特許 6974584 電気泳動媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6974584

(24)【登録日】2021年11月8日

(45)【発行日】2021年12月1日

(54)【発明の名称】電気泳動媒体

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/167 20190101AFI20211118BHJP

   G02F 1/1681 20190101ALI20211118BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/167

   G02F1/1681

【請求項の数】10

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2020-506179(P2020-506179)

(86)(22)【出願日】2018年8月30日

(65)【公表番号】特表2020-529633(P2020-529633A)

(43)【公表日】2020年10月8日

(86)【国際出願番号】US2018048772

(87)【国際公開番号】WO2019046544

(87)【国際公開日】20190307

【審査請求日】2020年2月4日

(31)【優先権主張番号】62/551,959

(32)【優先日】2017年8月30日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500080214

【氏名又は名称】イー インク コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(72)【発明者】

【氏名】ミラー， デイビット ダレル

【審査官】 磯崎 忠昭

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１５−５１５０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８５８５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／００３０８３２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２００４−５００５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２２９８８５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／１５−１／１９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体中に配置される複数の荷電粒子を備える電気泳動媒体であって、前記流体は、少なくとも７５重量パーセントの炭化水素を含み、前記炭化水素は、モノ不飽和ノネン、および、メチルオクタンから成る群から選択される、電気泳動媒体。

【請求項2】

前記流体は、少なくとも９０重量パーセントの前記規定された炭化水素を含む、請求項１に記載の電気泳動媒体。

【請求項3】

前記流体は、少なくとも９５重量パーセントの前記規定された炭化水素を含む、請求項２に記載の電気泳動媒体。

【請求項4】

前記流体は、少なくとも７５重量パーセントのメチルオクテン、ジメチルヘプテン、ノナ−２−エン、および、メチルオクタンのうちの任意の１つまたは複数のものを含む、請求項１に記載の電気泳動媒体。

【請求項5】

反対極性の電荷を担持する少なくとも２つのタイプの粒子を備える、請求項１に記載の電気泳動媒体。

【請求項6】

その中に形成される複数の空洞を有する基板と、前記空洞の開放端を閉鎖するシール層とを備えるマイクロセル電気泳動媒体であって、前記空洞は、請求項１に記載の電気泳動媒体で充填される、マイクロセル電気泳動媒体。

【請求項7】

電気泳動ディスプレイであって、前記電気泳動ディスプレイは、電気泳動媒体の層と、前記電気泳動媒体の層に隣接して配置され、電場をそこに印加するように配列される少なくとも１つの電極とを備え、前記電気泳動媒体は、請求項１に記載の電気泳動媒体である、電気泳動ディスプレイ。

【請求項8】

前記電気泳動媒体は、複数のカプセルまたはマイクロセル内に閉じ込められる、請求項７に記載の電気泳動ディスプレイ。

【請求項9】

前記カプセルは、ポリマー結合剤内に保持され、コヒーレント層を形成する、請求項８に記載の電気泳動ディスプレイ。

【請求項10】

前記電気泳動媒体は、ポリマー材料の連続相によって囲まれる複数の離散液滴として存在する、請求項７に記載の電気泳動ディスプレイ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気泳動媒体に関する。より具体的には、本発明は、具体的なタイプの流体を備える電気泳動媒体と、そのような電気泳動媒体を備えるマイクロセルおよび他の電気泳動ディスプレイとに関する。

【背景技術】

【0002】

用語「双安定性」および「双安定」は、当技術分野におけるそれらの従来の意味で本明細書において使用され、少なくとも１つの光学特性が異なる第１の表示状態および第２の表示状態を有する表示要素を備えるディスプレイであって、有限持続時間のアドレス指定パルスを用いて、任意の所与の要素が駆動された後、その第１の表示状態または第２の表示状態のうちのいずれかをとり、アドレス指定パルスが終了した後に、表示要素の状態を変化させるために要求されるアドレス指定パルスの最小持続時間の少なくとも数倍（例えば、少なくとも４倍）その状態が持続するようなディスプレイを指す。米国特許第７，１７０，６７０号では、グレースケールが可能ないくつかの粒子ベースの電気泳動ディスプレイが、それらの極限の黒色および白色状態においてだけではなく、それらの中間グレー状態においても安定し、同じことが、いくつかの他のタイプの電気光学ディスプレイにも当てはまることが示されている。このタイプのディスプレイは、適切には、双安定性ではなく「多安定性」と呼ばれるが、便宜上、用語「双安定性」が、双安定性ディスプレイおよび多安定性ディスプレイの両方を網羅するために本明細書において使用され得る。

