우레탄계 수지, 멜라민계 수지, 요소 수지, 에폭시 수지, 폴리아미드, 폴리에테르와 같은 각종 수지 재료를 들 수 있고, 이들 로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

또한, 마이크로캡슐(40)의 제조 방법(마이크로캡슐(40)로의 전기영동 분산액(10)의 봉입 방법)으로는, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 계면중합법, in-situ 중합법, 상분리법(또는, 코아셀베이션법), 계면침전법, 스프레이 드레인법 등의 각종 마이크로캡슐화 방법을 사용할 수 있다. 또한, 상기의 마이크로캡슐화 방법은, 마이크로캡슐(40)의 구성 재료 등에 따라, 적당히 선택하도록 하면 좋다.

이러한 마이크로캡슐(40)은, 그 크기가 거의 균일한 것이 바람직하다. 이에 의해, 전기영동 표시 장치(20)는 보다 우수한 표시 성능을 발휘할 수 있다. 또한, 균일한 크기의 마이크로캡슐(40)은, 예를 들면, 여과법, 비중차 분급법 등을 사용함으로써 얻을 수 있다.

마이크로캡슐(40)의 크기(평균 입경)은, 특히 한정되지 않지만, 보통, 10∼150㎛정도인 것이 바람직하고, 20∼100㎛ 정도인 것이 더 바람직하다.

이 마이크로캡슐(40)은, 그 내부에, 전기영동 분산액(10)을 봉입하고 있다.

바인더재(41)는, 예를 들면, 마이크로캡슐(40)을 고정할 목적이나, 전극(3,4) 사이의 절연성을 확보할 목적 등으로 공급된다. 이에 의해, 전기영동 표시 장치(20)의 내구성 및 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있다.

이 바인더재(41)에는, 각 전극(3,4) 및 마이크로캡슐(40)과의 친화성(밀착성)이 우수하고, 또한, 절연성이 우수한 수지 재료가 적합하게 사용된다.

이러한 수지 재료로는, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-아크릴산에틸 공중합체, 폴 리프로필렌, ABS 수지, 메타크릴산메틸 수지, 염화비닐 수지, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체, 염화비닐-염화비닐리덴 공중합체, 염화비닐-아크릴산에스테르 공중합체, 염화비닐-메타크릴산 공중합체, 염화비닐-아크릴로니트릴 공중합체, 에틸렌-비닐알콜-염화비닐 공중합체, 프로필렌-염화비닐 공중합체, 염화비닐리덴 수지, 아세트산비닐 수지, 폴리비닐알콜, 폴리비닐포르말, 셀룰로스계 수지 등의 열가소성 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리설폰, 폴리아미드이미드, 폴리아미노비스말레이미드, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌설폰, 폴리알릴레이트, 그래프트화 폴리페닐렌에테르, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드 등의 고분자, 폴리4불화에틸렌, 폴리불화에틸렌프로필렌, 4불화에틸렌-퍼플로로알콕시에틸렌 공중합체, 에틸렌-4불화에틸렌 공중합체, 폴리불화비닐리덴, 폴리3불화염화에틸렌, 불소 고무 등의 불소계 수지, 실리콘 수지, 실리콘 고무 등의 규소 수지, 기타로서, 메타크릴산-스티렌 공중합체, 폴리부티렌, 메타크릴산메틸-부타디엔-스티렌 공중합체 등을 들 수 있고, 이들 중의 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

또한, 바인더재(41)는 그 유전율이 상기 분산매(6)의 유전율과 거의 같아지도록 설정되어 있는 것이 바람직하다. 이 때문에, 바인더재(41) 중에는, 예를 들면, 1,2-부탄디올, 1,4-부탄디올과 같은 알콜류, 케톤류, 카르복시산염 등의 유전율 조절제를 첨가하는 것이 바람직하다.

이러한 제2 실시 형태의 전기영동 표시 장치(20)에 의해도, 상기 제1 실시 형태와 동일한 작용·효과가 얻어진다.

<제3 실시 형태>

다음에, 전기영동 표시 장치의 제3 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 7은 제3 실시 형태의 전기영동 표시 장치의 종단면을 모식적으로 나타내는 도면이다.

