JP5194691B2 - 電気泳動粒子、電気泳動粒子分散液、画像表示媒体及び画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気泳動粒子、電気泳動粒子分散液、画像表示媒体及び画像表示装置に関する。

従来、文字や静止画、動画等のいわゆる画像の表示用端末としては、ＣＲＴや液晶ディスプレイが用いられている。これらは、デジタルデータを瞬時に表示し、書き換えることができるが、携帯することが困難である。また、長時間の作業で眼が疲労すること、電源をオフにして表示できないこと等の問題がある。

一方、文字や静止画を、配布したり、保存したりするときは、プリンターを用いて、紙媒体に記録される。この紙媒体は、いわゆるハードコピーとして、広く使用されているものである。ハードコピーは、ＣＲＴや液晶ディスプレイより文字や静止画を見やすいため、眼が疲労しにくい。また、ハードコピーは、自由な姿勢で読むことができる。さらに、ハードコピーは、軽量であるため、携帯することができる。一方、ハードコピーは、使用された後にリサイクルされるが、多くの労力と費用をリサイクルに要するという問題がある。

このようなディスプレイとハードコピーの両方の長所を併せ持つ画像表示媒体としては、高分子分散型液晶、双安定性コレステリック液晶、エレクトロクロミック素子、電気泳動素子等を用いた画像表示媒体が知られている。これらの画像表示媒体は、反射表示型で明るい表示ができ、メモリ性があることから注目されている。中でも、電気泳動素子を用いた画像表示媒体は、表示品質、表示動作時の消費電力の点で優れ、例えば、特許文献１、２に開示されている。このような画像表示媒体は、一組の透明電極Ａ及びＢの間に、着色した分散媒中に、分散媒の色とは異なる色を有する複数の電気泳動粒子を分散させた分散液が封入されている。このとき、電気泳動粒子は、分散媒中で帯電しているため、透明電極Ａ及びＢの間に電界を印加することにより、電気泳動粒子を移動させることができる。例えば、透明電極Ａに負電圧を印加すると、正帯電の電気泳動粒子が透明電極Ａの側に移動するため、透明電極Ａの側で電気泳動粒子の色が観測される。逆に、透明電極Ａに正電圧を印加すると、正帯電の電気泳動粒子が透明電極Ｂの側に移動するため、透明電極Ａの側で分散媒の色が観測される。このように、透明電極に印加する電圧を変化させることにより、各種の表示を行うことができる。

一般に、電気泳動粒子は、表面の官能基により帯電している。すなわち、表面のイオン性官能基をイオン化することにより、電気泳動粒子は、帯電している。正帯電が可能な官能基としては、アミノ基等が知られており、負帯電が可能な官能基としては、カルボキシル基、スルホニル基、ホスホニル基等が知られている。

また、正帯電の電気泳動粒子を作製する際に、アミノ基を有するモノマーを重合することにより得られるポリマーを使用できることが知られている（特許文献３、４参照）。このとき、アミノ基を有するモノマーの塩基性が強いと、電気泳動粒子は、帯電量が大きくなり、電気泳動速度や低電界における応答性が向上する。その結果、表示切り替え速度を向上させることができ、駆動電圧を低減させることができる。しかしながら、このようなモノマーを用いると、塩基性が強いため、非極性溶媒中における分散安定性が低下し、凝集したり、沈降したりしやすくなるという問題がある。
特開平５−１７３１９４号公報 特許第２６１２４７２号公報 特開２００４−２１９８２８号公報 特開２００４−２４０４０９号公報

本発明は、上記の従来技術が有する問題に鑑み、低電界における応答性と非極性溶媒中における分散安定性に優れる電気泳動粒子及び該電気泳動粒子を有する電気泳動粒子分散液、該電気泳動粒子分散液を有する画像表示媒体及び該画像表示媒体を有する画像表示装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、電気泳動粒子において、少なくとも一般式

（式中、Ｒ^１は、水素原子又はメチル基であり、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立に、炭素数が１以上４以下のアルキル基であり、ｘは、２以上４以下の整数である。）
で表される第一のモノマーと、一般式