【0003】

長年にわたり研究および開発の関心の対象である１つのタイプの電気光学ディスプレイは、粒子ベースの電気泳動ディスプレイであり、粒子ベースの電気泳動ディスプレイでは、複数の荷電粒子が、電場の影響下で流体を通して移動する。電気泳動ディスプレイは、液晶ディスプレイと比較したとき、良好な輝度およびコントラスト、広視野角、状態双安定、ならびに低電力消費の属性を有することができる。それにもかかわらず、これらのディスプレイの長期の画像品質に関する問題は、その広範な使用を妨げている。例えば、電気泳動ディスプレイを構成する粒子は、沈降する傾向があり、これらのディスプレイに関する不十分な運用寿命をもたらす。

【0004】

Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＭＩＴ）、Ｅ Ｉｎｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｅ Ｉｎｋ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＬＬＣ．、および関連企業に譲渡された、または、それらの名義の多数の特許および出願が、カプセル化された電気泳動媒体およびマイクロセル電気泳動媒体ならびに他の電気光学媒体に使用される種々の技術を説明している。カプセル化された電気泳動媒体は、多数の小型カプセルを備え、その自体の各々は、電気泳動により移動可能な粒子を流体媒体中に含有する内相と、内相を囲むカプセル壁とを備える。典型的には、カプセルは、それ自体が、ポリマー結合剤内に保持され、２つの電極間に位置付けられるコヒーレント層を形成する。マイクロセル電気泳動ディスプレイでは、荷電粒子および流体は、マイクロカプセル内にカプセル化されないが、代わりに、担体媒体（典型的には、ポリマーフィルム）内に形成される複数の空洞内に保たれる。これらの特許および出願に説明される技術は、以下を含む：
（ａ） 電気泳動粒子、流体、および、流体添加物（例えば、米国特許第５，９６１，８０４号、第６，０１７，５８４号、第６，１２０，５８８号、第６，１２０，８３９号、第６，２６２，７０６号、第６，２６２，８３３号、第６，３００，９３２号、第６，３２３，９８９号、第６，３７７，３８７号、第６，５１５，６４９号、第６，５３８，８０１号、第６，５８０，５４５号、第６，６５２，０７５号、第６，６９３，６２０号、第６，７２１，０８３号、第６，７２７，８８１号、第６，８２２，７８２号、第６，８３１，７７１号、第６，８７０，６６１号、第６，９２７，８９２号、第６，９５６，６９０号、第６，９５８，８４９号、第７，００２，７２８号、第７，０３８，６５５号、第７，０５２，７６６号、第７，１１０，１６２号、第７，１１３，３２３号、第７，１４１，６８８号、第７，１４２，３５１号、第７，１７０，６７０号、第７，１８０，６４９号、第７，２２６，５５０号、第７，２３０，７５０号、第７，２３０，７５１号、第７，２３６，２９０号、第７，２４７，３７９号、第７，２７７，２１８号、第７，２８６，２７９号、第７，３１２，９１６号、第７，３７５，８７５号、第７，３８２，５１４号、第７，３９０，９０１号、第７，４１１，７２０号、第７，４７３，７８２号、第７，５３２，３８８号、第７，５３２，３８９号、第７，５７２，３９４号、第７，５７６，９０４号、第７，５８０，１８０号、第７，６７９，８１４号、第７，７４６，５４４号、第７，７６７，１１２号、第７，８４８，００６号、第７，９０３，３１９号、第７，９５１，９３８号、第８，０１８，６４０号、第８，１１５，７２９号、第８，１９９，３９５号、第８，２５７，６１４号、第８，２７０，０６４号、第８，３０５，３４１号、第８，３６１，６２０号、第８，３６３，３０６号、第８，３９０，９１８号、第８，５８２，１９６号、第８，５９３，７１８号、第８，６５４，４３６号、第８，９０２，４９１号、第８，９６１，８３１号、第９，０５２，５６４号、第９，１１４，６６３号、第９，１５８，１７４号、第９，３４１，９１５号、第９，３４８，１９３号、第９，３６１，８３６号、第９，３６６，９３５号、第９，３７２，３８０号、第９，３８２，４２７号、および第９，４２３，６６６号、ならびに米国特許出願公開第２００３／００４８５２２号、第２００３／０１５１０２９号、第２００３／０１６４４８０号、第２００３／０１６９２２７号、第２００３／０１９７９１６号、第２００４／００３０１２５号、第２００５／００１２９８０号、第２００５／０１３６３４７号、第２００６／０１３２８９６号、第２００６／０２８１９２４号、第２００７／０２６８５６７号、第２００９／０００９８５２号、第２００９／０２０６４９９号、第２００９／０２２５３９８号、第２０１０／０１４８３８５号、第２０１１／０２１７６３９号、第２０１２／００４９１２５号、第２０１２／０１１２１３１号、第２０１３／０１６１５６５号、第２０１３／０１９３３８５号、第２０１３／０２４４１４９号、第２０１４／００１１９１３号、第２０１４／００７８０２４号、第２０１４／００７８５７３号、第２０１４／００７８５７６号、第２０１４／００７８８５７号、第２０１４／０１０４６７４号、第２０１４／０２３１７２８号、第２０１４／０３３９４８１号、第２０１４／０３４７７１８号、第２０１５／００１５９３２号、第２０１５／０１７７５８９号、第２０１５／０１７７５９０号、第２０１５／０１８５５０９号、第２０１５／０２１８３８４号、第２０１５／０２４１７５４号、第２０１５／０２４８０４５号、第２０１５／０３０１４２５号、第２０１５／０３７８２３６号、第２０１６／０１３９４８３号、および第２０１６／０１７０１０６号参照）
（ｂ） カプセル、結合剤、および、カプセル化プロセス（例えば、米国特許第６，９２２，２７６号および第７，４１１，７１９号参照）
（ｃ） マイクロセル構造、壁材料、および、マイクロセルを形成する方法（例えば、米国特許第６，６７２，９２１号、第６，７５１，００７号、第６，７５３，０６７号、第６，７８１，７４５号、第６，７８８，４５２号、第６，７９５，２２９号、第６，８０６，９９５号、第６，８２９，０７８号、第６，８３３，１７７号、第６，８５０，３５５号、第６，８６５，０１２号、第６，８７０，６６２号、第６，８８５，４９５号、第６，９０６，７７９号、第６，９３０，８１８号、第６，９３３，０９８号、第６，９４７，２０２号、第６，９８７，６０５号、第７，０４６，２２８号、第７，０７２，０９５号、第７，０７９，３０３号、第７，１４１，２７９号、第７，１５６，９４５号、第７，２０５，３５５号、第７，２３３，４２９号、第７，２６１，９２０号、第７，２７１，９４７号、第７，３０４，７８０号、第７，３０７，７７８号、第７，３２７，３４６号、第７，３４７，９５７号、第７，４７０，３８６号、第７，５０４，０５０号、第７，５８０，１８０号、第７，７１５，０８７号、第７，７６７，１２６号、第７，８８０，９５８号、第８，００２，９４８号、第８，１５４，７９０号、第８，１６９，６９０号、第８，４４１，４３２号、第８，５８２，１９７号、第８，８９１，１５６号、第９，２７９，９０６号、第９，２９１，８７２号、および第９，３８８，３０７号、ならびに米国特許出願公開第２００３／０１７５４８０号、第２００３／０１７５４８１号、第２００３／０１７９４３７号、第２００３／０２０３１０１号、第２０１３／０３２１７４４号、第２０１４／００５０８１４号、第２０１５／００８５３４５号、第２０１６／００５９４４２号、第２０１６／０００４１３６号、および第２０１６／００５９６１７号参照）
（ｄ） マイクロセルを充填およびシールするための方法（例えば、米国特許第７，１４４，９４２号および第７，７１５，０８８号参照）
（ｅ） 電気光学材料を含有するフィルムおよびサブアセンブリ（例えば、米国特許第６，９８２，１７８号および第７，８３９，５６４号参照）
（ｆ） バックプレーン、接着剤層、および、他の補助層、ならびに、ディスプレイにおいて使用される方法（例えば、米国特許第７，１１６，３１８号および第７，５３５，６２４号参照）
（ｇ） 色形成および色調節（例えば、米国特許第７，０７５，５０２号および第７，８３９，５６４号参照）
（ｈ） ディスプレイを駆動するための方法（例えば、米国特許第７，０１２，６００号および第７，４５３，４４５号参照）
（ｉ） ディスプレイの用途（例えば、米国特許第７，３１２，７８４号および第８，００９，３４８号参照）