이하, 제3 실시 형태의 전기영동 표시 장치에 대하여 설명하지만, 상기 제1및 상기 제2 실시 형태의 전기영동 표시 장치와의 차이점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항에 대해서는, 그 설명을 생략한다.

제3 실시 형태의 전기영동 표시 장치(20)에서는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 매트릭스 형상으로 분할된 제2 전극(4)의 개별 전극끼리의 사이에 설치되고, 밀폐 공간(71)을 보다 적은 간극(72)으로 분할하고 있는 격벽(73)과, 이 간극(72)에 공급된 전기영동 분산액(10)을 가지고 있는 것 외에는, 상기 제1 실시 형태의 전기영동 표시 장치(20)와 동일하다.

이러한 제3 실시 형태의 전기영동 표시 장치(20)에 의해도, 상기 제1 및 제2 실시 형태와 동일한 작용·효과가 얻어진다.

<제4 실시 형태>

다음에, 전기영동 표시 장치의 제4 실시 형태에 관하여 설명한다.

도 8은, 제4 실시 형태의 전기영동 표시 장치의 종단면을 모식적으로 나타낸 도면이다. 또한, 이하에서는, 설명의 형편상, 도 8 중의 상측을 「상」, 하측을 「하」로 하여 설명한다.

이하, 제4 실시 형태의 전기영동 표시 장치에 대하여 설명하지만, 상기 제1, 제2 및 제3 실시 형태의 전기영동 표시 장치와의 차이점을 중심으로 설명하고, 동일한 사항에 대해서는, 그 설명을 생략한다.

제4 실시 형태의 전기영동 표시 장치(20)에서는, 제1 전극(3)과 제2 전극(4)의 구성(배치 등)이 다른 것 외에는, 상기 제3 실시 형태의 전기영동 표시 장치(20)와 동일하다.

즉, 제4 실시 형태(20)에서는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제2 기판(2)에, 제2 전극(4) 보다 사이즈가 큰 제1 전극(3)이, 제2 전극(4)과 겹치도록 설치되어 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 전기영동 입자(5)로서, 마이너스로 대전하고 또한 흑색(유색)의 것을 사용하고, 제2 기판(2)이 백색의 것, 제2 전극(4)이 흑색(유색)일 경우를 일례로서 설명한다.

이러한 전기영동 표시 장치(20)에서는, 제2 전극(4)을 플러스 전위로 하면, 전기영동 입자(5)는 제2 전극(4) 측으로 이동하여, 제2 전극(4)에 모인다.

이것과는 반대로, 제2 전극(4)을 마이너스 전위로 하면, 전기영동 입자(5)는 제2 전극(4)으로부터 노출하는 제1 전극(3) 측으로 이동하여, 해당 부분에 모인다.

따라서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제2 전극(4)의 극성의 조합에 의해, 전기영동 표시 장치(20)를 위쪽(표시면측)에서 보면, 좌측의 간극(72)에서는, 좌측이 전기영동 입자(5)의 색에 의해 흑색으로, 우측이 제2 기판(2)의 색에 의해 백색으로, 우측의 간극(72)에서는, 전기영동 입자(5)의 색 및 제2 전극(4)의 색에 의해, 전체로서 흑색으로, 각각 보이게 된다.

또한, 이러한 전기영동 표시 장치(20)에서는, 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)으로의 통전을 정지한 후에도, 좌측의 간극(72)에서는, 제1 전극(3)과 제2 전극(4)이 겹친 부분에서 생성된 정전력(인력)에 의해, 전기영동 입자(5)가 제1 전극(3)으로 끌어 당겨진 상태로 유지되고, 우측의 간극(72)에서는, 제1 전극(3)과 제2 전극(4)이 겹친 부분에서 생성된 정전력(척력)에 의해, 제1 전극(3)측에서 밀어내는 상태로 유지된다.

또한, 이러한 전기영동 표시 장치(20)에서는, 전극(3,4)에 인가하는 전압의 크기, 전압의 인가 시간 등을 조절함으로써, 제2 전극(4)과, 제1 전극(3)의 제2 전극(4)으로부터 노출하는 부분과의 사이에서의 전기영동 입자(5)의 이동량을 제어할 수 있어, 다단계의 계조(階調) 표시가 가능해진다.

