JP2009080245A - 電気泳動表示パネル及び画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】封止剤で表示液を封止する際に生じる表示液の揮発、これによる表示液への気泡の混入を防止することができるとともに、封止剤で表示液を封止した後に微小な封止破れや剥離が生じた場合でも、表示液への気泡の侵入を効果的に阻止することが可能な電気泳動表示パネルを提供する。
【解決手段】
互いに対向配置した透明基板10と背面基板20との間に形成された空間に、帯電粒子41,42を含む表示液40を充填し、表示液40を封止剤52で封止した電気泳動表示パネルであって、封止剤52と表示液40との間に、表示液40よりも難揮発性で封止剤52よりも低粘度の液体を備えた液体封止部4を設け、液体封止部4により、封止剤52と表示液40との互いに対向する端部を覆ったことを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】
互いに対向配置した透明基板10と背面基板20との間に形成された空間に、帯電粒子41,42を含む表示液40を充填し、表示液40を封止剤52で封止した電気泳動表示パネルであって、封止剤52と表示液40との間に、表示液40よりも難揮発性で封止剤52よりも低粘度の液体を備えた液体封止部4を設け、液体封止部4により、封止剤52と表示液40との互いに対向する端部を覆ったことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、透明基板と背面基板との間に形成された空間に、帯電粒子を含む表示液を封入した電気泳動表示パネル、及びこの電気泳動表示パネルを備えた画像表示装置に関し、特に、封止剤で表示液を封止する際に生じる表示液の揮発、これによる表示液への気泡の混入を防止することができるとともに、封止剤で表示液を封止した後に微小な封止破れや剥離(これらを略して「破損」という場合もある)が生じた場合でも、表示液への気泡の混入を効果的に防止することが可能な電気泳動表示パネル及び画像表示装置に関する。
従来から携帯端末、電子ペーパーなどに用いられる画像表示手段として、電気泳動方式を採用した表示パネル(以下、単に「電気泳動表示パネル」という)の研究開発が行われている。図10は一般的な電気泳動表示パネルの部分拡大断面図である。
同図において、電気泳動表示パネル100は、共通電極11が取り付けられた透明基板10と、複数の画素電極21が取り付けられた背面基板20と、これら透明基板10及び背面基板20の間に形成された空間を塞ぐ側壁(封止剤)50とを備え、前記空間内に、例えば、黒色などの濃色帯電粒子41及び白色などの淡色帯電粒子42を分散媒に含有させた表示液40を封入した構成となっている。各画素電極21に所定の電圧を印加して背面基板20と透明基板10の間に電界を生じさせることにより、透明基板10側に濃色又は淡色帯電粒子41又は42を移動させて黒、白又はグレーなどの表示を行う。
このような電気泳動表示パネル100では、透明基板10及び背面基板20の間に形成された空間に表示液40を注入する際に、表示液40に気泡101が混入してしまう問題があった。この問題を解決すべく、例えば、特開平7−72807号公報(特許文献1参照)には、透明基板10及び背面基板20の間に形成された空間に特殊なディスペンサー(図示せず)を用いて表示液40を注入し、その後、表示液40の注入口2及び空気排出口(図示せず)を封止剤50により封止する電気泳動表示パネルの製造方法が記載されている。
この製造方法に用いられるディスペンサーは、表示液40の吐出量を圧力、吐出径により調節でき、かつ所定量を吐出した後は余剰の表示液40が吐出できない構造を有している。このような構造のディスペンサーを用いて表示液40を注入することにより、透明基板10及び背面基板20の間に形成された空間に表示液40を注入する際の気泡101の混入を防止していた。
特開平7−72807号公報
しかし、上述した従来の電気泳動表示パネルの製造方法では、表示液40を注入する際の気泡101の混入を防止することが可能であるとしても、その後、表示液40の注入口2及び空気排出口を封止する際の気泡101の混入を防止することができないという問題があった。
表示液40を構成する分散媒は、帯電粒子41,42の移動を容易にするために低粘度の材料が用いられ、一般に低粘度の材料は高揮発性の性質を有する。一方、表示液40を封止する封止剤50は、表示液40を恒久的に封止するために状態変化の少ない低揮発性の材料が用いられ、一般に低揮発性の材料は高粘度の性質を有する。このため、表示液40を注入した後に注入口2を封止剤50で封止する際に、高粘度の封止剤を塗布するために時間を要し、注入口2から外気に曝された表示液40が揮発してしまう。揮発した表示液40(気体)が塗布途中の封止剤50に巻き込まれる結果、封止剤50と表示液40との間に気泡101が混入してしまう。
