JP2001117123A - 表示装置及びその製造方法 - Google Patents
表示装置及びその製造方法Info
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- JP2001117123A JP2001117123A JP30117899A JP30117899A JP2001117123A JP 2001117123 A JP2001117123 A JP 2001117123A JP 30117899 A JP30117899 A JP 30117899A JP 30117899 A JP30117899 A JP 30117899A JP 2001117123 A JP2001117123 A JP 2001117123A
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Abstract
べて、コントラスト低下をもたらすカプセル間の部分を
少なし、高コントラスト、高精細な表示が可能となる表
示装置を提供する。 【解決手段】 基板1a,1b間に多数のマイクロカプ
セル1hがバインダー1iと共に充填され、その上下を
少なくとも一方は透明電極である一対の電極1c,1d
で挟み、マイクロカプセル1hは帯電泳動粒子1eおよ
び泳動用分散液1fを内包しており、マイクロカプセル
1hの個々の形状は、基板1a,1bに対して垂直方向
の長さXよりも水平方向の長さYの方が長い構成を有す
る表示装置。
Description
帯電泳動粒子を移動させて表示を行う表示装置及びその
製造方法に関する。
力且つ薄型の表示装置のニーズが増しており、これらニ
ーズに合わせた表示装置の研究、開発が盛んに行われて
いる。中でも液晶表示装置は、液晶分子の配列を電気的
に制御し液晶の光学的特性を変化させる事ができ、上記
のニーズに対応できる表示装置として活発な開発が行わ
れ商品化さてれいる。
old D.Lees等により発明された電気泳動表示
装置(米国特許第3612758号)が知られている。
図7は、その電気泳動表示装置の構造及びその動作原理
を示す概略図である。同図7において、該電気泳動表示
装置は、所定間隙を開けた状態に配置された一対の基板
7a,7bを備えており、各基板には電極7c,7dが
それぞれ形成されている。また基板間隙には、正電極に
帯電されると共に着色された多数の帯電泳動粒子7e
と、色素が溶解されて帯電泳動粒子とは別の色に着色さ
れた泳動用分散液7fとが配置されており、さらに隔壁
7gが配置されて、該間隙を基板の面方向に沿った多数
の画素に分割して帯電泳動粒子の偏在を防止すると共に
基板間隙を規定するように構成されている。
(a)に示すように、図示下側の電極7cに負極性の電
圧を印加すると共に図示上側の電極7dに正極性の電圧
を印加すると、正極性に帯電されている帯電泳動粒子7
eは下側の電極7cを覆うように集まり、図示A方向か
ら表示装置を眺めると、泳動用分散液7fと同じ色の表
示が行われる。反対に同図7(b)に示すように、図示
下側の電極7cに正極性の電圧を印加すると共に図示上
側の電極7dに負極性の電圧を印加すると、正極性に帯
電されている帯電泳動粒子7eは上側の電極7dを覆う
ように集まり、図示A方向から表示装置を眺めると、帯
電泳動粒子7eと同じ色の表示が行われる。このような
駆動を画素単位で行うことにより、多数の画素によって
任意の画像が表示される。
電気泳動表示装置が提案されている(特許第25517
83号)。図5にそのマイクロカプセルを用いた電気泳
動表示装置の断面図を示す。着色された帯電泳動粒子5
eと該帯電泳動粒子とは異なる色に着色された泳動用分
散液5fを直径50μm程度の透明なマイクロカプセル
5hに閉じ込め、これを基板5a上に塗布して作製され
る。画像の表示は、このマイクロカプセル5hの上下を
電極5c,5dで挟み、従来の電気泳動表示方法と同様
に、電極に電圧を印加することにより、帯電泳動粒子5
eの色あるいは泳動用分散液5fの色を表示することが
できる。
徴としては、マイクロカプセルを基板に塗布するだけで