【0005】

前述の特許および出願の多くは、カプセル化電気泳動媒体内の離散マイクロカプセルを囲む壁が、連続相と置換され、したがって、いわゆるポリマー分散電気泳動ディスプレイを生産し得、ポリマー分散電気泳動ディスプレイにおいて、電気泳動媒体は、電気泳動流体の複数の離散液滴と、ポリマー材料の連続相とを備え、そのようなポリマー分散電気泳動ディスプレイ内の電気泳動流体の離散液滴が、いかなる離散カプセル膜も各個々の液滴と関連付けられない場合でも、カプセルまたはマイクロカプセルと見なされ得ることを認識する（例えば、前述の米国特許第６，８６６，７６０号参照）。故に、本願の目的のために、そのようなポリマー分散電気泳動媒体は、カプセル化電気泳動媒体の亜種と見なされる。

【0006】

電気泳動媒体は、多くの場合、（例えば、多くの電気泳動媒体では、ディスプレイを通した可視光の透過を粒子が実質的に遮断するため）不透明であり、反射モードで動作するが、多くの電気泳動ディスプレイは、１つのディスプレイ状態が実質的に不透明でありかつ１つが光透過性であるいわゆる「シャッタ」モードで動作するように作製されることができる（例えば、米国特許第５，８７２，５５２号、第６，１３０，７７４号、第６，１４４，３６１号、第６，１７２，７９８号、第６，２７１，８２３号、第６，２２５，９７１号、および第６，１８４，８５６号参照）。電気泳動ディスプレイと類似するが電場強度の変動に依拠する誘電泳動ディスプレイは、類似するモードで動作することができる（米国特許第４，４１８，３４６号参照）。他のタイプの電気光学ディスプレイもまた、シャッタモードで動作することが可能であり得る。シャッタモードで動作する電気光学媒体は、フルカラーディスプレイのための多層構造において有用であり得、そのような構造では、ディスプレイの視認面に隣接する少なくとも１つの層は、シャッタモードで動作し、視認面からより遠くにある第２の層を暴露または隠蔽する。

【0007】

カプセル化された電気泳動ディスプレイは、典型的には、従来の電気泳動デバイスのクラスタ化および沈降故障モードに悩まされることがなく、さらなる利点（例えば、多種多様な可撓性および剛性を有する基板上にディスプレイを印刷またはコーティングする能力）を提供する。（単語「印刷」の使用は、あらゆる形態の印刷およびコーティングを含むことを意図され、前計量コーティング（例えば、パッチダイコーティング、スロットまたは押出コーティング、スライドまたはカスケードコーティング、カーテンコーティング）、ロールコーティング（例えば、ナイフオーバーロールコーティング、フォワードおよびリバースロールコーティング、グラビアコーティング）、浸漬コーティング、スプレーコーティング、メニスカスコーティング、スピンコーティング、ブラシコーティング、エアナイフコーティング、シルクスクリーン印刷プロセス、静電印刷プロセス、熱印刷プロセス、インクジェット印刷プロセス、電気泳動堆積（米国特許第７，３３９，７１５号参照）、ならびに他の類似する技術を含むが、これらに限定されない。）したがって、結果として生じるディスプレイは、可撓性であり得る。さらに、ディスプレイ媒体は（種々の方法を使用して）印刷され得るため、ディスプレイ自体は、安価に作製されることができる。

【0008】

電気泳動媒体の性能における１つの重要な要因は、流体（時として、文献では、「懸濁流体」、「分散流体」、「誘電流体」、または、時として非論理的に、「溶媒」もしくは「溶媒混合物」とも称される）の選択肢である。主な難点は、そのような流体に関する望ましい基準の数、および、基準の全てを同時に満たすことの難点である。そのような基準の中でもとりわけ、以下が挙げられる。
ａ） 印加される電場内における荷電粒子の高速移動を可能にするための低粘度
ｂ） 荷電粒子が高電場を被り、したがって、可能な限り急速に移動することを可能にするための低誘電定数
ｃ） 例えば、特に屋外で使用される場合に媒体が暴露され得る放射線と、流体中に溶解し得るガス（特に、酸素）とに対する化学的安定性
ｄ） 多種多様な電気泳動粒子および流体中に存在する他の成分（例えば、電荷制御剤）との化学的親和性
ｅ） 電気泳動媒体をカプセル化するために使用される壁材料および／または電気泳動媒体を囲む連続相材料との化学的親和性
ｆ） 多くの電気泳動粒子の挙動が流体中に存在する微量の水によっても影響されるため、低吸水性
ｇ） 多くの場合、比較的に高密度な金属酸化物顔料である電気泳動粒子が流体に沈降する傾向を低減させるための高密度
ｈ） 媒体を通して流動する電流を低減させ、故に、電力消費を低減させるための高電気抵抗率