（式中、Ｒ^４は、水素原子又はメチル基であり、Ｒ^５は、水素原子又は炭素数が１以上４以下のアルキル基であり、ｎは、自然数であり、ｙは、１以上３以下の整数である。）
で表される第二のモノマーを共重合することにより得られるポリマーを、白色粒子又は着色粒子の表面に有することを特徴とする
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電気泳動粒子において、前記第二のモノマーは、数平均分子量が５００以上５００００以下であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の電気泳動粒子において、前記白色粒子又は着色粒子の表面に前記ポリマーがグラフト化されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気泳動粒子において、前記白色粒子又は着色粒子の表面が前記ポリマーで覆われていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、電気泳動粒子分散液において、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気泳動粒子が非極性溶媒中に分散されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の電気泳動粒子分散液において、前記ポリマーは、前記非極性溶媒に不溶であることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の電気泳動粒子分散液において、前記非極性溶媒に可溶な酸及び／又は該酸の共役塩基をさらに含有することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項５乃至７のいずれか一項に記載の電気泳動粒子分散液を二つの導電層の間に有する画像表示媒体であって、該二つの導電層の少なくとも一方は、光透過性を有することを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、画像表示装置において、請求項８に記載の画像表示媒体と、該画像表示媒体に電力を供給する手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、低電界における応答性と非極性溶媒中における分散安定性に優れる電気泳動粒子及び該電気泳動粒子を有する電気泳動粒子分散液、該電気泳動粒子分散液を有する画像表示媒体及び該画像表示媒体を有する画像表示装置を提供することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に説明する。

本発明の電気泳動粒子は、一般式

（式中、Ｒ^１は、水素原子又はメチル基であり、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立に、炭素数が１〜４のアルキル基であり、ｘは、２〜４の整数である。）
で表されるモノマーＡと、一般式

（式中、Ｒ^４は、水素原子又はメチル基であり、Ｒ^５は、水素原子又は炭素数が１〜４のアルキル基であり、ｎは、自然数であり、ｙは、１〜３の整数である。）
で表されるモノマーＢ、必要に応じて、さらにモノマーＣを共重合することにより得られるポリマーＡを、白色粒子又は着色粒子の表面に有する。これにより、低電界における応答性と非極性溶媒中における分散安定性に優れた電気泳動粒子が得られる。

モノマーＡ（アミノアルキル（メタ）アクリルアミド）は、酸解離定数ｐＫａが大きい塩基性化合物である。一例として、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドは、ｐＫａが１０．３５である。このため、モノマーＡは、１価のカチオン、すなわち、アンモニウム塩として存在する割合が大きい。したがって、本発明の電気泳動粒子分散液で用いられる非極性溶媒中においても、ポリマーＡに組み込まれたモノマーＡは、アンモニウム塩として存在する割合が大きい。その結果、モノマーＡが組み込まれたポリマーＡを表面に有する電気泳動粒子は、正に帯電し、低電界における応答性に優れる。

モノマーＡとしては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジプロピルアミノプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノブチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルアミノエチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジ−ｎ−ブチルアミノエチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアミノプロピルメタクリルアミド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアミノプロピルメタクリルアミド、Ｎ−メチルアミノプロピルメタクリルアミド等が挙げられ、二種以上併用してもよい。

また、モノマーＢ（片末端に（メタ）アクリロイルオキシ基を有するシリコーンマクロマー）のポリシロキサン部位は、本発明の電気泳動粒子分散液で用いられる非極性溶媒、特に、脂肪族系炭化水素、シリコーンオイルに対して優れた親和性を有する。ポリマーに組み込まれたモノマーＢは、主鎖に対して多くの側鎖が結合した櫛型構造を形成する。モノマーＢが組み込まれたポリマーＡを表面に有する電気泳動粒子は、櫛型構造が非極性溶媒に相溶して、立体障害（粒子間引力に対する障害）となることにより、非極性溶媒中における分散安定性に優れる。

モノマーＢは、分子量が単一の化合物であってもよいが、通常は、分子量分布を有する混合物として製造される。モノマーＢの分子量は、特に限定されないが、数平均分子量が５００〜５００００であることが好ましい。数平均分子量が５００未満であると、立体障害による分散安定性が得られないことがあり、５００００を超えると、高分子鎖の絡み合い等により電気泳動粒子同士が凝集することがある。なお、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定される。市販品としては、ｙ＝３で、数平均分子量が１０００、５０００、１００００のものを用いることができる。

モノマーＣとしては、例えば、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ビニルラウレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、スチレン、ビニルトルエン、ビニルアセテート、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、トリエチレングリコールトリ（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールヘキサントリ（メタ）アクリレート、ぺンタエリスリットテトラ（メタ）アクリレート、１，３−ジブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート等のビニル基を有するモノマーが挙げられ、二種以上併用してもよい。