さらに、上述した従来の電気泳動表示パネルの製造方法では、電気泳動表示パネル100の製造後に封止剤50が破損した場合に、表示液40への気泡の侵入を防止することができないという問題もあった。すなわち、封止剤50に微小な封止破れや剥離が生じた場合には、これら封止破れや剥離箇所を介して表示液40が外気に曝されてしまい、表示液40に気泡が侵入してしまう。特に、表示液40の注入口2及び空気排出口は、表示液40が付着した状態で封止が行われる場合があるので、封止剤50の接着力が阻害されてしまうことがあり、事後的な封止剤の剥離が生じうる。また、封止が良好に行われた場合でも、電気泳動表示パネルを所望の画像表示装置に組み込むときに、他部品との接触により封止剤に微小な封止破れが生じることもある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、封止剤で表示液を封止する際に生じる表示液の揮発、これによる表示液への気泡の混入を防止することができるとともに、封止剤で表示液を封止した後に微小な封止破れや剥離が生じた場合でも、表示液への気泡の侵入を効果的に阻止することが可能な電気泳動表示パネル及び画像表示装置の提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る電気泳動表示パネルは、互いに対向配置した透明基板と背面基板との間に形成された空間に、帯電粒子を含む表示液を充填し、前記表示液を封止剤で封止した電気泳動表示パネルであって、前記封止剤と前記表示液との間に、前記表示液よりも難揮発性で前記封止剤よりも低粘度の液体を備えた液体封止部を設け、前記液体封止部により、前記封止剤と前記表示液との互いに対向する端部を覆ったことを特徴とする。
例えば、本発明の請求項2に係る電気泳動表示パネルのように、前記電気泳動表示パネルが、前記透明基板と前記背面基板との間に形成された前記空間に前記表示液を注入するための注入口を備え、前記注入口を封止する前記封止剤と前記表示液との間に前記液体封止部を設け、前記液体封止部により、前記封止剤と前記表示液との互いに対向する端部を覆った構成とする。
また、例えば、本発明の請求項3に係る電気泳動表示パネルのように、前記電気泳動表示パネルが、前記透明基板と前記背面基板との間に形成された前記空間に前記表示液を充填する際の空気を排出するための排出口を備え、前記排出口を封止する前記封止剤と前記表示液との間に前記液体封止部を設け、前記液体封止部により、前記封止剤と前記表示液との互いに対向する端部を覆った構成とする。
このような構成によれば、注入口や排出口などから外気に曝される表示液の端部を、高粘度の封止剤で最終的に封止(これを「第2封止」という)する前に、表示液よりも難揮発性で封止剤よりも低粘度の液体封止部で事前に封止(これを「第1封止」という)することにより、封止剤で表示液を第2封止する際に生じる表示液の揮発、これによる表示液への気泡の混入を防止することができる。また、液体封止部が難揮発性の液体からなるので、封止剤で表示液を第2封止した後に微小な封止破れや剥離が生じた場合でも、表示液への気泡の侵入を効果的に阻止することが可能となる。
すなわち、液体封止部は、常温において難揮発性の液体であり、高粘度の封止剤よりも低粘度である。このような液体封止部を用いて、外気に曝される表示液の端部を迅速に第1封止することで表示液の揮発を防止し、その後、前記端部を封止剤で第2封止する際の気泡の混入を防止している。また、前記端部を封止剤で第2封止した後に、封止剤に微小な封止破れや剥離が生じた場合でも、難揮発性の液体封止部が封止破れや剥離箇所を塞ぎ、表示液への気泡の侵入を阻止することが可能である。
ここで、本発明における「液体封止部」の材料としては、常温において難揮発性であり、封止剤よりも低粘度である液体が広く含まれるが、少なくとも、封止剤よりも迅速に塗布可能な程度に低粘度であり、封止剤による第2封止が完了した後に外気に曝されても揮発しない程度に難揮発性であることを必要とする。このような液体封止部は、例えば、表示液の分散媒として一般的な低粘度の炭化水素、シリコーンオイル等の溶液よりも低揮発性であるとともに、例えば、封止剤として一般的なUV硬化樹脂、エポキシ系接着剤等よりも低粘度であることを必要とする。
また、「前記封止剤と前記表示液との互いに対向する端部」とは、表示液については、封止剤による封止前において注入口や空気抜きのための排出口などを介して外気に曝される一の端部を指し、封止剤については、前記表示液の一の端部に対向する他の端部を指す。そして、「前記液体封止部により、前記封止剤と前記表示液との互いに対向する端部を覆った」とは、これら一及び他の端部の間に液体封止部を介在させて、これら一及び他の端部を液体封止部により覆った構成を意味する。さらに、表示液の前記端部を外気に曝す要因となる構成は注入口や排出口などに限定されず、電気泳動表示パネルの製造過程において形成される種々の開口が広く含まれる。
「注入口」又は「排出口」の形態としては、例えば、透明基板と背面基板との間に形成された空間を塞ぐ側壁の一部が開口する場合、側壁の一辺が開口する場合、又は透明基板の画像表示領域に干渉しない位置で開口する場合等の種々の形態が広く含まれる。そして、本発明における液体封止部は、注入口又は排出口の開口面積が比較的広い場合や長尺の場合であっても迅速に第1封止を行うことができる。