【0009】

付加的基準が、マイクロセルにおいて使用するために意図される電気泳動媒体に適用される。マイクロセルセルディスプレイ（上記の副段落５（ｃ）に列挙された特許および出願参照）は、典型的には、一連の陥凹を基板内に形成することと、電気泳動媒体をこれらのセルの中に充填することと、充填されたセルにわたってシール層を形成することとを含む、いわゆる「充填およびシール」プロセスによって生産される。セルが、（セル内の気泡を回避するため）媒体で完全に充填されるが、過度に充填されないことが不可欠である（これは、シール層をセル壁に固着させる際に難点を生じさせる）ため、流体は、低蒸気圧を有し、セルの充填の間、蒸発を低減させるべきである。（流体蒸発に関するこの問題は、類似組成物の他の用途（例えば、非カプセル化単回使用トナー組成物が使用中に有意な流体蒸発に耐え得る電子写真用トナー）では、殆ど懸念されないことに留意されたい。）また、流体の性質は、付随の図面の図１に図示される「たるみ」として知られる問題を最小限にするように選定されることが望ましい。図１は、充填されたマイクロセル媒体（概して、１００として指定される）を通した概略断面図であり、充填されたマイクロセル媒体は、基板１０２を備え、基部１０４とセル壁１０６とを有する一連のマイクロセルが、基板１０２上に形成され、セルが、電気泳動媒体１０８で充填される。セルは、シール層１１０によってシールされる。図１に図示されるように、セルの幅は、隣接するセル壁１０６間にシール層１１０の実質的に支持されていない「区域」（ｒｕｎ）が存在するように、セル壁１０６の高さを実質的に上回り、電気泳動媒体１０８およびシール層１１０の機械的性質に応じて、各セルの中心部における電気泳動媒体の深度がセル壁１０６の高さ未満であるように、シール層１１０が各セルの中心部において「たるむ」傾向が存在する。過剰なたるみは、シール層の破損または亀裂、影響を受けたセルからの流体の結果として生じる損失、および切り替えの妨害または不存在につながり得る。中程度のたるみは、シール層の表面粗度につながり得、光散乱に起因する関連付けられた光学問題を伴い、また、典型的には、シール層をバックプレーンまたは他の電極構造に取り付けるために使用されるもの等の積層プロセスの間、空隙作成に関する問題を生じさせ得る。

【0010】

電気泳動媒体において使用するための流体の選択肢に関する前述の問題は、文献において頻繁に認められているが、解決にはほど遠い。多くの場合、先行技術は、最適流体に関する指針を伴わずに、可能性として考えられる流体の冗長な一覧を記載し、流体の性質の任意の例示が提供されないため、明らかに、新しい電気泳動媒体毎に流体を最適化することを読者に委ねている。

【0011】

例えば、米国特許第５，４５３，１２１号は、「インクジェット」用のインク組成物を説明しており、液体は、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、塩素溶媒、ポリシロキサン、またはそれらの混合物から成る群から選択される、あるいは、オリーブ油、紅花油、ヒマワリ油、大豆油、および亜麻仁油、またはそれらの混合物から成る群から選択される植物油である。これらの溶媒は、非常にわずかな溶媒を用いて液滴形成を可能にするように選定されるが、議論される液体の唯一の関連する物理的性質は、それらの電気抵抗である。

【0012】

米国特許第５，４５７，００２号は、電子写真において使用されるためのトナーのための担体流体を説明しており、低揮発度および低粘度が、Ｃ_９−Ｃ_１１αオレフィンの三量体を使用して取得され得ることを報告している。これらの材料は、それらの比較的に高粘度（４０℃において、〜約２０センチストーク）のため、電気泳動ディスプレイにおいて使用するためには適切ではない。

【0013】

米国特許第５，４１１，６５６号は、立体的に歪んだアルケン５−エチリデン−２−ノルボルネン（ＣＡＳ番号１６２１９−７５−３）を含有する電気泳動媒体を説明している。しかしながら、この化合物は、わずかな割合でのみ流体中に存在し、主要流体としてではなく塩素ガス吸収のための添加剤として意図される。

【0014】

米国特許第７，０７９，３０５号およびＥ Ｉｎｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのその他は、カプセル化された電気泳動媒体のための適切な溶媒が、低誘電定数、高体積抵抗率、低粘度（５センチストーク未満）、低毒性、低水溶解度、高比重、高沸点、および低屈折率、ならびに、電気泳動粒子との密度整合および化学的親和性を有するべきであることを教示しており、「有機溶媒（例えば、ハロゲン化有機溶媒、飽和線形または分岐鎖炭化水素、シリコーン油、および低分子量ハロゲン含有ポリマー）は、いくつかの有用な懸濁流体である」と述べている。米国特許第７，０７９，３０５号の第１５欄６５行〜第１６欄２７行は、脂肪族および芳香族炭化水素、ハロカーボン、シリコーン、ならびにハロゲン化オリゴマーおよびポリマーを含む可能性のある流体の長い一覧を含有する。

【0015】

米国特許第７，５４５，５５７号は、化学的不活性、粒子との密度整合、粒子との化学的親和性、低誘電定数、および低粘度（例えば、０．５〜５センチストーク）を有する流体を備える、電気泳動媒体を説明している。推定上これらの基準を満たす溶媒は、本明細書に説明されるように、飽和線形または分岐鎖炭化水素、シリコーン油、および低ＭＷハロゲン化ポリマーを含む。具体的な好ましい流体に関する指針は、提供されていない。

