JP2005114819A - マイクロカプセル型電気泳動式表示パネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロカプセル表示層が形成される透明フィルムの厚さを厚くすることなく、衝撃に対しマイクロカプセル表示層を効果的に保護することを可能とするマイクロカプセル型電気泳動式表示パネル及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】基板、この基板上に配置されたマイクロカプセル表示層、このマイクロカプセル表示層上に被着された、前記マイクロカプセル表示層側に透明電極層を有する透明樹脂膜、及びこの透明樹脂膜上に被着された透明樹脂保護膜を具備することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、マイクロカプセル表示層に対する高い保護機能を有するとともに、良好な作業性で製造可能なマイクロカプセル型電気泳動式表示パネル及びその製造方法に関する。

フラットパネル表示装置として、現在、液晶表示装置（ＬＣＤ）が、厚さが薄く、小型化が可能であることから、様々な用途において広範に使用されている。このようなＬＣＤよりも更に薄型化、低消費電力化を目指す他の表示方式として、電気泳動現象を利用した表示装置が開発されている。

電気泳動現象を利用した表示装置の一つとして、マイクロカプセル型電気泳動方式が実用化されている。この方式の表示装置は、透明溶媒が満たされたマイクロカプセル中に正、負に帯電した白い粒子と黒い粒子を入れ、外部電圧の印加によってそれぞれの粒子を表示面に引き上げて画像を形成するものである。マイクロカプセルのサイズは径数十μｍ〜数百μｍと小さいので、このマイクロカプセルを透明なバインダに分散させると、インクのようにコーティングすることができる。このインクは、外部から電圧を印加することで画像を描くことができるので、電子インクと呼ばれる。

透明電極を形成した透明樹脂膜にこの電子インクをコーティングし、アクティブマトリクス駆動用の電極回路を形成した基板に貼り合わせると、例えば、特許文献１に示すような、アクティブマトリクスディスプレイパネルを得ることができる。通常、透明電極を形成した透明樹脂膜に電子インクをコーティングした部品を「前面板」と呼び、アクティブマトリクス駆動用の電極回路を形成した基板を「背面板」と呼んでいる。

以上のように構成されるマイクロカプセル型電気泳動式表示装置は、厚さを薄くする要請のため、強度に難点があり、強い衝撃を受けたような場合に、破損し易いという問題がある。特に、上記表示装置の表示体であるマイクロカプセル表示層は、強度が弱いため、外部からの衝撃により破損し易いという問題がある。

表示装置の表面の透明樹脂膜としては、強度、熱安定性等の理由から、通常、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムが用いられるが、ＰＥＴフィルムは、それ自体、衝撃吸収能力がそれほど高くなく、特に点衝撃には弱いため、表示装置上にものが落下したり、ボールペンの先端が接触したりする際には、表示装置を保護する能力が不足し、マイクロカプセル表示層が破損する場合がある。

このような問題を解決するため、表示装置の表面を構成する透明樹脂膜の厚さを厚くすることが考えられる。しかし、透明樹脂膜の厚さを厚くすると、巻取りが困難となるため、電子インクによるマイクロカプセル表示層の形成や、基板へのラミネートを連続して行うことが出来ないという問題がある。
特開２０００−２２１５４６号公報

本発明は、以上のような事情の下になされ、マイクロカプセル表示層が形成される透明樹脂膜の厚さを厚くすることなく、衝撃に対しマイクロカプセル表示層を効果的に保護することを可能とするマイクロカプセル型電気泳動式表示パネル及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、基板、この基板上に配置されたマイクロカプセル表示層、このマイクロカプセル表示層上に被着された、前記マイクロカプセル表示層側に透明電極層を有する透明樹脂膜、及びこの透明樹脂膜上に被着された透明樹脂保護膜を具備することを特徴とするマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルを提供する。