本発明の請求項4に係る電気泳動表示パネルでは、前記液体封止部が、20℃における蒸気圧が1mmHgより小さい液体を備えた構成としてある。
このような構成は、液体封止部に用いられる液体の好ましい揮発性の上限を例示したものである。すなわち、20℃における蒸気圧が1mmHgより小さい液体封止部であれば、この液体封止部による第1封止工程、封止剤による第2封止工程、その後、封止剤に微小な封止破れや剥離が生じた場合でも、容易に揮発しないで第1封止状態を維持することができる。なお、液体封止部の揮発性の下限は、その粘度が封止剤の粘度を超えない値に限定される。すなわち、液体封止部の揮発性が低くなるほど粘度が高くなるので、外気に曝される表示液の端部を迅速に第1封止する観点から、液体封止部は、その粘度が封止剤の粘度を超えない値を限度として難揮発性でなければならない。
本発明の請求項5に係る電気泳動表示パネルでは、前記液体封止部が、25℃における粘度が25mPa・s以上の液体を備えた構成としてある。
このような構成は、液体封止部に用いられる液体の好ましい粘度の下限を例示したものである。すなわち、25℃における粘度が25mPa・s以上の液体封止部であれば、常温で容易に揮発しない程度の難揮発性を有し、この液体封止部による第1封止工程、封止剤による第2封止工程、その後、封止剤に微小な封止破れや剥離が生じた場合でも、容易に揮発しないで第1封止状態を維持することができる。また、25℃における粘度が25mPa・s程度であれば、一般的な封止剤よりも極めて低粘度であり、外気に曝される表示液の端部を迅速に第1封止することが可能である。なお、液体封止部の粘性の上限は、上記と同様に、封止剤の粘度を超えない値に限定される。
本発明の請求項6に係る電気泳動表示パネルでは、前記液体封止部の液体が親油性の液体からなる構成としてある。
このような構成によれば、表示液の分散媒としては無極性(=疎水性≒親油性)溶媒が用いられており、この表示液に接触する液体封止部に親油性の液体を用いることによって、液体封止部が表示液の絶縁性に与える影響を低減することができる。
本発明の請求項7に係る電気泳動表示パネルでは、前記液体封止部と前記表示液との間に仕切壁を設け、前記液体封止部と前記表示液とを仕切った構成としてある。
このような構成によれば、仕切壁によって液体封止部と表示液との接触が阻害され、液体封止部の表示液側への進行を阻止することが可能となる。これにより、封止剤と表示液との間に液体封止部を強制的に配置させることができ、製造から長期間が経過した後に封止剤が破損した場合でも、表示液への気泡の侵入を確実に阻止することが可能となる。また、液体封止部が表示液に与える全般的な影響を低減することもできる。
本発明の請求項8に係る電気泳動表示パネルでは、前記透明基板の画像表示領域の外側に前記液体封止部を備えた構成としてある。
このような構成によれば、液体封止部が透明基板の画像表示領域に干渉することがないので、電気泳動表示パネルの表示品質を低下させることなく、製造過程における表示液への気泡の混入、及び製造後における表示液への気泡の侵入を防止することが可能となる。
また、上記目的を達成するために、本発明の請求項9に係る電気泳動表示パネルは、透明基板と、前記透明基板に対向配置した背面基板と、前記透明基板及び前記背面基板の外周付近に配置され、前記透明基板と前記背面基板との間の空間を塞ぐ側壁と、前記透明基板と前記背面基板と前記側壁とにより密閉された空間に充填された帯電粒子を含む表示液とを備えた電気泳動表示パネルであって、一方の端部が外気に曝されるとともに、他方の端部が表示液側に配置される接触部材を備え、前記接触部材の他方の端部を、前記表示液よりも難揮発性で前記接触部材よりも低粘度の液体を備えた液体部により覆ったことを特徴とする。
このような構成によれば、接触部材の表示液側に配置される他方の端部を、難揮発性の液体を備えた液体部により覆い、製造過程における表示液への気泡の混入、及び製造後における表示液への気泡の侵入を防止することが可能となる。ここで、「接触部材」には、上述した封止剤のほかに、透明基板と背面基板との間の空間を塞ぐ側壁など、表示液側に配置される他方の端部を有する部材が広く含まれる。また、接触部材の表示液側に配置される他方の端部が液体部によって覆われるならば、この液体部が設けられる箇所は、表示液の注入口や空気抜きのための排出口に限定されない。
さらに、上記目的を達成するために、本発明の請求項10に係る画像表示装置は、上述したいずれかの電気泳動表示パネルを備えたことを特徴とし、上述したいずれかの電気泳動表示パネルと同様の作用効果を奏する。
このような本実施形態の電気泳動表示パネル及び画像表示装置によれば、外気に曝される表示液の端部を、高粘度の封止剤で封止する前に、難揮発性の液体からなる液体封止部で封止することにより、表示液の揮発、これによる表示液40への気泡の混入を防止することができる。
また、封止剤で表示液を封止した後に、封止剤に微小な封止破れや剥離が生じた場合でも、難揮発性の液体封止部によって封止破れや剥離箇所が塞がれるので、表示液への気泡の侵入を効果的に阻止することが可能である。