【0016】

米国特許第７，６７９，８１４号は、可変透過率電気泳動媒体内の低減されたヘイズのための部分的に水素化された芳香族炭化水素およびテルペンの混合物の使用を説明している。

【0017】

米国特許第８，７８６，９３５号は、電気泳動ディスプレイのための流体が、好ましくは、低粘度および低誘電定数を有することを教示し、炭化水素（例えば、Ｉｓｏｐａｒ、デカリン、５−エチリデン−２−ノルボルネン、パラフィン油）、シリコーン油、芳香族炭化水素（トルエン、アルキルナフタレンを含む）、およびハロゲン化溶媒（例えば、Ｈａｌｏｃａｒｂｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｃｏｒｐからのハロカーボン油または３Ｍ ＣｏｍｐａｎｙからのＦＣ−４３）を列挙している。本特許は、このかなり冗長なリストから最適な溶媒を選択する方法に関する指針を与えていない。

【0018】

米国特許第８，６７０，１７４号は、ハイライトまたはマルチカラー電気泳動ディスプレイにおいて使用するための非極性溶媒を説明しており、米国特許第５，５８２，７００号および第７，９４０，４５０号と本質的に同一の文言を使用して、適切な溶媒が、「Ｃ_１−３０アルカン、Ｃ_２−３０アルケン、Ｃ_３−３０アルキン、Ｃ_３−３０アルデヒド、Ｃ_３−３０ケトン、Ｃ_２−３０エーテル、Ｃ_２−３０エステル、Ｃ_３−３０チオエステル、テルペン、Ｃ_２−３０オルガノシラン、Ｃ_２−３０オルガノシロキサンなどを含み得、そのような非極性溶媒が、単独で、または組み合わせて、使用され得る」と述べている。再び、最適な流体をこの長い一覧から選択する方法に関する指針は、提供されていない。

【0019】

米国特許第７，３９０，９０１号および第８，３６１，６２０号は、高比重と、不活性と、湿度に対して鈍感と、低誘電定数と、低粘度と、低蒸気圧とを含むハロゲン化流体の具体的な利点について議論している。これらの流体は、ハロゲン化保護ポリマーまたはフッ素化色素を伴う粒子に有用である。しかしながら、ハロゲン化流体の使用は、ハロゲン化補助材料（例えば、電荷制御剤）の使用を要求する傾向にあり、使用され得る電気泳動粒子のタイプを制限し、これは、フルカラーディスプレイにおいて特に問題である。

【0020】

米国特許第９，３４１，９１５号は、イソパラフィンの混合物中に分散される荷電顔料粒子を備える電気泳動流体を説明し、混合物は、８、９、および１０個の炭素原子を有するイソパラフィンを含み、８個未満の炭素原子を有するイソパラフィンおよび１０個を上回る炭素原子を有するイソパラフィンの総パーセンテージは、混合物の０％を上回り、かつ２０％未満である。

【0021】

実験的に、Ｉｓｏｐａｒ Ｅは、カプセル化された電気泳動ディスプレイにおいて良好な結果を与えるが、高流体損失およびたるみに起因して、マイクロセルディスプレイにおいて不良な結果を与えることが見出されている。Ｉｓｏｐａｒ Ｅより低い蒸気圧を有するＩｓｏｐａｒ Ｇは、より少ない流体損失およびより少ないたるみをもたらすが、Ｉｓｏｐａｒ Ｇのより高い粘度は、より低速の切り替え速さをもたらす。

【0022】

現在、限定された種類のＣ_９流体が、マイクロセル電気泳動ディスプレイにおいて、低流体損失および低いたるみを伴う優れた結果を与えることが見出されている。これらの流体はまた、他のタイプの電気泳動媒体においても有用であり得る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0023】

【特許文献1】米国特許第５，９６１，８０４号明細書

【特許文献2】米国特許出願公開第２００３／００４８５２２号明細書

【特許文献3】米国特許第６，９２２，２７６号明細書

【特許文献4】米国特許第６，６７２，９２１号明細書

【特許文献5】米国特許第７，１４４，９４２号明細書

【特許文献6】米国特許第６，９８２，１７８号明細書

【特許文献7】米国特許第７，１１６，３１８号明細書

【特許文献8】米国特許第７，０７５，５０２号明細書

【特許文献9】米国特許第７，０１２，６００号明細書

【特許文献10】米国特許第７，３１２，７８４号明細書

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0024】

故に、本発明は、流体中に配置される複数の荷電粒子を備える電気泳動媒体を提供し、流体は、モノ不飽和ノネン、ノナン、およびメチルオクタンから成る群から選択される少なくとも約７５重量パーセントの炭化水素を含む。

