JP2007240755A - 画像表示媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁層の剥離、損傷による表示特性の低下を抑えることができる画像表示媒体を提供する。
【解決手段】この画像表示媒体１は、仕切り部材７を挟んで対向配置された表面基板２および背面基板３と、仕切り部材７によって仕切られた空隙に封入された第１および第２の粒子８、９を有して概略構成され、表面基板２は、表面支持基板２０と、表面支持基板２０上に第１の電極２１を埋め込んで形成されたコート層２３と、コート層２３上に第１の接着層２５を介して形成された絶縁層２２とを有し、第１の接着層２５は、表面支持基板２０および絶縁層２２よりも小さいヤング率を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、可撓性を有する画像表示媒体に関し、特に、基板内側に絶縁膜を有する画像表示媒体に関する。

従来の電子ペーパー等の可撓性を有する画像表示媒体として、帯電した２色のトナー粒子を用いて画像表示を行う画像表示媒体がある（例えば、特許文献１参照）。

この画像表示媒体は、対抗して配置された一対の基板と、一対の基板に挟まれたスペーサーと、基板とスペーサーとの間の内部空間に封入された色および電気特性の異なる第１および第２の粒子を備える。

この画像表示媒体によると、基板の内側に誘電体膜を設けることにより、粒子の衝突による基板へのダメージや、粒子に帯電した電荷の漏洩を抑え、画像表示特性の低下を防いでいる。
特開２００２−７２２５７号公報

しかし、従来の画像表示媒体によると、粒子の衝突による基板へのダメージや、粒子に帯電した電荷の漏洩を十分に抑えるためには、誘電体膜がある程度の厚さを有する必要があるところ、誘電体膜の厚みが増すと、画像表示媒体を曲げ変形させた際等に変形に追従できなくなり、剥離が生じるという問題がある。

したがって、本発明の目的は、十分な厚みを持ち、かつ、曲げ変形を加えた際に剥離を生じない絶縁膜を有する画像表示媒体を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。

本発明の一態様は、上記目的を達成するため、所定の空隙を有して対向配置された第１および第２の基板と、前記第１および第２の基板の少なくともいずれか一方の内側に第１の接着層を介して形成された絶縁層と、を備え、前記第１の接着層が、前記絶縁層が形成された前記基板、および前記絶縁層よりも小さいヤング率を有することを特徴とする画像表示媒体を提供する。

上記本発明の一態様によれば、前記絶縁層が形成された前記基板、および前記絶縁層よりも小さいヤング率を有する前記接着層を介して前記絶縁層を形成することにより、前記絶縁膜が十分な絶縁性を保つことのできる厚さを有する場合でも、前記絶縁層を前記基板に十分に接着させ、曲げ変形等を加えた場合においても剥離が生じない。

前記画像表示媒体は、前記第１および第２の基板の内側表面に形成された第１および第２の電極と、第１および第２の基板に挟まれた前記所定の空隙を仕切る仕切り部材と、前記仕切り部材に仕切られた前記所定の空隙に封入された粒子と、を備えた構成であってもよい。

前記画像表示媒体は、例えば、光書込型、トナーディスプレイ型、電気泳動方式等の電子ペーパーであり、特に、トナーディスプレイ等の、前記絶縁膜にある程度の厚みが求められる電子ペーパーに対して大きな効果を奏する。

前記第１および第２の薄膜電極は、前記画像表示媒体の種類により、例えば、両者とも全面電極の形態、一方が全面電極で他方が画素電極の形態、一方が走査電極で他方が信号電極の形態、一方が信号電極で他方が信号電極上を移動することにより走査する線電極の形態等を有する。

前記コート層が、前記第１および第２の基板の少なくともいずれか一方の内側に、前記第１および第２の電極の少なくともいずれか一方を包んで形成された構成であってもよい。これにより、前記第１および第２の電極を保護し、断線を防ぐことができる。また、前記コート層として無機粒子が分散した複合ポリマーを用いた場合、前記コート層の残留応力を抑制することによりプラスチックフィルムの反りの防止し、また、前記コート層の吸湿性を低減することにより、前記コート層に生じる皺に起因する前記透明電極のクラックの発生等を防止することができる。