白色粒子としては、特に限定されないが、二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン等の金属酸化物等を用いることができる。着色粒子としては、特に限定されないが、カーボンブラック、アニリンブラック、ファーネスブラック、ランプブラック等の黒色粒子、フタロシアニンブルー、メチレンブルー、ビクトリアブルー、メチルバイオレット、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー等のシアン粒子、ローダミン６Ｇレーキ、ジメチルキナクリドン、ウォッチングレッド、ローズベンガル、ローダミンＢ、アリザリンレーキ等のマゼンタ粒子、クロムイエロー、ベンジジンイエロー、ハンザイエロー、ナフトールイエロー、モリブデンオレンジ、キノリンイエロー、タートラジン等のイエロー粒子等を用いることができる。

本発明の電気泳動粒子は、白色粒子又は着色粒子の表面にポリマーＡがグラフト化されていることが好ましい。これにより、非極性溶媒中における電気泳動粒子からのポリマーＡの剥離を抑制することができる。白色粒子又は着色粒子の表面にポリマーＡをグラフト化する際には、白色粒子又は着色粒子の表面に重合性官能基を形成すればよく、公知の方法を適用することができる。さらに、重合性官能基が形成された粒子と、モノマーＡと、モノマーＢ、必要に応じて、さらにモノマーＣを共重合することにより、ポリマーＡが粒子の表面にグラフト化されている電気泳動粒子が得られる。

金属酸化物の表面にポリマーＡをグラフト化する場合は、重合性官能基を有するカップリング剤で金属酸化物を表面処理することが好ましい。例えば、３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリレート等のビニル基を有するシランカップリング剤を金属酸化物と反応させることにより、金属酸化物の表面にビニル基を形成することができる。

また、カーボンブラックの表面にポリマーＡをグラフト化する場合は、例えば、ビニルアニリンをカーボンブラックと反応させることにより、カーボンブラックの表面にビニル基を形成することができる。

本発明の電気泳動粒子は、白色粒子又は着色粒子の表面がポリマーＡで覆われていることが好ましい。これにより、低電界における応答性と非極性溶媒中における分散安定性をさらに向上させることができる。白色粒子又は着色粒子の表面をポリマーＡで覆う際には、公知の方法を適用することができる。例えば、ポリマーＡを良溶媒に溶解させた溶液中に、白色粒子又は着色粒子を分散させた後、ポリマーＡの貧溶媒を添加することにより、ポリマーＡを粒子の表面に吸着させる所謂コアセルベーションを適用することができる。また、白色粒子又は着色粒子を非極性溶媒中に分散させた後、モノマーＡと、モノマーＢ、必要に応じて、さらにモノマーＣを添加し、重合させることにより、粒子の表面にポリマーＡを形成してもよい（特開２００５−２６５９３８号公報参照）。

本発明の電気泳動粒子は、粒径が１μｍ以下であることが好ましい。粒径が１μｍを超えると、非極性溶媒中における分散安定性が低下して沈降しやすくなって、本発明の表示媒体における表示メモリ性に悪影響を及ぼすことがある。なお、本発明の電気泳動粒子の粒径は、光の波長より大きく、視認できる大きさであれば、下限は、特に限定されない。

本発明の電気泳動粒子分散液は、本発明の電気泳動粒子が非極性溶媒中に分散されている。これにより、低電界における応答性と非極性溶媒中における分散安定性に優れた電気泳動粒子分散液が得られる。

一般に、電気泳動粒子分散液に用いる分散媒としては、電気絶縁性が高い非極性溶媒が好ましい。非極性溶媒としては、特に限定されないが、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン等のパラフィン系炭化水素、イソヘキサン、イソオクタン、イソドデカン等のイソパラフィン系炭化水素、流動パラフィン等のアルキルナフテン系炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、アルキルベンゼン、ソルベントナフサ等の芳香族炭化水素、ジメチルシリコーンオイル、フェニルメチルシリコーンオイル、ジアルキルシリコーンオイル、アルキルフェニルシリコーンオイル、環状ポリジアルキルシロキサン、環状ポリアルキルフェニルシロキサン等のシリコーンオイル等が挙げられる。

このとき、ポリマーＡが非極性溶媒に不溶であることが好ましい。これにより、非極性溶媒中における電気泳動粒子からのポリマーＡの剥離を抑制することができる。

本発明の電気泳動粒子分散液は、非極性溶媒に可溶な酸及び／又はその共役塩基をさらに含有することが好ましい。これにより、電気泳動粒子をさらに正に帯電させることができる。具体的には、非極性溶媒に可溶な酸が電気泳動粒子の表面のアミノ基との相互作用により電気泳動粒子に吸着した後、中和して、４級アンモニウム塩が生成する。