【0025】

本発明の電気泳動媒体内に存在する流体は、少なくとも約９０重量パーセント、好ましくは、少なくとも約９５重量パーセントの規定された炭化水素を備えてもよい。好ましい実施形態では、流体は、本質的に、規定された炭化水素から成ってもよい。流体は、例えば、「トリプロピレン」（ノネンの種々の異性体の混合物を含む商業用材料）、メチルオクテン、ジメチルヘプテン、ノナ−２−エン、およびノナン（すなわち、ｎ−ノナン、およびメチルオクタン）のうちの任意の１つまたは複数のものを含んでもよい。

【0026】

すでに示されたように、本発明の電気泳動媒体は、特に、マイクロセルディスプレイにおいて使用するために意図される。このようなマイクロセルディスプレイは、基板に形成される複数の空洞と、空洞の開放端を閉鎖するシール層とを備え、空洞は、本発明の電気泳動媒体で充填される。しかしながら、本発明の電気泳動媒体は、カプセル化媒体および非カプセル化媒体の両方の他のタイプにおいて使用されてもよい。したがって、本発明は、本発明の電気泳動媒体の層と、電気泳動媒体の層に隣接して配置され、電場をそこに印加するように配列される少なくとも１つの電極とを備える電気泳動ディスプレイに拡張される。典型的には、このような電気泳動ディスプレイは、電気泳動材料の層の対向側上に配置される少なくとも２つの電極を有する。電気泳動媒体の層は、カプセル化されない、または、カプセル化されてもよい。前述のように、マイクロセル媒体に加え、カプセル化媒体は、複数のカプセルを備える媒体を含み、複数のカプセルの各々のそれ自体が、荷電粒子を流体中に含有する内相と、内相を囲むカプセル壁とを備える。典型的には、カプセル自体は、ポリマー結合剤内に保持され、コヒーレント層を形成する。電気泳動媒体の層はまた、上記に説明されるポリマー分散タイプであってもよく、荷電粒子および流体は、ポリマー材料の連続相によって囲まれる複数の離散液滴として存在する。

【0027】

本発明の電気泳動媒体において使用される（電気的な）荷電粒子は、例えば、前述のＥ ＩｎｋおよびＭＩＴの特許および出願に説明された先行技術の電気泳動媒体において使用されるタイプのいずれかであってもよい。したがって、例えば、電気泳動媒体は、単一タイプの荷電粒子のみを備えてもよい。代替的には、電気泳動媒体は、反対極性の電荷を担持する２つのタイプの粒子を備えてもよい。フルカラーディスプレイは、２つ以上のタイプの荷電粒子を含有してもよい（例えば、全て異なる色を有する６つの異なるタイプの荷電粒子を含有する電気泳動媒体を説明する米国特許第９，９２２，６０３号参照）。典型的には、荷電粒子は、例えば、米国特許第６，８２２，７８２号および第９，６８８，８５９号に説明されるように、ポリマーコーティングを担持する。

【0028】

本発明の電気泳動媒体はまた、先行技術の電気泳動媒体において使用された種々の添加剤を含有してもよい。典型的には、電気泳動媒体は、粒子上の電荷を制御することに役立つ電荷制御剤を含有する。媒体はまた、ポリマーを流体中に含有し、媒体の双安定性を増加させてもよい（米国特許第７，１７０，６７０号参照）。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】すでに示されたように、付随の図面の図１は、先行技術の充填されたマイクロセル媒体を通した概略断面図である。

【0030】

【図2】図２は、２０℃におけるその粘度に対する８７℃における種々の炭化水素の蒸気圧をプロットするグラフである。

【0031】

【図3】図３は、図２に類似するが、同一温度におけるその粘度に対する２０℃における種々の商業用溶媒の蒸気圧をプロットするグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0032】

上記に示されるように、本発明は、流体中に配置される複数の荷電粒子を備える電気泳動媒体を提供し、流体は、モノ不飽和ノネン、ノナン、およびメチルオクタンから成る群から選択される、少なくとも約７５重量パーセントの炭化水素を含む。この比較的に狭い種類の炭化水素流体は、低伝導性と低粘度と低蒸気圧とのほぼ理想的な組み合わせを提供することが見出されている。これらの流体は、蒸気圧および粘度の両方に対して、先行技術に説明される電気泳動流体に優る予期しない改良を与えるように選定され、特に、充填およびシールプロセスによって生産されるマイクロセル媒体内の流体のための良好な選択肢である。