이러한 제4 실시 형태의 전기영동 표시 장치(20)에 의해도, 상기 제1, 제2 및 제3 실시 형태와 동일한 작용·효과가 얻어진다.

<전자 기기>

이상과 같은 전기영동 표시 장치(20)는 각종 전자 기기에 조립해 넣을 수 있다.

이하, 전기영동 표시 장치(20)를 구비하는 본 발명의 전자 기기에 대하여 설명한다.

<<전자 페이퍼>>

우선, 본 발명의 전자 기기를 전자 페이퍼에 적용한 경우의 실시예에 대하여 설명한다.

도 9는 본 발명의 전자 기기를 전자 페이퍼에 적용한 경우의 실시 형태를 나타내는 사시도이다.

도 9에 나타내는 전자 페이퍼(600)는 종이와 동일한 질감 및 유연성을 가진 리라이터블(rewritable) 시트로 구성되는 본체(601)와, 표시 유닛(602)을 구비하고 있다.

이러한 전자 페이퍼(600)에서는, 표시 유닛(602)이, 상술한 바와 같은 전기영동 표시 장치(20)로 구성되어 있다.

<<디스플레이>>

다음에, 본 발명의 전자 기기를 디스플레이에 적용한 경우의 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 10은, 본 발명의 전자 기기를 디스플레이에 적용한 경우의 실시 형태를 나타내는 도면이다. 이 중, 도 10(a)는 단면도, (b)은 평면도이다.

도 10에 나타내는 디스플레이(표시 장치)(800)는 본체부(801)와, 이 본체부 (801)에 대하여 착탈이 자유롭게 설치된 전자 페이퍼(600)를 구비하고 있다. 또한, 이 전자 페이퍼(600)는, 상술한 바와 같은 구성, 즉, 도 9에 나타내는 구성과 동일한 것이다.

본체부(801)는, 그 측부(도 10 중, 우측)에 전자 페이퍼(600)를 삽입 가능한 삽입구(805)가 형성되고, 또한, 내부에 2조의 반송 롤러쌍(802a,802b)이 설치되어 있다. 전자 페이퍼(600)를, 삽입구(805)를 거쳐서 본체부(801)내에 삽입하면, 전자 페이퍼(600)는 반송 롤러쌍(802a,802b)의 사이에 끼인 상태로 본체부(801)에 설치된다.

또한, 본체부(801)의 표시면측(도 10(a) 중, 지면 앞쪽)에는, 직사각형 형상의 구멍부(803)가 형성되고, 이 구멍부(803)에는, 투명 유리판(804)이 끼워져 있다. 이에 의해, 본체부(801)의 외부로부터, 본체부(801)에 설치된 상태의 전자 페이퍼(600)를 시인(視認)할 수 있다. 즉, 이 디스플레이(800)에서는, 본체부(801)에 설치된 상태의 전자 페이퍼(600)를, 투명 유리판(804)에서 시인시킴으로써 표시면을 구성하고 있다.

또한, 전자 페이퍼(600)의 삽입 방향 선단부(도 10 중, 좌측)에는, 단자부(806)가 설치되어 있고, 본체부(801)의 내부에는, 전자 페이퍼(600)를 본체부(801)에 설치한 상태로 단자부(806)가 접속되는 소켓(807)이 설치되어 있다. 이 소켓(807)에는, 컨트롤러(808)와 조작부(809)가 전기적으로 접속되어 있다.

이러한 디스플레이(800)에서는, 전자 페이퍼(600)는, 본체부(801)에 착탈이 자유롭게 설치되어 있고, 본체부(801)로부터 떼어낸 상태로 휴대하여 사용할 수도 있다.

또한, 이러한 디스플레이(800)에서는, 전자 페이퍼(600)가, 상술한 바와 같은 전기영동 표시 장치(20)로 구성되어 있다.

또한, 본 발명의 전자 기기는, 이상과 같은 것에의 적용에 한정되지 않고, 예를 들면, 텔레비젼, 뷰 파인더형, 모니터 직시형의 비디오 테이프 레코더, 카 네비게이션 장치, 페이저, 전자 수첩, 전자 계산기, 전자 신문, 워드 프로세서, 퍼스 날 컴퓨터, 워크 스테이션, TV 폰, POS 단말, 터치 패널을 구비한 기기 등을 들 수 있고, 이들의 각종 전자 기기의 표시부에, 본 발명의 전기영동 표시 장치(20)를적용하는 것이 가능하다.

