CN100430811C - 电泳显示板、电泳显示装置及电泳显示板的制造方法 - Google Patents

Abstract

提供在电极基板上可更容易地形成微囊体彼此之间密接的电泳层而可以显示精细的图像的电泳显示板。本发明的电泳显示板，具备：基板(10)；和电泳层，其被成膜在基板(10)上，包括封入有电泳分散液(34)的多个微囊体(35)、和相互结合微囊体(35)的粘合剂(36)，所述电泳分散液至少含有一种电泳粒子(31)；并形成为，基板(10)、微囊体(35)及粘合剂(36)的每一个亲和性的程度以微囊体(35)、粘合剂(36)及基板(10)的顺序依次增加。

Description

电泳显示板、电泳显示装置及电泳显示板的制造方法

技术领域

本发明涉及将电场中的带电粒子的移动利用于信息显示的电泳显示装置及其制造方法等。

背景技术

电泳显示装置概略构成为，在像素电极基板和共通电极基板之间设置有电泳层的结构。电泳层包括：被着色的一种以上的电泳粒子、和可使该电泳粒子移动的液相分散介质，并且被密封在两个基板之间。并且，若在像素电极基板的各个像素电极和共通电极基板之间施加与二维图像信息相对应的像素信号(电压)，则根据像素信号的电平设定电泳粒子的位置，形成图像。

如上所述，电泳粒子在分散介质中移动，但若倾斜电泳显示装置，则会产生电泳粒子的偏置(偏心)。为了防止该现象，由间隔部件区划电泳层，或由壁材包围多个电泳粒子和分散介质使其微囊体(microcapsule)化。例如，在专利文献1中示出了使电泳显示装置的电泳层微囊体化而形成的例子。

在由微囊体形成电泳层的情况下，为了形成细密的图像，需要微囊体无间隙地被涂敷在基板上，在微囊体相互间密接的状态下形成无间隙的成膜。

但是，在基于现有的微囊体的电泳层的形成方法中，在基板上涂敷并干燥分散有微囊体的液体(分散液)，因此在微囊体相互间容易产生间隙。难以进行防止这些情况的分散液的微囊体的浓度调整或涂工。

在此，考虑到以下情况：预先涂敷分散液，以使电泳层成为厚膜，通过由两个电极基板夹持它们而在内部压入微囊体层，使微囊体相互间密接。但如上所述进行，则在微囊体层中容易产生残留应力(恢复力)，在电泳层和电极基板之间容易产生剥离或变形。在大面积的大型基板中整体的加压(夹持)本身难以实现。另外，若分散液固化则难以变形，因此在分散液干燥之前需要粘贴电极基板。

专利文献1：美国专利第5961804号

发明内容

因此，本发明的目的在于提供在电极基板上形成微囊体彼此密接的电泳层而可显示精细的图像的电泳显示板(sheet)和电泳显示装置。

另外，本发明的目的在于提供可以更容易地在电极基板上形成微囊体彼此密接的电泳层的电泳显示板和电泳显示装置的制造方法。

为了达到上述目的，本发明的电泳显示板，具备：基板；和成膜在所述基板上的电泳层，其包括，封入至少含有一种电泳粒子的电泳分散介质的多个微囊体、和将该微囊体相互结合的粘合剂；并且形成为，所述基板、所述微囊体及所述粘合剂的各个亲和性的程度以该微囊体、该粘合剂及该基板的顺序增加。

在此，电泳显示板，在基板上形成电泳层。另外，所述亲和性，通过所述基板和基准液体之间的接触角、所述微囊体和所述基准液体之间的接触角、及所述粘合剂和所述基准液体之间的接触角来决定。基准液体为例如水，但并不限定于此，可以适当地选择。

根据上述构成，设绕在微囊体的周围的粘合剂沿着基板扩大，则此时按照使微囊体沿着该基板扩大的方式发挥作用。通过各个微囊体在基板上扩大，微囊体相互之间密接，可以得到在微囊体相互之间持有无间隙的电泳层的电泳显示板。由此，得到可形成细密的图像的电泳显示装置。