帯電泳動粒子及び泳動分散媒を配置できるため、従来の
電気泳動表示装置に比べて、帯電泳動粒子及び泳動分散
媒の注入工程が必要なく作製が容易である、隔壁を特別
に必要としないため基板の曲げによる隔壁の位置づれや
破損がなくフレキシブル性を高くできる、などが挙げら
れる。
マイクロカプセル型電気泳動装置は次のような問題点を
抱えていた。図6は従来のマイクロカプセル型電気泳動
装置の表示方法の一例を示す断面図である。同図6に示
す様に、より高精細な表示を行っていくには、電極パタ
ーンを高精細にしていく必要があるが、複数の電極パタ
ーン6c,6dを一個のマイクロカプセル6hに対して
形成すると、マイクロカプセルが球状であるため、表示
が難しいマイクロカプセル間の部分が増大してコントラ
ストが低下してしまうという問題が発生した。
プセルを微小化して、電極パターンと同等あるいはそれ
より小さくする方法がある。しかしながら、マイクロカ
プセルを微小化すると上下方向の距離も短くなるため、
帯電泳動粒子を表示面の反対側に移動させても帯電泳動
粒子の色が透けて見えるようになってしまう。これを防
ぐためには泳動用分散液の色素の濃度を高めればよい
が、これを高めると帯電泳動粒子が表示側に来た時の表
示色が高濃度な分散媒の影響で分散媒の色に近くなって
しまい、どちらにしても表示コントラストが低下してし
まう。更にマイクロカプセルの微小化は表示面側からみ
た場合のカプセルの壁の部分、即ち基板に対して縦方向
の部分が増大するため、表示コントラストの低下をきた
す問題点がある。
決するためになされたものであり、球状のマイクロカプ
セルを使用したものに比べて、コントラスト低下をもた
らすカプセル間の部分を少なし、高コントラスト、高精
細な表示が可能となる表示装置およびその製造方法を提
供することを目的とするものである。
な片側の基板に一対の電極が形成された構成の表示装置
に対してマイクロカプセル技術を適用できるため、帯電
泳動粒子及び泳動分散媒の注入工程が必要なく作製が容
易であり、隔壁を特別に必要としないため表示装置のフ
レキシブル性を高くできる表示装置およびその製造方法
を提供することを目的とするものである。
動粒子と泳動用分散液を封入したマイクロカプセルが基
板上に多数配置され、該帯電泳動粒子を電界によって泳
動させることによって表示動作を行う表示装置におい
て、該マイクロカプセルが前記基板に対して垂直方向の
長さよりも水平方向の長さの方が長い形状を有すること
を特徴とする表示装置である。
散液を封入したマイクロカプセルが基板上に多数配置さ
れ、該帯電泳動粒子を電界によって泳動させることによ
って表示動作を行う表示装置の製造方法であって、帯電
泳動粒子と泳動用分散液を封入したマイクロカプセルを
作製する工程、該マイクロカプセルを透明なバインダー
樹脂と混合して混合液を作製する工程、該混合液を基板
上に塗布して混合層を形成する工程、該混合層に圧力を
かけて該マイクロカプセルを基板に対して垂直方向の長
さよりも水平方向の長さの方が長くなるよう変形した
後、樹脂を固化して固定する工程を有することを特徴と
する表示装置の製造方法である。
基板に対して水平方向の長さが、基板上に設けられた表
示画素電極よりも大きいことが好ましい。前記マイクロ
カプセルが球を押圧して変形した形状からなることが好
ましい。前記泳動用散液が着色成分を含まないことが好
ましい。前記表示動作が帯電泳動粒子を基板に対して水
平方向に泳動させて行うことが好ましい。前記表示装置
がカラーフィルター層を有していることが好ましい。
子と泳動用分散液を封入したマイクロカプセルが基板上
に多数配置され、該帯電泳動粒子を電界によって泳動さ
せることによって表示動作を行う表示装置において、該
マイクロカプセルが前記基板に対して垂直方向の長さよ
りも水平方向の長さの方が長い形状を有することを特徴
とする。
す断面図である。同図1において、本発明の表示装置
は、基板1a,1b間に多数のマイクロカプセル1hが
バインダー1iと共に充填され、その上下を一対の電極
1c,1dで挟む構成となっている。電極の少なくとも
一方は透明電極である。マイクロカプセル1hは帯電泳