以下、本発明の実施形態に係る電気泳動表示パネル及びその製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
<第1実施形態に係る電気泳動表示パネル>
まず、本発明の第1実施形態に係る電気泳動表示パネルの構成について、図1(a)〜(c)を参照しつつ説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る電気泳動表示パネルを模式的に示すものであり、同図(a)は全体の部分断面平面図、同図(b)は同図(a)の部分拡大図、同図(c)は同図(b)のA−A断面図である。本実施形態の電気泳動表示パネルは、封止剤からなる四辺の側壁のうちの一辺を開口させ、この開口を表示液の注入口とした構成となっている。
まず、本発明の第1実施形態に係る電気泳動表示パネルの構成について、図1(a)〜(c)を参照しつつ説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る電気泳動表示パネルを模式的に示すものであり、同図(a)は全体の部分断面平面図、同図(b)は同図(a)の部分拡大図、同図(c)は同図(b)のA−A断面図である。本実施形態の電気泳動表示パネルは、封止剤からなる四辺の側壁のうちの一辺を開口させ、この開口を表示液の注入口とした構成となっている。
同図(a)〜(c)において、電気泳動表示パネル1は、表示側(図中上側)に設けられた透明な透明基板10と、この透明基板10と所定間隔を隔てて略平行に配置された背面基板20とを備えている。透明基板10の背面には、透明な部材で形成された共通電極11が取り付けてあり、これと対向する背面基板20の表面には、各画素ごとに設けられた複数の画素電極21が取り付けてある。共通電極11は、複数の各画素電極21に対して共通して対向するように、透明基板10に形成されている。
また、透明基板10と背面基板20との間の空間は、格子状のリブ30によって一画素ごとに区画されており、これら透明基板10、背面基板20及びリブ30によって区画された一画素分の構成が、マトリクス状に多数連続した全体構成となっている。透明基板10、背面基板20及びリブ30によって区画された領域内には、黒色帯電粒子(濃色帯電粒子)41及び白色帯電粒子(淡色帯電粒子)42を含む表示液40が充填してある。さらに、透明基板10及び背面基板20の端部を、UV硬化樹脂又はエポキシ樹脂系接着剤等の封止剤(接触部材)51,52で塞ぐことにより表示液40を密閉封止している。なお、各リブ30には図示しない連通孔又は連通溝が形成してあり、透明基板10と背面基板20との間に形成された空間に注入した表示液40が、リブ30により区画された全ての領域に満たされるようになっている。
透明基板10は、高い透明性と高い絶縁性を有する材料によって形成してあり、例えば、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルホン、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ガラス等を用いることができる。また、共通電極11は、高い透明性を有し、電極として利用することができる材料によって形成してあり、例えば、金属酸化物である酸化インジウム錫、フッ素がドープされた酸化錫、インジウムがドープされた酸化亜鉛等を用いることができる。
また、背面基板20は、高い絶縁性を有する材料によって形成してあり、例えば、ガラスや絶縁処理された金属フィルム等の無機材料や、ポリエチレンテレフタレート等の有機材料を用いることができる。なお、背面基板20は、透明基板10と異なり、透明でも不透明でもよい。また、画素電極21は、例えば、金や銅材料のような電気伝導度の高い材料によって形成してある。
リブ30は、有機化合物や無機化合物の絶縁性材料によって形成することができる。また、本実施形態では、リブ30を背面基板20と別個独立に設けているが、これに限定されるものではない。リブ30を背面基板20の表面側に一体成形した構成としてもよい。なお、リブ30の上端部には、図示しないブラックマトリクスが形成してある。このブラックマトリクスは、画素境界におけるコントラスト低下を防止して画像視認性を良好にする。
なお、本実施形態では、リブ30によって一画素ごとに区画しているが、所定数の画素をまとめて区画する構成としてもよい。但し、前者の構成を採用した場合は、一画素ごとに階調が明確に示されるようになり、リブ30の上端部にブラックマトリクスを形成することと相まって、電気泳動表示パネル1の画像視認性がより良好となる。
表示液40としては、低粘度の炭化水素、シリコーンオイルといったような、高い絶縁性を有する溶液と界面活性剤、アルコール類のような分散剤の混合液を分散媒として用いることができる。黒色帯電粒子41及び白色帯電粒子42は、表示液40中で帯電可能なものでなければならず、例えば、有機化合物や無機化合物からなる顔料や染料、又は顔料や染料を合成樹脂で包んだものを用いることができる。また、黒色帯電粒子41及び白色帯電粒子42は、互いに正又は負の異なる極性に帯電している。なお、表示液40に含まれる帯電粒子41,42は、黒色及び白色に限定されるものではなく、黒色以外の濃色帯電粒子、白色以外の淡色帯電粒子を用いることもできる。