また、前記絶縁層は、３００ｎｍ以上３０μｍ以下の厚みを有するものであってもよい。３００ｎｍ以上の厚みを持つことは、絶縁性を確保するために好適である。また、厚いと鏡像力が低下するため表示媒体の焼付けエラー防止にも好ましい。３０μｍ以下の厚みを持つことは、厚みがありすぎて電極間距離が長くなり一定の電界強度を得るために必要な空間容積が減少して粒子の凝集が起こりやすくなるという問題を回避するために好適である。

また、前記絶縁層は、駆動粒子との付着力増大による表示不良防止のため、所定の硬さを持つことが好ましい。硬度が低すぎると、変形により粒子との接触面積が増大して付着力が必要以上に増大するおそれがあるためである。

また、前記第１の接着層は、５０００ｋｇ／ｃｍ^２以下のヤング率を有するものであってもよい。また、光透過率９０％以上で彩度Ｃ^＊≦１であるものであってもよい。なお、彩度Ｃ^＊はＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系でａ^＊ｂ^＊色度図の原点からの距離を表すものであり、値が大きいほど無彩色からの隔たりが大きい。Ｃ^＊≦１では、ほぼ無彩色である。

前記仕切り部材は、絶縁性材料を用いることができる。また、前記仕切り部材は、前記第絶縁層と融着により固定されたものであってもよい。この場合、接着剤を用いることなく、接着を行うことができる。

前記粒子は、色及び帯電特性の異なる２種類以上の粒子群からなるものであってもよい。例えば、白色粒子と黒色粒子の混合粒子であり、これらは相互の摩擦による摩擦帯電により、互いに異なる極性に帯電する。

前記仕切り部材は、前記第１および第２の基板の一方の上に形成され、他方の基板との間に第２の接着層を挟んで固定されたものであってもよい。

前記絶縁層は、前記第１および第２の基板のいずれか一方の内側に形成され、前記仕切り部材は、前記絶縁層が形成された前記第１または第２の基板の反対側の前記第２または第１の基板側に形成され、絶縁フィルムが、前記仕切り部材、および前記仕切り部材が形成された前記第２または第１の基板上を覆うように形成されたものであってもよい。

前記絶縁フィルムは、例えば、樹脂溶液をディップコートすることにより形成される。

前記仕切り部材は、前記絶縁層との間に第２の接着層を挟んで固定されたものであってもよい。また、前記仕切り部材は、前記絶縁層と融着等の手段により一体に設けられたものであってもよい。

前記第２の接着層は、前記第２の接着層が接着した前記絶縁層よりも小さいヤング率を有するものであってもよい。また、５０００ｋｇ／ｃｍ^２以下の弾性率を有するものであってもよい。

本発明によれば、絶縁層の剥離、損傷による表示特性の低下を抑えることができる。

［第１の実施の形態］
（全体の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像表示媒体の構成図である。この画像表示媒体１は、２枚の基板間に封入された粒子によって画像を表示するものであり、仕切り部材７を挟んで対向配置された表面基板２および背面基板３と、仕切り部材７によって仕切られた空隙に封入された第１および第２の粒子８、９を有して概略構成されている。

第１および第２の粒子８、９は、それぞれ異なる色を有し、相互の摩擦による摩擦帯電により、互いに異なる極性に帯電する。例えば、白色粒子と黒色粒子であった場合は、白色粒子は酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ等を含有した樹脂、黒色粒子は、カーボンブラック、マンガンンフェライトブラック、チタンブラック等を含有した樹脂を用いることができる。

表面基板２は、表面支持基板２０と、表面支持基板２０上に第１の電極２１を埋め込んで形成されたコート層２３と、コート層２３上に第１の接着層２５を介して形成された絶縁層２２とを有する。

背面基板３は、背面支持基板３０と、背面支持基板３０上に形成された第２の電極３１とを有する。

表面支持基板２０および背面支持基板３０は、例えば、ガラス基板、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、アクリル等の透明樹脂フィルム又は透明樹脂シート、エポキシ系樹脂等を用いることができる。なお、表面支持基板２０は表示側に位置するため、光透過性の高い材料を用いることが好ましい。

第１および第２の電極２１、３１は、透光性を有する、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）、インジウム、錫、カドミニウム、アンチモン等の酸化物、およびこれらの複合酸化物、金、銀、銅、炭素、ニッケル等の単層膜、混合膜、または複合膜を、蒸着法またはスパッタリング法で１００〜２０００オングストロームの厚さとしたもの、またはポリピロール、ポリチオフェン等の有機導電性材料等を用いることができる。なお、第１の電極２１は表示側に位置するため、光透過性の高い材料を用いることが好ましい。