動粒子1eおよび泳動用分散液1fを内包しており、マ
イクロカプセル1hの個々の形状は、基板1a,1bに
対して垂直方向の長さXよりも水平方向の長さYの方が
長い構成をとる。また、マイクロカプセルhの基板に対
して水平方向の長さYは、基板上に設けられた電極1
c,1dの表示画素電極1j,1kよりも大きい構成を
とる。
て説明する。図2は本発明の表示装置の製造方法の一例
を示す工程図である。同図2において、第1基板1a上
には第1電極1cが形成されている。(図2(a)参
照)
フィルムを使用する。第1電極材料には特に制限はない
が、通常Alなどの金属電極を使用する。第1電極1c
上には、帯電泳動粒子1eおよび泳動用分散液1fを内
包したマイクロカプセル1h’が形成されている。
で電界により泳動可能で着色した有機、無機材料からな
り、微粒子であれば使用できる。例えば、酸化チタン、
酸化アルミニウム、スチレン樹脂、アクリル樹脂などで
ある。これらには、必要に応じて帯電制御剤、着色剤を
付与しておく。
イル、オリーブオイルなどの油類、脂肪族、芳香族ある
いはハロゲン化炭化水素などを使用できる。泳動用分散
液の着色にはそれらに溶解可能な染料を用いる。
ては、ゼラチン、アラビアゴム等を使用することができ
る。マイクロカプセルの形成方法としては、公知の技術
によって作製することができる。例えば、特開平10−
149118号公報、特開平11−119264号公報
などに記載されている界面重合法などが好適に使用でき
る。マイクロカプセルの粒子径は、小さ過ぎるとコント
ラストが低下するため、要求するコントラストにもよる
が、20μm以上であることが望ましい。
ーン樹脂やアクリル樹脂などのバインダー1iに混ぜ合
わせ、これを基板1a上に塗布する。(図2(b)参
照)塗布した後、このバインダー層1i上面に透明な第
2電極1dが配線された第2基板1bを載せる。透明電
極は、ITO膜や有機導電性膜などを使用する。次に、
第2基板1bの上面から圧力を加えてマイクロカプセル
1h’を偏平させマイクロカプセル1hとし、偏平させ
た状態でバインダー1iを固化させる。(図2(c)参
照)第1、第2電極に電圧印加回路を接続して表示装置
を得ることができる。
行う。例えば、正に帯電した泳動粒子に対して、第1電
極と第2電極に正及び負の電圧をそれぞれ印加すると、
帯電泳動粒子は負の電極上に集まる。帯電泳動粒子が白
色、泳動用分散媒を青色に着色している場合、帯電泳動
粒子を第1電極上に集めた場合は青色、第2電極上に集
めた場合は白色を表示することができる。(図2(d)
参照)印加電圧は、帯電泳動粒子の帯電量、電極間距離
などによって異なるが、通常は、数十V程度が必要であ
る。
セルを使用したものに比べて、コントラスト低下をもた
らすカプセル間の部分を少なくできるため、高コントラ
スト、高精細な表示が可能となる。
を示す。図3は本発明の表示装置の他の実施態様を示す
断面図である。同図3において、第1基板2a上に多数
のマイクロカプセル2hがバインダー2iと共に充填さ
れ、第1基板2aとマイクロカプセル2hの間に一対の
電極2c,2dが形成された構成となっている。電極間
には絶縁層2jが形成されている。この絶縁層2jは、
着色されていてもよく、無色透明であってもよい。マイ
クロカプセル2hは着色された帯電泳動粒子2eおよび
透明な泳動用分散液2fを内包しており、マイクロカプ
セル2hの個々の形状は、基板に対して垂直方向の長さ
よりも水平方向の長さの方が長い構成をとる。
て説明する。図4は本発明の表示装置の製造方法の他の
例を示す工程図である。同図4において、まず、反射型
の表示装置の場合について説明する。第1基板2a上に
は第1電極2cが形成されている。基板材料としては、
ガラスやプラスチックフィルムを使用する。第1電極材
料には、通常A1などの光反射性の金属電極を使用す
る。第1電極2c上には、光を散乱させるための微粒
子、例えば酸化アルミニウム、酸化チタン等を透明の絶
縁性樹脂に混ぜ合わせた絶縁層2jを形成する。ここで
は、微粒子を用いずに金属電極表面の凹凸を利用して光
を散乱させる方法を用いてもよい。次に、絶縁層2j上
