CN1842738A - 图像显示装置、图像显示面板的制造方法以及图像显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供具有图像显示面板的图像显示装置,所述图像显示面板是在至少一方透明的2张对置基板间,形成以隔板彼此隔开的单元,在单元内封入图像显示介质,对图像显示介质施加电场,使图像显示介质移动来显示图像,(1)利用光刻法制作隔板,并使隔板的形状为背面基板侧的端部宽度大于前面基板侧的端部宽度的锥形,(3-1)以不与用于显示图像的像素的位置一一对应的方式构成多个单元,(3-2)单元面积/像素面积之比小于4,以及,(2)如下制作图像显示面板:在一张基板上成膜由感光性着色组合物形成的第1层,在其上成膜由比第1层透光性高且厚度厚的感光性组合物形成的第2层,通过掩模对基板上的第1层和第2层曝光后,经显影、清洗,在基板上制作着色隔板,在着色隔板上粘合另一张基板。
Description
技术领域
本发明涉及具有图像显示面板的图像显示装置、图像显示面板的制造方法以及图像显示面板,所述图像显示面板能伴随由粒子或粉流体组成的图像显示介质利用静电的移动而反复进行图像显示、图像消除。
背景技术
迄今为止,作为代替液晶(LCD)的图像显示装置,提出了利用电泳方式、电致发光显示方式、热方式、双色粒子旋转方式等技术的图像显示装置。
与LCD比较,上述现有技术具有能得到接近普通印刷品的大视野角、电消耗小、具有存储功能等优点,因此考虑将其作为能用于下一代廉价的图像显示装置的技术,期待便携终端用图像显示、电子纸等的开发。特别是在最近,提出将由分散粒子和着色溶液组成的分散液进行微胶囊化,并将其配置在对置基板间的电泳方式。
但是,在电泳方式中,由于粒子在液体中泳动,因此存在液体的粘性阻力导致应答速度迟缓的问题。而且,由于将氧化钛等高比重的粒子分散在低比重的溶液中,所以,存在容易沉降、难以维持分散状态的稳定性、欠缺图像反复稳定性的问题。即使通过微胶囊化使单元(cell)尺寸处于微胶囊水平,也只是在表面上使上述缺点不容易表现出来,并没有解决任何本质问题。
另一方面,对于利用在溶液中的行为的电泳方式,还首次提出不使用溶液,将导电性粒子和电荷传递层组合入基板的一部分的方式(例如,赵国来、另外3人、“新型墨水显示设备(I)”、1999年7月21日、日本图像学年度大会(第83届)“Japan Hardcopy’99”论文集、p.249-252)。但是,也存在以下问题:由于配置电荷传递层、及电荷发生层,使结构复杂化,同时,由于难以将电荷稳定地注入导电性粒子,所以,欠缺稳定性。
作为解决上述各种问题的方法之一,已知具有图像显示面板的图像显示装置,所述图像显示面板是在前面基板和背面基板之间,形成以隔板彼此隔开的单元,单元内封入由粒子组或粉流体组成的图像显示介质,对图像显示介质施加电场,通过库仑力等使图像显示介质移动来显示图像。
上述现有的图像显示装置所具有的图像显示面板,通常,使用于显示图像的像素位置和由隔板形成的单元一一对应,构成图像显示面板。但是,在使像素位置和单元一一对应的例子中,如果使用尺寸精度不良的基板(特别是在树脂基板中多见),则重叠上下基板时,存在像素位置和单元错位的问题。另外,图像显示面板以获得高精细化为目标时,还存隔板截面积在面板的显示面上所占的比例增大、开口率降低的问题。另外,如果单元相对像素大,则还存在图像显示介质在单元内移动、显示质量下降的问题(第1项发明)。
上述技术中,将隔板整体设为图像显示介质的任一方的颜色时,特别是以如黑色等深色调的颜色形成隔板整体时,如果在抗蚀剂中配合黑色等深色调颜料或染料,则存在用于形成隔板的抗蚀的透光性恶化的问题。如上所述,如果抗蚀剂的透光性恶化,则存在以下问题:通过掩模曝光时,对应该利用曝光固化形成隔板的部分的光照不均一,特别是在形成高隔板时,引起无法按照图案形成隔板的显影不良的可能性增加(第2项发明)。
上述构成的图像显示装置由于是干式、应答速度快、并具有简单的结构,所以有望在将来得到应用,但是,近年来,在制造简单、提高基板和隔板之间的粘合可靠性的同时,还迫切要求增大显示面积、实现高开口率(第3项发明)。
发明内容
本发明第1项发明目的是提供一种具有图像显示面板的图像显示装置,上述图像显示面板解决了上述问题,能通过提高开口率来实现高精细化。
本发明第1项发明的其他目的是提供一种解决了上述问题、具有显示质量良好的图像显示面板的图像显示装置。
本发明第1项发明的第1个实施例中的图像显示装置是具有图像显示面板的图像显示装置,所述图像显示面板是在至少一方透明的2张对置基板间,形成以隔板彼此隔开的单元,在单元内封入图像显示介质,对图像显示介质施加电场,使其移动来显示图像,其特征在于,以不与用于显示图像的像素的位置一一对应的方式构成多个单元。
本发明第1项发明的第2个实施例中的图像显示装置是具有图像显示面板的图像显示装置,所述图像显示面板是在至少一方透明的2张对置基板间,形成以隔板彼此隔开的单元,在单元内封入图像显示介质,对图像显示介质施加电场,使其移动来显示图像,其特征在于,该装置是使单元面积/像素面积之比小于4而构成的。
另外,作为本发明第1项发明的图像显示装置的优选例子,包括以下实例:由隔板形成的单元的形状是四边形、三角形、六边形、圆形、椭圆形中的任一种;由隔板形成的单元的配置结构具有蜂窝状结构或格子结构;由隔板形成的单元的形状为六边形,且该单元的配置结构为蜂窝状结构;以及图像显示介质是粒子组或粉流体。
本发明第1项发明的第1个实施例的图像显示装置是以不与用于显示图像的像素位置一一对应的方式构成多个单元,由此即使在重叠上下基板时,也不必担心像素位置与单元错位的问题。而且,能降低图像显示面板的显示面中隔板截面积所占的比例,增大开口率,从而实现高精细化。
本发明第1项发明的第2个实施例的图像显示装置是使单元面积/像素面积之比小于4而构成的,由此能提高显示质量。
本发明第2项发明的目的是提供解决了上述课题的图像显示面板的制造方法以及图像显示面板,所述图像显示面板结构简单、价格低廉、稳定性优异,而且,不引起图像不良,能按照图案形成隔板。
本发明第2项发明的图像显示面板的制造方法是具有下述结构的图像显示面板的制作方法,上述结构为:在至少一方透明的2张对置基板间,形成以隔板彼此隔开的单元,在单元内封入气体、液体、固体、粒子组或粉流体等图像显示介质,其特征在于,所述制造方法是在一张基板上成膜由感光性着色组合物形成的第1层,在其上成膜由比第1层透光性高、且厚度厚的感光性组合物形成的第2层,通过掩模对基板上的第1层和第2层曝光后,经显影、清洗,在基板上制作着色隔板,在着色隔板上粘合另一张基板。
另外,作为本发明第2项发明的图像显示面板的制造方法的优选例子,包括以下实例:第1层的感光性着色组合物在可见光(380nm~780nm)的波长区域的透射率小于或等于20%,第2层的感光性组合物在300nm~450nm的波长区域的透射率大于或等于20%;在第1层上层合第2层,作为形成为薄膜状的感光性组合物;以及第1层的颜色为黑色。
本发明第2项发明的图像显示面板的特征在于该图像显示面板是按照上述图像显示面板的制作方法制作的。特别是其特征还在于利用粒子组或粉流体作为图像显示介质的图像显示面板。
本发明第2项发明的图像显示面板的制造方法是在一张基板上成膜由感光性着色组合物形成的第1层,在其上成膜由比第1层透光性高、且厚度厚的感光性组合物形成的第2层,通过掩模对基板上的第1层和第2层曝光后,经显影、清洗,在基板上制作着色隔板,曝光时靠近光源的透射率高的第2层按照常规形成图案,下面的透射率低的第1层由于是薄膜,所以光容易通过,同样能形成良好的图案。结果,能在不发生显影不良的情况下形成如图案所示的隔板。
本发明第3项发明的目的是提供解决了上述课题的干式、应答速度快、结构简单、价格低廉、稳定性优异的图像显示装置,且能赋予高开口率,同时能赋予基板和隔板粘合的高可靠性。
本发明第3项发明的图像显示装置是具有图像显示面板的图像显示装置,所述图像显示面板是在至少一方透明的2张对置基板间,形成以隔板彼此隔开的单元,在单元内封入粒子组或粉流体作为图像显示介质,对图像显示介质施加电场,使其移动来显示图像,其特征在于,利用光刻法制作隔板,并使隔板的形状为背面基板侧的端部宽度大于前面基板侧的端部宽度的锥形。
作为本发明第3项发明的图像显示装置的优选例子,包括下面的实例:利用光刻法制作隔板是如下进行的:通过在前面基板上涂布含有热固性树脂的感光性材料,然后使用光掩模只曝光相当于隔板的部位,固化感光性材料,显影除去非固化部分;在前面基板上形成背面基板侧的端部宽度大于前面基板侧的端部宽度的倒锥形的隔板。
作为本发明第3项发明的图像显示装置的优选例子,包括以下实例:利用光刻法形成倒锥形的隔板时,通过在光掩模和感光性材料之间设置间隔的接近式(proximity)曝光,故意扩散光而赋予隔板倒锥形;或以低曝光量进行曝光,只使表层的固化剂反应,而赋予隔板倒锥形;背面基板侧的端部宽度w2和前面基板侧的端部宽度w1之比w1/w2小于或等于0.5;粒子的平均粒径为0.1~50μm;以及,粒子或粉流体的颜色为白色和黑色。