第１および第２の電極２１、３１は、例えば、それぞれ互いに直交する列電極、行電極であり、マトリクス電極を構成している。

コート層２３は、例えば、アクリル系高分子樹脂からなる。

第１の接着層２５は、コート層２３と絶縁層２２を接着するためのものであり、表面支持基板２０および絶縁層２２よりも小さいヤング率を有する。これにより、画像表示媒体１を曲げ変形させた際に、第１の接着層２５が緩衝材として働き、絶縁層２２がある程度の厚みを有する場合においても、剥離を生じることなく表面支持基板２０の変形に追従することができる。

なお、表面支持基板２０および絶縁層２２の材料として主に用いられるＰＣ、ＰＥＴ、ＰＥＳの代表的なヤング率は、それぞれ、２５０００、１０００００、２００００ｋｇ／ｃｍ^２である。したがって、第１の接着層２５の材料のヤング率は、好ましくは２００００ｋｇ／ｃｍ^２以下、より好ましくは５０００ｋｇ／ｃｍ^２以下である。また、引っ張り接着力は５０ｋｇ／ｃｍ^２以上であることが好ましい。

前記第１の接着層は、例えば、紫外線硬化樹脂からなる。

絶縁層２２は、３００ｎｍ〜３０μｍの厚みを有し、例えば、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＥＳ、ポリエステル、ポリイミド、エポキシ、ポリイソシアネート、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリブタジエン、ポリメチルメタクリレート、共重合ナイロン、紫外線硬化アクリル樹脂、非晶質テフロン（登録商標）等を用いることができる。無機材料を用いてもよいが、一般に有機材料の方が、厚みをもたせても曲げに対応させやすいのでより好ましい。また、画像表示媒体１の表示画質を向上させるために、光透過率９０％以上かつ彩度Ｃ^＊≦１であるものが好ましい。

仕切り部材７は、背面基板３上に形成され、絶縁フィルム３２が、仕切り部材７および背面基板３の表面を覆うように形成されている。

前記仕切り部材７は、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電子線硬化樹脂、光硬化樹脂、ゴム等の絶縁性材料からなる。

絶縁フィルム３２は、例えば、ポリカーボネート樹脂をモノクロロベンゼンに溶解させた溶液をディップコートすることにより形成される。

画像表示媒体１に電圧を印加する電圧印加部４は、第１および第２の電極２１、３１に接続され、電圧印加部４を制御する制御部５が電圧印加部４に接続され、画像表示媒体１に表示する画像を記憶する画像記憶部６が制御部５に接続されている。

制御部５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等を有して構成され、ＣＰＵは、ＲＯＭやＨＤＤ等に記憶されているプログラムに従い、画像書き込み時に画像表示媒体１への書込制御を行う。

画像記憶部６は、ＨＤＤ等により構成され、画像表示媒体１に画像を表示されるための表示用画像を記憶している。なお、表示画像は、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体やネットワークを介して画像記憶部６に取り込んでもよい。

本実施の形態では、１つのセルが複数の画素を含むが、１つのセルで１画素を構成してもよい。ここで、１画素とは、列電極２１と行電極３１の交差する領域をいう。

（第１の実施の形態の効果）
この第１の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
（イ）表面支持基板２０および絶縁層２２よりも小さいヤング率を有する第１の接着層２５を介して絶縁層２２を形成することにより、絶縁膜２２が十分な絶縁性を保つことのできる厚さを有する場合でも、曲げ変形等を加えた際に、第１の接着層２５が緩衝材として働き、絶縁層２２が表面支持基板２０の変形に柔軟に追従することができるようになるため、剥離が生じない。
（ロ）絶縁層２２を厚くすることにより、第１および第２の粒子８、９の衝突による絶縁層２２のピンホールの発生を抑制し、第１および第２の粒子８、９の帯電量の低下により起こる画像表示媒体１の表示不良を防止することができる。