に第2電極2dを形成する。(図4(a)参照)第2電
極2dには表示装置の観察者側からみて暗黒色に見える
導電性材料、例えば炭化チタンや黒色化処理したCr、
黒色層を表面に形成したAl、Tiなどを用いる。
eおよび泳動用分散液2fを内包したマイクロカプセル
2h’の層を形成する。マイクロカプセル中の泳動用分
散液2fには透明なシリコーンオイル、オリーブオイル
などの油類、脂肪族、芳香族あるいはハロゲン化炭化水
素などが使用できる。帯電泳動粒子2eは、泳動用分散
液2f中で電界により泳動可能で着色した有機、無機材
料であり、微粒子であれば使用できる。例えば、白色粒
子であれば、酸化チタン、酸化アルミニウムなど。黒色
あるいはその他の色の粒子であれば、着色顔料を混ぜ合
わせたスチレン樹脂、アクリル樹脂などを使用すること
ができる。これらには、必要に応じて帯電制御剤、着色
剤を付与しておく。作製したマイクロカプセル2h’は
シリコーン樹脂やアクリル樹脂などのバインダー2iに
混ぜ合わせ、これを基板2a上に塗布する。(図4
(b)参照)塗布した後、塗布面の上面から圧力を加え
てマイクロカプセル2h’を偏平させマイクロカプセル
2hとし、偏平させた状態でバインダー2iを固化させ
る。(図4(c)参照)第1、第2電極に電圧印加回路
を接続して表示装置を得ることができる。
て、第1電極材料にはITO膜あるいは有機導電膜など
の透明電極を使用し、第1電極上には、透明絶縁層を形
成する。
行う。帯電泳動粒子及び第2電極を黒色とし、第1電極
上を白色とすると、帯電泳動粒子が第2電極上に集まれ
ば、白色の表示を行うことができ、第1電極上に集まれ
ば、黒表示を行うことができる。(図4(d)参照)こ
の場合の表示コントラストは、第1、第2電極の面積比
に大きく依存するため、コントラストを高めるためには
第2電極の露出面積を第1電極のそれに対して小さくす
る必要があり、通常は1:2〜1:4程度にすることが
できる。印加電圧は、帯電泳動粒子の帯電量、電極間ピ
ッチなどによって異なるが、通常は、数十V程度が必要
である。
ダーと共に充填され、その基板とマイクロカプセルの間
に一対の電極が形成された構成は、第2電極上のそれぞ
れにカラーフィルター層を設けることにより、マルチカ
ラー表示を可能とする。また、異なった色の帯電泳動粒
子をもったマイクロカプセルを基板上に配置することに
よってもマルチカラー表示を行うことができる。
の表示装置では、電極間の漏れ電界を利用して帯電泳動
粒子を基板と水平方向に駆動させるため、球状のマイク
ロカプセルを使用した場合のコントラストは、かなり低
いものになるが、本発明のマイクロカプセルの形状をと
ることによって、高コントラスト、高精細な表示が可能
となる。
ンテレフタレート(PET)フィルムからなる第1基板
上に第1電極として厚さは約0.2μmのAl層を形成
した。次に、帯電泳動粒子および泳動用分散液を内包し
たマイクロカプセルを分散重合法により作製した。帯電
泳動粒子には、酸化チタン微粒子を使用した。粒子の平
均粒径は約15μmであった。泳動用分散液には、青色
色素を溶解したアイソパー(商品名、エクンン社製)を
使用した。カプセル壁材料としてはゼラチンを使用し
た。作製したマイクロカプセルの平均粒径は約100μ
mであった。
ーン樹脂及びその架橋剤と共に混合し、これを第1電極
上にマイクロカプセルが単粒子層になるように塗布し
た。
工されたストライプ状透明電極(第2電極)が形成され
たPET基板を載せ、ローラーで押し付けることにより
マイクロカプセルを偏平させ、偏平させた状態でシリコ
ーン樹脂を固化させた。この操作により、マイクロカプ
セルの基板から垂直方法の厚さは約50μm、水平方向
の長さは約120μmとなった。第1、第2電極に電圧
印加回路を接続して表示装置を得た。
行った。印加電圧は±50Vとした。負に帯電した泳動
粒子に対して、第1電極と第2電極のそれぞれに正及び
負の電圧を印加したところ、帯電泳動粒子は正の電極上
に集まった。この電圧駆動により、個々のマイクロカプ
セル内に線幅20μmの高精細な情報をコントラストよ