另外，本发明的电泳显示板，具备：基板；和电泳层，其被成膜在所述基板上，并且包括封入有电泳分散介质的多个微囊体、和将该微囊体相互结合的粘合剂，所述电泳分散介质至少包括一种电泳粒子；设定为，所述粘合剂和所述基板相互之间的亲和性及所述粘合剂和所述微囊体相互之间的亲和性比所述微囊体和所述基板相互之间的亲和性高。

根据上述构成，设绕在微囊体的周围的具有亲和性的粘合剂沿着基板扩大，则此时按照使微囊体沿着基板扩大的方式发挥作用。通过各个微囊体在基板上扩大，微囊体相互之间接触，可以得到在微囊体相互之间持有无间隙的电泳层的电泳显示板。由此，得到可形成细密的图像的电泳显示装置。

优选，所述电泳层具有通过所述粘合剂的亲和性而使得各个微囊体相互之间密接的平面结构。由此微囊体相互之间密接而可进一步得到持有无间隙的电泳层的电泳显示板。

优选，所述粘合剂含有例如水溶性的树脂。由此，由于显著提高例如水溶性的微囊体壁材和该粘合剂的亲和性，因此该粘合剂在所述基板上扩大之时，通过该粘合剂的润湿性而该微囊体也扩大，被固定在该基板上。

优选，所述微囊体的壁材含有水溶性的树脂。由此，显著提高该微囊体和例如含有水溶性的树脂的粘合剂及基板的亲和性。该粘合剂在基板上扩大之时，通过该粘合剂的表面张力而该微囊体也扩大，被固定在该基板上。

另外，本发明的电泳显示装置，具备：第一及第二基板，其被相互相对地配置，并在相对的各个面上分别形成电极；和电泳层，其被成膜在所述第一基板上，包括封入有电泳分散介质的多个微囊体、和相互结合该微囊体的粘合剂，所述电泳分散介质至少含有一种电泳粒子；并形成为，所述第一基板、所述微囊体及所述粘合剂的每一个亲和性的程度以该微囊体、该粘合剂及该第一基板的顺序依次增加。

根据上述构成，设绕在微囊体的周围的粘合剂沿着第一基板扩大，则此时按照使微囊体沿着第一基板扩大的方式发挥作用。通过各个微囊体在第一基板上扩大，微囊体相互之间密接，在微囊体相互之间得到无间隙的电泳层。由此，得到可形成细密的图像的电泳显示装置。

另外，本发明的电泳显示板的制造方法，其特征在于，包括：在相对基准液体为第一接触角的基板上，涂敷相对所述基准液体为第三接触角的多个微囊体和相对所述基准液体为第二接触角的粘合剂的混合液的工序；和对涂敷有所述混合液的所述基板进行干燥，并形成含有所述多个微囊体的电泳层的工序；当设所述第一接触角为θ1，所述第二接触角为θ2，所述第三接触角为θ3时，具有θ3＞θ2＞θ1的关系。

优选，在涂敷所述混合液之前，包括对所述基板进行亲液处理的工序。

优选，对所述基板的亲液处理，包括等离子体处理或臭氧处理。

根据上述构成，可以在基板上形成各个微囊体相互密接的电泳层。抑制显示不均而得到高对比度的电泳显示板(电泳显示装置)。另外，不像以往那样在基板之间施加外压，因此不会因微囊体的残留应力(或恢复力)而在基板之间产生剥离或变形。

附图说明

图1是表示本发明的电泳显示装置的实施方式的纵剖面图。

图2是用于说明图1所示的电泳显示装置的制造方法的工序图。

图3是用于说明本发明的电泳显示装置的实施例的作用的说明图。

图4是用于说明本发明的电泳显示装置的电泳层的状态的说明图。

图5是用于说明本发明的电泳显示装置的制造方法的材料的特性(接触角)的说明图。

图6是表示可使用本发明的电泳显示装置的电子设备的例子的图。

图7是表示可使用本发明的电泳显示装置的电子设备的例子的图。

图8是表示作为比较例的电泳显示装置的纵剖面图。

图中：

1-本发明的电泳显示装置，10-共通电极基板，11-基板，12-共通电极，20-像素电极基板，21-基板，22-像素电极电路层，30-电泳层，31-电泳粒子，32-液相分散介质，33-壁材，34-电泳分散液，35-微囊体，36-粘合剂(binder)，41-粘接剂。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(电泳显示板/电泳显示装置)