［第２の実施の形態］
図２は、本発明の第２の実施の形態の画像表示媒体の構成図である。第２の実施の形態では、絶縁フィルム３２でコートされた仕切り部材７と絶縁層２２との間に第２の接着層１０が形成されている。第２の接着層１０は、印刷工程により形成するために、印刷できるほどの粘着性、および粒子が付着しないほどの速乾性を有することが好ましい。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

（第２の実施の形態の効果）
この第２の実施の形態によれば、仕切り部材７と絶縁層２２とを第２の接着層１０により接着する場合において、仕切り部材７と絶縁層２２との間で生じる剥離を防止することができる。

［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々と変形実施が可能である。

例えば、上記各実施の形態においては、第１および第２の粒子８、９の帯電は摩擦により生じるとして説明したが、これに限られるものではない。

上記各実施の形態では、画像表示媒体１がトナーディスプレイであるとして説明したが、粒子により画像表示を行う他種の画像表示媒体であってもよい。

上記各実施の形態においては、画像表示媒体１が白黒２値表示を行うものとして説明したが、３値以上の階調表示やカラー表示を行うものであってもよい。

上記各実施の形態においては、表面基板２がコート層２３、第１の接着層２５、絶縁層２２を有して構成されるとして説明したが、背面基板３がこれらを有する構成、あるいは表面基板２と背面基板３の両者がこれらを有する構成であってもよい。

上記各実施の形態においては、絶縁フィルム３２は、仕切り部材７および背面基板３の表面を覆う構成であるとして説明したが、背面基板３のみを覆う構成であってもよい。

また、上記各実施の形態の構成要素を発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に組み合わせることができる。

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はそれらによって限定されるものではない。

実施例１においては、第１の実施の形態と同様の構成を有する画像表示媒体１を絶縁層２２の厚みを変えて４種類作製し、白粒子と黒粒子の混合粒子の帯電量、および画像表示媒体１の表示濃度の評価を行った。

４種類の画像表示媒体１は、絶縁層２２の厚みをそれぞれ０（絶縁層なし）、７７ｎｍ、３８０ｎｍ、１９００ｎｍとした。その他は全て共通の構成とし、仕切り部材７の高さを２００μｍ、絶縁フィルム３２の厚さを１０００ｎｍ、負に帯電した白粒子、および正に帯電した黒粒子の直径を約１０μｍとした。

また、第１の接着層２５として、無色透明で、引っ張り接着力８０ｋｇ／ｃｍ^２、ヤング率１００ｋｇ／ｃｍ^２の紫外線硬化性樹脂を用いた。この紫外線硬化性樹脂は、硬化紫外線照射量が５００ｍｊ／ｃｍ^２であり、紫外線を、１５ｍｊ／ｃｍ^２／１ｍｉｎの強度で約４０分間照射することにより硬化させた。

画像表示媒体１の大きさは２０ｍｍ×２０ｍｍであり、第１および第２の粒子８、９として８．６ｍｇの白色粒子と黒色粒子を画像表示媒体１内に均一に分散させた。

（評価）
上記の４種類の画像表示媒体１に、±２５０Ｖの交番電圧を印加して第１および第２の粒子８、９をセル内で均一に分散させ、白粒子または黒粒子が表示面に移動している状態を作った後電圧の印加を停止し、前記状態の作成直後、１日後、８日後の３つの時点において、流れる電流の大きさを測定した。その後、測定電流値から混合粒子の移動分を計算し、帯電量へ換算した。

表１は、４種類の画像表示媒体１における、実験開始直後、１日後、８日後の混合粒子の帯電量の変化を示す。いずれの時点においても、絶縁層２２の膜厚が厚いものほど、第１および第２の粒子８、９の帯電量が多いことが分かる。

表２は、４種類の画像表示媒体１における、作製から８日後に測定した白表示と黒表示の反射濃度を示す。ここで、反射濃度の値が小さいほど白表示の濃度が上がり、値が大きいほど黒表示の濃度が上がる。コントラストは、白の反射濃度をＷ、黒の反射濃度をＢとしたときに、１０^{（Ｂ−Ｗ）}で表される値である。この結果より、絶縁層２２の膜厚が厚いものほど、白表示、黒表示の表示濃度が高くなる傾向にあり、コントラストが向上することが分かる。

表１、表２に示した結果は、膜厚が厚い絶縁層ほど、粒子の衝突による衝撃に強く、損傷を受けて絶縁性を低下させることがないためであると考えられる。一方、膜厚の薄い媒体は、絶縁性を低下させ、粒子の電荷が電極側に漏れてしまったものと考えられる。