作为本发明第3项发明的图像显示装置的优选例子,包括以下实例:位于对置基板间的隔板是单凸缘状结构;隔板材料含有无机粉体,且以下式表达的无机粉体的粒径分布Span小于或等于8,Span=(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)(其中,d(0.5)为用μm表示的粒径数值,粒子中的50%大于该粒径,50%小于该粒径;d(0.1)为用μm表示的粒径数值,粒径低于上述数值的粒子比率为10%;d(0.9)为用μm表示的粒径数值,粒径低于上述数值的粒子比率为90%),无机粉体的平均粒径d(0.5)为0.1~20μm;以及对置基板间的空隙充满25℃下相对湿度小于或等于60%RH的气体。
在本发明第3项发明的图像显示装置中,能利用光刻法这种简单的方法形成后述规定形状的隔板,即,通过在前面基板上涂布含有热固性树脂的感光性材料,利用光掩模只曝光与隔板相当的部位,使感光性材料固化,显影除去非固化部分,形成隔板;同时,通过形成背面基板侧的端部宽度比前面基板侧的端部宽度大的倒锥形隔板,从而能减少与前面基板接触的隔板部分,增大显示面积,而且,增加与背面基板接触的隔板部分,提高基板和隔板间的粘合强度。
附图说明
图1表示本发明第1项发明的使用粒子的图像显示装置之一例。
图2表示本发明第1项发明的使用粒子的图像显示装置的其他例子。
图3(a)~(c)分别用于说明本发明第1项发明的第1实施例的图像显示装置中像素与单元间的关系。
图4表示作为本发明第2项发明的对象的图像显示面板之一例。
图5表示作为本发明第2项发明的对象的图像显示面板的其他例子。
图6表示作为本发明第2项发明的对象的图像显示面板的其他例子。
图7(a)~(d)分别用于说明本发明第2项发明的图像显示面板的制造方法之一例中的各工序。
图8(a)~(d)分别用于说明本发明第2项发明的图像显示面板的制造方法的其他例子中的各工序。
图9(a)~(c)分别表示本发明第3项发明的图像显示装置中的显示面板之一例及其显示原理的说明图。
图10(a)、(b)分别表示本发明第3项发明的图像显示装置中形成的隔板7的形状之一例的纵截面图。
图11(a)~(d)分别用于说明本发明第3项发明中利用光刻法制作隔板之一例。
图12(a)~(c)分别用于说明在形成隔板后制作本发明第3项发明的图像显示装置的方法之一例。
图13(a)、(b)分别用于说明在本发明第3项发明的图像显示装置的隔板制作中使用的光刻法的优选例子。
图14是用于说明图13(a)、(b)中所示的优选的光刻法的作用。
图15表示本发明的图像显示装置中使用的图像显示面板的隔板的形状之一例。
图16是用于测定本发明的粒子表面电位的测定装置的说明图。
图17表示第1项发明的实施例1中的图像显示面板的一部分。
图18表示第1项发明的实施例2中的图像显示面板的一部分。
图19表示第1项发明的实施例3中的图像显示面板的一部分。
图20表示第1项发明的比较例1中的图像显示面板的一部分。
图21(a)、(b)分别用于说明在本发明第3项发明的图像显示装置中的像素面积和单元面积。
图22用于说明第3项发明的实施例中的隔板的形状。
具体实施方式
首先,对作为本发明的对象的图像显示装置所配置的图像显示面板的基本结构进行说明。在本发明中使用的图像显示面板中,对封入对置的2张基板间的图像显示介质施以电场。沿着所施加的电场方向,带电的图像显示介质被库仑力等吸引,图像显示介质随着电位切换所致的电场方向的变化而作往复运动,由此进行图像显示。所以,必须设计图像显示面板,使图像显示介质均一地移动,并能保持反复或保存时的稳定性。此处,使用粒子组或粉流体作为图像显示介质时,粒子或粉流体受到的力除粒子之间或粉流体之间因库仑力而彼此吸引的力以外,还包括与电极或基板的电镜像力、分子间力、液体交联力、重力等。
下面,按顺序详细说明本发明的第1项发明~第3项发明。
<第1项发明>
基于图1~图2说明本发明第1项发明的图像显示装置中使用的图像显示面板的例子。
在图1所示的例子中,使2种或2种以上颜色不同的图像显示介质粒子3(此处,表示为白色粒子3W和黑色粒子3B)对应于从基板1、2的外部施加的电场与基板1、2垂直地移动,使观察者识别黑色粒子3B,进行黑色显示,或者,使观察者识别白色粒子3W,进行白色显示。另外,在图1示出的例子中,在基板1、2间例如格子状地设置隔板4,形成显示单元。
图2示出的例子中,在设置在基板1上的电极5和设置在基板2上的电极6之间施加电压,使2种或2种以上颜色不同的图像显示介质粒子3(此处表示为白色粒子3W和黑色粒子3B)对应于产生的电场与基板1、2垂直地移动,使观察者识别黑色粒子3B,进行黑色显示,或,使观察者识别白色粒子3W,进行白色显示。另外,图2示出的例子中,在基板1、2之间例如格子状地设置隔板4,形成显示单元。
上述说明同样可以适用于分别将白色粒子3W换成白色粉流体、将黑色粒子3B换成黑色粉流体作为图像显示介质的情况。
<第1项发明的第1实施例>
本发明第1项发明的第1实施例的图像显示装置的特征是以不与用于显示图像的像素的位置一一对应的发生构成多个单元。下面进一步详细说明上述特征。
图3(a)~(c)分别用于说明本发明第1项发明的第1实施例的图像显示装置中像素与单元间的关系。首先,如图3(a)所示,在基板1、2中的任意一个基板上,纵向平行设置多个带状电极12,形成电极5、6中的一个电极,在另一基板上,横向平行设置多个带状电极13,形成另一个电极。该种情况下,电极12和电极13的重叠部分逐一形成1个像素14。
基于以上前提,如图3(b)所示在电极12和电极13之间所有不重叠的部分设置隔板4的例子表示像素14的位置与单元11为一一对应关系的情况。另外,如图3(c)所示在电极12和电极13之间不重复的部分中纵方向和横方向都每隔1个设置隔板4的例子表示像素14的位置与单元11为4对1的关系的情况。
本发明的图像显示装置的特征是不构成如图3(a)所示的像素14的位置与单元11一一对应的关系,其中一例为如图3(c)所示的像素14的位置与单元11为4对1的关系。如图3(c)所示,像素14的位置与单元11不是一一对应的关系时,能减少隔板的存在面积,从而提高作为图像显示面板的开口率。另外,对隔板4的形状没有特别限定,由隔板4形成的单元11的形状优选四边形、三角形、六边形、圆形、椭圆形中的任一种,隔板4形成的单元11的配置结构优选具有蜂窝状结构,进一步优选具有六边形蜂窝状结构。
<第1项发明的第2实施例>
本发明第1项发明的第2实施例的图像显示装置的特征是如果1个单元11构成的像素的数量过大,则矩阵(matrix)显示时,图像显示介质在单元11内发生移动,所以规定单元11和像素的关系,以使单元面积/像素面积小于4。
即,如图3(c)所示,1个单元11最大可构成4个像素14,为此将单元11的面积/像素14的面积之比设定为小于4。由此能清晰地显示文字的边缘,提高显示质量。另外,与第1实施例相同,对隔板4的形状没有特别限定,但由隔板4形成的单元11的形状优选四边形、三角形、六边形、圆形、椭圆形中的任一种,隔板4形成的单元11的配置结构优选具有蜂窝状结构,进一步优选具有六边形蜂窝状结构。
<第2项发明>
下面说明第2项发明中图像显示面板的基本结构的图像显示行为。此处虽然说明以粒子组作为图像显示介质的例子,但对于气体、液体、固体、粉流体等其他图像显示介质,基本结构是相同的。
基于图4~图6说明本发明第2项发明的图像显示装置中使用的图像显示面板中使用粒子组的例子。在图4所示的例子中,使2种或2种以上颜色不同的图像显示介质3(此处,表示为白色粒子3W和黑色粒子3B)对应于从基板1、2的外部施加的电场与基板1、2垂直地移动,使观察者识别黑色粒子3B,进行黑色显示,或者,使观察者识别白色粒子3W,进行白色显示。另外,在基板1、2间例如格子状地设置隔板4,形成显示单元。图5示出的例子中,在设置在基板1上的电极5和设置在基板2上的电极6之间施加电压,使2种或2种以上颜色不同的图像显示介质3(此处表示为白色粒子3W和黑色粒子3B)对应于产生的电场与基板1、2垂直地移动,使观察者识别黑色粒子3B,进行黑色显示,或,使观察者识别白色粒子3W,进行白色显示。另外,在基板1、2之间例如格子状地设置隔板4,形成显示单元。图6示出的例子中,在设置在基板1上的电极5和电极6之间施加电压,使1种颜色的图像显示介质3(此处表示为白色粒子3W)对应于产生的电场在与基板1、2平行的方向上移动,使观察者识别白色粒子3W,进行白色显示,或使观察者识别电极6或基板1的颜色,进行电极6或基板1的颜色显示。另外,在基板1、2之间例如格子状地设置隔板4,形成显示单元。上述说明同样可以适用于分别将白色粒子3W换成白色粉流体、将黑色粒子3B换成黑色粉流体的情况。