く表示することができた。
ンテレフタレート(PET)フィルムからなる第1基板
上に第1電極として厚さは約0.2μmのAl層を形成
した。次に、光散乱層兼絶縁層としてアルミナ微粒子を
混合したアクリル樹脂層を第1電極上に形成した。この
絶縁層上に第2電極として、黒色の炭化チタンを成膜
し、フォトリソ法により線幅20μmのストライプ状の
電極パターンを形成した。
び泳動用分散液を内包したマイクロカプセルを分散重合
法により作製した。帯電泳動粒子には、スチレン樹脂を
主成分とする黒色トナーを使用した。粒子の平均粒径は
約2μmであった。泳動用分散液には染料を含まないア
イソパー(商品名、エクソン社製)を使用した。カプセ
ル壁材料としてはゼラチンを使用した。作製したマイク
ロカプセルの平均粒径は約100μmであった。
ーン樹脂及びその架橋剤と共に混合し、これを第2電極
上にマイクロカプセルが単粒子層になるように塗布し
た。
ローラーで押し付けることによりマイクロカプセルを偏
平させ、偏平させた状態でシリコーン樹脂を固化させ
た。この操作により、マイクロカプセルの基板から垂直
方法の厚さは約50μm、水平方向の長さは約120μ
mとなった。第1、第2電極に電圧印加回路を接続して
表示装置を得た。
行った。印加電圧は±30Vとした。正に帯電した泳動
粒子に対して、第1電極と第2電極のそれぞれに正及び
負の電圧を印加したところ、帯電泳動粒子は負の電極上
に集まった。この電圧駆動により、個々のマイクロカプ
セル内に線幅20μmの高精細な情報をコントラストよ
く表示することができた。
示装置を用いると、次のような効果を得ることができ
る。第1に、球状のマイクロカプセルを使用したものに
比べて、コントラスト低下をもたらすカプセル間の部分
を少なくできるため、高コントラスト、高精細な表示が
可能となる。第2に、マルチカラー表示に有利な片側の
基板に一対の電極が形成された構成の表示装置に対して
マイクロカプセル技術を適用できるため、帯電泳動粒子
及び泳動用分散液の注入工程が必要なく作製が容易であ
り、隔壁を特別に必要としないため表示装置のフレキシ
ブル性を高くできる。
ある。
図である。
である。
程図である。
る。
る。
る。
25)
Claims (6)
- 【請求項1】 帯電泳動粒子と泳動用分散液を封入した
マイクロカプセルが基板上に多数配置され、該帯電泳動
粒子を電界によって泳動させることによって表示動作を
行う表示装置において、該マイクロカプセルが前記基板
に対して垂直方向の長さよりも水平方向の長さの方が長
い形状を有することを特徴とする表示装置。 - 【請求項2】 前記マイクロカプセルの基板に対して水
平方向の長さが、基板上に設けられた表示画素電極より
も大きいことを特徴とする請求項1記載の表示装置。 - 【請求項3】 前記泳動用分散液が着色成分を含まない
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 【請求項4】 前記表示動作が帯電泳動粒子を基板に対
して水平方向に泳動させて行うことを特徴とする請求項
1乃至3のいずれかの項に記載の表示装置。 - 【請求項5】 前記表示装置がカラーフィルター層を有
していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかの
項に記載の表示装置。 - 【請求項6】 帯電泳動粒子と泳動用分散液を封入した
マイクロカプセルが基板上に多数配置され、該帯電泳動
粒子を電界によって泳動させることによって表示動作を
行う表示装置の製造方法であって、帯電泳動粒子と泳動
用分散液を封入したマイクロカプセルを作製する工程、
該マイクロカプセルを透明なバインダー樹脂と混合して
混合液を作製する工程、該混合液を基板上に塗布して混
合層を形成する工程、該混合層に圧力をかけて該マイク
ロカプセルを基板に対して垂直方向の長さよりも水平方
向の長さの方が長くなるよう変形した後、樹脂を固化し
て固定する工程を有することを特徴とする表示装置の製
造方法。
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