JP2006023541A - Panel for image display, and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、少なくとも一方が透明な対向する2枚の基板間に、隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、セル内に画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を付与することによって、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネル及びその製造方法に関するものである。 The present invention forms a plurality of cells partitioned by partition walls between two opposing substrates at least one of which is transparent, encloses an image display medium in the cells, and applies an electric field to the image display medium. The present invention relates to an image display panel that displays an image by moving an image display medium, and a manufacturing method thereof.
従来より、液晶(LCD)に代わる画像表示装置として、電気泳動方式、エレクトロクロミック方式、サーマル方式、2色粒子回転方式等の技術を用いた画像表示装置が提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, image display devices using techniques such as an electrophoresis method, an electrochromic method, a thermal method, and a two-color particle rotation method have been proposed as image display devices that can replace liquid crystal (LCD).
これら従来技術は、LCDと比較すると、通常の印刷物に近い広い視野角が得られる、消費電力が小さい、メモリー機能を有している等のメリットがあることから、次世代の安価な画像表示装置に使用可能な技術として考えられており、携帯端末用画像表示、電子ペーパー等への展開が期待されている。特に最近では、分散粒子と着色溶液から成る分散液をマイクロカプセル化し、これを対向する基板間に配置して成る電気泳動方式が提案され、期待が寄せられている。 Compared to LCDs, these conventional technologies have advantages such as a wide viewing angle close to that of ordinary printed materials, low power consumption, and a memory function. It is considered as a technology that can be used for mobile phones, and is expected to expand to image display for mobile terminals, electronic paper, and the like. Particularly recently, an electrophoretic method in which a dispersion liquid composed of dispersed particles and a colored solution is encapsulated and disposed between opposing substrates has been proposed and is expected.
しかしながら、電気泳動方式では、液中を粒子が泳動するために液の粘性抵抗により応答速度が遅くなるという問題がある。さらに、低比重の溶液中に酸化チタン等の高比重の粒子を分散させているため沈降しやすくなっており、分散状態の安定性維持が難しく、画像繰り返し安定性に欠けるという問題を抱えている。また、マイクロカプセル化にしても、セルサイズをマイクロカプセルレベルにして、見かけ上、上述した欠点が現れにくくしているだけであって、本質的な問題は何ら解決されていない。 However, the electrophoresis method has a problem that the response speed becomes slow due to the viscous resistance of the liquid because the particles migrate in the liquid. Furthermore, since particles with high specific gravity such as titanium oxide are dispersed in a solution with low specific gravity, it is easy to settle, and it is difficult to maintain the stability of the dispersed state, and there is a problem of lack of image repetition stability. . Even when microencapsulation is performed, the cell size is set to the microcapsule level, and the above-described drawbacks are hardly made to appear, and the essential problems are not solved at all.
一方、溶液中での挙動を利用する電気泳動方式に対し、溶液を使わず、導電性粒子と電荷輸送層とを基板の一部に組み入れる方式も提案され始めている(例えば、非特許文献1参照)。しかし、電荷輸送層、さらには電荷発生層を配置するために構造が複雑化するとともに、導電性粒子に電荷を一定に注入することは難しいため、安定性に欠けるという問題もある。 On the other hand, a method in which conductive particles and a charge transport layer are incorporated into a part of a substrate without using a solution is proposed instead of an electrophoresis method using behavior in a solution (see, for example, Non-Patent Document 1). ). However, the structure is complicated because the charge transport layer and further the charge generation layer are arranged, and it is difficult to inject the charges into the conductive particles.
上述した種々の問題を解決するための一方法として、少なくとも一方が透明である2枚の対向する基板間に、隔壁により互いに隔離されたセルを形成し、セル内に画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を与え、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルが知られている。
上述した構成の画像表示用パネルでは、通常、一方の基板にのみ隔壁を設け、隔壁の頂上部と他方の基板とを接合することで、2枚の基板を接合していた。その際、予め隔壁を設けた側と反対側の基板と隔壁の頂上部との隙間から、充填した画像表示媒体が抜けることがあり、画像表示媒体の偏在を起こし、画像表示した画像の画質安定の妨げになる問題があった。また、隔壁の頂上部と基板との隙間からの画像表示媒体の抜けを防ぐために、接着剤等で貼り合わせると、セル内の基板にはみ出した接着剤に画像表示媒体が付着し、画像表示媒体が移動し難くなる問題も発生していた。 In the image display panel having the above-described configuration, usually, a partition is provided only on one substrate, and two substrates are joined by joining the top of the partition and the other substrate. At that time, the filled image display medium may come off from the gap between the substrate opposite to the side on which the partition wall has been provided in advance and the top of the partition wall, causing the image display medium to be unevenly distributed and stabilizing the image quality of the displayed image. There was a problem that hindered us. Further, in order to prevent the image display medium from coming off from the gap between the top of the partition wall and the substrate, the image display medium adheres to the adhesive that protrudes from the substrate in the cell when bonded with an adhesive or the like. There were also problems that made it difficult to move.
本発明の目的は上述した課題を解消して、セルを画成する隔壁からの画像表示媒体の抜けがなく、その結果画像表示媒体の偏在を防止でき、安定した画質の画像を得ることができる画像表示用パネル及びその製造方法を提供しようとするものである。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to prevent the image display medium from coming off from the partition walls defining the cells. As a result, it is possible to prevent the image display medium from being unevenly distributed and obtain a stable image quality. An image display panel and a manufacturing method thereof are to be provided.
本発明の画像表示用パネルは、少なくとも一方が透明な対向する2枚の基板間に、隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、セル内に画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を付与することによって、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルにおいて、セルを画成するために設ける隔壁が、2枚の基板の双方に設けた隔壁を互いに対向させて接合した構造を有することを特徴とするものである。 The image display panel of the present invention forms a plurality of cells partitioned by partition walls between two opposing substrates, at least one of which is transparent, encloses the image display medium in the cells, and the electric field is applied to the image display medium. In the image display panel that displays the image by moving the image display medium, the partition walls provided to define the cells are bonded to each other with the partition walls provided on both of the two substrates facing each other. It has the structure which was made.
本発明の画像表示用パネルの好適例としては、2枚の基板の双方に設けた隔壁の高さによって基板間の距離を決定すること、セルを画成するために設ける隔壁が、各基板において隔壁の交点を隔壁の他の部分よりも高く構成し、2枚の基板の双方に設けた隔壁の交点を互いに対向させて接合し、かつ、この部分の隔壁の高さによって基板間の距離を決定する構造を有すること、及び、画像表示媒体が粒子群または粉流体であること、がある。 As a suitable example of the image display panel of the present invention, the distance between the substrates is determined by the height of the partition walls provided on both of the two substrates, and the partition walls provided to define the cells are in each substrate. The intersection of the partition walls is made higher than the other part of the partition walls, the intersections of the partition walls provided on both of the two substrates are joined to face each other, and the distance between the substrates is determined by the height of the partition walls in this part. And the image display medium is a particle group or a powder fluid.
また、本発明の画像表示用パネルの製造方法は、上述した構成の画像表示用パネルの製造方法において、2枚の基板の双方に隔壁を設け、接合すべき隔壁の部分に接着剤を塗布し、隔壁の接合すべき部分を互いに対向させて接合することで、2枚の基板を接合することを特徴とするものである。 The image display panel manufacturing method of the present invention is the image display panel manufacturing method having the above-described structure, in which partition walls are provided on both of the two substrates, and an adhesive is applied to the partition wall portions to be joined. The two substrates are joined by joining the portions to be joined of the partition walls facing each other.