本发明第2项发明的图像显示面板的制造方法的特征是改良着色隔板的制造方法,不引起显影不良地形成如图案所示的隔板。具体而言,在一个基板上成膜由感光性着色组合物形成的第1层,在其上成膜由比第1层透光性高且厚度厚的感光性组合物形成的第2层,通过掩模对基板上的第1层和第2层曝光后,经显影、清洗,在基板上制作着色隔板,更具体而言,第1层的感光性着色组合物在可见光(380nm~780nm)的波长区域的透射率小于或等于20%,第2层的感光性组合物在300nm~450nm的波长区域的透射率大于或等于20%。此处,将第1层的感光性着色组合物在可见光(380nm~780nm)的波长区域的透射率设为小于或等于20%,是由于如果超过20%,则不能确定色调,提高识别性的效果降低。另外,将第2层的感光性组合物在300nm~450nm的波长区域的透射率设为大于或等于20%,是由于如果小于20%,则光难以透过,因此难以形成厚膜(高度高)的隔板。作为感光性着色组合物和感光性组合物,包括丙烯酸类、环氧类、聚酰亚胺类材料,也可以使用能显影成膜的任一种感光性材料。
下面说明本发明第2项发明的图像显示面板的制造方法。
图7(a)~(d)分别用于说明本发明第2项发明的图像显示面板的制造方法之一例中的各工序。如果按照图7(a)~(d)说明本发明第2项发明的图像显示面板的制造方法,则首先如图7(a)所示,例如,在作为背面基板1的ITO玻璃基板21上通过喷涂法成膜黑色感光性抗蚀剂,在ITO玻璃基板21上形成厚度为1μm的薄膜22(第1层)。薄膜22的厚度优选0.1~10μm的范围。根据形成的膜的厚度适当调整抗蚀剂中黑色物质的重量浓度,使形成的膜在可见光(380nm~780nm)的波长区域的透射率小于或等于20%。
接下来,例如,以100℃×2分的条件对薄膜22进行预固化(precure),挥发溶剂,得到能够耐受层合的硬膜(不进行反应)。如图7(b)所示,在薄膜22上层合厚度为50μm、透光性高于第1层的干膜抗蚀剂(dry film resist),形成厚膜23(第2层)。作为形成厚膜23的干膜抗蚀剂,例如可以使用α-NIT2(Nichigo-Morton社制)或PDF300(新日铁化学社制)。厚膜23的厚度优选10~200μm的范围。
接下来,如图7(c)所示,在厚膜23上应该形成隔板的部分设置具有开口的掩模24后,通过掩模24进行紫外线曝光,只固化应该形成隔板的部分的厚膜23和薄膜22。然后除去掩模24,经显影、清洗,如图7(d)所示,在ITO玻璃基板21上形成由透射率低的例如黑色的薄膜22和透射率高的例如透明或半透明的厚膜23组成的着色隔板25。最后,通过使用粘合剂在着色隔板25上粘合前面基板2,得到本发明的图像显示面板。
上述实施例是在构成背面基板1的ITO玻璃基板21上形成着色隔板25,但是,也可以在构成前面基板2的ITO玻璃基板上形成着色隔板25。
图8(a)~(d)分别用于说明本发明第2项发明的图像显示面板的制造方法的其他例子中的各工序。如果按照图8(a)~(d)说明本发明第2项发明的图像显示面板的制造方法,则首先如图8(a)所示,在PET等基材31上涂布厚度厚、透光性高的层32和厚度比层32薄、透光性比层32低的层33,得到双层干膜抗蚀剂34。此处,分别形成层32和层33,也可以粘合后形成。
接下来,如图8(b)所示,在玻璃基板35上以层33面向玻璃基板35的状态层合得到的双层干膜抗蚀剂34。然后,如图8(c)所示,在基材31上设置在应该形成隔板的部分具有开口的掩模36后,通过掩模36进行紫外线曝光,只固化应该形成隔板的部分的层33和层32。然后除去掩模36和基材31,经显影、清洗,如图8(d)所示,在玻璃基板35上形成由层33和层32组成的着色隔板37。最后,使用粘合剂在着色隔板37上粘合对置基板,由此能得到本发明的图像显示面板。优选使层33为黑色层、层32为透明层。
下面对形成隔板的抗蚀剂材料进行说明。
隔板用抗蚀剂材料以光固化性树脂为主成分,根据情况可以含有热固性树脂、无机粉体、溶剂、添加剂等。作为光固化性树脂优选使用丙烯酸类树脂,但只要是能通过紫外线等光进行固化的物质即可。所谓无机粉体是陶瓷粉体或玻璃粉体,可以使用1种、或组合使用2种或2种以上。
如果列举陶瓷粉体,则可以举出ZrO2、Al2O3、CuO、MgO、TiO2、ZnO2等氧化物类陶瓷、SiC、AlN、Si3O4等非氧化物类陶瓷。
如果列举玻璃粉体,则可以举出将作为原料的SiO2、Al2O3、B2O3、ZnO经熔融、冷却、粉碎后得到的物质。另外,玻璃粉体的玻璃化温度Tg优选300~500℃,因为在该范围能实现烧结过程的低温化,所以具有对树脂破坏少的优点。
此处,优选以下式表示的无机粉体的粒径分布Span小于或等于8,其中优选小于或等于5。
Span=(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)
(其中,d(0.5)为用μm表示的粒径数值,粒子中的50%大于该粒径,50%小于该粒径;d(0.1)为用μm表示的粒径数值,粒径低于上述数值的粒子比率为10%;d(0.9)为用μm表示的粒径数值,粒径低于上述数值的粒子比率为90%。)
使Span在8或8以下的范围内,使材料中的无机粉体的尺寸一致,即使反复进行层合~固化上述材料的过程,仍然能精度良好地形成隔板。
优选材料中的无机粉体的平均粒径d(0.5)为0.1~20μm,进一步优选0.3~10μm。使无机粉体的平均粒径在上述范围内,同样能在反复层合时精度良好地形成隔板。
上述粒径分布和粒径可以利用激光衍射/散射法等求出。如果对作为测定对象的粒子照射激光,则产生空间衍射/散射光的光强度分布图案,根据该光强度图案与粒径的对应关系,可以测定粒径和粒径分布。
本发明中的粒径和粒径分布是根据体积基准分布得到的。具体而言,使用Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)测定仪,将粒子投入氮气流中,利用附带的解析软件(以采用Mie理论的体积基准分布为基础的软件),能进行粒径及粒径分布的测定。
在作为隔板用抗蚀剂材料的主成分的光固化性树脂中含有热固性树脂时,使用的热固性树脂只要能形成规定的隔板形状即可,可以使用任一种树脂,考虑到所要求的隔板物性,优选分子量大、玻璃化温度尽量高的物质。例如,可以举出丙烯酸类、苯乙烯类、环氧类、聚酰亚胺类、苯酚类、氨基甲酸酯类、聚酯类、尿素类等,特别优选丙烯酸类、环氧类、聚酰亚胺类、氨基甲酸酯类、聚酯类。
隔板用抗蚀剂材料中添加的溶剂,只要能溶解抗蚀剂材料中使用的树脂即可,可以使用任一种溶剂,例如,可以举出邻苯二甲酸酯、甲苯、二甲苯、苯等芳香族溶剂、含氧醇(oxyalcohol)、己醇、辛醇等醇类溶剂、醋酸酯等酯类溶剂。
在该隔板用抗蚀剂材料中,除上述物质以外,根据需要,还可以添加染料、聚合抑制剂、增塑剂、增稠剂、分散剂、抗氧化剂、固化剂、固化促进剂、沉淀抑制剂。
<第3项发明>
首先,对本发明第3项发明的图像显示装置的基本结构进行说明。图9(a)~(c)分别表示本发明第3项发明的图像显示装置中的显示面板之一例及其显示原理的说明图。图9(a)表示在本发明的图像显示装置中,对置的前面基板41(优选透明)和背面基板42(可以是透明的也可以是不透明的)之间,配置负带电性粒子45和正带电性粒子46的状态。如果对该状态的装置施加电压,使显示电极43侧处于低电位,对置电极44侧处于高电位,则如图9(b)所示,在库仑力的作用下,正带电性粒子46移至显示电极43侧,负带电性粒子45移至对置电极44侧。此种情况下,从前面基板41侧观察,能看到显示面为正带电性粒子46的颜色。如果接下来切换电源的电位,施加电压,使显示电极43侧处于高电位,对置电极44侧处于低电位,则如图9(c)所示,在库仑力的作用下,负带电性粒子45移至显示电极43侧,正带电性粒子46移至对置电极44侧。此种情况下,从前面基板41侧观察,能看到显示面为负带电性粒子45的颜色。另外,47为隔板,48为绝缘体。
图9(b)和图9(c)之间只要反转电源的电位就能反复显示,如上所述,通过反转电源的电位能可逆地改变颜色。可以随意地选择粒子的颜色。例如,负带电性粒子45为白色,正带电性粒子46为黑色,或负带电性粒子45为黑色,正带电性粒子46为白色,由此,显示可以在白色和黑色之间可逆显示。在该方式中,一旦进行显示,则由于各粒子处于因镜像力而附着在电极上的状态,因此即使结束施加电压后也能长期保持显示图像,故记忆保持性优异。另外,在上述说明中,是以由负带电性粒子5和正带电性粒子6组成的粒子组作为例子进行说明,但对由负带电性粉流体和正带电性粉流体组成的粉流体也是完全相同的。
本发明第3项发明的图像显示装置的特征是利用光刻法制作隔板47,同时,将隔板47的形状设为背面基板侧的端部宽度大于前面基板侧的端部宽度的锥形状。
首先,对锥形状的隔板47进行说明。由前面基板41和背面基板42之间设置的隔板47形成各单元,此时,背面基板42侧的端部宽度w2大于透明电极41侧的端部宽度w1,由此形成隔板47的形状。图10(a)、(b)分别表示本发明第3项发明的图像显示装置中形成的隔板47的形状之一例的纵截面图。通常是如图10(a)所示的背面基板42侧的端部宽度w2大于前面基板41侧的端部宽度w1的梯形截面形状,较优选端部宽度w1与端部宽度w2之比w1/w2小于或等于0.5的梯形截面形状。但是,也可以利用如图10(b)所示的端部宽度w1几乎为0、截面大体上为三角形的隔板。上述比值越接近0,端部宽度w1越接近0,此种情况下,能进一步提高扩大显示面积的效果,但如果相当极端,则有可能使前面基板41和隔板47的粘合不充分,所以从粘合程度方面考虑,有必要确定端部宽度w1。