非極性溶媒に可溶な酸としては、特に限定されないが、酸性基を有するモノマーＤと、酸性基を有さないモノマーＥを共重合することにより得られるポリマーが好ましい。モノマーＤとしては、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、フマル酸、桂皮酸、クロトン酸、ビニル安息香酸、２−メタクリロキシエチルコハク酸、２−メタクリロキシエチルマレイン酸、２−メタクリロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、２−メタクリロキシエチルトリメリット酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、２−スルホエチルメタクリレート、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、３−クロロアミドホスホキシプロピルメタクリレート、２−メタクリロキシエチルアシッドホスフェート、ヒドロキシスチレン等が挙げられる。モノマーＥは、そのホモポリマーが非極性溶媒に可溶であれば、特に限定されない。モノマーＥは、非極性溶媒によって異なることもあるが、例えば、そのホモポリマーが脂肪族系炭化水素、芳香族系炭化水素、シリコーンオイル等の非極性溶媒に可溶であるモノマーＢを用いることができる。

また、非極性溶媒に可溶な酸としては、長鎖アルキル基を有する酸を用いてもよい。

なお、電気泳動粒子の分散性を制御するために、電気泳動粒子分散液は、必要に応じて、分散剤等を含有してもよい。

本発明の電気泳動粒子分散液は、所望の濃度の色が得られるように、電気泳動粒子の含有量を適宜調整することができるが、通常、１〜５０重量％程度である。

本発明の電気泳動粒子分散液は、非極性溶媒中に、電気泳動粒子、必要に応じて、さらに非極性溶媒に可溶な酸、分散剤等を添加して、混合分散させることにより得られる。混合分散させる手段としては、ホモジナイザー、ボールミル、サンドミル、アトライター等の公知の手段を用いることができる。

図１に、本発明の画像表示媒体の一例を示す。画像表示媒体１０は、上部電極（導電層）１１及び下部電極（導電層）１２の間に、本発明の電気泳動粒子分散液を含有するマイクロカプセル１３及び接着支持層１４が有し、接着支持層１４は、マイクロカプセル１３を上部電極１１及び下部電極１２の間に保持する。なお、上部電極１１及び下部電極１２の少なくとも一方は、光透過性を有し、マイクロカプセル１３内では、白色の電気泳動粒子１３ａが黒色、青色等に着色した非極性溶媒１３ｂ中に分散されている。

電極１１及び１２としては、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ等の金属や、ＩＴＯ、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ：Ａｌ等の透明導電体がスパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、塗布法等で薄膜状に形成されたもの、ポリメチルベンジルトリメチルクロライド、ポリアリルポリメチルアンモニウムクロライド等のカチオン性高分子電解質、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩等のアニオン性高分子電解質や、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム微粉末等の導電剤を溶媒、樹脂等と混合した塗布液を塗布することにより形成されたもの等が用いられる。上部電極１１及び下部電極１２は、自己支持機能を有する程度に厚くてもよいし、自己支持機能を有する基体（不図示）上に設けられていてもよい。また、上部電極１１及び下部電極１２は、異方導電性を示す層であってもよいし、厚さ方向に導電性部分が貫通したパターン状ないしマルチドット状のセグメントを有する層であってもよい。このとき、上部電極１１及び下部電極１２の一部に電源電極を接続すれば、上部電極１１及び下部電極１２の間に電界を印加することができるので、電気泳動粒子１３ａを移動させることができる。

マイクロカプセル１３内の電気泳動粒子分散液中の固形分は、所望の濃度の色が得られるように適宜調整することができるが、通常、０．１〜２５重量％程度である。電気泳動粒子分散液は、着色した非極性溶媒１３ｂ中に電気泳動粒子１３ａを加え、混合分散させることにより得られる。マイクロカプセル１３は、得られた電気泳動粒子分散液を用いて、コアセルベーション法、相分離法等の公知の方法を用いて調製することができる。

本発明においては、マイクロカプセル１３の代わりに、フォトリソグラフィー等により隔壁を設けた微細なセル内に、本発明の電気泳動粒子分散液を封入したものを用いてもよい。このように、２つの電極間を微細なセルで区切ることにより、重力による電気泳動粒子の偏りや電気泳動粒子同士の凝集を抑制することができる。