本発明では、セルを画成するために設ける隔壁が、2枚の基板の双方に設けた隔壁を互いに対向させて接合した構造を有すること、すなわち、隔壁の接合部を両基板の中間としたことで、セルを画成する隔壁からの画像表示媒体の抜けを無くすことができ、その結果画像表示媒体の偏在を防止できるとともに、安定した画質の画像を得ることができる。 In the present invention, the partition provided to define the cell has a structure in which the partitions provided on both of the two substrates are opposed to each other, that is, the junction of the partitions is between the two substrates. As a result, it is possible to prevent the image display medium from coming off from the partition walls defining the cells. As a result, it is possible to prevent the image display medium from being unevenly distributed and to obtain an image with stable image quality.
まず、本発明の画像表示用パネルの基本的な構成について説明する。本発明の画像表示用パネルでは、対向する2枚の基板間に封入した2種類の、互いに帯電特性の異なる画像表示媒体(粒子群または粉流体)に電界が付与される。付与された電界方向にそって、高電位側に向かっては低電位に帯電した画像表示媒体が電界の力やクーロン力などによって引き寄せられ、また、低電位側に向かっては高電位に帯電した画像表示媒体がク電界の力やーロン力などによって引き寄せられ、それら画像表示媒体が電位の切替による電界方向の変化によって往復運動することにより、画像表示がなされる。従って、画像表示媒体が、均一に移動し、かつ、繰り返し時あるいは保存時の安定性を維持できるように、画像表示用パネルを設計する必要がある。ここで、画像表示媒体とする粒子または粉流体にかかる力は、粒子同士または粉流体同士のクーロン力により引き付けあう力の他に、電極や基板との電気影像力、分子間力、液架橋力、重力などが考えられる。 First, the basic configuration of the image display panel of the present invention will be described. In the image display panel of the present invention, an electric field is applied to two types of image display media (particle group or powder fluid) sealed between two opposing substrates and having different charging properties. Along the applied electric field direction, the image display medium charged at a low potential toward the high potential side is attracted by the force of the electric field or Coulomb force, and charged at a high potential toward the low potential side. The image display medium is attracted by the force of the electric field or the -ron force, and the image display medium is reciprocated by a change in the electric field direction due to the switching of the electric potential, thereby displaying an image. Therefore, it is necessary to design the image display panel so that the image display medium moves uniformly and can maintain stability during repetition or storage. Here, the force applied to the particles or powder fluid used as the image display medium is not only the force attracted by the Coulomb force between the particles or powder fluid, but also the image power, intermolecular force, liquid crosslinking force with the electrode or substrate. , Gravity and so on.
本発明の画像表示用パネルの例を、図1〜図3に基づき説明する。
図1に示す例では、2種以上の色の異なる画像表示媒体3(ここでは白色粒子3Wと黒色粒子3Bを示す)を、基板1、2の外部から加えられる電界に応じて、基板1、2と垂直に移動させ、黒色粒子3Bを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色粒子3Wを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、基板1、2との間に例えば格子状に隔壁4を設け表示セルを画成している。
図2に示す例では、2種以上の色の異なる画像表示媒体3(ここでは白色粒子3Wと黒色粒子3Bを示す)を、基板1に設けた電極5と基板2に設けた電極6との間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板1、2と垂直に移動させ、黒色粒子3Bを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色粒子3Wを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、基板1、2との間に例えば格子状に隔壁4を設け表示セルを画成している。
図3に示す例では、1種の色の粒子3(ここでは白色粒子3W)を、基板1上に設けた電極5と電極6との間に電圧を印加させることにより発生する電界に応じて、基板1、2と平行方向に移動させ、白色粒子3Wを観察者に視認させて白色表示を行うか、あるいは、電極6または基板1の色を観察者に視認させて電極6または基板1の色の表示を行っている。なお、基板1、2との間に例えば格子状に隔壁4を設け表示セルを画成している。
以上の説明は、白色粒子3Wを白色粉流体に、黒色粒子3Bを黒色粉流体に、それぞれ置き換えた場合も同様に適用することが出来る。
An example of the image display panel of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the example shown in FIG. 1, two or more kinds of
In the example shown in FIG. 2, an
In the example shown in FIG. 3, according to the electric field generated by applying a voltage between the
The above description can be similarly applied to the case where the
本発明の画像表示用パネル及びその製造方法の特徴は、セルを画成するために設ける隔壁4が、2枚の基板1、2の双方に設けた隔壁を互いに対向して接合した構造を有する点、さらに好適な例としては、セルを画成するために設ける隔壁4が、各基板において隔壁の交点を隔壁の他の部分よりも高く構成し、2枚の基板の双方に設けた隔壁の交点を互いに対向させて接合し、かつ、この部分の隔壁の高さによって基板間の距離を決定する構造を有する点、にある。以下、上述した好適例を中心に本発明を説明する。
The image display panel and the manufacturing method thereof according to the present invention are characterized in that a
図4(a)、(b)はそれぞれ本発明の画像表示用パネルにおける隔壁の一例を示す図であり、図4(a)は隔壁の平面を示し、図4(b)は図4(a)のA−A線に沿った断面を示している。図4(a)、(b)に示す例では、説明の都合上、2×2セルの例を示しているが、実際の画像表示用パネルではもっと多数のセルからパネルが構成されている。図4(a)、(b)に示す例において、隔壁4は、隔壁が交差する交点部分4−1と交点部分4−1以外の壁部分4−2とから構成されている。そして、交点部分4−1の高さがその他の壁部分4−2の高さよりも高くなるよう構成されている。本例では交点部分4−1の頂上部分が接合のために使用される。図4(a)、(b)に示す構成の隔壁4を基板1、2の双方に設けている。
4 (a) and 4 (b) are diagrams showing an example of the partition wall in the image display panel of the present invention, FIG. 4 (a) shows a plane of the partition wall, and FIG. 4 (b) shows FIG. The cross section along the AA line of FIG. In the example shown in FIGS. 4A and 4B, for convenience of explanation, an example of 2 × 2 cells is shown. However, in an actual image display panel, the panel is composed of a larger number of cells. In the example shown in FIGS. 4A and 4B, the
本発明の画像表示用パネルにおける隔壁4の形状については特に限定せず、パネルやセルの大きさに応じて適宜選択することができるが、以下の形状であることが好ましい。まず、強度および表示画面の面積上の制約から、隔壁4の幅は2〜100μmが好ましく、3〜50μmがさらに好ましい。各隔壁4の長さ(セルの大きさに関係する)は200〜500μmが好ましい。隔壁4の交点部分4−1の長さは5〜30μmが好ましく、5〜20μmがさらに好ましい。交点部分4−1の長さが5μmより小さいと基板1、2間の距離を確保して基板1、2を支える強度に問題があり、30μmを超えると充填時に交点部分4−1の頂上に載った画像表示媒体3を確実に除去することができなくなるので好ましくない。
The shape of the
このような隔壁4により形成される表示セルは、図5に示すごとく、基板平面方向からみて四角状、三角状、ライン状、円形状、六角状が例示され、配置としては格子状やハニカム状や網目状が例示される。表示側から見える隔壁断面部分に相当する部分(表示セルの枠部の面積)はできるだけ小さくした方が良く、画像表示の鮮明さが増す。ここで、隔壁4の形成方法を例示すると、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、フォトリソ法、アディティブ法が挙げられる。このうち、レジストフィルムを用いるフォトリソ法が好適に用いられる。いずれの方法においても本発明を好適に用いることができる。