通过如上所述地最优化隔板47的形状,与隔板47的截面为长方形、即前面基板41侧的隔板47的端部宽度w1和背面基板42侧的隔板的端部宽度w2相同的现有例子的情形进行比较,由于可以缩小前面基板41侧的隔板47的端部宽度w1,因此能增大前面基板41的开口率,增大显示面积,而且由于可以增大背面基板42侧的隔板47的端部宽度w2,因此可以增大背面基板42与隔板47的粘合面积,从而提高背面基板42与隔板47的粘合强度。另外,当将粒子填充到背面基板42上被隔板47包围的单元的空间内时,与上述现有例子的情形比较,能增大空间的开口率。
接下来,对利用光刻法形成上述圆锥状的隔板47的方法进行说明。图11(a)~(d)分别用于说明本发明第3项发明中利用光刻法制作隔板之一例。首先制备感光性材料。然后,在前面基板41上涂布制备的感光性材料51作为抗蚀剂膜(参见图11(a))。根据需要,上述感光性材料51的涂布还可以在预先形成透明的电极图案的前面基板41上进行。在由层合的感光性材料51组成的抗蚀剂膜上设置光掩模52(参见图11(b))。光掩模52设置开口53,以便能够仅对感光材料51中应该形成隔板47的部位能进行光照。然后,在该状态下从上方照射光,只曝光与隔板47相当的部位,固化感光性材料51中与隔板47相当的部位(参见图11(c))。此时,根据需要,可以反复进行上述工序,直至达到希望的隔板高度。然后,经显影除去感光性材料51的非固化部分,制作隔板47(参见图11(d))。此时,根据需要,还可以烧结成为隔板47的感光性材料51的固化部分。
图12(a)~(c)分别用于说明在形成隔板后制作本发明第3项发明的图像显示装置的方法之一例。即,如上所述,在前面基板41上形成的隔板47之间的单元55内(参见图12(a)),封入规定的图像显示介质(这里为彼此带电特性不同的白色粒子组56W和黑色粒子组56B)(参见图12(b)),粘合背面基板42和隔板47(参见图12(c)),即得用于本发明图像显示装置的图像显示面板。根据本发明的图像显示装置,可以缩小前面基板41与隔板47的粘合部位,且同时确保粘合强度,能提高显示面的开口率,同时,能增大背面基板42与隔板47的粘合面积,确保粘合面积,从而提高背面基板和隔板的粘合可靠性。
在本发明第3项发明的图像显示装置中,需要利用上述光刻法制作背面基板侧的端部宽度大于前面基板侧的端部宽度的锥形的隔板47。利用光刻法时,可以通过反复进行上述通常的光刻法慢慢增大光掩模52的开口53的大小,在前面基板41上制作倒锥形的隔板47,但所需工序增加。为此,优选利用下面的光刻法。
图13(a)、(b)分别用于说明在本发明第3项发明的图像显示装置的隔板制作中使用的光刻法的优选例子。首先,图13(a)所示的例子中,利用光刻法制作倒锥形的隔板47时,通过在光掩模52和感光性材料51之间设置间隔g的接近式曝光,故意扩散光而赋予隔板47倒锥形。在该例子中,由于故意扩大光掩模52和感光性材料51之间的间隔g,使光发生散射,所以能增加中央部位的曝光量。然后,在图13(b)所示的例子中,在利用光刻法制作倒锥形的隔板47时,由于以低曝光量进行曝光,所以只使表层的固化剂反应,从而赋予倒锥形。在该例子中,能以表层部为中心使固化剂即光引发剂产生氧或自由基。图13(a)所示,以上任一种方法都能延缓感光性材料51中最初曝光的远离前面基板41的部分51a处的显影速度,而加快后曝光的靠近前面基板41的部分51b处的显影速度。其结果,如13(b)所示,能简单地在前面基板41上形成倒锥形的隔板47。
隔板用材料有时含有热固性树脂,除此以外,还包括无机粉体、溶剂、添加剂等。所谓无机粉体是陶瓷粉体或玻璃粉体,可以使用1种、或组合使用2种或2种以上。
如果列举陶瓷粉体,则可以举出ZrO2、Al2O3、CuO、MgO、TiO2、ZnO2等氧化物类陶瓷、SiC、AlN、Si3O4等非氧化物类陶瓷。
如果列举玻璃粉体,则可以举出将作为原料的SiO2、Al2O3、B2O3、ZnO经熔融、冷却、粉碎后得到的物质。另外,玻璃粉体的玻璃化温度Tg优选300~500℃,因为在该范围能实现烧结过程的低温化,具有对树脂破坏少的优点。
此处,优选以下式表示的无机粉体的粒径分布Span小于或等于8,其中优选小于或等于5。
Span=(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)
(其中,d(0.5)为用μm表示的粒径数值,粒子中的50%大于该粒径,50%小于该粒径;d(0.1)为用μm表示的粒径数值,粒径低于上述数值的粒子比率为10%;d(0.9)为用μm表示的粒径数值,粒径低于上述数值的粒子比率为90%。)
使Span在8或8以下的范围内,从而使材料中的无机粉体的尺寸一致,即使反复进行层合~硬化上述材料的过程,仍然能精度良好地形成隔板。
优选材料中的无机粉体的平均粒径d(0.5)为0.1~20μm,优选0.3~10μm。使无机粉体的平均粒径在上述范围,同样能在反复层合时精度良好地形成隔板。
上述粒径分布和粒径可以利用激光衍射/散射法等求出。如果对作为测定对象的粒子照射激光,则产生空间衍射/散射光的光强度分布图案,根据该光强度图案与粒径的对应关系,可以测定粒径和粒径分布。
本发明中的粒径和粒径分布是根据体积基准分布得到的。具体而言,使用Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)测定仪,将粒子投入氮气流中,利用附带的解析软件(以使用Mie理论的体积基准分布为基础的软件),能进行粒径及粒径分布的测定。
隔板用材料中含有的树脂,可以含有上述无机粉体,只要能形成规定的隔板形状即可,可以使用任一种物质,考虑到热固化等所要求的隔板物性,优选分子量大、玻璃化温度尽量高的树脂。例如,可以举出丙烯酸类、苯乙烯类、环氧类、苯酚类、氨基甲酸酯类、聚酯类、尿素类等,特别优选丙烯酸类、环氧类、氨基甲酸酯类、聚酯类。
隔板用材料中添加的溶剂,只要能溶解上述无机粉体和树脂即可,例如,可以举出邻苯二甲酸酯、甲苯、二甲苯、苯等芳香族溶剂、含氧醇(oxyalcohol)、己醇、辛醇等醇类溶剂、醋酸酯等酯类溶剂,通常,相对无机粉体可以添加0.1重量份~50重量份。
在该隔板用材料中,除上述物质以外,根据需要,还可以添加染料、聚合抑制剂、增塑剂、增稠剂、分散剂、抗氧化剂、固化剂、固化促进剂、沉淀抑制剂。
下面详细说明构成本发明的图像显示装置的各部件。需要说明的是,在以下说明中,对于与上述说明重复的部分,优先各发明的上述说明。另外,关于符号,与图1、图2、图3、图4、图5和图6中说明的构成图像显示装置的图像显示面板相同。
对于基板,至少一张基板为可以从装置外侧识别图像显示介质的颜色的透明的前面基板2,优选可见光的透射率高且耐热性良好的材料。背面基板1可以透明,也可以不透明。依据用途适当选择基板有无可挠性,例如,用于电子纸等用途时,优选具有可挠性的材料,用于手机、PDA、笔记本电脑类便携机器等用途时,优选不具有可挠性的材料。如果列举基板材料,则可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、丙烯酸树脂等聚合物片材、或玻璃、石英等无机片材、或金属板。基板的厚度优选为2~5000μm,更优选为5~2000μm,如果过薄,则难以确保强度、基板间的间隔均一性,如果厚度超过5000μm,则不适合作为薄型显示板。
作为电极5、6的电极形成材料,可以举出铝、银、镍、铜、金等金属类、或ITO、氧化铟、导电性氧化锡、导电性氧化锌等导电金属氧化物类、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等导电性高分子类,从中适当选择使用。作为电极的形成方法,可以使用溅射法、真空蒸镀法、CVD(化学蒸镀)法、涂布法等将上述列举的材料形成薄膜状的方法,或在溶剂或合成树脂粘合剂中混合导电剂进行涂布的方法。另外,电极厚度只要能够确保导电性、不影响透光性即可,可以为3~1000nm、优选为5~400nm。设置在背面基板1侧的电极5和没有设置在前面基板2侧的电极6的材质或厚度等与上述电极5相同,不必为透明。另外,上述情况下的外部电压输入功率可以重叠直流或交流。
隔板4的形状根据显示涉及的图像显示介质种类适当设定为最佳范围,不能一概而论,隔板的宽度为2~100μm、优选为3~50μm,隔板的高度为10~500μm、优选为10~200μm。另外,形成隔板时,可以采用以下方法:在对置的两基板上分别形成凸缘后进行接合的两凸缘法,仅在一张基板上形成凸缘的单凸缘法。本发明中,优选采用任一种方法。
由上述凸缘构成的隔板形成的显示单元,如图15所示,从基板平面方向观察,例如为四边形、三角形、线状、圆形、六边形,作为配置,可以举出格子状、蜂窝状或网格子状。可以尽可能缩小相当于从显示侧观察到的隔板截面部分的部分(显示单元的框部面积),增加图像显示的鲜锐度。此处,如果列举隔板的形成方法,则可以举出丝网印刷法、金属模转印法、喷砂法、光刻法、添加法。其中,优选采用使用抗蚀剂膜的光刻法或金属模转印法。