图1是表示本发明的电泳显示装置的实施方式的纵剖面图。

在该实施例中，作为基板的共通电极基板10和在该基板上形成的电泳层30构成电泳显示板，但也可以在像素电极基板20上形成电泳层30，将它们作为电泳显示板。此时，将共通电极基板10和像素电极基板20替换也能得到相同的结果。

电泳显示装置1，具备：在基板11上形成共通电极12的共通电极基板10；在该基板上如后述那样利用粘合剂36的表面张力形成含有电泳粒子31的微囊体35的电泳层30；形成含有多个驱动元件、和多根布线等的像素电极电路层22而构成的像素电极基板20，其中，所述多个驱动元件分别驱动在基板21上以矩阵状排列的多个像素电极和各个像素。共通电极基板10和像素电极基板20，以夹持电泳层30的方式相互被相对配置。在本实施例中，由于以石垣状或瓦片(tile)状尽可能无间隙地填充电泳层30的微囊体35彼此之间，因此，控制(或设定)例如微囊体35、粘合剂36、共通电极基板10的亲和性。

例如，当水作为衡量各个材料或各个基板的亲和性的基准液时，微囊体35、粘合剂36、共通电极基板10，相对水分别具有亲和性，并且按照微囊体35、粘合剂36、共通电极基板10的顺序增加相对水的亲和性的程度的方式选定各个材料或基板。或以设粘合剂36和共通电极基板10的相互间的亲和性、及粘合剂36和微囊体35相互间的亲和性大于微囊体35和共通电极基板10相互间的亲和性的方式选定材料/基板。

在此，所谓的亲和性大，意味着相对基准液体的接触角的差小。例如，当基板和微囊体35(严格地讲是微囊体35的构成要素即壁材33)的亲和性大时，意味着水和基板之间的接触角(A)、与水和壁材33之间的接触角(B)之间的差(A-B)小。另外，当微囊体35和粘合剂36的亲和性大时，意味着水和壁材33之间的接触角、与水和粘合剂36之间的接触角的差小。

共通电极基板10，在基板11上以层状形成共通电极12。

像素电极基板20，在基板21上以层状形成含有与像素数目相对应的矩阵状的像素电极或有源元件的像素电极电路层22。

像素电极电路层22，优选：该像素或一部分布线为ITO等的透明电极膜，驱动元件为TFT(薄膜晶体管)等的有源元件。

上述电极基板所使用的基板11及21，将例如玻璃或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等板状的塑料材料作为原料。另外，其厚度(平均)分别通过构成材料、用途等来适宜设定，并不特别限定。例如，在作为具有可挠性的基板的情况下，厚度优选为20～500μm左右，更优选为25～250μm左右。由此能够谋求电泳显示装置1的柔软性和强度之间的调和，并且谋求电泳显示装置1的小型化(特别是薄型化)。

共通电极12，是以ITO或Zno等作为材料的、具有光透过性的电极，优选为实际上透明(无色透明、有色透明或半透明)的电极。由此，可通过目视容易地识别后述的电泳分散液32中的电泳粒子31的状态、即电泳显示装置1所显示的信息(图像)。另外，其厚度(平均)通过构成材料、用途等来适宜设定，并不特别限定，但优选为0.05～10μm左右，更优选为0.05～5μm左右。

由于相对共通电极基板10，确保与后述的粘合剂36或微囊体35(壁材33)的亲和性，因此优选进行等离子体照射、臭氧照射等的亲液处理。此外，在基板原本就具有所希望的亲和性的情况下，不需要特意地进行亲液处理。

电泳层30，以单层(不在厚度方向上重叠，且依次一个)成膜在共通电极基板10上，以便多个微囊体35经由粘合剂36相互无间隔地纵横排列。由此电泳显示装置1进一步发挥更良好的显示性能。