As shown in FIG. 5, the display cell formed by the
図6(a)、(b)はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの製造方法の一例を説明するための図である。まず、図6(a)に示すように、両基板1、2上にセルを画成する隔壁4を設ける。この際、隔壁4のうち交点部分4−1をその他の壁部分4−2よりも高く構成し、かつ、交点部分4−1を重ね合わせた際、基板1、2間の間隔が所定の基板間間隔となるように隔壁4を構成する。次に、下側の基板1上の隔壁4で画成されたセル内に、所定の画像表示媒体3を充填する。その後、図6(b)に示すように、隔壁4の交点部分4−1を重ね合わせて接合することで、本発明の画像表示用パネルを得ることができる。
FIGS. 6A and 6B are views for explaining an example of the method for manufacturing the image display panel of the present invention. First, as shown in FIG. 6A,
上述した例では、画像表示媒体3の充填にあたり、隔壁4の交点部分4−1に載った画像表示媒体3は両基板1、2の接合前に確実に除去できるので、基板1、2間の距離はこの隔壁4の交点部分4−1の高さによって一定にすることができ、隔壁4の交点部分4−1の合わせ面に隙間が生じることが少なく、画像表示媒体3の抜けをなくすことができる。また、この構造では、セルを画成する隔壁4は壁部分4−2の部分で隙間があり完全には閉じていないが、隙間となる位置は両基板1、2からは離れた位置であるので、隔壁頂上部と基板表面との隙間で従来問題となっていた画像表示媒体3の抜けが起こることがない。その理由は明らかではないが、移動した画像表示媒体3の移動終点となる基板1、2の表面にある隙間と、移動の中間地点にある隙間との違いが原因となっていると考えられる。充填時に交点部分4−1の頂上部に載った画像表示媒体3を除去するには、除去ローラ、除去シートを用いたり、プレートで擦り切る方法が用いられるが、隔壁4の一部を高くすなわち交点部分4−1が高くなっていると、その部分は確実に画像表示媒体3を除去できる。この理由も明らかではないが、除去時、除去部材と交点部分4−1の頂上との間に働く応力に違いがあるためと考えられる。接合部分となる隔壁部分から余分な画像表示媒体3が除去されていることが重要で、接合部とならない隔壁頂上に多少の画像表示媒体3が残っていても、基板間距離には影響しないのでかまわない。
In the above-described example, when the
図7(a)〜(c)はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの製造方法の他の例を説明するための図である。図7(a)〜(c)に示す例では、図6(a)、(b)に示す例とは異なり、基板を除いた電極と隔壁との関係を示している。まず、図7(a)に示すように背面の基板2側において隔壁4(交点部分4−1と壁部分4−2)に水平方向のセル毎にライン電極5−1を形成して、背面の基板2側の電極5と隔壁4とを準備するとともに、図7(b)に示すように前面の基板1側において隔壁4(交点部分4−1と壁部分4−2)にライン電極5−1とは90度異なる垂直方向のセル毎に透明なライン電極5−2を形成して、前面の基板1側の電極5と隔壁4とを準備する。そして、図7(a)に示すように、背面の基板2側のセル内に白色粒子3Wと黒色粒子3Bとを充填した後、図7(c)に示すように隔壁4の交点部分4−1同士を重ね合わせて接合することで、本発明の画像表示用パネルを得ることができる。画像表示媒体3(粒子または粉流体)は、前面基板側に充填しても、背面基板側に充填してもかまわない。さらに、両方の基板側に充填してもかまわない。
FIGS. 7A to 7C are views for explaining another example of the method for manufacturing the image display panel of the present invention. In the example shown in FIGS. 7A to 7C, unlike the examples shown in FIGS. 6A and 6B, the relationship between the electrodes excluding the substrate and the partition walls is shown. First, as shown in FIG. 7A, a line electrode 5-1 is formed for each cell in the horizontal direction on the partition wall 4 (intersection portion 4-1 and wall portion 4-2) on the
図8は本発明の画像表示用パネルの他の例を説明するための図である。上述した例ではいずれも四角形のセルを例示したが、図8に示すように六角形のハニカム形状のセルを利用することもできる。この場合も、隔壁4を交点部分4−1とその他の壁部分4−2とから構成することで、上述した例と同様にして本発明の画像表示用パネルを得ることができる。
FIG. 8 is a view for explaining another example of the image display panel of the present invention. In each of the above examples, a rectangular cell is illustrated, but a hexagonal honeycomb-shaped cell can also be used as shown in FIG. Also in this case, by forming the
以下、本発明の画像表示用パネルを構成する各部材について説明する。 Hereafter, each member which comprises the image display panel of this invention is demonstrated.
基板については、少なくとも一方の基板はパネル外側から画像表示媒体の色が確認できる透明な基板1であり、可視光の透過率が高くかつ耐熱性の良い材料が好適である。基板2は透明でも不透明でもかまわない。基板材料を例示すると、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、アクリルなどのポリマーシートや、金属シートのように可とう性のあるもの、および、ガラス、石英などの可とう性のない無機シートが挙げられる。基板の厚みは、2〜5000μmが好ましく、さらに5〜2000μmが好適であり、薄すぎると、強度、基板間の間隔均一性を保ちにくくなり、5000μmより厚いと、薄型画像表示用パネルとする場合に不都合がある。
As for the substrate, at least one substrate is the
必要に応じて設ける電極の電極形成材料としては、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等の金属類やITO、酸化インジウム、導電性酸化錫、導電性酸化亜鉛等の導電金属酸化物類、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性高分子類が例示され、適宜選択して用いられる。なお、高分子材料は酸素RIEでエッチングされるので、電極材料として用いる場合には留意する必要がある。電極の形成方法としては、上記例示の材料をスパッタリング法、真空蒸着法、CVD(化学蒸着)法、塗布法等で薄膜状に形成する方法や、導電剤を溶媒や合成樹脂バインダーに混合して塗布したりする方法が用いられる。視認側基板に設ける電極は透明である必要があるが、背面側基板に設ける電極は透明である必要がない。いずれの場合もパターン形成可能である導電性である上記材料を好適に用いることができる。なお、電極厚みは、導電性が確保でき光透過性に支障がなければ良く、3〜1000nm、好ましくは5〜400nmが好適である。背面側基板に設ける電極の材質や厚みなどは上述した視野側基板に設ける電極と同様であるが、透明である必要はない。なお、この場合の外部電圧入力は、直流あるいは交流を重畳しても良い。 Electrode forming materials for electrodes provided as necessary include metals such as aluminum, silver, nickel, copper, and gold, conductive metal oxides such as ITO, indium oxide, conductive tin oxide, and conductive zinc oxide, polyaniline , Conductive polymers such as polypyrrole and polythiophene are exemplified, and are appropriately selected and used. Since the polymer material is etched by oxygen RIE, care must be taken when using it as an electrode material. As a method for forming an electrode, a method of forming the above-described materials into a thin film by sputtering, vacuum deposition, CVD (chemical vapor deposition), coating, or the like, or mixing a conductive agent with a solvent or a synthetic resin binder. The method of apply | coating is used. The electrode provided on the viewing side substrate needs to be transparent, but the electrode provided on the back side substrate does not need to be transparent. In any case, the above-mentioned material that is conductive and capable of pattern formation can be suitably used. Note that the electrode thickness is not particularly limited as long as the conductivity can be secured and the light transmittance is not hindered, and is preferably 3 to 1000 nm, preferably 5 to 400 nm. The material and thickness of the electrode provided on the back side substrate are the same as those of the electrode provided on the view side substrate described above, but need not be transparent. In this case, the external voltage input may be superimposed with direct current or alternating current.