如上所述,以蜂窝状结构配置隔板时,能得到以下效果。首先,在为了格子状配置四边形的显示单元而形成隔板的例子中,间距(pitch)(此种情况下,对应于隔板的间隔)为300μm时,如果缩小凸缘宽度,则在利用例如光刻法形成隔板(凸缘)时的显影过程中,由于凸缘流失,所以凸缘宽度以20μm为界限。与此相反,为了蜂窝状配置六边形的显示单元而形成隔板的例子中,间距(此种情况下,对应于六边形的显示单元中心的间隔)为300μm时,凸缘为蜂窝状结构,具有高强度,与格子状的例子比较,即使在显影过程中也能保持结构,因此凸缘宽度可以为8μm。利用凸缘间距的组合,凸缘宽度可以为2μm。结果能使图像显示面板具有更高的开口率。
下面,说明作为图像显示面板中用于显示的图像显示介质的粒子组。
作为本发明中使用的图像显示面板中用于显示的图像显示介质的粒子组是负或正带电性的着色粒子组,只要在库仑力作用下移动即可,可以使用任一种,但特别优选由球形、比重小的粒子构成的粒子组。粒子组为单一颜色,优选使用白色或黑色的粒子组。构成粒子组的粒子的平均粒径优选为0.1~50μm,特别优选1~30μm。粒径如果小于该范围,则粒子的电荷密度过大,对电极或基板的镜像力过强,虽然记忆性好,但反转电场时的跟踪性恶化。相反,粒径大于该范围时,虽然跟踪性良好,但记忆性恶化。
粒子只要满足带电性能等即可,可以由任一种材料构成。例如,可以由树脂、带电控制剂、着色剂、无机添加剂等构成,或单独由着色剂等构成。
作为树脂例,可以举出聚氨酯树脂、尿素树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、丙烯酸聚氨酯树脂、丙烯酸聚氨酯硅树脂、丙烯酸聚氨酯氟树脂、丙烯酸氟树脂、硅树脂、丙烯酸硅树脂、环氧树脂、聚苯乙烯树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、聚烯烃树脂、丁缩醛树脂、偏氯乙烯树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、氟树脂、聚碳酸酯树脂、聚砜树脂、聚醚树脂、聚酰胺树脂等,也可以将2种或2种以上混合使用。从控制与基板的附着力方面考虑,特别优选丙烯酸聚氨酯树脂、丙烯酸硅树脂、丙烯酸氟树脂、丙烯酸聚氨酯硅树脂、丙烯酸聚氨酯氟树脂、氟树脂、硅树脂。
作为带电控制剂,没有特别限定,作为负带电控制剂,例如可以举出水杨酸金属配位化合物、含金属偶氮染料、含金属(包括金属离子或金属原子)的油溶性染料、季铵盐类化合物、杯芳烃化合物、含硼化合物(苯甲酸硼配位化合物)、硝基咪唑衍生物等。作为正带电控制剂,例如可以举出苯胺黑染料、三苯基甲烷类化合物、季铵盐类化合物、聚胺树脂、咪唑衍生物等。除此之外,也可以使用超微粒二氧化硅、超微粒氧化钛、超微粒氧化铝等金属氧化物、吡啶等含氮环状化合物及其衍生物或盐、各种有机颜料、含有氟、氯、氮等的树脂等作为带电控制剂。
作为着色剂,可以使用以下列举的有机或无机的各种颜色的颜料、染料。
作为黑色颜料,有炭黑、氧化铜、二氧化锰、苯胺黑、活性炭等。作为黄色颜料,有铬黄、锌黄、镉黄、黄色氧化铁、矿物坚牢黄、镍钛黄、橙黄、萘酚黄S、汉撒黄G、汉撒黄10G、联苯胺黄G、联苯胺黄GR、喹啉黄色淀、永久黄NCG、酒石黄色淀等。作为橙色颜料,有红色铬黄、钼橙、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、巴尔干橙、阴丹士林亮橙RK、联苯胺橙G、阴丹士林亮橙GK等。作为红色颜料,有铁丹(Bengala)、镉红、铅丹、硫化汞、镉、永久红4R、立索尔红(Litholred)、吡唑啉酮红、沃丘格红、钙盐、色淀红D、亮胭脂红(Brilliantcarmine)6B、曙红色淀、罗丹明色淀B、茜素色淀、亮胭脂红3B等。
作为紫色颜料,有锰紫、坚牢紫B、甲基紫色淀等。作为青色颜料,有深蓝、钴蓝、碱性蓝色淀、维多利亚蓝色淀、酞菁蓝、无金属酞菁蓝、酞菁蓝部分氯化物、坚牢天蓝、阴丹士林蓝BC等。作为绿色颜料,有铬绿、氧化铬、颜料绿B、孔雀石绿色淀、最终黄绿色G等。作为白色颜料,有锌白、氧化钛、锑白、硫化锌等。
作为体质颜料,有重晶石粉、碳酸钡、粘土、二氧化硅、白炭黑、滑石、氧化铝白等。另外,作为碱性、酸性、分散、直接染料等各种染料,有苯胺黑、亚甲基蓝、玫瑰红、喹啉黄、深蓝色等。上述着色剂可以单独使用,也可以几种组合使用。其中,特别优选使用炭黑作为黑色着色剂,使用氧化钛作为白色着色剂。
对于粒子的制造方法没有特别限定,例如,可以使用基于制造电摄影用调色剂时的搅拌/粉碎法和聚合法。另外,还可以使用在无机或有机颜料的粉体表面涂布树脂或带电控制剂等的方法。
另外,使用的粒子的平均粒径d(0.5)优选均匀地分布在0.1~50μm的范围内。如果平均粒径d(0.5)大于上述范围,则缺乏显示上的鲜锐度,如果小于上述范围,则粒子间的凝集力变得过大,因此妨碍粒子移动。
而且,在本发明中,对于各粒子组的粒径分布,用下式表示的粒径分布Span不足5、优选不足3。
Span=(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)
(其中,d(0.5)为用μm表示的粒径数值,粒子中的50%大于该粒径,50%小于该粒径;d(0.1)为用μm表示的粒径数值,粒径低于上述数值的粒子比率为10%;d(0.9)为用μm表示的粒径数值,粒径低于上述数值的粒子比率为90%。)
使Span在5或5以下的范围内,使各粒子的尺寸一致,粒子能够均匀地移动。
而且,对于各粒子的关系,使所使用的粒子内粒径最小的粒子的d(0.5)相对于粒径最大的粒子的d(0.5)的比例为50或50以下、优选为10或10以下非常重要。
另外,上述粒径分布及粒径可以采用激光衍射/散射法等求出。如果对作为测定对象的粒子照射激光,则在空间内形成衍射/散射光的光强度分布图案,由于上述光强度图案与粒径存在对应关系,因此可以测定粒径及粒径分布。
此处,本发明的粒径及粒径分布由体积基准分布得到。具体而言,可以使用Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)测定机,在氮气流中投入粒子,用附带的解析软件(基于采用Mie理论的体积基准分布的软件),测定粒径及粒径分布。
另外,此处,为进一步提高反复耐久性,控制构成该粒子的树脂的稳定性、特别是吸水率和溶剂不溶率是有效的。
构成封入基板间的粒子的树脂的吸水率小于或等于3重量%,特别优选小于或等于2重量%。基于ASTM-D570进行吸水率的测定,测定条件为23℃、24小时。
关于构成该粒子的树脂的溶剂不溶率,以下式表示的粒子的溶剂不溶率大于或等于50%,特别优选大于或等于70%。
溶剂不溶率(%)=(B/A)×100
(其中,A表示树脂在溶剂浸渍前的重量、B表示于25℃在良溶剂中浸渍24小时后的重量)
该溶剂不溶率不足50%时,长期保存时粒子表面发生流失(bleed),影响粒子的附着力,并妨碍粒子的移动,有时影响图像显示耐久性。
作为测定溶剂不溶率时使用的溶剂(良溶剂),氟树脂时优选使用甲基乙基酮等,聚酰胺树脂时优选使用甲醇等,丙烯酸聚氨酯树脂时优选使用甲基乙基酮、甲苯等,三聚氰胺树脂时优选使用丙酮、异丙醇等,硅树脂时优选使用甲苯等。
下面,说明作为本发明的图像显示面板中用于显示的图像显示介质使用的粉流体。需要说明的是对于本发明的图像显示装置中使用的粉流体的名称,本申请人已经取得“电子粉流体(注册商标)”的权利。
本发明中的“粉流体”是不凭借气体的力或液体的力而显示出自身流动性、兼具流体和粒子的特性的两者中间状态的物质。例如,液晶定义为液体和固体的中间相,具有作为液体特征的流动性和作为固体特征的各向异性(光学性质)(平凡社:大百科词典)。另外,粒子的定义为即使为可忽略大小也具有有限质量的物体,受到重力的影响(丸善:物理学词典)。此处,即使粒子也处于称为气固流动层体、液固流动体的特殊状态,从底板对粒子喷流气体,则对应于气体的速度对粒子施加向上的力,该力与重力平衡时,处于能够像流体那样容易地流动的状态的粒子称为气固流动层体,同样地利用流体使其流动化的状态称为液固流动体(平凡社:大百科词典)。如上所述,气固流动层体或液固流动体为利用气体或液体的流动的状态。本发明中,能够特异性地制成不依赖于上述气体的力、也不依赖于液体的力而显示自身流动性的状态的物质,将其定义为粉流体。
即,本发明中作为图像显示介质使用的粉流体是与液晶(液体和固体的中间相)的定义同样地处于兼具粒子和液体两种特性的中间状态、极难受到作为上述粒子的特征的重力影响、显示高流动性的特异状态的物质。上述物质可以以气溶胶状态、即在气体中作为分散质稳定地漂浮有固体状或液体状物质的分散体系中获得,图像显示面板中以固体状物质作为分散质。
本发明中使用的图像显示面板在至少一方透明的2张对置基板间、作为图像显示介质封入粉流体,该粉流体处于在气体中作为分散质稳定地漂浮有固体粒子的气溶胶状态,显示高流动性,上述粉流体在施加低电压时容易在库仑力等的作用下稳定地移动。