이상, 본 발명의 전기영동 표시 장치 및 전자 기기를, 도면에 나타낸 각 실시 형태에 의거하여 설명했지만, 본 발명은, 이들에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 전기영동 표시 장치는, 각 상기 실시 형태로부터 선택된 임의의 2 이상의 구성(특징)을 조합한 것이어도 좋다.

[실시예]

다음에, 본 발명의 구체적 실시예에 대하여 설명한다.

1.전기영동 입자의 제조

(실시예 1)

[1] 우선, 평균 입경 0.3㎛의 티타니아 입자(이시하라산교사제,「CR-90」)를 물(수성 분산액)에 분산시켜, 분산액을 얻었다. 또한, 티타니아 입자의 표면은 플러스로 대전해 있다.

[2] 다음에, 이 분산액에, 하기 화학식(38)으로 표시되는 음이온성의 중합성 계면활성제(제1 중합성 계면활성제)를 첨가하고, 초음파를 조사하면서 교반하여, 혼합액을 얻었다.

[3] 다음에, 이 혼합액에, 디알릴디메틸암모늄 클로라이드염(양이온성 제2 중합성 계면활성제)을, 음이온성 중합성 계면활성제에 대하여 등몰량 첨가하고, 초음파를 조사하면서 교반하여, 유화액을 얻었다.

[4] 다음에, 이 유화액에, 과황산나트륨(중합 개시제)을 첨가하고, 교반하여, 티타니아 입자의 주위를 유기 폴리머로 피복하여 이루어지는 전기영동 입자를 포함하는 혼합액을 얻었다. 또한, 이때의 조건은 온도:70℃, 교반 시간:5시간으로 하였다.

[5] 다음에, 한외 여과에 의해 혼합액으로부터 전기영동 입자를 회수하였다.

[6] 다음에, 얻어진 전기영동 입자를 진공 건조하였다.

또한, 진공 건조의 조건은 하기와 같다.

·냉각 온도: -45℃

·압력: 9Pa

(실시예 2)

디알릴디메틸암모늄 클로라이드염 대신에, 상기 화학식(38)로 표시되는 음이온성의 중합성 계면활성제를 사용한 것 외에는, 상기 실시예와 동일하게 하여, 전기영동 입자를 얻었다.

(실시예 3)

상기 화학식(38)으로 표시되는 음이온성의 중합성 계면활성제를 2배몰량 첨가한 것 외에는, 상기 실시예 2와 동일하게 하여, 전기영동 입자를 얻었다.

(실시예 4)

상기 화학식(38)으로 표시되는 음이온성의 중합성 계면활성제 대신에, 하기 화학식(39)으로 표시되는 음이온성의 중합성 계면활성제를 사용한 것 외에는, 상기 실시예 2와 동일하게 하여, 전기영동 입자를 얻었다.

(실시예 5)

상기 화학식(38)으로 표시되는 음이온성의 중합성 계면활성제 대신에, 하기 화학식(40)으로 표시되는 음이온성의 중합성 계면활성제를 사용한 것 외에는, 상기 실시예 2와 동일하게 하여, 전기영동 입자를 얻었다.

(실시예 6)

상기 화학식(38)으로 표시되는 음이온성의 중합성 계면활성제 대신에, 하기 화학식(41)으로 표시되는 음이온성 중합성 계면활성제를 사용한 것 외에는, 상기 실시예 2와 동일하게 하여, 전기영동 입자를 얻었다.

(실시예 7)

상기 화학식(38)으로 표시되는 음이온성의 중합성 계면활성제 대신에, 하기 화학식(42)으로 표시되는 음이온성의 중합성 계면활성제를 사용한 것 외에는, 상기 실시예 2와 동일하게 하여, 전기영동 입자를 얻었다.

2. 평가

각 실시예에서 얻어진 전기영동 입자에 대해서, 각각, 표면의 제타 전위를 측정하였다. 그 결과, 실시예 1의 전기영동 입자와 실시예 2∼7의 각 전기영동 입자에서는, 대전 극성이 다른 것이 분명해졌다. 즉, 실시예 1의 전기영동 입자는 플러스로, 실시예 2∼7의 각 전기영동 입자는 모두 마이너스로 대전하고 있었다.