次に、本発明の画像表示用パネルで用いる画像表示媒体としての粉流体について説明する。なお、本発明の画像表示媒体としての粉流体の名称については、本出願人が「電子粉流体(登録商標)」の権利を得ている。 Next, the powder fluid as an image display medium used in the image display panel of the present invention will be described. As for the name of the powder fluid as the image display medium of the present invention, the present applicant has obtained the right of “Electronic Powder Fluid (registered trademark)”.
本発明における「粉流体」は、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。例えば、液晶は液体と固体の中間的な相と定義され、液体の特徴である流動性と固体の特徴である異方性(光学的性質)を有するものである(平凡社:大百科事典)。一方、粒子の定義は、無視できるほどの大きさであっても有限の質量をもった物体であり、重力の影響を受けるとされている(丸善:物理学事典)。ここで、粒子でも、気固流動層体、液固流動体という特殊状態があり、粒子に底板から気体を流すと、粒子には気体の速度に対応して上向きの力が作用し、この力が重力とつりあう際に、流体のように容易に流動できる状態になるものを気固流動層体と呼び、同じく、流体により流動化させた状態を液固流動体と呼ぶとされている(平凡社:大百科事典)。このように気固流動層体や液固流動体は、気体や液体の流れを利用した状態である。本発明では、このような気体の力も、液体の力も借りずに、自ら流動性を示す状態の物質を、特異的に作り出せることが判明し、これを粉流体と定義した。 The “powder fluid” in the present invention is a substance in an intermediate state of both fluid and particle characteristics that exhibits fluidity by itself without borrowing the force of gas or liquid. For example, liquid crystal is defined as an intermediate phase between a liquid and a solid, and has fluidity that is a characteristic of liquid and anisotropy (optical properties) that is a characteristic of solid (Heibonsha: Encyclopedia) . On the other hand, the definition of particle is an object with a finite mass even if it is negligible, and is said to be affected by gravity (Maruzen: Physics Encyclopedia). Here, even in the case of particles, there are special states of gas-solid fluidized bed and liquid-solid fluids. When gas is flowed from the bottom plate to the particles, upward force is applied to the particles according to the velocity of the gas. Is a gas-solid fluidized bed that is in a state where it can easily flow when it balances with gravity, and it is also called a liquid-solid fluidized state that is fluidized by a fluid (ordinary) Company: Encyclopedia). As described above, the gas-solid fluidized bed body and the liquid-solid fluid are in a state of using a gas or liquid flow. In the present invention, it has been found that a substance in a state of fluidity can be produced specifically without borrowing the force of such gas and liquid, and this is defined as powder fluid.
すなわち、本発明における粉流体は、液晶(液体と固体の中間相)の定義と同様に、粒子と液体の両特性を兼ね備えた中間的な状態で、先に述べた粒子の特徴である重力の影響を極めて受け難く、高流動性を示す特異な状態を示す物質である。このような物質はエアロゾル状態、すなわち気体中に固体状もしくは液体状の物質が分散質として安定に浮遊する分散系で得ることができ、本発明の画像表示装置で固体状物質を分散質とするものである。 That is, the pulverulent fluid in the present invention is in an intermediate state having both the characteristics of particles and liquid, as in the definition of liquid crystal (liquid and solid intermediate phase), and is the characteristic of the above-mentioned particles. It is a substance that is extremely unaffected and exhibits a unique state with high fluidity. Such a substance can be obtained in an aerosol state, that is, a dispersion system in which a solid or liquid substance is stably suspended as a dispersoid in a gas, and the solid substance is used as a dispersoid in the image display device of the present invention. Is.
本発明の画像表示用パネルは、少なくとも一方が透明な、対向する基板間に、画像表示媒体として例えば気体中に固体粒子が分散質として安定に浮遊するエアロゾル状態で高流動性を示す粉流体を封入するものであり、このような粉流体は、低電圧の印加でクーロン力などにより容易に安定して移動させることができる。
本発明に例えば用いる粉流体とは、先に述べたように、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。この粉流体は、特にエアロゾル状態とすることができ、本発明の画像表示装置では、気体中に固体状の物質が分散質として比較的安定に浮遊する状態で用いられる。
The image display panel of the present invention is a powder fluid exhibiting high fluidity in an aerosol state in which solid particles are stably suspended as a dispersoid, for example, as an image display medium between two opposing substrates, at least one of which is transparent. Such a powder fluid can be easily and stably moved by a Coulomb force by applying a low voltage.
As described above, for example, the powder fluid used in the present invention is a substance in an intermediate state between fluid and particles, which exhibits fluidity by itself without borrowing the force of gas or liquid. This powder fluid can be in an aerosol state in particular, and in the image display device of the present invention, a solid substance is used in a state of relatively stably floating as a dispersoid in the gas.
次に、本発明の画像表示用パネルで用いる画像表示媒体としての粒子について説明する。粒子は、その主成分となる樹脂に、必要に応じて、従来と同様に、荷電制御剤、着色剤、無機添加剤等を含ますことができる。以下に、樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤を例示する。 Next, the particles as the image display medium used in the image display panel of the present invention will be described. The particles can contain a charge control agent, a colorant, an inorganic additive, and the like, if necessary, in the resin as the main component, as in the conventional case. Examples of resins, charge control agents, colorants, and other additives will be given below.
樹脂の例としては、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、アクリルフッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレンアクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ブチラール樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられ、2種以上混合することもできる。特に、基板との付着力を制御する観点から、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、アクリルフッ素樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂が好適である。 Examples of the resin include urethane resin, urea resin, acrylic resin, polyester resin, acrylic urethane resin, acrylic urethane silicone resin, acrylic urethane fluororesin, acrylic fluororesin, silicone resin, acrylic silicone resin, epoxy resin, polystyrene resin, styrene Acrylic resin, polyolefin resin, butyral resin, vinylidene chloride resin, melamine resin, phenol resin, fluororesin, polycarbonate resin, polysulfone resin, polyether resin, polyamide resin and the like can be mentioned, and two or more kinds can be mixed. In particular, acrylic urethane resin, acrylic silicone resin, acrylic fluororesin, acrylic urethane silicone resin, acrylic urethane fluororesin, fluororesin, and silicone resin are suitable from the viewpoint of controlling the adhesive force with the substrate.