所谓粉流体,如上所述,是不依赖气体的力、也不依赖于液体的力而显示出自身流动性、兼具流体和粒子的特性的两者中间状态的物质。上述粉流体特别是可以处于气溶胶状态,本发明的图像显示装置中,可以在气体中作为分散质比较稳定地漂浮有固体状物质的状态下使用该粉流体作为图像显示介质。
气溶胶状态的范围优选为粉流体最大漂浮时的表观体积为未漂浮时的2倍或2倍以上、更优选为2.5倍或2.5倍以上、特别优选为3倍或3倍以上。上限没有特别限定,优选为12倍或12倍以下。
如果粉流体在最大漂浮时的表观体积小于未漂浮时的2倍,则显示上的控制变难;如果大于12倍,则将粉流体封入装置内时发生过度漂浮等操作上的不便。另外,最大漂浮时的表观体积如下所述地进行测定。即,将粉流体放入可透过粉流体进行观察的密闭容器内,使容器本身振动或落下,制成最大漂浮状态,从容器外侧测定此时的表观体积。具体而言,在直径(内径)6cm、高度10cm的聚丙烯制带盖容器(商品名I-BOY:AS ONE(株)制)中,作为未漂浮时的粉流体放入相当于1/5体积的粉流体,将容器放在振荡机内,在6cm的距离内以3次往复/sec的速度振荡3小时。以振荡刚刚停止后的表观体积作为最大漂浮时的表观体积。
另外,优选使本发明中使用的图像显示面板、粉流体表观体积的时间变化满足下式。
V10/V5>0.8
此处,V5为从最大漂浮时开始5分钟后的表观体积(cm3),V10为从最大漂浮时开始10分钟后的表观体积(cm3)。另外,本发明的图像显示装置优选使粉流体的表观体积的时间变化V10/V5大于0.85,特别优选大于0.9。V10/V5为0.8或0.8以下时,与使用通常所谓的粒子时同样,无法确保本发明的高速应答、耐久性效果。
另外,构成粉流体的粒子物质的平均粒径(d(0.5))优选为0.1~20μm、更优选为0.5~15μm、特别优选为0.9~8μm。如果小于0.1μm,则显示上的控制变难;如果大于20μm,虽然可以显示,但遮盖率下降,难以实现装置的薄型化。另外,构成粉流体的粒子物质的平均粒径(d(0.5))与以下粒径分布Span中的d(0.5)相同。
构成粉流体的粒子物质优选使下式所示的粒径分布Span不足5,更优选不足3。
粒径分布Span=(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)
此处,d(0.5)是用μm表示的粒径数值,构成粉流体的粒子物质的50%大于该粒径,50%小于该粒径;d(0.1)是用μm表示的粒径数值,该值以下的构成粉流体的粒子物质的比率为10%;d(0.9)是用μm表示的粒径数值,该值以下的构成粉流体的粒子物质的比率为90%。通过使构成粉流体的粒子物质的粒径分布Span为5或5以下,尺寸一致、能产生均一的粉流体移动。
另外,以上的构成粉流体的粒子物质的粒径分布及粒径可以由激光衍射/散射法等求出。如果对作为测定对象的粉流体照射激光,则在空间内形成衍射/散射光的光强度分布图案,由于上述光强度图案与粒径存在对应关系,因此可以测定构成粉流体的粒子物质的粒径及粒径分布。构成该粉流体的粒子物质的粒径及粒径分布可以由体积基准分布得到。具体而言,使用Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)测定机,在氮气流中投入粉流体,可以用附带的解析软件(基于采用Mie理论的体积基准分布的软件)进行测定。
粉流体的制备可以将必需的树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂混炼,进行粉碎;也可以由单体聚合而成;也可以将现有粒子用树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂被覆。下面列举构成粉流体的树脂、带电控制剂、着色剂、其他添加剂。
作为树脂的例子,可以举出聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚氨酯改性丙烯酸树脂、硅树脂、尼龙树脂、环氧树脂、苯乙烯树脂、丁缩醛树脂、偏氯乙烯树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、氟树脂等,也可以将2种或2种以上混合使用,从控制与基板的附着力方面考虑,特别优选丙烯酸聚氨酯树脂、丙烯酸聚氨酯硅树脂、丙烯酸聚氨酯氟树脂、聚氨酯树脂、氟树脂。
作为带电控制剂的例子,在赋予正电荷的情况下,可以举出季铵盐类化合物、苯胺黑染料、三苯基甲烷类化合物、咪唑衍生物等;赋予负电荷的情况下,可以举出含金属偶氮染料、水杨酸金属配位化合物、硝基咪唑衍生物等。
作为着色剂的例子,可以举出碱性、酸性等染料,例如有苯胺黑、亚甲基蓝、喹啉黄、玫瑰红等。
作为无机类添加剂的例子,可以举出氧化钛、锌白、硫化锌、氧化锑、碳酸钙、铅白、滑石、二氧化硅、硅酸钙、氧化铝白、镉黄、镉红、镉橙、钛黄、深蓝、群青、钴蓝、钴绿、钴紫、氧化铁、炭黑、锰铁素体黑、钴铁素体黑、铜粉、铝粉等。
但是,即使不费力地混炼上述材料,或对上述材料实施被覆等,也无法制备显示气溶胶状态的粉流体。显示气溶胶状态的粉流体的特定制法没有规定,举例如下。
首先,在构成粉流体的粒子物质表面固附平均粒径为20~100nm、优选为20nm~80nm的无机微粒是适当的。而且,上述无机微粒经硅油处理是适当的。此处,作为无机微粒,可以举出二氧化硅(silica)、氧化锌、氧化铝、氧化镁、氧化铈、氧化铁、氧化铜等。固附上述无机微粒的方法是重要的,例如可以使用Hybridizer(奈良机械制作所(株)制)或Mechanofusion(HOSOKAWAMICRON(株)制)等装置,在某一限定条件下(例如处理时间)制备显示气溶胶状态的粉流体。
此处,为进一步提高反复耐久性,控制构成该粉流体的树脂的稳定性、特别是吸水率和溶剂不溶率是有效的。构成被封入由隔板隔开的单元内的粉流体的树脂的吸水率小于或等于3重量%,特别优选小于或等于2重量%。基于ASTM-D570进行吸水率的测定,测定条件为23℃、24小时。关于构成该粉流体的树脂的溶剂不溶率,优选以下式表示的粉流体的溶剂不溶率大于或等于50%,特别优选大于或等于70%。
溶剂不溶率(%)=(B/A)×100
(其中,A表示树脂在溶剂浸渍前的重量、B表示于25℃将树脂在良溶剂中浸渍24小时后的重量)
该溶剂不溶率不足50%时,长期保存时构成粉流体的粒子表面发生流失,影响与粉流体的附着力,并妨碍粉流体的移动,有时影响图像显示耐久性。作为测定溶剂不溶率时使用的溶剂(良溶剂),氟树脂时优选使用甲基乙基酮等,聚酰胺树脂时优选使用甲醇等,丙烯酸聚氨酯树脂时优选使用甲基乙基酮、甲苯等,三聚氰胺树脂时优选使用丙酮、异丙醇等,硅树脂时优选使用甲苯等。
作为本发明的图像显示介质使用的粒子或粉流体具有带电性。所以,为了保持带电电荷,优选体积固有电阻值大于或等于1×1010Ω·cm的绝缘性物质,进一步优选利用下述方法评价的电荷衰减缓慢的图像显示介质。
即,经加压、加热熔融、铸塑等将图像显示介质变成厚度为5~100μm的薄膜状。对与该薄膜表面具有1mm的间隔而配置的电晕放电器施加8KV的电压,产生电晕放电,使表面带电,测定并判断其表面的电位变化。此种情况下,为了使0.3秒后的表面电位的最大值大于300V、优选大于400V,选择图像显示介质的构成材料进行制作是重要的。
另外,上述表面电位的测定,例如,是利用图16所示的QEA社制CRT2000进行的。该装置优选采用下面的方法测定表面电位:将表面配置上述薄膜的辊的轴的两端部保持在夹盘61上,将以规定间隔并设小型Scorotron放电器62和表面电位计63的测定单元与上述薄膜表面对置配置,使其间保持1mm的间隔,在静止上述薄膜的状态下,将上述测定单元以一定的速度从薄膜的一端移至另一端,由此赋与表面电荷,同时测定表面电位。另外,测定环境是温度25±3℃、湿度为55±5RH%。
图像显示介质的带电量当然依赖于测定环境,但图像显示面板中的图像显示介质的带电量大致依赖于初期带电量、与隔板的接触、与基板的接触、经时电荷衰减,特别是随着接触的图像显示介质的带电饱和值成为支配因子。
本发明人等进行了深入研究,结果发现通过在喷出法中使用同一载体(carrier)粒子分别进行带电量的测定,能评价图像显示介质的适当的带电特性值的范围,通过利用表面电荷密度对其进行规定能预测作为图像显示装置适当的图像显示介质的带电量。
在后面详细说明测定方法,但利用喷出法使图像显示介质与载体粒子充分接触,通过分别测定其饱和带电量,能测定该图像显示介质的每单位重量的带电量。而且,通过其它方法求出该图像显示介质的平均粒径和比重,从而能计算出该图像显示介质的表面电荷密度。
在图像显示面板中,构成作为图像显示介质使用的粒子或粉流体的粒子物质(以下统称为粒子)的粒径小,由于重力的影响小到可以忽略不计,所以粒子的比重对粒子的行为没有影响。但是,对于粒子的带电量,即使相同粒径的粒子每单位重量的平均带电量相同,但在粒子的比重相差2倍时,所保持的带电量也相差2倍。所以,图像显示装置中使用的粒子的带电特性优选使用与粒子的比重无关的表面电荷密度(单位:μC/m2)进行评价。