또한, 실시예 1의 전기영동 입자의 대전량은, 티타니아 입자 단체와 달라져 있었다.

또한, 실시예 2∼7의 각 전기영동 입자의 대전량도, 각각, 대전량이 달라져 있었다.

이들 결과는, 상기 공정 [3]에서 첨가한 제2 중합성 계면활성제가 가진 제2 극성기의 극성과, 제2 중합성 계면활성제에서의 제2 극성기의 수, 제2 극성기의 조성, 제2 극성기의 원자가수, 제2 중합성 계면활성제의 분자량 및 제2 중합성 계면활성제의 첨가량 중의 적어도 하나를 변경함으로써, 얻어지는 전기영동 입자의 대전 극성 및 대전량을 제어할 수 있음을 나타내고 있다.

본 발명에 의하면, 원하는 대전 상태를 가진 전기영동 입자를 용이하게 제조할 수 있는 전기영동 입자의 제조 방법, 이러한 전기영동 입자의 제조 방법에 의해 제조되고, 대전 상태가 제어된 신뢰성이 높은 전기영동 입자를 함유하는 전기영동 분산액, 이러한 전기영동 분산액을 내포하여 이루어지는 마이크로캡슐, 및 이러한 마이크로캡슐을 구비한 신뢰성이 높은 전기영동 표시 장치 및 전자 기기를 제공할 수 있다.

Claims

표면에 플러스 전하를 가진 입자와, 제1 극성기와, 제1 소수성기와, 제1 중합성기를 가진 제1 중합성 계면활성제를 사용하여, 상기 입자를 유기 폴리머로 피복한 전기영동 입자를 제조하는 방법으로서,

극성 분산매에 상기 입자를 분산하여, 분산액을 제조하는 제1 공정과,

상기 분산액에 복수의 상기 제1 중합성 계면활성제를 첨가하여, 상기 복수의 제1 중합성 계면활성제를 이온화시켜, 마이너스 전하를 가진 상기 제1 극성기와 플러스 전하를 가진 상기 입자의 표면에서 이온 결합을 형성하는 제2 공정과,

상기 분산액에 중합 개시제를 첨가하여, 상기 복수의 제1 중합성 계면활성제가 가진 복수의 상기 중합성기를 서로 반응시켜, 상기 유기 폴리머를 형성하는 제3 공정을 포함하는, 전기영동 입자의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 제2 공정과 상기 제3 공정 사이에, 상기 분산액에 복수의 제2 중합성 계면활성제를 첨가하여, 상기 복수의 제2 중합성 계면 활성제를 이온화시키는 공정을 더 포함하고,

상기 복수의 제2 중합성 계면활성제 각각이, 제2 극성기와, 제2 소수성기와, 제2 중합성기를 갖고, 상기 제2 중합성 계면활성제의 상기 제2 소수성기와 상기 제1 중합성 계면활성제의 상기 제1 소수성기가 마주 향하는, 전기영동 입자의 제조 방법.
제2항에 있어서,

상기 제2 중합성 계면활성제의 상기 제2 극성기가 마이너스 전하를 갖는, 전기영동 입자의 제조 방법.
제2항에 있어서,

상기 제2 중합성 계면활성제의 상기 제2 극성기가 플러스 전하를 갖는, 전기영동 입자의 제조 방법.
제3항에 있어서,

상기 유기 폴리머의 표면의 마이너스 전하의 양이 상기 제2 중합성 계면활성제의 첨가량에 의해서 제어되는, 전기영동 입자의 제조 방법.
제4항에 있어서,

상기 유기 폴리머의 표면의 플러스 전하의 양이 상기 제2 중합성 계면활성제의 첨가량에 의해서 제어되는, 전기영동 입자의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 소수성기가 알킬기 및 아릴기 중 적어도 하나를 포함하는, 전기영 동 입자의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 중합성기가 래디칼 중합가능한 불포화 탄화수소인, 전기영동 입자의 제조 방법.
제8항에 있어서,