また、本発明は、透明電極層を有する透明樹脂膜の透明電極層上にマイクロカプセル表示層を形成し、前記透明樹脂膜のマイクロカプセル表示層側を基板に被着し、前記透明樹脂膜の透明電極層とは反対側の面に透明樹脂保護膜を被着することを特徴とするマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルの製造方法を提供する。

以上のように構成される本発明のマイクロカプセル型電気泳動式表示パネル及びその製造方法によると、透明樹脂膜上に更に透明樹脂保護膜を被着しているため、マイクロカプセル表示層に対する保護機能が大幅に高められ、外部からの衝撃によるマイクロカプセル表示層の破損を効果的に防止することが出来る。

また、マイクロカプセル表示層の形成の際には透明樹脂保護膜は存在せず、マイクロカプセル表示層は、巻取りが可能な薄い透明樹脂膜に形成されるため、マイクロカプセル表示層の透明樹脂膜への形成を連続して行うことが可能であり、作業性が大幅に向上する。

本発明のマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルにおいて、透明樹脂保護膜は、接着層を介して透明樹脂膜に被着されるのが望ましい。このような構成によると、接着層がクッションの役割を果たして外部からの衝撃を吸収し、マイクロカプセル表示層の破損を更に効果的に防止することが出来る。

透明樹脂保護膜は、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリル酸メチル、及びポリカーボネートからなる群から選ばれた１種により構成することが出来る。これらの樹脂膜は表面が硬いため、先端が鋭利な物体との接触による損傷を効果的に防止することが出来る。

この場合、透明樹脂膜の膜厚は２５〜２５０μｍであるのが好ましく、透明樹脂保護膜の膜厚は１００〜２５０μｍであるのが好ましい。
また、透明樹脂保護膜上には、防眩膜、反射防止膜及びハードコートからなる群から選ばれた機能層を被着することが出来る。
なお、基板として、表面に電極層を有するガラス基板又は樹脂フィルムを用いることが出来る。

本発明によると、透明樹脂膜上に透明樹脂保護膜が被着されているため、マイクロカプセル表示層に対する保護機能が大幅に高められ、外部からの衝撃によるマイクロカプセル表示層の破損を効果的に防止することが出来る。また、マイクロカプセル表示層が形成される透明樹脂膜の厚さを厚くすることなく、マイクロカプセル表示層に対する保護機能を高めているため、透明樹脂膜の巻取りが可能であり、透明樹脂膜へのマイクロカプセル表示層の形成、基板への被着を、連続して作業性良く行うことが可能である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、本発明の一形態に係るマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルの製造工程を示す断面図である。

図１（ａ）に示すように、まず、表面に透明電極層（ＩＴＯ膜）１が形成されているポリエチレンテレフタレートからなる透明樹脂膜２の透明電極層１の面に、スクリーン印刷により電子インクを印刷し、マイクロカプセル表示層３を形成する。次いで、マイクロカプセル表示層３の表面に第１の接着層４を形成して、前面板５を得る。

この場合、電子インクの印刷は透明樹脂膜２の透明電極層１に対して行われるが、透明樹脂膜２は膜厚が薄いため巻取りによる操作が可能であり、電子インクの印刷を、連続して作業性よく行うことが可能である。

透明樹脂膜２としては、ポリエチレンテレフタレート以外に、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ナイロン−６、ナイロン−６６、ポリ塩化ビニリデン、ポリエーテルスルフォン等を用いることが出来る。透明樹脂膜２の膜厚は、２５〜２５０μｍ程度であるのが好ましい。透明樹脂膜２の膜厚が厚すぎると、巻取りが困難となり、電子インクの印刷の作業性に悪影響を与える。一方、透明樹脂膜２の膜厚が薄すぎる場合には、後述する透明樹脂保護膜を設けたとしても、マイクロカプセル表示層３の保護機能が不十分となる。なお、透明電極層１は、全面を同一の電位とする共通電極とすることが出来る。