该微囊体35，由壁材33包围电泳分散液34而构成。作为壁材33的构成材料，例如可以使用具有水溶性的特性的材料。例如，可列举：阿拉伯树胶和明胶的复合材料、尿烷系列树脂、三聚氰胺系列树脂等各种树脂材料，可以使用这些材料中一种或两种以上的组合。

这些微囊体35，其大小优选为大致均匀。由此，电泳显示装置1能够发挥使显示均质化且良好的显示性能。

电泳分散液34，至少将一种电泳粒子31通过搅拌等分散方法分散(悬浮)到液相分散介质32中得到。

如果电泳粒子31是，具有带电性，通过电场作用，而可在液相分散介质32中进行电泳的粒子，则并不特别限定，但氧化钛等颜料粒子、丙烯系列树脂等的树脂粒子或这些复合粒子中的至少一种被适当使用。

电泳粒子31的平均粒径(体积平均粒子直径)优选为0.1～10μm左右，更优选为0.1～7.5μm左右。若电泳粒子31的平均粒径过小，则主要在可视光区域中不能得到充分的隐蔽率，其结果，电泳显示装置1的显示对比度下降。另一方面，若电泳粒子31的平均粒径过大，则根据其种类等，在液相分散介质32中容易沉积，会有电泳显示装置1的显示品质的劣化等。

作为液相分散介质32，适宜使用十二烷苯(ドデシルベンゼン)等、具有较高的绝缘性的分散介质。

另外，也可以在液相分散介质32(电泳分散液34)中，根据需要添加例如钛系列偶合剂、铝系列偶合剂等分散/电荷控制剂。

进一步，也可以在液相分散介质32中，根据需要溶解蒽醌系列染料、偶氮系列染料等的各种染料。

优选在粘合剂36中，组合使用与共通电极基板10及囊体壁材33(微囊体35)的亲和性良好且绝缘性良好的树脂材料，例如聚乙烯醇、正离子化纤维素等水溶性高分子材料中的一种或两种以上。

在本实施例中，示出了在共通电极基板10上成膜电泳层30的实施方式，但也可以在像素电极基板20上进行成膜，在该情况下在像素电极基板20上实施亲液处理。

在上述构成中，若在像素电极电路层22(的像素电极)和共通电极12之间施加电压，则在其之间产生电场，电泳粒子31通过该电场在微囊体35内移动，并显示图像。

在上述的电泳层30的形成过程中，如后述那样，利用微囊体35、粘合剂36、共通电极基板10、这些三者之间相互的亲和性。由此，通过粘合剂36的表面张力使各个微囊体35向共通电极基板10侧变形，在微囊体35相互之间进行无间隙的成膜，并由粘合剂36将该微囊体层固定在共通电极基板10上。其结果，无需如以往那样按压基板之间而使微囊体35变形，也无需担心由微囊体35的残留应力(或恢复力)引起的共通电极基板10的剥离或显示不均等的品质劣化，能进一步以简单的制造工序得到高画质的电泳显示装置1。

图4概略地示出了从上方观察实施例中的电泳层30的微囊体35的状态的例子(俯视)。微囊体35相互之间被形成为石垣状或瓦片状，判断在微囊体相互之间间隙少。

图8示出了比较例。在该图中对与图1相对应的部分附加相同的符号，省略有关部分的说明。

在比较例中，构成为，在两个基板10及20的一个基板上仅涂敷电泳层，并由两个基板夹持。因此在微囊体35的相互之间产生间隙。若与该比较例的电泳显示装置相比较，则在本实施例的构成中，由于形成电泳层的微囊体35彼此之间在相互被无间隙地填充的状态下成膜，因此可以无显示不均地显示高精度的图像。

另外，在比较例中，若如本实施例那样使微囊体的形状变化而无间隙地排列微囊体，则需要从外部按压夹持包括微囊体的电泳层30的基板彼此之间而使微囊体变形，但在本实施例中无需进行上述的步骤，因此无需担心由在按压时产生的微囊体的残留应力引起的基板的剥离或变形等，能够稳定地得到高精细的图像显示。

(制造方法)