荷電制御剤としては、特に制限はないが、負荷電制御剤としては例えば、サリチル酸金属錯体、含金属アゾ染料、含金属(金属イオンや金属原子を含む)の油溶性染料、4級アンモニウム塩系化合物、カリックスアレン化合物、含ホウ素化合物(ベンジル酸ホウ素錯体)、ニトロイミダゾール誘導体等が挙げられる。正荷電制御剤としては例えば、ニグロシン染料、トリフェニルメタン系化合物、4級アンモニウム塩系化合物、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体等が挙げられる。その他、超微粒子シリカ、超微粒子酸化チタン、超微粒子アルミナ等の金属酸化物、ピリジン等の含窒素環状化合物及びその誘導体や塩、各種有機顔料、フッ素、塩素、窒素等を含んだ樹脂等も荷電制御剤として用いることもできる。 The charge control agent is not particularly limited. Examples of the negative charge control agent include salicylic acid metal complexes, metal-containing azo dyes, metal-containing oil-soluble dyes (including metal ions and metal atoms), and quaternary ammonium salt systems. Examples thereof include compounds, calixarene compounds, boron-containing compounds (benzyl acid boron complexes), and nitroimidazole derivatives. Examples of the positive charge control agent include nigrosine dyes, triphenylmethane compounds, quaternary ammonium salt compounds, polyamine resins, imidazole derivatives, and the like. In addition, metal oxides such as ultrafine silica, ultrafine titanium oxide, ultrafine alumina, nitrogen-containing cyclic compounds such as pyridine and derivatives and salts thereof, various organic pigments, resins containing fluorine, chlorine, nitrogen, etc. are also charged. It can also be used as a control agent.
着色剤としては、以下に例示するような、有機または無機の各種、各色の顔料、染料が使用可能である。 As the colorant, various organic or inorganic pigments and dyes as exemplified below can be used.
黒色着色剤としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭等がある。
青色着色剤としては、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBC等がある。
赤色着色剤としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3B、C.I.ピグメントレッド2等がある。
Examples of the black colorant include carbon black, copper oxide, manganese dioxide, aniline black, activated carbon and the like.
Examples of blue colorants include C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment Blue 15, Bituminous Blue, Cobalt Blue, Alkaline Blue Lake, Victoria Blue Lake, Phthalocyanine Blue, Metal-free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue Partial Chlorides, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue BC and the like.
Examples of red colorants include bengara, cadmium red, red lead, mercury sulfide, cadmium, permanent red 4R, risor red, pyrazolone red, watching red, calcium salt, lake red D, brilliant carmine 6B, eosin lake, rhodamine lake B, Alizarin Lake,
黄色着色剤としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファーストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキ、C.I.ピグメントイエロー12等がある。
緑色着色剤としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、C.I.ピグメントグリーン7、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンG等がある。
橙色着色剤としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジGK、C.I.ピグメントオレンジ31等がある。
紫色着色剤としては、マンガン紫、ファーストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等がある。
白色着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等がある。
Yellow colorants include chrome yellow, zinc yellow, cadmium yellow, yellow iron oxide, mineral first yellow, nickel titanium yellow, navel yellow, naphthol yellow S, Hansa Yellow G, Hansa Yellow 10G, Benzidine Yellow G, Benzidine Yellow GR, Quinoline Yellow Lake, Permanent Yellow NCG, Tartrazine Lake, C.I. I. Pigment Yellow 12 etc.
Examples of green colorants include chrome green, chromium oxide, pigment green B, C.I. I. Pigment Green 7, Malachite Green Lake, Final Yellow Green G, etc.
Examples of the orange colorant include red chrome yellow, molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, Vulcan orange, indanthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, indanthrene brilliant orange GK, C.I. I. Pigment Orange 31 etc.
Examples of purple colorants include manganese purple, first violet B, and methyl violet lake.
Examples of white colorants include zinc white, titanium oxide, antimony white, and zinc sulfide.
体質顔料としては、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等がある。また、塩基性、酸性、分散、直接染料等の各種染料として、ニグロシン、メチレンブルー、ローズベンガル、キノリンイエロー、ウルトラマリンブルー等がある。 Examples of extender pigments include barite powder, barium carbonate, clay, silica, white carbon, talc, and alumina white. Examples of various dyes such as basic, acidic, disperse, and direct dyes include nigrosine, methylene blue, rose bengal, quinoline yellow, and ultramarine blue.
無機系添加剤の例としては、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、酸化アンチモン、炭酸カルシウム、鉛白、タルク、シリカ、ケイ酸カルシウム、アルミナホワイト、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、カドミウムオレンジ、チタンイエロー、紺青、群青、コバルトブルー、コバルトグリーン、コバルトバイオレット、酸化鉄、カーボンブラック、マンガンフェライトブラック、コバルトフェライトブラック、銅粉、アルミニウム粉などが挙げられる。
これらの顔料および無機系添加剤は、単独であるいは複数組み合わせて用いることができる。このうち特に黒色顔料としてカーボンブラックが、白色顔料として酸化チタンが好ましい。
Examples of inorganic additives include titanium oxide, zinc white, zinc sulfide, antimony oxide, calcium carbonate, lead white, talc, silica, calcium silicate, alumina white, cadmium yellow, cadmium red, cadmium orange, titanium yellow, Examples include bitumen, ultramarine blue, cobalt blue, cobalt green, cobalt violet, iron oxide, carbon black, manganese ferrite black, cobalt ferrite black, copper powder, and aluminum powder.
These pigments and inorganic additives can be used alone or in combination. Of these, carbon black is particularly preferable as the black pigment, and titanium oxide is preferable as the white pigment.
また、本発明の画像表示用パネルで用いる画像表示媒体として用いる粒子は平均粒子径d(0.5)が、0.1〜50μmの範囲であり、均一で揃っていることが好ましい。平均粒子径d(0.5)がこの範囲より大きいと表示上の鮮明さに欠け、この範囲より小さいと粒子同士の凝集力が大きくなりすぎるために粒子の移動に支障をきたすようになる。 The particles used as the image display medium used in the image display panel of the present invention have an average particle diameter d (0.5) in the range of 0.1 to 50 μm, and are preferably uniform and uniform. If the average particle diameter d (0.5) is larger than this range, the display is not clear, and if it is smaller than this range, the cohesive force between the particles becomes too large, which hinders the movement of the particles.
更に本発明では、各粒子の粒子径分布に関して、下記式に示される粒子径分布Spanを5未満、好ましくは3未満とする。
Span=(d(0.9)−d(0.1))/d(0.5)
(但し、d(0.5)は粒子の50%がこれより大きく、50%がこれより小さいという粒子径をμmで表した数値、d(0.1)はこれ以下の粒子の比率が10%である粒子径をμmで表した数値、d(0.9)はこれ以下の粒子が90%である粒子径をμmで表した数値である。)
Spanを5以下の範囲に納めることにより、各粒子のサイズが揃い、均一な粒子移動が可能となる。
Furthermore, in the present invention, regarding the particle size distribution of each particle, the particle size distribution Span represented by the following formula is set to less than 5, preferably less than 3.
Span = (d (0.9) −d (0.1)) / d (0.5)
(However, d (0.5) is a numerical value indicating the particle diameter in μm that 50% of the particles are larger than this, and 50% is smaller than this, and d (0.1) is a particle in which the ratio of the smaller particles is 10%. (Numerical value expressed in μm, and d (0.9) is a numerical value expressed in μm for a particle size of 90% or less.)
By keeping Span within a range of 5 or less, the size of each particle is uniform and uniform particle movement is possible.
さらにまた、各粒子の相関について、使用した粒子の内、最大径を有する粒子のd(0.5)に対する最小径を有する粒子のd(0.5)の比を50以下、好ましくは10以下とすることが肝要である。 Furthermore, regarding the correlation between the particles, the ratio of d (0.5) of the particles having the minimum diameter to d (0.5) of the particles having the maximum diameter among the used particles is set to 50 or less, preferably 10 or less. It is essential.