【0033】

すでに示されたように、マイクロセル電気泳動ディスプレイにおいて使用するための流体は、低伝導性、低粘度、および低蒸気圧を保有する必要がある。低伝導性は、炭化水素流体を使用して確実にされることができる。しかしながら、蒸気圧および粘度は、大部分の液体に関して逆の相関関係があるため、適切な流体の選択は、常時、これらの性質の間のいくつかのトレードオフを伴う。付随の図面の図２は、いくつかの一般的な炭化水素流体に関する、８７℃における蒸気圧に対する２０℃における粘度に関して計算された値をプロットすることによって、潜在的なトレードオフを示す。アルケンは、線形と分岐鎖（ジメチル）と環状炭化水素とを含む他の種類の炭化水素より良好な蒸気圧−粘度の関係を示すことに留意されたい。モノメチル置換線形アルカンもまた、いくつかの利点を示す。

【0034】

図３は、図２のものに類似するプロットであるが、同一温度におけるその粘度に対する２０℃における種々の商業用炭化水素溶媒の蒸気圧を比較する。一般に使用される電気泳動懸濁流体は、Ｉｓｏｐａｒ Ｇ、Ｉｓｏｐａｒ Ｅ、およびＩｓａｎｅ ＩＰ１４０（分岐鎖Ｃ_９炭化水素の混合物）である。Ｉｓａｎｅ ＩＰ１４０は、Ｉｓｏｐａｒ ＥとＩｓｏｐａｒ Ｇとの間の中間の蒸気圧−粘度の挙動を与える。トリプロピレンは、Ｉｓａｎｅ ＩＰ１４０よりさらに良好な粘度−蒸気圧の関係を有し、したがって、マイクロセル媒体の充填およびシールにおいて使用するためのより優れた溶媒であることが予測される。これは、Ｉｓａｎｅ ＩＰ１４０より低い蒸気圧およびより低い粘度を有する。

【0035】

図２および図３から、トリプロピレン、メチルオクテン、ジメチルヘプテン、ノナ−１−エンなどを含むノネン溶媒の前述で規定された群が、電気泳動流体に関する良好な選択肢であることが予期され得る。２つの他の溶媒（すなわち、ｎ−ノナンおよびメチルオクタン）が、本発明の一部として含まれる。

【0036】

前述から、本発明は、低粘度流体による優れた切り替え速さと流体の低蒸気圧による改良された製造可能性とを伴う電気泳動媒体を提供することができることが分かる。本発明は、主に、マイクロセル媒体のその用途において説明されたが、本発明において使用される流体によって提供される性質の有利な組み合わせは、他のタイプの電気泳動媒体においても有用である。
例えば、本発明は、以下の項目を提供する。
（項目１）
流体中に配置される複数の荷電粒子を備える電気泳動媒体であって、前記流体は、少なくとも７５重量パーセントの炭化水素を含み、前記炭化水素は、モノ不飽和ノネン、ノナン、および、メチルオクタンから成る群から選択される、電気泳動媒体。
（項目２）
前記流体は、少なくとも９０重量パーセントの前記規定された炭化水素を含む、項目１に記載の電気泳動媒体。
（項目３）
前記流体は、少なくとも９５重量パーセントの前記規定された炭化水素を含む、項目２に記載の電気泳動媒体。
（項目４）
前記流体は、少なくとも７５重量パーセントのメチルオクテン、ジメチルヘプテン、ノナ−２−エン、ｎ−ノナン、および、メチルオクタンのうちの任意の１つまたは複数のものを含む、項目１に記載の電気泳動媒体。
（項目５）
反対極性の電荷を担持する少なくとも２つのタイプの粒子を備える、項目１に記載の電気泳動媒体。
（項目６）
その中に形成される複数の空洞を有する基板と、前記空洞の開放端を閉鎖するシール層とを備えるマイクロセル電気泳動媒体であって、前記空洞は、項目１に記載の電気泳動媒体で充填される、マイクロセル電気泳動媒体。
（項目７）
電気泳動ディスプレイであって、前記電気泳動ディスプレイは、電気泳動媒体の層と、前記電気泳動媒体の層に隣接して配置され、電場をそこに印加するように配列される少なくとも１つの電極とを備え、前記電気泳動媒体は、項目１に記載の電気泳動媒体である、電気泳動ディスプレイ。
（項目８）
前記電気泳動媒体は、複数のカプセルまたはマイクロセル内に閉じ込められる、項目７に記載の電気泳動ディスプレイ。
（項目９）
前記カプセルは、ポリマー結合剤内に保持され、コヒーレント層を形成する、項目８に記載の電気泳動ディスプレイ。
（項目１０）
前記電気泳動媒体は、ポリマー材料の連続相によって囲まれる複数の離散液滴として存在する、項目７に記載の電気泳動ディスプレイ。

【図1】

【図2】

【図3】