在使用2种粒子或2种粉流体作为图像显示介质的图像显示面板中,在粒子间或粉流体间,上述表面电荷密度的范围和表面电荷密度之差在适当的范围时,2种粒子或2种粉流体通过互相接触,保持足够的带电量,并保持随电场移动的功能。
此处,为了使显示面板内互相接近而存在的2种粒子或2种粉流体的带电性充分,2种粒子或2种粉流体的表面电荷密度必须具有一定程度的差距,但并非越大越好。在利用粒子移动的图像显示装置中,粒子的粒径大时,由于镜像力成为决定粒子的飞行电场(电压)的因子的倾向强,所以为了使该粒子在低电场(电压)下移动,优选带电量低。另外,粒子的粒径小时,由于分子间力、液体交联力等非电力成为飞行电场(电压)决定因子,所以为了使该粒子在低电场(电压)下移动,优选带电量高。但是,由于上述情况还很依赖于粒子的表面特性(材料、形状),所以不能一概用粒径和带电量规定。
本发明人等发现在由平均粒径为0.1~50μm的粒子或平均粒径为0.1~30μm的粒子物质构成的粉流体中,使用相同的载体粒子利用喷出法测定的2种粒子或2种粉流体的表面电荷密度的绝对值在10~150μC/m2的范围、表面电荷密度之差的绝对值在20~150μC/m2时,能得到优选的图像显示面板。
本发明中使用的图像显示面板中的基板和基板的间隔只要是图像显示介质能够移动、能够维持对比度的间隔即可,通常调整为10~500μm、优选为10~200μm。
对置基板间的空间内图像显示介质(粒子组或粉流体)的体积占有率优选为3~70%,进一步优选为5~60%。超过70%的情况下,妨碍图像显示介质(粒子组或粉流体)的移动,不足3%的情况下,对比度容易变得不清楚。
而且,本发明中,控制包围作为基板间的图像显示介质使用的粒子组或粉流体的空隙部分的气体是重要的,有助于提高显示稳定性。具体而言,对于空隙部分的气体的湿度,使25℃下的相对湿度为60%RH或60%RH以下、优选为50%RH或50%RH以下、更优选为35%RH或35%RH以下是重要的。
上述空隙部分,例如,在图8中是指从夹在对置基板21、基板22中的部分中减去电极25、26、图像显示介质(粒子组或粉流体)23的占有部分、隔板24的占有部分、装置密封部分的所谓图像显示介质(粒子组或粉流体)连接的气体部分。
空隙部分的气体只要在上述湿度区域内即可,对其种类无限制,优选干燥空气、干燥氮气、干燥氩气、干燥氦气、干燥二氧化碳、干燥甲烷等。
在本发明使用的图像显示面板中,使用多个上述单元配置成矩阵状进行显示。显示黑白以外的任意颜色时,可以适当进行图像显示介质(粒子组或粉流体)的颜色的组合。全色(full color)的情况下,优选将具有3种,即R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的调色板且具有各种黑色的图像显示介质(粒子组或粉流体)的单元作为1组,配置多个组形成图像显示面板。
下面,列举第1项发明~第3项发明的各实施例和比较例,更具体地说明本发明。但本发明并不限于下面的实施例。
(第1项发明的实施例)
(第1项发明的第1实施例)
实际上,如下所示,制作使用ITO玻璃基板的实施例1和比较例1、使用ITO树脂(PET)基板的实施例2和实施例3的图像显示面板,并将实施例1~3与比较例1进行比较。另外,在实施例1~3和比较例1中,除下面的表1所述的事项以外,其他构成全部相同。
(实施例1(玻璃基板))
制作如下面表1所示的像素大小为50μm、隔板尺寸(对应于单元的大小)为150μm、单元11和像素14并非一一对应(此处,单元∶像素=1∶9)、图17中示出其中一部分的图像显示面板。在本实施例中,如表1所示,凸缘形状(对应于隔板的形状)为格子状(四边形)、凸缘宽度(对应于隔板的宽度)为20μm,制得的图像显示面板的开口率为75%。
(实施例2(树脂(PET)基板))
制作如下面表1所示的像素大小为300μm、隔板尺寸(对应于单元的大小)为150μm、单元11和像素14并非一一对应(此处,单元∶像素=4∶1)、图18中示出其中一部分的图像显示面板。在本实施例中,如表2所示,凸缘形状(对应于隔板的形状)为六边形的蜂窝状结构、凸缘宽度(对应于隔板的宽度)为10μm,制得的图像显示面板的开口率为86%。
(实施例3(树脂(PET)基板))
制作如下面表1所示的像素大小为300μm、隔板尺寸(对应于单元的大小)为150μm、单元11和像素14并非一一对应(此处,单元∶像素=4∶1)、图19中示出其中一部分的图像显示面板。在本实施例中,如表1所示,凸缘形状(对应于隔板的形状)为格子状(四边形)、凸缘宽度(对应于隔板的宽度)为10μm,制得的图像显示面板的开口率为87%。
(比较例1(玻璃基板))
制作如下面表1所示的像素大小为50μm、隔板尺寸(对应单元的大小)为50μm、单元11和像素14一一对应、图20中示出其中一部分的图像显示面板。在本比较例中,如表1所示,凸缘形状(对应隔板的形状)为格子状(四边形)、凸缘宽度(对应隔板的宽度)为20μm,制得的图像显示面板的开口率为36%。
表1
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 比较例1 | |
像素大小 | 50μm | 300μm | 300μm | 50μm |
隔板尺寸 | 150μm | 150μm | 150μm | 50μm |
凸缘形状 | 四边形 | 六边形 | 四边形 | 四边形 |
单元配置 | 格子状 | 蜂窝状 | 格子状 | 格子状 |
凸缘宽度 | 20μm | 10μm | 10μm | 20μm |
开口率 | 75% | 86% | 87% | 36% |
使用基板 | 玻璃 | PET | PET | 玻璃 |
<比较结果>
将实施例1~3和比较例1的图像显示面板在同一条件下进行图像显示,就显示特性得到以下结果。
(1)如果将实施例1~3和比较例1进行比较,则可知由于比较例1中隔板面在显示面中所占的比例大、开口率显著降低,所以,与开口率高的实施例1~3相比,图像显示特性恶化。
(2)如果比较使用玻璃基板的实施例1和使用树脂(PET)基板的实施例3,则可知使用树脂基板、以四边形的格子配置构成隔板的实施例3经热处理使基板延伸,破坏了隔板和像素的周期性位置关系,隔板和像素发生干涉,有时发生干涉条纹导致的显示劣化。
(3)如果将使用树脂(PET)基板的实施例2和实施例3进行比较,则可知二者均利用热处理使基板延伸,但将隔板制成六边形、形成蜂窝状结构地任意配置的实施例2能显著抑制因隔板与像素发生干涉而产生的干涉条纹。由以上结果可知,利用树脂基板时,优选将隔板制成六边形、形成蜂窝状结构地任意配置。
(第1项发明的第2实施例)
将单元11的面积和1个由单元11构成的像素14的面积进行各种变化,在除了单元面积和像素面积不同以外、其他条件相同的情况下制作单元面积/像素面积之比在本发明的范围内、即小于或等于4的实施例11~13的图像显示面板,单元面积/像素面积之比超出本发明范围的大于4的比较例11、12的图像显示面板。此处,1个像素14的面积如图21(a)所示,是电极5和电极6重叠部分中横竖箭头的长度相乘所得的面积,1个单元11的面积如图21(b)所示,是以隔板4分隔而成的部分中横竖箭头的长度相乘所得的面积。判断各图像显示面板的显示质量和文字的易识别程度。结果如下面的表2所示。在表2中,○表示良好的例子、×表示非良好的例子。
[表2]
像素面积(μm2) | 凸缘(单元)面积(μm2) | 比率 | 显示质量 | 文字的易识别程度 | |
实施例21 | 30625 | 30625 | 1.00 | ○ | ○ |
实施例22 | 30625 | 22500 | 0.73 | ○ | ○ |
实施例23 | 30625 | 40000 | 1.31 | ○ | ○ |
比较例21 | 30625 | 129600 | 4.23 | × | ×:难以识别 |
比较例22 | 30625 | 275625 | 9.00 | × | ×:不能识别 |
由表2的结果可知,与单元面积/像素面积之比大于4的比较例11、12比较,单元面积/像素面积之比小于4的本发明例11~13能得到良好的显示质量和高的文字易识别水平。
(第2项发明的实施例)
按照图7(a)~(d)的例子制作着色隔板25。首先,在基板21上滴下黑色液体抗蚀剂(新日铁化学制:NSBK1000),利用旋涂法在1500rpm×30秒的条件下制膜,在基板21上形成黑色的厚度为1μm的薄膜22(第1层)。接下来,在热风循环式烘箱中,在100℃×2分钟的条件下将形成了薄膜22的基板21预固化(目的是干燥溶剂、提高基板密合性)。然后,于100℃下,在薄膜22上层合厚度为50μm的干膜抗蚀剂(Nichigo-Morton社制:α-NIT2),在薄膜22上形成厚膜23(第2层)。
然后,利用平行光曝光装置,经由掩模24,曝光厚膜23和薄膜22,在用碳酸钠水溶液(浓度:1%)显影后,用纯水清洗。在200℃×1小时的条件下,后焙烘(目的是结束反应)得到的样品,由此得到着色隔板25。得到的着色隔板25不引起显影不良,是按照图案形成的隔板。