なお、上記の粒子径分布および粒子径は、レーザー回折/散乱法などから求めることができる。測定対象となる粒子にレーザー光を照射すると空間的に回折/散乱光の光強度分布パターンが生じ、この光強度パターンは粒子径と対応関係があることから、粒子径および粒子径分布が測定できる。
ここで、本発明における粒子径および粒子径分布は、体積基準分布から得られたものである。具体的には、Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)測定機を用いて、窒素気流中に粒子を投入し、付属の解析ソフト(Mie理論を用いた体積基準分布を基本としたソフト)にて、粒子径および粒子径分布の測定を行なうことができる。
The particle size distribution and the particle size can be obtained from a laser diffraction / scattering method or the like. When laser light is irradiated onto particles to be measured, a light intensity distribution pattern of diffracted / scattered light is spatially generated, and this light intensity pattern has a corresponding relationship with the particle diameter, so that the particle diameter and particle diameter distribution can be measured. .
Here, the particle size and particle size distribution in the present invention are obtained from a volume-based distribution. Specifically, using a Mastersizer2000 (Malvern Instruments Ltd.) measuring instrument, particles are introduced into a nitrogen stream, and the attached analysis software (software based on volume-based distribution using Mie theory) The diameter and particle size distribution can be measured.
画像表示媒体の帯電量は当然その測定条件に依存するが、画像表示用パネルにおける画像表示媒体の帯電量はほぼ、初期帯電量、隔壁との接触、基板との接触、経過時間に伴う電荷減衰に依存し、特に画像表示媒体の帯電挙動の飽和値が支配因子となっているということが分かった。 The charge amount of the image display medium naturally depends on the measurement conditions, but the charge amount of the image display medium in the image display panel is almost the initial charge amount, the contact with the partition wall, the contact with the substrate, and the charge decay with the elapsed time. In particular, it was found that the saturation value of the charging behavior of the image display medium is the dominant factor.
更に、本発明においては基板間の画像表示媒体を取り巻く空隙部分の気体の管理が重要であり、表示安定性向上に寄与する。具体的には、空隙部分の気体の湿度について、25℃における相対湿度を60%RH以下、好ましくは50%RH以下、更に好ましくは35%RH以下とすることが重要である。
この空隙部分とは、図1〜図3において、対向する基板1、基板2に挟まれる部分から、電極5、6、画像表示媒体(粒子群あるいは粉流体3)の占有部分、隔壁4の占有部分(存在する場合)、装置シール部分を除いた、いわゆる画像表示媒体が接する気体部分を指すものとする。
空隙部分の気体は、先に述べた湿度領域であれば、その種類は問わないが、乾燥空気、乾燥窒素、乾燥アルゴン、乾燥ヘリウム、乾燥二酸化炭素、乾燥メタンなどが好適である。この気体は、その湿度が保持されるように装置に封入することが必要であり、例えば、画像表示媒体の充填、基板の組み立てなどを所定湿度環境下にて行い、さらに、外からの湿度侵入を防ぐシール材、シール方法を施すことが肝要である。
Furthermore, in the present invention, it is important to manage the gas in the gap surrounding the image display medium between the substrates, which contributes to improved display stability. Specifically, it is important that the relative humidity at 25 ° C. is 60% RH or less, preferably 50% RH or less, more preferably 35% RH or less with respect to the humidity of the gas in the gap.
In FIG. 1 to FIG. 3, this void portion is an area occupied by the
The gas in the gap is not limited as long as it is in the humidity region described above, but dry air, dry nitrogen, dry argon, dry helium, dry carbon dioxide, dry methane, and the like are preferable. This gas needs to be sealed in the apparatus so that the humidity is maintained. For example, the image display medium is filled and the substrate is assembled in a predetermined humidity environment. It is important to apply a sealing material and a sealing method to prevent the above.
本発明の画像表示用パネルにおける基板と基板との間隔は、画像表示媒体が移動できて、コントラストを維持できればよいが、通常10〜500μm、好ましくは10〜200μmに調整される。
対向する基板間の空間における画像表示媒体の体積占有率は5〜70%が好ましく、さらに好ましくは5〜60%である。70%を超える場合には画像表示媒体の移動の支障をきたし、5%未満の場合にはコントラストが不明確となり易い。
The distance between the substrates in the image display panel of the present invention is not limited as long as the image display medium can be moved and the contrast can be maintained, but is usually adjusted to 10 to 500 μm, preferably 10 to 200 μm.
The volume occupation ratio of the image display medium in the space between the opposing substrates is preferably 5 to 70%, more preferably 5 to 60%. If it exceeds 70%, the movement of the image display medium is hindered. If it is less than 5%, the contrast tends to be unclear.
以下、本発明、比較例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記に限定されるものではない。なお、実施例および比較例の画像表示用パネルは、下記の方法にて作製したものを、下記の基準に従い評価した。 Hereinafter, the present invention and a comparative example will be shown to specifically describe the present invention, but the present invention is not limited to the following. In addition, the panel for image display of an Example and a comparative example evaluated what produced by the following method according to the following reference | standard.
「画像表示用パネルの作製」
まず、ITO電極付きの透明なガラス基板(7cm×7cm□)を前面基板および背面基板として準備し、それぞれに高さ50μmのリブにより隔壁を形成した。
リブの形成は以下の手順による。
ペーストは、無機粉体としてSiO2、Al2O3、B2O3、Bi2O3、ZnOを溶融、冷却、粉砕したガラス粉体を、樹脂として熱硬化性のエポキシ樹脂を準備して、溶剤にて粘度12000cpsになるように調整したペーストを作製した。次に、ペーストを前述基板全面上に塗布し、150℃で加熱硬化させ、この塗布〜硬化を繰り返す事により、厚み(隔壁の高さに相当)50μmになるように調整した。次に、ドライフォトレジストを貼り付けて、露光〜エッチングにより、所望の隔壁パターンが形成されるようなマスクを作製した。次に、サンドブラストにより、所定の隔壁形状になるように余分な部分を除去し、所望とする形状の隔壁を形成した。
“Production of image display panels”
First, a transparent glass substrate (7 cm × 7 cm □) with an ITO electrode was prepared as a front substrate and a rear substrate, and partition walls were formed by ribs having a height of 50 μm.
The rib is formed by the following procedure.
The paste is prepared by preparing glass powder obtained by melting, cooling and grinding SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , Bi 2 O 3 , ZnO as inorganic powder, and thermosetting epoxy resin as resin. A paste adjusted to a viscosity of 12000 cps with a solvent was prepared. Next, the paste was applied on the entire surface of the substrate, heated and cured at 150 ° C., and this coating to curing was repeated to adjust the thickness (corresponding to the height of the partition wall) to 50 μm. Next, a dry photoresist was attached, and a mask was formed so that a desired partition wall pattern was formed by exposure to etching. Next, excess portions were removed by sandblasting so as to obtain a predetermined partition wall shape, and a partition wall having a desired shape was formed.