第１の接着層４としては、公知の感圧接着剤や感熱接着剤を用いることが出来る。これらは、粘着面に剥離紙を有する片面粘着テープ又は両面粘着テープの形で用いることが出来る。即ち、第１の接着層４は、片面粘着テープの非粘着面を接着剤によりマイクロカプセル表示層３に貼るか、又は両面粘着テープの一方の剥離テープを剥がしてマイクロカプセル表示層３に貼ることにより形成することが出来る。第１の接着層４の厚さは、１０〜５０μｍ程度が好ましい。

次に、図１（ｂ）に示すように、前面板５を基板６に貼りつける。貼りつけは、例えば剥離紙を剥がして、第１の接着層４の粘着面を基板６に貼り合せ、押圧又は加熱することにより行うことが出来る。基板６は、表面に電極層（図示せず）を備えるガラス基板又は樹脂フィルムであり、表面の電極層が画素電極として画素毎に独立してパターニングされ、図示しない薄膜トランジスタ、信号電極、および走査電極が併設されたものを用いることが出来る。

次に、図１（ｃ）に示すように、以上のようにして得た積層体の透明樹脂膜２上に、第２の接着層７を介して、透明樹脂保護膜８を形成する。第２の接着層７は、単なる接着作用だけではなく、透明樹脂保護膜７が受ける衝撃を和らげるクッションとしての役割をも果たすので、自己保持性の高いもの、例えばゴムのような高弾性を有するもの、例えばシリコンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、ブチルゴム等を用いるのが望ましい。第２の接着層７は、２５μｍ以上の膜厚を有することが好ましい。第２の接着層７の厚みの上限は、性能面からの制限は特に無いが、生産性の点から２５０μｍ程度である。

なお、高弾性を有する第２の接着層７を用いることにより、工程中に第２の接着層７が部分的に脱離して装置やワークを汚染したり、ワーク同士が接着されたりすることがない。また、第２の接着層７は、基板６への貼りつけ前に前面板５に設けても、基板６への貼りつけ後に前面板５に設けてもよい。

透明樹脂保護膜８としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ナイロン−６、ナイロン−６６、ポリ塩化ビニリデン、ポリエーテルスルフォン等を用いることが出来る。透明樹脂保護膜８の膜厚は、１００〜２５０μｍ程度であるのが好ましい。透明樹脂保護膜８の膜厚が薄すぎる場合には、マイクロカプセル表示層３の保護機能が不十分となり、厚すぎると、均一なフィルム作成が困難となり、また視認性も低下してしまう。

透明樹脂保護膜８の表面には、防眩膜、反射防止膜、ハードコート等の特定の機能を有する機能層９を設けてもよい。防眩膜は、表面に凹凸を有し、凹凸面で外光を散乱させる膜であり、反射防止膜は、積層された複数層の膜の界面で発生する反射光の干渉を利用して反射光を減衰させるものである。また、ハードコートは、高架橋密度の硬質の樹脂皮膜であり、ガラス並みの耐傷付き性を有するものである。これらの機能層９は、公知の材料を用い、公知の方法で成膜することが出来る。

以上のようにして得られた、図１（ｃ）に示すマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルは、前面板５の表面に、第２の接着層７を介して透明樹脂保護膜８が設けられているため、外部からの衝撃、特にボールペン等の先端が鋭利なものの接触による点衝撃に対し、マイクロカプセル表示層３の損傷を効果的に防止することが出来る。

以上説明したマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルにおいて、マイクロカプセル表示層３に含まれるマイクロカプセルは、例えば図２に示すように、メタクリル酸樹脂、ユリア樹脂、アラビアゴム等をカプセル殻１１１とし、その内部に酸化チタンからなる白の粒子１１３とカーボンブラックからなる黒の粒子１１４が、シリコーンオイル等の粘性の高い分散媒１１２に分散された状態で封入されたものである。白の粒子１１３である酸化チタンは正電荷を帯びており、一方、黒の粒子１１４であるカーボンブラックは負電荷を帯びている。