(第3项发明的实施例)
基于下面的基准,评价得到的实施例和比较例。首先,利用光学显微镜目测图22中所示的B1、B2、F1、F2,从而测定隔板的形状。利用测定的B1、B2、F1、F2计算背面和前面开口率。然后,在光刻法的条件下,利用曝光计实测曝光量。利用光学显微镜目测光掩模和光致抗蚀剂膜的距离,即,接近程度(proximity)。利用麦克比斯浓度计D19C测定OD值(光学浓度),并将其换算成反射率,以上述值中的最大值作为最大反射率。对比度是利用最大反射率/最小反射率的比值计算的。
(实施例21)
在设有厚度约500的ITO电极的玻璃基板上,制作高度为250μm的隔板,形成带状单凸缘结构的隔板。
隔板的形成如下进行。首先,在基板上粘合厚度为150μm的光致抗蚀剂膜,使用光掩模,在下面表3所示的曝光条件下曝光,固化与隔板对应的部分。然后,以下面表3所示的显影条件显影光致抗蚀剂膜的未固化部分后,同样,以表3所示的清洗条件进行清洗除去,制作倒锥形的隔板。
另外,准备粒子组A、粒子组B。粒子组A是在热塑性聚醚酯高弹体:Hytrel 6377(DU PONT-TORAY社制)中添加CB 4phr、带电控制剂BONTRON N07(ORIENT化学制)2phr,混炼后,用喷射磨粉碎分级,制备粒子。粒子组B是在热塑性聚醚酯高弹体:Hytrel 6377(DUPONT-TORAY社制)中添加氧化钛10phr、带电控制剂BONTRON E89(ORIENT化学制)2phr,混炼后,用喷射磨粉碎分级,制备粒子。
在上述附有形成了隔板的ITO电极的玻璃基板和附有没有形成隔板的ITO电极的玻璃基板之间加入上述粒子组A、B,用环氧类粘合剂粘合玻璃基板周边,同时封入粒子组,制作图像显示装置。粒子组A和粒子组B的混合率是相同重量,调整上述粒子组在玻璃基板间的填充率为60容量%。此处,填充空隙的气体是相对湿度为50%RH的空气。
上述制作的实施例21的图像显示装置的评价结果如下面的表3所示。
(实施例22)
在实施例21中,除了如下面表3所示地按照常规缩小接近程度、同时将曝光量变为低曝光量以外,相同地制作图像显示装置。制得的实施例2的图像显示装置的评价结果如下面的表3所示。
(比较例21)
在实施例21中,除了如下面表3所示地形成宽度不变的截面形状的隔板形状、同时按照常规缩小接近程度以外,相同地制作图像显示装置。制得的比较例21的图像显示装置的评价结果如下面的表3所示。
[表3]
实施例21 | 实施例22 | 比较例21 | |
B1(μm) | 300 | 300 | 300 |
B2(μm) | 50 | 50 | 50 |
F1(μm) | 342 | 340 | 300 |
F2(μm) | 8 | 10 | 50 |
背面开口率(%) | 73 | 73 | 73 |
前面开口率(%) | 95 | 94 | 73 |
制作方法 | |||
光 | 平行光 | ||
曝光量(mJ/cm2) | 400 | 100 | 400 |
接近程度(mm) | 0.5 | 0.1 | 0.1 |
显影液 | 1%碳酸钠水溶液 | ||
显影时间(sec) | 60 | 30 | 60 |
清洗液 | 纯水 | ||
清洗时间(sec) | 120 | 90 | 120 |
最大反射率(%) | 48 | 47 | 37 |
对比度 | 12 | 12 | 9 |
由表3的结果可知,与利用常规的光刻法制作不具有锥形的隔板的比较例21的图像显示装置比较,利用在光掩模和光致抗蚀剂之间设置间隔的接近式曝光,故意扩散光,赋予隔板倒锥形的实施例21的图像显示装置,及利用低曝光量、只反应表层的固化剂、赋予隔板倒锥形的实施例22的图像显示装置具有较高的最大反射率和较高的对比度。另外,与比较例21比较,实施例21、实施例22的显示面具有较高的开口率。
产业上的可利用性
具有本发明的图像显示面板的图像显示装置,优选用于笔记本电脑、PDA、手机、便携式终端等可移动机器的显示部,电子书、电子报纸等电子纸张,看板、招贴、黑板等启示板,台式电子计算器、家电产品、汽车用品等的显示部,点卡、IC卡等卡显示部,电子广告、电子POP、电子股票、电子乐谱、RF-ID机器的显示部等。
Claims (22)
1、一种图像显示装置,该装置具有图像显示面板,所述图像显示面板是在至少一方透明的2张对置基板间形成以隔板彼此隔开的单元,在单元内封入图像显示介质,对图像显示介质施加电场,使图像显示介质移动来显示图像,其特征在于,以不与用于显示图像的像素的位置一一对应的方式构成多个所述单元。
2、一种图像显示装置,该装置具有图像显示面板,所述图像显示面板是在至少一方透明的2张对置基板间形成以隔板彼此隔开的单元,在单元内封入图像显示介质,对图像显示介质施加电场,使图像显示介质移动来显示图像,其特征在于,单元面积/像素面积之比小于4。
3、如权利要求1或2所述的图像显示装置,其中通过隔板形成的单元的形状为四边形、三角形、六边形、圆形、椭圆形中的任一种。
4、如权利要求1~3中任一项所述的图像显示装置,其中通过隔板形成的单元的配置构成具有蜂窝状结构。
5、如权利要求1~4中任一项所述的图像显示装置,其中通过隔板形成的单元的形状为六边形,且该单元的配置构成具有蜂窝状结构。
6、如权利要求1~5中任一项所述的图像显示装置,其中图像显示介质为粒子组或粉流体。
7、一种图像显示面板的制造方法,所述图像显示面板具有下述结构:在至少一方透明的2张对置基板间形成以隔板彼此隔开的单元,在单元内封入气体、液体、固体、粒子组或粉流体等图像显示介质,其特征在于,所述制造方法包括下述工序:在一张基板上成膜由感光性着色组合物形成的第1层,在其上成膜由比第1层透光性高且厚度厚的感光性组合物形成的第2层,通过掩模对基板上的第1层和第2层曝光后,经显影、清洗,在基板上制作着色隔板,在着色隔板上粘合另一张基板。
8、如权利要求6所述的图像显示面板的制造方法,其中,第1层的感光性着色组合物在可见光380nm~780nm的波长区域的透射率小于或等于20%,第2层的感光性组合物在300nm~450nm的波长区域的透射率大于或等于20%。
9、如权利要求6或7所述的图像显示面板的制造方法,其中,在第1层上层合薄膜状的感光性组合物形成第2层。
10、如权利要求6~8中任一项所述的图像显示面板的制造方法,其中,第1层的颜色为黑色。
11、一种图像显示面板,其特征在于,该图像显示面板是按照权利要求6~9中任一项所述的图像显示面板的制造方法制造的。
12、一种图像显示面板,其特征在于,该图像显示面板是按照权利要求6~9中任一项所述的图像显示面板的制造方法制造的,并且使用粒子组或粉流体作为图像显示介质。
13、一种图像显示装置,该装置具有图像显示面板,所述图像显示面板是在至少一方透明的2张对置基板间形成以隔板彼此隔开的单元,在单元内封入粒子组或粉流体作为图像显示介质,对粒子组或粉流体施加电场,使粒子组或粉流体移动来显示图像,其特征在于,利用光刻法制作隔板,并使所述隔板的形状为背面基板侧的端部宽度大于前面基板侧的端部宽度的锥形。
14、如权利要求12所述的图像显示装置,其中,利用光刻法制作隔板是如下进行的:在前面基板上涂布含有热固性树脂的感光性材料,然后使用光掩模只曝光与隔板相当的部位,固化感光性材料,显影除去非固化部分;在前面基板上形成背面基板侧的端部宽度大于前面基板侧的端部宽度的倒锥形隔板。
15、如权利要求13所述的图像显示装置,其中,利用光刻法形成倒锥形的隔板时,通过在光掩模和感光性材料之间设置间隔的接近式曝光,通过故意扩散光而形成倒锥形。
16、如权利要求13所述的图像显示装置,其中,利用光刻法形成倒锥形的隔板时,通过以低曝光量进行曝光,只使表层的固化剂反应而形成倒锥形。
17、如权利要求12~15中任一项所述的图像显示装置,其中,背面基板侧的端部宽度w2和前面基板侧的端部宽度w1之比w1/w2小于或等于0.5。
18、如权利要求12~16中任一项所述的图像显示装置,其中,用作图像显示介质的粒子或粉流体的颜色为白色和黑色。
19、如权利要求12~17中任一项所述的图像显示装置,其中,位于对置基板间的隔板是单凸缘状结构。
20、如权利要求12~18中任一项所述的图像显示装置,其中,隔板材料含有无机粉体,且以下式表示的无机粉体的粒径分布Span小于或等于8,
Span=(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)
其中,d(0.5)为用μm表示的粒径数值,粒子中的50%大于该粒径,50%小于该粒径;d(0.1)为用μm表示的粒径数值,粒径低于上述数值的粒子比率为10%;d(0.9)为用μm表示的粒径数值,粒径低于上述数值的粒子比率为90%。
21、如权利要求12~19中任一项所述的图像显示装置,其中,无机粉体的平均粒径d(0.5)为0.1~20μm。
22、如权利要求12~10中任一项所述的图像显示装置,其中,对置基板间的空隙充满25℃下相对湿度小于或等于60%RH的气体。
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