次に、色と帯電特性の異なる2種類の粒子群(粒子群A、粒子群B)をそれぞれ準備する。隔壁を形成した基板を、湿度40%RH以下の乾燥した容器内に移し、まず、粒子群Aを第1の粒子群として、容器内上部に設けられたノズルから容器内に分散して、容器下部に置かれた基板上のセル内に散布することにより粒子群Aを充填した。続いて、粒子群Bを第2の粒子群として、容器内上部に設けられた別のノズルから容器内に分散して、容器下部に置かれた基板上のセル内(すでに粒子群Aが充填されている)に散布することにより粒子群Aに重ねて充填した。粒子群Aと粒子群Bの充填配置量は同体積量ずつとし、2枚の基板を貼り合わせてできる基板間に対する双方の粒子群が合わさった体積占有率が26vol%となるように調整した。続いて、除去ローラを基板上を転がすことによって、隔壁頂上に載った余分な粒子群を除去した。次に、粒子群がセル内に充填配置された基板にもう一方の基板を重ね合わせ、基板周辺の外周部分をエポキシ系接着剤にて接着、シールして粒子群を封入し、画像表示用パネルを作製した。 Next, two types of particle groups (particle group A and particle group B) having different colors and charging characteristics are prepared. The substrate on which the partition walls are formed is transferred into a dry container having a humidity of 40% RH or less. First, the particle group A is dispersed as a first particle group in the container from a nozzle provided in the upper part of the container. Particle group A was filled by spraying into cells on a substrate placed underneath. Subsequently, the particle group B is dispersed into the container from another nozzle provided in the upper part of the container as the second particle group, and the cell on the substrate placed in the lower part of the container (the particle group A is already filled). The particle group A was overlaid and packed by spraying. The packing arrangement amount of the particle group A and the particle group B was set to the same volume amount, and the volume occupancy ratio of both particle groups with respect to the space between the substrates formed by bonding the two substrates was adjusted to 26 vol%. Subsequently, an extra particle group placed on the top of the partition wall was removed by rolling the removal roller on the substrate. Next, the other substrate is superimposed on the substrate in which the particle group is filled and arranged in the cell, and the outer peripheral portion around the substrate is bonded and sealed with an epoxy adhesive to enclose the particle group, and an image display panel Was made.
「表示機能の評価」
作製した表示用パネルを組み込んだ表示装置に、250Vの電圧を印加して電位を反転させることにより、黒色〜白色の表示を繰り返した。表示機能の評価は、白色表示時および黒色表示時の表示面を光学顕微鏡で観察して隔壁交点部分付近セル内にある画像表示媒体(粒子群)の均一性を調べた。
"Evaluation of display function"
Black-white display was repeated by applying a voltage of 250 V to the display device incorporating the manufactured display panel and inverting the potential. For the evaluation of the display function, the uniformity of the image display medium (particle group) in the cell near the partition wall intersection was examined by observing the display surface during white display and black display with an optical microscope.
「画像表示媒体」
実施例、比較例では画像表示媒体として、帯電特性の異なる白黒2色の粒子群(粒子群A、粒子群B)を用いた。
粒子群Aは、アクリルウレタン樹脂EAU53B(亜細亜工業(株)製)/IPDI系架橋剤エクセルハードナーHX(亜細亜工業(株)製)にカーボンブラック(MA100 三菱化学(株))4重量部、荷電制御剤ボントロンN07(オリエント化学(株)製)2重量部を添加し、混練り後、ジェットミルにて粉砕し、さらにハイブリダイザー装置(奈良機械製作所(株)製)を用いて機械的衝撃力を加えて略球状としてから分級して作製した。作製された粒子群Aは、平均粒子径が9.1μm、略球状で負帯電性の黒色粒子群であった。
"Image display medium"
In Examples and Comparative Examples, a black and white two-color particle group (particle group A, particle group B) having different charging characteristics was used as an image display medium.
Particle group A consists of acrylic urethane resin EAU53B (manufactured by Asia Industry Co., Ltd.) / IPDI crosslinking agent Excel Hardener HX (manufactured by Asia Industry Co., Ltd.), 4 parts by weight of carbon black (MA100 Mitsubishi Chemical Corporation), charge control. 2 parts by weight of the agent Bontron N07 (Orient Chemical Co., Ltd.) was added, kneaded, pulverized with a jet mill, and mechanical impact force was applied using a hybridizer device (Nara Machinery Co., Ltd.). In addition, classification was made after making it approximately spherical. The produced particle group A was an approximately spherical and negatively charged black particle group having an average particle diameter of 9.1 μm.
粒子群Bは、ターシャリーブチルメタクリレ−トモノマー80重量部とメタクリル酸2−(ジエチルアミノ)エチルモノマ−20重量部に0.5重量部のAIBN(アゾビスイソブチロニトリル)を溶解し、カップリング剤処理して親油性とした酸化チタン20重量部を分散させて得られた液を、10倍量の0.5%界面活性剤(ラウリル硫酸ナトリウム)水溶液に懸濁、重合させ、濾過、乾燥させた後、分級機(MDS−2:日本ニュ−マチック工業)を用いて作製した。作製された粒子群Bは、平均粒子径が8.5μmで正帯電性の球状白色粒子であり、これを粒子群Bとした。 Particle group B was prepared by dissolving 0.5 parts by weight of AIBN (azobisisobutyronitrile) in 80 parts by weight of tertiary butyl methacrylate monomer and 20 parts by weight of 2- (diethylamino) ethyl methacrylate. The liquid obtained by dispersing 20 parts by weight of titanium oxide made lipophilic by treatment with an agent is suspended and polymerized in an aqueous solution of 0.5% surfactant (sodium lauryl sulfate), filtered, dried. Then, it was prepared using a classifier (MDS-2: Nippon Numatic Industries). The produced particle group B is a positively charged spherical white particle having an average particle diameter of 8.5 μm.
<実施例1>
セルが四角形状で格子状配置になるように、かつ、隔壁の交点となる部分と他の位置の高さが同じ50μmとなるように隔壁を形成した前面基板と背面基板を用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、表示機能を評価した。結果を表1に示す。
<Example 1>
For display using a front substrate and a rear substrate on which the partition walls are formed so that the cells are square and arranged in a lattice pattern, and the height of the portion where the partition wall intersects and the other position is the same 50 μm A panel was prepared according to the procedure described above, and the display function was evaluated. The results are shown in Table 1.
<実施例2>
セルが六角形状でハニカム状配置になるように、かつ、隔壁の交点と他の位置の高さが同じ50μmとなるように隔壁を形成した前面基板と背面基板を用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、表示機能を評価した。結果を表1に示す。
<Example 2>
The display panel is formed by using the front substrate and the rear substrate in which the partition walls are formed so that the cells have a hexagonal honeycomb arrangement and the height of the intersection of the partition walls and the other position is the same 50 μm. The display function was evaluated. The results are shown in Table 1.
<実施例3>
セルが四角形状で格子状配置になるように、かつ、隔壁の交点となる部分の高さを50μmとし、隔壁の他の位置の高さを50μmより低くなるように隔壁を形成した前面基板と背面基板を用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、表示機能を評価した。結果を表1に示す。
<Example 3>
A front substrate on which the partition is formed so that the cell has a square and lattice arrangement, the height of the intersection of the partition is 50 μm, and the height of the other position of the partition is lower than 50 μm Using the back substrate, a display panel was produced according to the procedure described above, and the display function was evaluated. The results are shown in Table 1.