このようなマイクロカプセル１１０を含むマイクロカプセル型電気泳動方式を用いた表示体は、次のようにして動作する。

即ち、図３の模式図に示すように、透明樹脂膜２の側の透明電極層１と基板６側の電極層１１に電界を印加し、透明電極層１を負極、電極層１１を正極とした場合、正に帯電した白の粒子１１３が透明電極層１側に引かれ、負に帯電した黒の粒子１１４は電極層１１側に引かれるので、透明電極層１側の上方から観察するとその部分が白く見える。

逆に、透明電極層１が正極で、電極層１１が負極になった場合には、正に帯電した白の粒子１１３が電極層１１側に引かれ、負に帯電した黒の粒子１１４は透明電極層１側に引かれるので、透明電極層１側の上方から観察するとその部分が黒く見えることになる。

マイクロカプセル表示層３は、図４の側断面模式図に示すように、マイクロカプセル１１０を多数含んでおり、透明電極層１を同一電位の共通電極とし、電極層１１の各アドレス電極の電界を制御することで、上述の原理に基づきマイクロカプセル内の粒子を移動させることで、所望の文字や図形を白と黒の画素として表示させることができる。

同様に、電極層１１を共通電極とし（電位をゼロとする）、透明電極１側の各アドレス電極の電界を制御する（正または負の電位を与える）ことで、電極位置のマイクロカプセル内の粒子を移動させて、所望の画像を表示させるようにしてもよい。

マイクロカプセルの径は、種々のものを採用することが可能であるが、約４０μｍ〜約１００μｍのものを採用すると、十分な解像度と応答性を得ることができる。表示画像の解像度は、主として電極層中の電極の配置に依存するが、マイクロカプセルの径が小さければ分散媒中のマイクロカプセルの移動速度が速くなり、結果として表示の際の応答性に優れるというメリットがある。

以上の例では、モノクロ（白黒）の画像表示の例を説明したが、カラー画像表示の場合には、画素単位に分割されたＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色を有するカラーフィルタを画素単位で電界を印加することができる透明電極１側に設けることで、カラー画像表示を実現することができる。

ペーパー状電子ディスプレイは、可撓性を有する材料で作製し、電極等のパターニングも印刷法、蒸着法でプラスチックフィルムに形成することで、実現が可能となる。表示画面サイズも、用途、要望に応じて任意のサイズのものを作成することができる。

マイクロカプセル表示層３においては、マイクロカプセル１１０の位置配置は多少の変動があっても表示に問題は生じない。従って、折り曲げて使用したり、曲面の箇所に取付けて使用することなども可能である。

マイクロカプセル型電気泳動式表示パネルにおいて、各粒子は粘性の高い分散媒に分散されているため、一度電界を印加した後は、電源が切断されても粒子の位置は変化しない。このように、ディスプレイの電源を切っても表示画像が消えない不揮発性（メモリー性）を有するので、初期の表示や書き換え時のみ電界を印加すればよく、通常の表示装置に比べて表示に必要な電力も少なくてすみ、大幅な省電力化が可能である。

更に、表示パネル内においては、マイクロカプセル１１０の位置配置は多少の変動があっても表示に問題は生じない。従って、透明電極層１、電極層１１を含め、ディスプレイ全体を薄く可携性を持たせる材料を用いることで、紙のような柔軟性を持たせることができる。

以下、本発明の実施例について説明する。

実施例
図１に示す製造工程に従って、透明樹脂保護膜の種類、膜厚、及び接着剤層の厚さを変えて、６種のマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルを作成した。また、比較例として、透明樹脂保護膜を被着しないマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルも同様に作成した。

これらの表示パネル試料について、以下のように、鋼球落下テストを行った。
即ち、表示パネル試料を表示面を上に向けて水平に配置し、その２０ｃｍ及び３０ｃｍ上方から９ｍｍ径の鋼球を落下させた。マイクロカプセル表示層のダメージを受けた部分の面積を測定し、測定面積３８．５ｃｍ^２に対する面積率を求めた。その結果を下記表１に示す。