封止剤51,52は、共に、外気に曝される一の端面と、表示液40側に配置される他の端面とを有し、透明基板10と背面基板20との間の空間に注入された表示液40を封止するものである。電気泳動表示パネル1の製造過程において、封止剤51は、対向配置した透明基板10と背面基板20との側部三辺を封止し、残り一辺を開口させて表示液40の注入口2を形成する。封止剤52は、表示液40の注入後に注入口2を封止する。
ここで、本実施形態の電気泳動表示パネル1は、注入口2を封止する封止剤52と、表示液40との間に液体封止部(液体部)4を介在させた構成としてある。この液体封止部4は、表示液40を構成する分散媒よりも低揮発性の液体からなっており、透明基板10と背面基板20との間の空間に注入された表示液40の端部(注入口2を介して外気に曝される部分)を覆って第1封止し、表示液40の揮発を防止する役割を果たしている。
このような液体封止部4としては、20℃における蒸気圧が1mmHgより小さい液体を用いることが好ましい。20℃における蒸気圧が1mmHg程度ならば、常温で容易に揮発しない難揮発性を有し、この液体封止部4による注入口2の第1封止工程(図3のステップS4参照)、封止剤52による注入口2の第2封止工程(図3のステップS5参照)、その後、封止剤52に微小な封止破れや剥離が生じた場合でも、容易に揮発しないで第1封止状態を維持することができる。
また、液体封止部4は、25℃における粘度が25mPa・s以上であることが好ましい。25℃における粘度が25mPa・s程度であれば、封止剤51,52として一般的なUV硬化樹脂、エポキシ系接着剤等よりも極めて低粘度であり、注入口2を迅速に第1封止することが可能である。
さらに、液体封止部4は、親油性の液体であることが好ましい。表示液40の分散媒としては無極性(=疎水性≒親油性)溶媒が用いられており、この表示液40に接触する液体封止部4に親油性の溶媒を用いることによって、液体封止部4が表示液40の絶縁性に与える影響を低減することができる。これらの条件を全て具備する液体封止部4の材料として、例えば、流動パラフィン、ポリイソブテン、イソパラフィン、シリコーンオイルなどを挙げることができる。
なお、電気泳動表示パネル1の外形が大きくなってもよい場合には、共通電極11及び画素電極21から距離を離して液体封止部4を設置することで、流動パラフィン、ポリイソブテン、シリコーンオイルよりも絶縁性の低い多価アルコール類やエーテル類などを用いることも可能である。また、共通電極11及び画素電極21が表示液40と接触する面に絶縁膜を設けることより、流動パラフィン、ポリイソブテン、シリコーンオイルよりも絶縁性の低い多価アルコール類やエーテル類などを用いることも可能である。
<電気泳動表示パネル1の表示原理>
次に、上述した本電気泳動表示パネル1の表示原理について簡単に説明する。図1(c)において、仮に、黒色帯電粒子41が正に、白色帯電粒子42が負に帯電しているとすると、透明基板10側の電位を基準電位として、画素電極21に所定の電圧を印加して背面基板20側を正にした場合、黒色帯電粒子41が透明基板10の近傍に分布するとともに、白色帯電粒子42が背面基板20の近傍に分布して、透明基板10には黒色が表示される。
次に、上述した本電気泳動表示パネル1の表示原理について簡単に説明する。図1(c)において、仮に、黒色帯電粒子41が正に、白色帯電粒子42が負に帯電しているとすると、透明基板10側の電位を基準電位として、画素電極21に所定の電圧を印加して背面基板20側を正にした場合、黒色帯電粒子41が透明基板10の近傍に分布するとともに、白色帯電粒子42が背面基板20の近傍に分布して、透明基板10には黒色が表示される。
また、透明基板10側の電位を基準電位として、画素電極21に所定の電圧を印加して背面基板20側を負にした場合、黒色帯電粒子41が背面基板20の近傍に分布するとともに、白色帯電粒子30が透明基板10の近傍に分布して、透明基板10には白色が表示される。
さらに、透明基板10側の電位を基準電位として、画素電極21に印加する電圧の大きさや印加時間を調節して、黒色帯電粒子41及び白色帯電粒子42を、透明基板10と背面基板20との中間位置の近傍に位置させると、透明基板10側からは黒色帯電粒子41及び白色帯電粒子42の両方が視認できるため、階調はグレーとなる。この場合、画素電極21に印加する電圧の大きさ及び印加時間を調整することによって、各帯電粒子41,42の分布の度合いを変化させ、濃グレー又は薄グレーなど所望の濃さのグレーを表示することができる。
以上のような原理に基づき、画素電極21に所定の電圧を印加して、透明基板10側と背面基板20側との間の電界を制御することで各帯電粒子41,42を移動させ、各画素ごとの階調を変更することができる。つまり、表示の書き換えを行なうことができる。
<第2実施形態に係る電気泳動表示パネル>