图2是表示图1所示的电泳显示装置(电泳显示板)的制造方法的工序图。

首先，如图2(A)所示，在工序A中，在基板11上形成共通电极12，制作共通电极基板10。形成后，在共通电极基板10的电极侧基板表面上实施亲液处理。作为亲液处理，优选采用等离子体照射或臭氧照射等。可通过这些处理，使基板表面的ITO等的电极面活性化而提高润湿性。

接着，如图(B)所示，在工序B中，将由预先混合的微囊体35和粘合剂36构成的混合液，均匀地涂敷在共通电极基板10上(进一步详细而言是在共通电极12上)。作为涂敷方法，优选采用刮刀(doctor blade)法、旋涂法等。如上所述，微囊体35、粘合剂36及共通电极基板10分别具有亲和性。另外，以微囊体35、粘合剂36及共通电极基板10的顺序增加亲和性的程度的方式，选择或形成材料/基板。

如图(C)所示，在工序C中，使在工序B中均匀涂敷的微囊体35和粘合剂36的混合液，在90℃的温度下干燥10分钟左右，并在共通电极基板10上经由粘合剂36无间隙地成膜固定微囊体35。

图3是说明微囊体35在共通电极基板10上被成膜时的作用的说明图。该图(A)示出了在共通电极基板10上涂敷了微囊体35和粘合剂36的混合液的状态。如上所述，微囊体35、粘合剂36及共通电极基板10分别具有亲和性，并且以微囊体35、粘合剂36及共通电极基板10的顺序增加亲和性的程度的方式形成。或设定为，粘合剂36和共通电极基板10相互之间的亲和性、及粘合剂36和微囊体35相互间的亲和性比微囊体35和共通电极基板10相互之间的亲和性高。

例如，在以水为基准液体时，若设实施亲液处理的共通电极基板10和水之间的接触角为θ1，粘合剂36的材料和水之间的接触角为θ2，微囊体35的材料和水之间的接触角为θ3，则具有θ3＞θ2＞θ1的关系。

在此，如图5的说明图所示，接触角θ，是液体与固体表面接触之时，从液体和固体的接点引入固体的垂直面内的接线形成的角度，也称作润湿角。在容易润湿的情况下，接触角成为锐角，在难以润湿的情况下成为钝角。

在实施例中，例如臭氧照射后的基板的θ1＝3.5°，使用聚乙烯醇的粘合剂的θ2＝47°，基于阿拉伯树胶和明胶的复合材料的壁材的θ3＝67°。此外，粘合剂和壁材，分别在薄膜状态下进行测定。

如图3(B)所示，在如上述那样的条件下，绕在微囊体35的周围的粘合剂36沿着共通电极基板10扩大，随之通过粘合剂36的表面张力将微囊体35本身扩大(箭头的方向)，扩大的微囊体35，按照以石坦状或瓦片状无间隙地纵横排列的方式以单层(不在厚度方向上重叠且依次一个)被固定在共通电极基板10上。

由此，制作电泳显示板。

如图2(D)所示，在工序D中，在被成膜的电泳层30上涂敷用于粘贴与共通电极基板10相对配置的像素电极基板20的粘接剂41。在粘接剂的涂敷过程中，也可在电泳层30的整个面、外周部，由像素电极基板20和共通电极基板10密封微囊体35即可。

最后，如图(E)所示，在工序E中，将由另一工序制作的像素电极基板20粘贴在共通电极基板10上，以便其电极侧的面与粘接剂41接合，并密封/固定被成膜的电泳层30。由此，得到使用了电泳显示板的电泳显示装置。

图4是从工序(C)的结果得到的电泳层30的成膜状态。由此，即使不通过由相对的基板压接而使微囊体35按压扩大，绕在微囊体35中的粘合剂36也在基板上扩大之时，通过粘合剂36的表面张力，微囊体35的自身也扩大，可在将微囊体35无间隙地填充为石坦状或瓦片状的状态下在共通电极基板10上成膜电泳层30。

上述的电泳显示装置1，可组入于各种电子设备。下面，对具备电泳显示装置的本发明的电子设备进行说明。

图6及图7是表示可适用上述的电泳显示装置的电子设备的例子的图。图6(A)是适用于移动电话的例子，该移动电话230具备天线部231、声音输出部232、声音输入部233、操作部234、及本发明的电泳显示装置1。由此有关本发明的电泳显示装置可作为显示部来利用。图6(B)是适用于便携型电子书的例子，电子书250具备刻度盘操作部251、按钮操作部252、及有关本发明的电泳显示装置1。