実施例２においては、第２の実施の形態と同様の構成を有する画像表示媒体１を作製し、外力を加えた際の第２の接着層の剥がれやすさの評価を行った。

第２の接着層１０は、テクノアルファＳＴＡＹＳＴＩＣ３７１（テクノアルファ社製；ダイシェア１６８ｋｇ／ｃｍ^２弾性率４２００ｋｇ／ｃｍ^２）により形成した。

比較例として、第２の接着層をＳＴＡＹＳＴＩＣ３４３（テクノアルファ社製；ダイシェア７０ｋｇ／ｃｍ^２弾性率２８０００ｋｇ／ｃｍ^２）により形成した画像表示媒体を用意し、これについても評価を行った。

（評価）
画像表示媒体１をφ５０ｍｍの棒の側面に押し当て、各接着層の剥離の発生の有無をテストした。

その結果、上記比較例では剥がれが生じたが、実施例２に係る画像表示媒体には剥がれは生じなかった。弾性率は伸び弾性率であるヤング率と密接な関係があり、比較例では弾性率が大きかったため、剥がれが生じたものと考えられる。

本発明の第１の実施の形態に係る画像表示媒体の構成図である。 本発明の第２の実施の形態に係る画像表示媒体の構成図である。

符号の説明

１ 画像表示媒体
２ 表面基板
３ 背面基板
２０ 表面支持基板
２１ 第１の電極
２２ 絶縁層
２３ コート層
２５ 第１の接着層
３０ 背面支持基板
３１ 第２の電極
３２ 絶縁フィルム
４ 電圧印加部
５ 制御部
６ 画像記憶部
７ 仕切り部材
８ 第１の粒子
９ 第２の粒子
１０ 第２の接着層

Claims (12)

1. 所定の空隙を有して対向配置された第１および第２の基板と、
   前記第１および第２の基板の少なくともいずれか一方の内側に第１の接着層を介して形成された絶縁層と、
   を備え、
   前記第１の接着層が、前記絶縁層が形成された前記基板、および前記絶縁層よりも小さいヤング率を有することを特徴とする画像表示媒体。
2. 前記第１および第２の基板の内側表面に形成された第１および第２の電極と、
   前記第１および第２の基板に挟まれた前記所定の空隙を仕切る仕切り部材と、
   前記仕切り部材に仕切られた前記所定の空隙に封入された粒子と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像表示媒体。
3. コート層が、前記第１および第２の基板の少なくともいずれか一方の内側に、前記第１および第２の電極の少なくともいずれか一方を覆って形成されたことを特徴とする請求項２に記載の画像表示媒体。
4. 前記仕切り部材は、前記第１および第２の基板の一方に直接接合され、他方の基板と第２の接着層を介して接合されたことを特徴とする請求項２に記載の画像表示媒体。
5. 前記絶縁層は、前記第１および第２の基板のいずれか一方の内側に形成され、
   前記仕切り部材は、前記絶縁層が形成された前記第１または第２の基板の反対側の前記第２または第１の基板側に形成され、
   絶縁フィルムが、前記仕切り部材、および前記仕切り部材が形成された前記第２または第１の基板上を覆うように形成されたことを特徴とする請求項２に記載の画像表示媒体。
6. 前記仕切り部材は、前記絶縁層との間に第２の接着層を挟んで固定されたことを特徴とする請求項５に記載の画像表示媒体。
7. 前記第１の接着層が、５０００ｋｇ／ｃｍ^２以下のヤング率を有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示媒体。
8. 前記第１の接着層が、光透過率９０％以上で彩度Ｃ^＊≦１であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示媒体。
9. 前記絶縁層は、３００ｎｍ以上３０μｍ以下の厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示媒体。
10. 前記絶縁層は、光透過率９０％以上かつ彩度Ｃ^＊≦１であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示媒体。
11. 前記第２の接着層が、前記第２の接着層が接着した前記絶縁層よりも小さいヤング率を有することを特徴とする請求項４または６に記載の画像表示媒体。
12. 前記第２の接着層が、５０００ｋｇ／ｃｍ^２以下の弾性率を有することを特徴とする請求項４または６に記載の画像表示媒体。

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