非極性溶媒１３ｂは、電気泳動粒子１３ａの分散媒であり、電気泳動粒子１３ａとは異なる色に着色されている。非極性溶媒１３ｂを着色するために用いられる染料としては、非極性溶媒１３ｂに可溶な染料を用いることができ、Ｃｏｌｏｕｒ Ｉｎｄｅｘにおいて、Ｓｏｌｖｅｎｔ ｄｙｅに分類される染料が好ましい。このような染料としては、特に限定されないが、アゾ系、アントラキノン系、フタロシアニン系、トリアリルメタン系の各色の染料、具体的には、スピリットブラック（ＳＢ、ＳＳＢＢ、ＡＢ）、ニグロシンベース（ＳＡ、ＳＡＰ、ＳＡＰＬ、ＥＥ、ＥＥＬ、ＥＸ、ＥＸＢＰ、ＥＢ）、オイルイエロー（１０５、１０７、１２９、３Ｇ、ＧＧＳ）、オイルオレンジ（２０１、ＰＳ、ＰＲ）、ファーストオレンジ、オイルレッド（５Ｂ、ＲＲ、ＯＧ）、オイルスカーレット、オイルピンク３１２、オイルバイオレット＃７３０、マクロレックスブルーＲＲ、スミプラストグリーンＧ、オイルブラウン（ＧＲ、４１６）、スーダンブラックＸ６０、オイルグリーン（５０２、ＢＧ）、オイルブルー（６１３、２Ｎ、ＢＯＳ）、オイルブラック（ＨＢＢ、８６０、ＢＳ）、バリファーストイエロー（１１０１、１１０５、３１０８、４１２０）、バリファーストオレンジ（３２０９、３２１０）、バリファーストレッド（１３０６、１３５５、２３０３、３３０４、３３０６、３３２０）、バリファーストピンク２３１０Ｎ、バリファーストブラウン（２４０２、３４０５）、バリファーストブルー（３４０５、１５０１、１６０３、１６０５、１６０７、２６０６、２６１０）、バリファーストバイオレット（１７０１、１７０２）、バリファーストブラック（１８０２、１８０７、３８０４、３８１０、３８２０、３８３０）等の油性染料が挙げられる。

接着支持層１４は、上部電極１１及び下部電極１２に接着する材料であれば、特に限定されないが、透明であり、電気的絶縁性に優れることが好ましく、無溶剤型の硬化材料が特に好ましい。このような材料としては、光硬化型のエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。

画像表示媒体１０は、マイクロカプセル１３と、接着支持層１４となる接着剤を混合した混合物を上部電極１１又は下部電極１２に塗布し、上部電極１１及び下部電極１２を張り合わせることにより得られる。塗布方法としては、特に限定されないが、ブレード、ワイヤーバー、ディッピング、スピンコート等の公知の方法を用いることができる。

図２に、本発明の画像表示媒体の他の例を示す。画像表示媒体２０は、マイクロカプセル１３の代わりにマイクロカプセル２３を用いた以外は、画像表示媒体１０と同一である。マイクロカプセル２３内では、電気泳動粒子２３ａ及び２３ｂが非極性溶媒２３ｃ中に分散されている。電気泳動粒子２３ａ及び２３ｂは、色及び帯電極性がそれぞれ異なる。非極性溶媒２３ｃは、電気泳動粒子２３ａ及び２３ｂの色の違いに基づく画像のコントラストに悪影響を与えないため、無色透明であることが好ましい。このとき、電極１１及び１２の一部に電源電極を接続すれば、上部電極１１及び下部電極１２の間に電界を印加することができるので、電気泳動粒子２３ａ及び２３ｂをそれぞれ逆方向に移動させることができる。

図３に、本発明の画像表示装置の一例を示す。画像表示装置３０は、画像表示媒体１０、画像表示媒体１０に画像情報を入力する情報入力手段３１、筺体３２、駆動回路（不図示）、演算回路（不図示）、内部メモリ（不図示）、画像表示媒体１０及び情報入力手段３１に電力を供給する電力供給手段（不図示）等を備えている。画像表示媒体１０の上部電極１１及び下部電極１２は、ドットマトリックスを形成し、指定のドットをＯＮ表示することにより、全体として画像を表示する。電力供給手段としては、電池等の内部電力を備えていてもよいし、外部の電源から受電するコンセント等の受電装置を備えていてもよい。

なお、画像表示装置３０において、画像表示媒体１０の代わりに、画像表示媒体２０を用いてもよい。

本発明の画像表示装置としては、本発明の画像表示媒体と、画像表示媒体に電力を供給する手段を有するものであれば、特に限定されないが、ＰＤＡ、電子書籍端末等の携帯端末等が挙げられる。