上記表１から、表面に透明樹脂保護膜を設けた実施例１〜６に係る表示パネル試料は、透明樹脂保護膜の種類、膜厚、及び接着剤層の厚さにかかわらず、透明樹脂保護膜を設けない比較例に係る表示パネル試料に比べ、いずれも優れたダメージ保護機能が発揮されていることがわかる。

本発明のマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルは、製造工程における作業性を損なうことなく、優れた耐衝撃性を有しているため、様々な用途における表示パネルとして広範に利用可能である。

本発明の一形態に係るマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルの製造工程を示す断面図。 本発明の一形態に係るマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルのマイクロカプセル表示層に含まれるマイクロカプセルを模式的に示す図。 本発明の一形態に係るマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルのマイクロカプセル表示層の表示形態の一例を模式的に表す斜視図。 本発明の一形態に係るマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルのマイクロカプセル表示層の表示形態の一例を模式的に表す側断面図。

符号の説明

１・・・透明電極層（ＩＴＯ膜）、２・・・透明樹脂膜、３・・・マイクロカプセル表示層、４・・・第１の接着層、５・・・前面板、６・・・基板、７・・・第２の接着層、８・・・透明樹脂保護膜、９・・・機能層、１１・・・電極層、１１０・・・マイクロカプセル、１１１・・・カプセル殻、１１２・・・分散媒、１１３・・・白の粒子、１１４・・・黒の粒子。

Claims (12)

1. 基板、この基板上に配置されたマイクロカプセル表示層、このマイクロカプセル表示層上に被着された、前記マイクロカプセル表示層側に透明電極層を有する透明樹脂膜、及びこの透明樹脂膜上に被着された透明樹脂保護膜を具備することを特徴とするマイクロカプセル型電気泳動式表示パネル。
2. 前記透明樹脂保護膜は、接着層を介して前記透明樹脂膜上に被着されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロカプセル型電気泳動式表示パネル。
3. 前記透明樹脂保護膜は、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリル酸メチル、及びポリカーボネートからなる群から選ばれた１種からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロカプセル型電気泳動式表示パネル。
4. 前記透明樹脂保護膜上には、防眩膜、反射防止膜及びハードコートからなる群から選ばれた機能層が被着されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマイクロカプセル型電気泳動式表示パネル。
5. 前記透明樹脂膜の膜厚は２５〜２５０μｍであり、前記透明樹脂保護膜の膜厚は１００〜２５０μｍであることを特徴とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマイクロカプセル型電気泳動式表示パネル。
6. 前記基板は、表面に電極層を有するガラス基板又は樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のマイクロカプセル型電気泳動式表示パネル。
7. 透明電極層を有する透明樹脂膜の透明電極層上にマイクロカプセル表示層を形成し、前記透明樹脂膜のマイクロカプセル表示層側を基板に被着し、前記透明樹脂膜の透明電極層とは反対側の面に透明樹脂保護膜を被着することを特徴とするマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルの製造方法。
8. 前記透明樹脂保護膜を、接着層を介して前記透明樹脂膜上に被着することを特徴とする請求項７に記載のマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルの製造方法。
9. 前記透明樹脂保護膜は、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリル酸メチル、及びポリカーボネートからなる群から選ばれた１種からなることを特徴とする請求項７又は８に記載のマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルの製造方法。
10. 前記透明樹脂保護膜上に、防眩膜、反射防止膜及びハードコートからなる群から選ばれた機能層を被着することを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載のマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルの製造方法。
11. 前記透明樹脂膜の膜厚は２５〜２５０μｍであり、前記透明樹脂保護膜の膜厚は１００〜２５０μｍであることを特徴とすることを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載のマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルの製造方法。
12. 前記基板は、表面に電極層を有するガラス基板又は樹脂フィルムであることを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載のマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルの製造方法。

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