<実施例4>
セルが四角形状で格子状配置になるように、かつ、隔壁の交点となる部分と他の位置の高さが同じ50μmとなるように隔壁を形成した前面基板と背面基板を用い、隔壁の交点部分にエポキシ系接着剤を設けて基板を貼り合わせた以外は、前述の手順と同様にして表示用パネルを作製し、表示機能を評価した。結果を表1に示す。
<Example 4>
Using the front substrate and the rear substrate on which the partition walls are formed so that the cells are square and arranged in a lattice pattern, and the heights of the portions that are the intersections of the partition walls and the other positions are the same 50 μm, the intersections of the partition walls A display panel was produced in the same manner as described above except that an epoxy adhesive was provided on the part and the substrate was bonded together, and the display function was evaluated. The results are shown in Table 1.
<実施例5>
セルが四角形状で格子状配置になるように、かつ、隔壁の交点となる部分の高さを50μmとし、隔壁の他の位置の高さを50μmより低くなるように隔壁を形成した前面基板と背面基板を用い、隔壁の交点部分にエポキシ系接着剤を設けて基板を貼り合わせた以外は、前述の手順と同様にして表示用パネルを作製し、表示機能を評価した。結果を表1に示す。
<Example 5>
A front substrate on which the partition is formed so that the cell has a square and lattice arrangement, the height of the intersection of the partition is 50 μm, and the height of the other position of the partition is lower than 50 μm A display panel was produced in the same manner as described above, except that a back substrate was used and an epoxy adhesive was provided at the intersection of the partition walls to bond the substrates, and the display function was evaluated. The results are shown in Table 1.
<比較例1>
セルが四角形状で格子状配置になるように、かつ、隔壁の交点となる部分と他の位置の高さが同じ100μmとなるように前面基板にのみ隔壁を形成し、背面基板には隔壁を形成していないものを用いて、表示用パネルを前述の手順で作製し、表示機能を評価した。結果を表1に示す。
<Comparative Example 1>
Partitions are formed only on the front substrate so that the cells are square and in a lattice arrangement, and the height of the other positions and the intersections of the partitions are the same 100 μm, and the partition is formed on the rear substrate. A display panel was produced by using the non-formed one according to the procedure described above, and the display function was evaluated. The results are shown in Table 1.
<比較例2>
セルが四角形状で格子状配置になるように、かつ、隔壁の交点となる部分と他の位置の高さが同じ100μmとなるように前面基板にのみ隔壁を形成し、背面基板には隔壁を形成していないものを用い、隔壁の接合部分にエポキシ系接着剤を設けて基板を貼り合わせた以外は、前述の手順と同様にして表示用パネルを作製し、表示機能を評価した。結果を表1に示す。
<Comparative example 2>
Partitions are formed only on the front substrate so that the cells are square and in a lattice arrangement, and the height of the other positions and the intersections of the partitions are the same 100 μm, and the partition is formed on the rear substrate. A display panel was produced in the same manner as described above, except that an unformed one was used, and an epoxy adhesive was provided at the junction of the partition walls to bond the substrates together. The display function was evaluated. The results are shown in Table 1.
<比較例3>
セルが四角形状で格子状配置になるように、かつ、隔壁の交点となる部分と他の位置の高さが同じ50μmとなるように隔壁を形成した前面基板と背面基板を用い、隔壁の接合部分にエポキシ系接着剤を設けて基板を貼り合わせた以外は、前述の手順と同様にして表示用パネルを作製し、表示機能を評価した。結果を表1に示す。
<Comparative Example 3>
Using a front substrate and a rear substrate on which the partition walls are formed so that the cells have a square and lattice arrangement, and the height of the intersections and the other positions are the same 50 μm, the partition walls are joined. A display panel was produced in the same manner as described above except that an epoxy adhesive was provided on the part and the substrate was bonded together, and the display function was evaluated. The results are shown in Table 1.
表1の結果から以下のことがわかる。まず、セル内の隔壁接合面が基板表面から離れた位置にある実施例1〜実施例5では、粒子がセルから抜け出すことがなく、初期から100000回後においても良い状態が保たれる。一方、隔壁接合面が基板表面にある比較例1、比較例2では、初期こそセル内の粒子の状態に問題はないが、100000回後には粒子の偏在が起こっており、反転表示の繰り返しによって次第に粒子がセルから抜け出して他のセルへ移動していることが推察される。 From the results in Table 1, the following can be understood. First, in Examples 1 to 5 where the partition wall bonding surface in the cell is located away from the substrate surface, the particles do not escape from the cell, and a good state is maintained even after 100,000 times from the initial stage. On the other hand, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2 in which the partition wall bonding surface is on the substrate surface, there is no problem in the state of particles in the cell at the initial stage, but the particles are unevenly distributed after 100,000 times. It is inferred that the particles gradually escape from the cell and move to other cells.
また、隔壁交点部分にのみ接着剤を設けた実施例4、実施例5では、反転表示の繰り返し中でも接着剤塗布部に粒子が付着することもなく、また初期から100000回後においても良好なセル内の粒子状態であったが、隔壁全面に接着剤を設けた比較例2、比較例3では、反転表示の繰り返し中に接着剤塗布部に粒子が付着する状況があり、1000000回後においては、セル内の粒子状態は不良となっていた。 Further, in Examples 4 and 5 in which the adhesive is provided only at the intersection of the partition walls, the particles are not adhered to the adhesive-applied portion even during repeated reversal display, and a good cell even after 100,000 times from the beginning. In Comparative Example 2 and Comparative Example 3 in which an adhesive was provided on the entire surface of the partition wall, there was a situation where particles adhered to the adhesive application portion during repeated reversal display. The particle state in the cell was poor.
さらに、隔壁の接合部分が他の位置に対して僅かでも高くなっている実施例3、実施例5では、充填する粒子を散布した際に接合部となる隔壁頂上に堆積した不要な粒子を除去しやすく、その後の基板同士の貼り合わせまでの工数が軽減される。 Furthermore, in Example 3 and Example 5 in which the junction part of the partition wall is slightly higher than other positions, unnecessary particles deposited on the top of the partition wall, which is a joint part, are removed when the particles to be filled are dispersed. It is easy to do, and the man-hour until the subsequent bonding of the substrates is reduced.
本発明の画像表示用パネルは、ノートパソコン、PDA、携帯電話、ハンディターミナル等のモバイル機器の表示部、電子ブック、電子新聞等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板等の掲示板、電卓、家電製品、自動車用品等の表示部、ポイントカード、ICカード等のカード表示部、電子広告、電子POP、電子値札、電子楽譜、RF−ID機器の表示部などに好適に用いられる。 The image display panel according to the present invention includes display units for mobile devices such as notebook computers, PDAs, mobile phones, and handy terminals, electronic papers such as electronic books and electronic newspapers, bulletin boards such as signboards, posters, and blackboards, calculators, and home appliances. It is suitably used for display parts for automobile supplies, card display parts such as point cards and IC cards, electronic advertisements, electronic POPs, electronic price tags, electronic musical scores, and display parts for RF-ID devices.
1、2 基板
3 画像表示媒体(粒子または粉流体)
3W 白色粒子(白色粉流体)
3B 黒色粒子(黒色粉流体)
4 隔壁
4−1 交点部分
4−2 壁部分
5、6 電極
5−1、5−2 ライン電極
1, 2
3W white particles (white powder fluid)
3B Black particles (black powder fluid)
4 Partition 4-1 Intersection part 4-2
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