実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は、実施例に限定されるものではない。なお、実施例及び比較例の説明において、特に断らない場合は、部、％等は、重量基準である。

（実施例１）
撹拌機を備えた反応容器に、エタノール９３部及び水７部を混合した溶媒を入れ、氷酢酸でｐＨ４．５に調整した。次に、３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリレート１６部を加えて溶解させた後、酸化チタン１００部を加えて１０分間攪拌した。さらに、エタノール１８０部を加えて攪拌し、遠心分離で回収した固形分を一昼夜放置した後、７０℃で４時間真空乾燥して、表面処理酸化チタンを得た。

撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応容器内で、トルエン１３０部に、メタクリロキシプロピル変性シリコーンのサイラプレーンＦＭ−０７１１（モノマーＢにおいて、ｙ＝３、数平均分子量約１０００）（チッソ社製）９９部及びＮ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド１部を溶解させた。次に、トルエン５０部に、表面処理酸化チタン７５部及びアゾビスイソブチロニトリル０．５部を溶解させたものを加え、窒素雰囲気下、７０℃で６時間加熱攪拌した。反応終了後、固形分を、遠心分離を繰り返すことによりトルエンで洗浄し、最後に７０℃で４時間真空乾燥して、白色の電気泳動粒子を得た。

イソパラフィン系炭化水素溶媒Ｉｓｏｐａｒ Ｇ（エクソン化学社製）に、染料マクロレックスブルーＲＲ（バイエル社製）を飽和させた溶液３０部に、電気泳動粒子３部を加え、超音波分散し、電気泳動粒子分散液を得た。

水２９０部に、尿素１０部、レソルシノール１部、エチレン−無水マレイン酸共重合体１０部を溶解させた後、水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ３．５に調整した。次に、電気泳動粒子分散液を加え、さらにホルムアルデヒド溶液２５部を加えて、５０℃で３時間加熱撹拌した。反応終了後、吸引ろ過し、水洗し、乾燥することにより、マイクロカプセルを得た。

得られたマイクロカプセルを、ヒートシール用のウレタン樹脂中に分散させ、ＩＴＯ電極付きガラス基板上にワイヤーバーで塗布した。次に、もう一枚のＩＴＯ電極で塗布膜を挟みラミネートし、画像表示媒体を得た。

下部電極を基準にして、上部電極に−５Ｖを印加すると、電気泳動粒子は、速やかに上部電極側に移動し、上部電極側から見ると、電気泳動粒子に起因する白色に見えた。次に、同様に、上部電極に＋５Ｖを印加すると、電気泳動粒子は、速やかに下部電極側に移動し、上部電極側から見ると、染料に起因する青色に見えた。このとき、白色表示時の光反射率（入射光量に対する反射光量の割合）は４５％であった。また、この白色表示のまま、電圧の印加を停止して１日放置したところ、光反射率は、ほとんど変化しなかった。

（実施例２）
撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応容器内で、トルエン１３０部に、ラウリルメタクリレート１００部を溶解させた。次に、トルエン５０部に、表面処理酸化チタン（実施例１参照）７５部及びアゾビスイソブチロニトリル０．５部を溶解させたものを加え、窒素雰囲気下、７０℃で６時間加熱攪拌した。反応終了後、固形分を、遠心分離を繰り返すことによりトルエンで洗浄し、最後に７０℃で４時間真空乾燥して、白色の電気泳動粒子を得た。

撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応容器内で、水３０００部に、カーボンブラック１００部と３７％の塩酸３部を加えた。次に、４−ビニルアニリン２５部を加えて、６５℃で加熱攪拌し、１０％の亜硝酸ナトリウム水溶液１２部を滴下し、３時間加熱攪拌した。反応終了後、固形分を、遠心分離を繰り返すことにより水で洗浄し、最後に４０℃で４時間真空乾燥して、表面処理カーボンブラックを得た。

撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応容器内で、トルエン１００部に、サイラプレーンＦＭ−０７１１（チッソ社製）９９部及びＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリルアミド１部を溶解させた。次に、表面処理カーボンブラック５０部及びアゾビスイソブチロニトリル０．５部を加え、窒素雰囲気下、７０℃で６時間加熱攪拌した。反応終了後、冷却して、テトラヒドロフラン５００部を加えて攪拌したものを、メタノール３０００部中に投入し、固形分を沈殿させた。さらに、固形分をろ過により回収した後、テトラヒドロフランで洗浄し、最後に７０℃で４時間真空乾燥して、黒色の電気泳動粒子を得た。