次に、本発明の第2実施形態に係る電気泳動表示パネルについて、図2(a),(b)を参照しつつ説明する。図2は本発明の第2実施形態に係る電気泳動表示パネルを模式的に示すものであり、同図(a)は本電気泳動表示パネルの部分拡大図、同図(b)は同図(a)のB−B断面図である。なお、本実施形態において、上述した第1実施形態と同様の部分については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
次に、本発明の第2実施形態に係る電気泳動表示パネルについて、図2(a),(b)を参照しつつ説明する。図2は本発明の第2実施形態に係る電気泳動表示パネルを模式的に示すものであり、同図(a)は本電気泳動表示パネルの部分拡大図、同図(b)は同図(a)のB−B断面図である。なお、本実施形態において、上述した第1実施形態と同様の部分については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
同図(a),(b)において、電気泳動表示パネル7は、背面基板20の隅部に略円形の小さな開口を設け、この開口を表示液40の注入口3とした構成としてある。この注入口3の形成位置は、透明基板10の画像表示領域に干渉しない位置になっている。
背面基板20の隅部に注入口3を設けたことにより、電気泳動表示パネル7の製造過程において、対向配置した透明基板10と背面基板20との側部四辺を全て封止剤51で封止し、これら透明基板10と背面基板20との間に形成された空間を塞ぐことができる。その後、透明基板10、背面基板20及び封止剤51で塞がれた空間内に、注入口3を介して表示液40を注入する。
本実施形態では、表示液40を注入した後の注入口3を、第1実施形態と同じ構成の液体封止部4によって第1封止している。注入口3を介して外気に曝される表示液40の端部を液体封止部4で迅速に覆うことにより、表示液40の揮発を防止している。そして、液体封止部4によって第1封止した注入口3を、封止剤52によって第2封止している。これにより、透明基板10、背面基板20及び封止剤51で塞がれた空間内に表示液40が密閉封止される。
<電気泳動表示パネルの製造方法>
以下、本発明の第1実施形態に係る電気泳動表示パネルの製造方法について、図3及び図4(a)〜(e)を参照しつつ説明する。図3は本発明の第1実施形態に係る電気泳動表示パネルの製造方法における各製造工程を示すフローチャートである。図4(a)〜(e)は図3の各製造工程を示す概略図である。なお、本実施形態では、上述した電気泳動表示パネル1の製造方法について説明するが、これと注入口3の構成のみが異なる電気泳動表示パネル7も、図3及び図4(a)〜(e)と同様の製造工程により製造することができる。
以下、本発明の第1実施形態に係る電気泳動表示パネルの製造方法について、図3及び図4(a)〜(e)を参照しつつ説明する。図3は本発明の第1実施形態に係る電気泳動表示パネルの製造方法における各製造工程を示すフローチャートである。図4(a)〜(e)は図3の各製造工程を示す概略図である。なお、本実施形態では、上述した電気泳動表示パネル1の製造方法について説明するが、これと注入口3の構成のみが異なる電気泳動表示パネル7も、図3及び図4(a)〜(e)と同様の製造工程により製造することができる。
なお、以下に説明する本実施形態において、あらかじめ透明基板10には共通電極11が形成され、また、背面基板20には画素電極21とリブ30とが形成され、この背面基板20の側部三辺には未硬化の封止剤51が塗布されているものとする。
まず、図3のステップS1において、上述の処理を済ませた透明基板10と背面基板20との対向配置工程を行う。この対向配置工程では、図4(a)に示すように、背面基板20の上方に透明基板10を配置し、互いの側部四辺が一致するように位置決めする。
次いで、図3のステップS2に進み、封止剤51による透明基板10と背面基板20との側部封止工程を行う。この側部封止工程では、図4(b)に示すように、透明基板10を背面基板20側へ押圧し、互いの側部三辺を封止剤51により接着する。これにより、透明基板10と背面基板20との側部三辺に封止剤51からなる側壁が形成されるとともに、残り一辺が開口して表示液40の注入口2が形成される。
次いで、図3のステップS3に進み、表示液40の注入工程を行う。この注入工程では、図4(c)に示すように、注入口2に注入ノズル6を配置し、この注入ノズル6から透明基板10、背面基板20及び封止剤51で塞がれた空間内に、黒色及び白色帯電粒子41,42を含む表示液40を供給する。この表示液40は、リブ30により区画された全ての領域に満たされる。
次いで、図3のステップS4に進み、液体封止部4による注入口2の第1封止工程を行う。この第1封止工程では、図4(d)に示すように、液体封止部4を、注入口2の一端側から他端側へ長手方向に沿って塗布する。液体封止部4は、表示液40よりも低揮発性の溶媒からなるので、この液体封止部4で注入口2を覆うことにより表示液40の揮発を防止することができる。また、液体封止部4は、封止剤52よりも低粘度であるから、注入口2の長手方向に沿って極めて迅速に塗布することが可能である。