상기 래디칼 중합가능한 불포화 탄화수소기는 비닐기, 알릴기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 프로페닐기, 비닐리덴기 및 비닐렌기로 이루어지는 군에서 선택되는 1종인, 전기영동 입자의 제조 방법.
제2항에 있어서,

상기 제2 극성기는 양이온성 기이며, 상기 양이온성 기는 제1급 아민 양이온기, 제2급 아민 양이온기, 제3급 아민 양이온기 및 제4급 암모늄 양이온기로 이루어지는 군에서 선택되는 1종인, 전기영동 입자의 제조 방법.
제2항에 있어서,

상기 제2 극성기는 음이온성 기이며, 상기 음이온성 기는 설폰산 음이온기(-SO₃ ^-), 설핀산 음이온기(-RSO₂ ^-:R은 탄소수 1∼12의 알킬기 또는 페닐기 및 그 변성 체) 및 카르복시산 음이온기(-COO^-)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종인, 전기영동 입자의 제조 방법.
전기영동 표시 디바이스의 제조 방법으로서,

복수의 마이크로캡슐을 형성하는 공정과,

상기 복수의 마이크로캡슐을 기판 위에 배치하는 공정을 포함하고,

상기 복수의 마이크로캡슐의 각각이 전기영동 입자를 함유하고, 상기 전기영동 입자가 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법으로 제조되는, 전기영동 표시 디바이스의 제조 방법.
전자기기의 제조 방법으로서,

전기영동 표시 디바이스를 형성하는 공정과,

상기 전기영동 표시 디바이스를 본체부에 설치하는 공정을 포함하고,

상기 전기영동 표시 디바이스가 제12항에 기재된 제조 방법으로 제조되는, 전자 기기의 제조 방법.
전기영동 입자로서,

산화티탄 입자와,

상기 산화티탄을 피복하는 산화 실리콘층과,

상기 산화실리콘층을 피복하는 유기 폴리머를 함유하고,

상기 산화실리콘층의 표면에 복수의 프로톤이 배치되고, 상기 유기 폴리머가 복수의 제1 극성기를 포함하고, 상기 복수의 제1 극성기가 상기 복수의 프로톤과 이온 결합하고 있는, 전기영동 입자.
제14항에 있어서,

상기 유기 폴리머가 복수의 제1 소수성기를 갖고, 상기 복수의 제1 극성기가 상기 복수의 제1 소수성기와 상기 복수의 프로톤의 사이에 위치하는, 전기영동 입자.
제15항에 있어서,

상기 유기 폴리머가 복수의 제2 소수성기를 갖고, 상기 복수의 제1 소수성기가 상기 복수의 제2 소수성기와 상기 복수의 제1 극성기의 사이에 위치하는, 전기영동 입자.
제16항에 있어서,

상기 유기 폴리머가 복수의 제2 극성기를 갖고, 상기 복수의 제2 소수성기가 상기 복수의 제2 극성기와 상기 복수의 제1 극성기의 사이에 위치하는, 전기영동 입자.
제17항에 있어서,

상기 복수의 제1 극성기의 각각이 마이너스 전하를 갖고, 상기 복수의 제2 극성기가 마이너스 전하를 갖는, 전기영동 입자.
제17항에 있어서,

상기 복수의 제1 극성기의 각각이 마이너스 전하를 갖고, 상기 복수의 제2 극성기가 플러스 전하를 갖는, 전기영동 입자.
제18항에 있어서,

상기 유기 폴리머의 표면의 마이너스 전하의 대전량이 상기 복수의 제2 극성기의 수에 의해 제어되는, 전기영동 입자.
제19항에 있어서,

상기 유기 폴리머의 표면의 플러스 전하의 대전량이 상기 복수의 제2 극성기의 수에 의해 제어되는, 전기영동 입자.
복수의 마이크로캡슐과,

상기 복수의 마이크로캡슐을 재치(載置)하는 기판을 갖고,

상기 복수의 마이크로캡슐의 각각이 제14항 내지 제21항 중 어느 한 항에 기재된 전기영동 입자를 함유하는, 전기영동 표시 디바이스.
제22항에 기재된 전기영동 표시 디바이스와,

상기 전기영동 표시 디바이스를 설치하는 본체부를 갖는 전자 기기.