Ｉｓｏｐａｒ Ｇ（エクソン化学社製）２０部に、白色の電気泳動粒子１５部及び黒色の電気泳動粒子０．７部及び油溶性界面活性剤Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ１７０００（ルブリゾール社製）０．１部を加え、超音波分散し、電気泳動粒子分散液を得た。

水２９０部に、尿素１０部、レソルシノール１部、エチレン−無水マレイン酸共重合体１０部を溶解させた後、水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ３．５に調整した。次に、電気泳動分散液を加え、さらにホルムアルデヒド溶液２５部を加えて、５０℃で３時間加熱撹拌した。反応終了後、吸引ろ過し、水洗し、乾燥することにより、マイクロカプセルを得た。

得られたマイクロカプセルを、ヒートシール用のウレタン樹脂中に分散させ、ＩＴＯ電極付きガラス基板上にワイヤーバーで塗布した。次に、もう一枚のＩＴＯ電極で塗布膜を挟みラミネートし、画像表示媒体を得た。

下部電極を基準にして、上部電極に−５Ｖを印加すると、黒色の電気泳動粒子は、速やかに上部電極側に移動し、白色の電気泳動粒子は、速やかに下部電極側に移動し、上部電極側から見ると、黒色に見えた。次に、同様に、上部電極に＋５Ｖを印加すると、白色の電気泳動粒子は、速やかに上部電極側に移動し、黒色の電気泳動粒子は、速やかに下部電極側に移動し、上部電極側から見ると、白色に見えた。このとき、白色表示時の光反射率は４５％であった。また、この白色表示のまま、電圧の印加を停止して１日間放置したところ、光反射率は、ほとんど変化しなかった。

（実施例３）
撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応容器内で、シリコーンオイルＫＦ−９６Ｌ １ｃｓ（信越化学社製）１８０部に、サイラプレーンＦＭ−０７１１（チッソ社製）１４部、メタクリル酸ジメチルアミノエチル（東京化成社製）６部及び重合開始剤アゾビスジメチルバレロニトリル０．１部を溶解させ、窒素雰囲気下、６０℃で６時間加熱した。反応終了後、シリコーンオイルを蒸発除去し、均一で透明な樹脂分散剤を得た。

撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応容器内で、樹脂分散剤１部、カーボンブラック１．５部及びシリコーンオイル２００部を、氷冷しながらホモジナイザーで１時間超音波照射し、カーボンブラックを分散した。次に、メタクリル酸メチル６部、メタクリロキシプロピル変性シリコーンのサイラプレーンＦＭ−０７２５（モノマーＢにおいて、ｙ＝３、数平均分子量約１００００）（チッソ社製）３部、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド０．１部及び重合開始剤アゾビスジメチルバレロニトリル０．０５部を加え、６０℃で６時間反応させた。反応終了後、固形分を回収、乾燥することにより、黒色の電気泳動粒子を得た。

得られた黒色の電気泳動粒子を用いた以外は、実施例２と同様にして、画像表示媒体を得た。

下部電極を基準にして、上部電極に−５Ｖを印加すると、黒色の電気泳動粒子は、速やかに上部電極側に移動し、白色の電気泳動粒子は、速やかに下部電極側に移動し、上部電極側から見ると、黒色に見えた。次に、同様に、上部電極に＋５Ｖを印加すると、白色の電気泳動粒子は、速やかに上部電極側に移動し、黒色の電気泳動粒子は、速やかに下部電極側に移動し、上部電極側から見ると、白色に見えた。このとき、白色表示時の光反射率は、４５％であった。また、この白色表示のまま、電圧の印加を停止して１日放置したところ、光反射率は、ほとんど変化しなかった。

（実施例４）
撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた反応容器内で、シリコーンオイルＫＦ−９６Ｌ １ｃｓ（信越化学社製）１８０部に、サイラプレーンＦＭ−０７１１（チッソ社製）１８部、メタクリル酸（東京化成社製）２部及び重合開始剤アゾビスジメチルバレロニトリル０．１部を溶解させ、窒素雰囲気下、６０℃で６時間加熱した。反応終了後、シリコーンオイルを蒸発除去し、均一で透明な酸性樹脂を得た。

Ｉｓｏｐａｒ Ｇ（エクソン化学社製）２０部に、白色の電気泳動粒子１５部及び黒色の電気泳動粒子０．７部、油溶性界面活性剤Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ１７０００（ルブリゾール社製）０．１部及び酸性樹脂０．１部を加え、超音波分散し、電気泳動粒子分散液を得た以外は、実施例３と同様にして、画像表示媒体を得た。