次いで、図3のステップS5に進み、封止剤52による注入口2の第2封止工程を行う。この第2封止工程では、図4(e)に示すように、液体封止部4で第1封止した注入口2を封止剤52で最終的に封止する。ステップS4の第1封止と同様に、注入口2の一端側から他端側へ長手方向に沿って封止剤52を塗布する。封止剤52は、液体封止部4と比較して高粘度であり、液体封止部4のように迅速に塗布することはできないが、液体封止部4によって表示液40の揮発防止が確保されているので、慎重かつ確実に封止剤52を注入口2に塗布することができる。これにより、本ステップS5の第2封止工程における表示液40への気泡の混入を確実に防止することが可能となる。
このような本実施形態の電気泳動表示パネル1によれば、表示液40の注入口2を高粘度の封止剤52で第2封止する前に、難揮発性の液体からなる液体封止部4で注入口2を第1封止することにより、表示液40の揮発、これによる表示液40への気泡の混入を防止することができる。
また、封止剤52で表示液40を第2封止した後に、封止剤52に微小な封止破れや剥離が生じた場合でも、難揮発性の液体封止部4によって封止破れや剥離箇所が塞がれるので、表示液40への気泡の侵入を効果的に阻止することが可能である。
<第3実施形態に係る電気泳動表示パネル及びその製造方法>
次に、本発明の第3実施形態に係る電気泳動表示パネル及びその製造方法について、図5(a),(b)及び図6を参照しつつ説明する。図5は本発明の第3実施形態に係る電気泳動表示パネルを模式的に示すものであり、同図(a)は本電気泳動表示パネルの部分拡大図、同図(b)は同図(a)のC−C断面図である。また、図6は本発明の第3実施形態に係る電気泳動表示パネルの製造方法における各製造工程を示すフローチャートである。なお、本実施形態において、上述した第1実施形態の電気泳動表示パネル及びその製造方法と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
次に、本発明の第3実施形態に係る電気泳動表示パネル及びその製造方法について、図5(a),(b)及び図6を参照しつつ説明する。図5は本発明の第3実施形態に係る電気泳動表示パネルを模式的に示すものであり、同図(a)は本電気泳動表示パネルの部分拡大図、同図(b)は同図(a)のC−C断面図である。また、図6は本発明の第3実施形態に係る電気泳動表示パネルの製造方法における各製造工程を示すフローチャートである。なお、本実施形態において、上述した第1実施形態の電気泳動表示パネル及びその製造方法と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
図5(a),(b)において、本実施形態の電気泳動表示パネル8は、図1に示す第1実施形態の電気泳動表示パネル1に仕切壁5を新たに追加した構成としてある。すなわち、図6のステップS4における液体封止部4による注入口2の第1封止工程の前に、注入口2に仕切壁5を設置する工程(ステップS4’)を行う。そして、仕切壁5を設置した注入口2に液体封止部4を塗布して第1封止を行い(ステップS4)、その後、封止剤52による注入口2の第2封止を行っている(ステップS5)。
仕切壁5の材料としては、液体封止部4と同様、表示液40の絶縁性等に影響を与えないものであれば特に限定されないが、気泡を巻き込むことなく表示液40の液面上に密着させることができるシート又はフィルムといった薄膜状のものが好ましい。例えば、表示液40に溶け込まない合成樹脂フィルムを仕切壁5として用いることができる。
このような仕切壁5によって、液体封止部4と表示液40との接触が阻害され、液体封止部4の表示液40側への進行を阻止することが可能となる。これにより、封止剤52と表示液40との間に液体封止部4を強制的に配置させることができ、製造から長期間が経過した後に封止剤52が破損した場合でも、表示液40への気泡の侵入を確実に阻止することが可能となる。また、液体封止部4が表示液40に与える全般的な影響を低減することができる。
<第4実施形態に係る電気泳動表示パネル及びその製造方法>
次に、本発明の第4実施形態に係る電気泳動表示パネルの製造方法について、図7及び図8(a)〜(d)を参照しつつ説明する。図7は本発明の第4実施形態に係る電気泳動表示パネルの製造方法における各製造工程を示すフローチャートである。図8(a)〜(d)は図7の各製造工程を示す概略図である。なお、本実施形態において、上述した第1実施形態の電気泳動表示パネル及びその製造方法と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
次に、本発明の第4実施形態に係る電気泳動表示パネルの製造方法について、図7及び図8(a)〜(d)を参照しつつ説明する。図7は本発明の第4実施形態に係る電気泳動表示パネルの製造方法における各製造工程を示すフローチャートである。図8(a)〜(d)は図7の各製造工程を示す概略図である。なお、本実施形態において、上述した第1実施形態の電気泳動表示パネル及びその製造方法と同様の部分については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