图7(A)是适用于静止图像显示装置的例子，静止图像显示装置300具备有关本发明的电泳显示装置1。此外，也可以将有关本发明的静止图像显示装置同样地适用于在个人计算机等中使用的监视器装置。图7(B)是适用于卷动(roll up)式静止图像显示装置的例子，该卷动式静止图像显示装置310具备有关本发明的电泳显示装置1。

由此，基于图示的实施方式对使用本发明的电泳板、电泳显示装置、电泳显示装置的制造方法、采用电泳显示装置的电子设备进行了说明，但本发明并不局限于这些实施例等，各个部分能够置换为具有相同的功能的任意的构成的装置。另外，在本发明中也可以附加其他任意的构成物。

另外，本发明也可以组合在上述的各个实施方式中的任意的两个以上的构成(特征)。

Claims (13)

1.一种电泳显示板，

具备：基板；和形成在所述基板上的电泳层，

所述电泳层包括多个微囊体和粘合剂，所述多个微囊体分别具有至少一种电泳粒子和电泳分散介质，所述粘合剂将所述多个微囊体相互结合，

所述基板具有的第一亲液性大于所述粘合剂具有的第二亲液性，所述粘合剂具有的所述第二亲液性大于所述多个微囊体分别具有的第三亲液性。

2.根据权利要求1所述的电泳显示板，其特征在于，

所述第一亲液性通过所述基板和基准液体之间的接触角来决定，所述第二亲液性通过所述粘合剂和所述基准液体之间的接触角来决定，所述第三亲液性通过所述多个微囊体的每一个和所述基准液体之间的接触角来决定。

3.根据权利要求1所述的电泳显示板，其特征在于，

所述电泳层具有通过所述粘合剂的所述第二亲液性而使得各个微囊体相互之间密接的平面结构。

4.根据权利要求1所述的电泳显示板，其特征在于，

所述粘合剂包括水溶性的树脂。

5.根据权利要求1所述的电泳显示板，其特征在于，

所述微囊体的壁材包括水溶性的树脂。

6.根据权利要求1所述的电泳显示板，其特征在于，

所述基板为像素电极基板或共通电极基板。

7.一种电泳显示板，

具备：基板；和形成在所述基板上的电泳层，

所述电泳层包括多个微囊体和粘合剂，所述多个微囊体分别具有至少一种电泳粒子和电泳分散介质，所述粘合剂将所述多个微囊体相互结合，

所述基板和所述粘合剂之间的亲和性大于所述基板和所述多个微囊体的每一个之间的亲和性，所述粘合剂和所述多个微囊体的每一个之间的亲和性大于所述基板和所述多个微囊体的每一个之间的亲和性。

8.一种电泳显示装置，包括权利要求1中所述的电泳显示板。

9.一种电子设备，在显示器中具备权利要求8中所述的电泳显示装置。

10.一种电泳显示板的制造方法，

具有：

在相对基准液体具有第一接触角的基板上，涂敷多个微囊体和粘合剂的混合液的工序，所述多个微囊体相对所述基准液体具有第三接触角，所述粘合剂相对所述基准液体具有第二接触角；和

对涂敷有所述混合液的所述基板进行干燥，形成包括所述多个微囊体的电泳层的工序，

当设所述第一接触角为θ1，所述第二接触角为θ2，所述第三接触角为θ3时，具有θ3＞θ2＞θ1的关系，

在涂敷所述混合液的工序之前，包括：进行使所述基板相对所述基准液体的接触角变小，作为所述第一接触角的亲液处理的工序。

11.根据权利要求10所述的电泳显示板的制造方法，其特征在于，

所述基准液体为水。

12.一种电泳显示装置的制造方法，包括根据权利要求10所述的电泳显示板的制造方法。

13、一种电子设备的制造方法，包括根据权利要求10所述的电泳显示装置的制造方法。

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