下部電極を基準にして、上部電極に−５Ｖを印加すると、黒色の電気泳動粒子は、速やかに上部電極側に移動し、白色の電気泳動粒子は、速やかに下部電極側に移動し、上部電極側から見ると、黒色に見えた。次に、同様に、上部電極に＋５Ｖを印加すると、白色の電気泳動粒子は、速やかに上部電極側に移動し、黒色の電気泳動粒子は、速やかに下部電極側に移動し、上部電極側から見ると、白色に見えた。このとき、白色表示時の光反射率は、４５％であった。また、この白色表示のまま、電圧の印加を停止して１日放置したところ、光反射率は、ほとんど変化しなかった。

（比較例１）
白色の電気泳動粒子を製造する際に、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドの代わりに、メタクリル酸ジメチルアミノエチルを用いた以外は、実施例１と同様にして、画像表示媒体を得た。

下部電極を基準にして、上部電極に＋５Ｖを印加したとき、白色表示時の光反射率は、３０％であり、実施例１と同等の光反射率を得るためには、上部電極に＋１０Ｖ以上の電圧を印加する必要があった。

（比較例２）
黒色の電気泳動粒子を製造する際に、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリルアミドの代わりに、メタクリル酸ジメチルアミノエチルを用いた以外は、実施例２と同様にして、画像表示媒体を得た。

下部電極を基準にして、上部電極に＋５Ｖを印加したとき、白色表示時の光反射率は、２５％であり、実施例１と同等の光反射率を得るためには、上部電極に＋１０Ｖ以上の電圧を印加する必要があった。

（比較例３）
黒色の電気泳動粒子を製造する際に、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリルアミドの代わりに、メタクリル酸ジメチルアミノエチルを用いた以外は、実施例３と同様にして、画像表示媒体を得た。

下部電極を基準にして、上部電極に＋５Ｖを印加したとき、白色表示時の光反射率は、３０％であり、実施例１と同等の光反射率を得るためには、上部電極に＋１０Ｖ以上の電圧を印加する必要があった。

本発明の画像表示媒体の一例を示す図である。 本発明の画像表示媒体の他の例を示す図である。 本発明の画像表示装置の一例を示す図である。

符号の説明

１０、２０ 画像表示媒体
１１ 上部電極
１２ 下部電極
１３、２３ マイクロカプセル
１３ａ、２３ａ、２３ｂ 電気泳動粒子
１３ｂ、２３ｃ 非極性溶媒
１４ 接着支持層
３０ 画像表示装置
３１ 情報入力手段
３２ 筺体

Claims (9)

1. 少なくとも一般式
   

   

   （式中、Ｒ^１は、水素原子又はメチル基であり、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立に、炭素数が１以上４以下のアルキル基であり、ｘは、２以上４以下の整数である。）
   で表される第一のモノマーと、一般式
   

   

   （式中、Ｒ^４は、水素原子又はメチル基であり、Ｒ^５は、水素原子又は炭素数が１以上４以下のアルキル基であり、ｎは、自然数であり、ｙは、１以上３以下の整数である。）
   で表される第二のモノマーを共重合することにより得られるポリマーを、白色粒子又は着色粒子の表面に有することを特徴とする電気泳動粒子。
2. 前記第二のモノマーは、数平均分子量が５００以上５００００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. 前記白色粒子又は着色粒子の表面に前記ポリマーがグラフト化されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気泳動粒子。
4. 前記白色粒子又は着色粒子の表面が前記ポリマーで覆われていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気泳動粒子。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気泳動粒子が非極性溶媒中に分散されていることを特徴とする電気泳動粒子分散液。
6. 前記ポリマーは、前記非極性溶媒に不溶であることを特徴とする請求項５に記載の電気泳動粒子分散液。
7. 前記非極性溶媒に可溶な酸及び／又は該酸の共役塩基をさらに含有することを特徴とする請求項５又は６に記載の電気泳動粒子分散液。
8. 請求項５乃至７のいずれか一項に記載の電気泳動粒子分散液を二つの導電層の間に有する画像表示媒体であって、
   該二つの導電層の少なくとも一方は、光透過性を有することを特徴とする画像表示媒体。
9. 請求項８に記載の画像表示媒体と、
   該画像表示媒体に電力を供給する手段を有することを特徴とする画像表示装置。

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