本実施形態の電気泳動表示パネルの製造方法では、図1及び図2に示すような注入口2,3を設けずに、背面基板20上に表示液40を供給してから透明基板10を対向配置する。そして、これら透明基板10と背面基板20との側部に液体封止部4を塗布して表示液40を第1封止した後、封止剤50によって第2封止を行うようにしている。
まず、図7のステップS11において、背面基板20への表示液40の供給工程を行う(図8(a)参照)。背面基板20には、あらかじめ各画素電極21と格子状のリブ30とが形成してある。そして、背面基板20の上方に配置したノズル6から表示液40を供給する。これにより、背面基板20上のリブ30により区画された全ての領域に表示液40が満たされる。なお、上述した第1〜第3実施形態と異なり、リブ30には、表示液40をリブ30により区画された全ての領域に行き渡らせるための連通孔又は連通溝は形成していない。
次いで、ステップS12に進み、透明基板10の対向配置工程を行う(図8(b)参照)。表示液40が供給された背面基板20上に、透明基板10の共通電極11側を対向配置し、透明基板10をリブ30の上端部に載置する。これにより、透明基板10と背面基板20の間に形成された空間に表示液40が充填される。このとき、透明基板10と背面基板20との側部は四辺とも開口した状態となっているが、表面張力によって表示液40が四辺の開口から流出することはない。
そして、ステップS13に進み、液体封止部4による基板側部の第1封止工程を行う(図8(c)参照)。上述した透明基板10と背面基板20との側部における四辺の開口に液体封止部4を塗布し、これら開口を介して外気に曝される表示液40を液体封止部4によって迅速に第1封止する。
その後、ステップS14に進み、封止剤50による基板側部の第2封止工程を行う(図8(d)参照)。液体封止部4によって第1封止した透明基板10と背面基板20との側部における四辺の開口に封止剤50を塗布し、これら開口を封止剤50により第2封止する。これにより、電気泳動表示パネル9が形成される。
このように、電気泳動表示パネル9が第1及び第2実施形態のような注入口2,3を有しない構成の場合でも、その製造過程において、表示液40の外気に曝される部分を液体封止部4で迅速に第1封止することができ、封止剤50による第2封止を行う際の表示液40の揮発、及びこれによる表示液40への気泡の混入を確実に防止することができる。
また、封止剤50で表示液40を第2封止した後に、封止剤50に微小な封止破れや剥離が生じた場合でも、難揮発性の液体封止部4によって封止破れや剥離箇所が塞がれるので、表示液40への気泡の侵入を効果的に阻止することが可能である。
なお、本発明の電気泳動表示パネルは、上述した各実施形態に限定されるものではない。例えば、液体封止部4は、20℃における蒸気圧が1mmHgより小さく、25℃における粘度が25mPa・s以上の液体であることが好ましいが、液体封止部4の揮発性及び粘度の値はこれらに限定されるものではない。液体封止部4としては、常温において難揮発性であり、封止剤52(又は50)よりも低粘度である液体を広く用いることができる。
また、本発明の電気泳動表示パネルの特徴は、難揮発性の液体封止部4によって表示液40の外気に曝される端部を第1封止する構成にあり、封止剤52に限らず、透明基板10と背面基板20との間の空間を塞ぐ側壁など、表示液40側に配置される他方の端部を有する接触部材が広く含まれる。また、接触部材の表示液40側に配置される他方の端部が液体封止部4によって覆われるならば、この液体封止部4が設けられる箇所は、表示液40の注入口2,3や空気排出口に限定されない。
さらに、上述した第1〜第4実施形態では、リブ30を備えた構成の電気泳動表示パネルについて説明したが、これに限定されるものではなく、本発明はリブ30を備えていない構成の電気泳動表示パネルに適用することも可能である。
以下、本発明に係る電気泳動表示パネルの実施例1について、図1(a)〜(c)、図4(a)〜(e)及び図9(a),(b)を参照しつつ説明する。本実施例1では、図1(a)〜(c)に示す電気泳動表示パネル1と同一構造のサンプルを、図4(a)〜(e)に示す製造工程により作成し、このサンプルの封止部52に図9(a),(b)に示すような切り込みを設け、表示液40への気泡混入の有無を確認した。図9(a)は図1(a)のD部拡大図、図9(b)は同図(a)のE−E断面図である。なお、以下の実施例において、図1及び図4の電気泳動表示パネル1に対応する箇所は同一符号を付して説明する。
図1(a)〜(c)において、本実施例1に係るサンプル(以下、「実施例サンプル1」という)では、5μmの酸化チタン含有PMMA粒子を白色帯電粒子42と、5μmのカーボンブラック含有PMMA粒子を黒色帯電粒子41とを、Isopar G及びHexanolの混合溶媒中に分散させたものを表示液40として用いた。この表示液40を、30μmのPETスペーサ30,30,30…を介して対向配置したITO付きガラス基板10,20間の空間に注入した後(図4(a)〜(c)参照)、液体封止部としての流動パラフィン4で注入口を第1封止した(図4(d)参照)。その後、封止剤としてのエポキシ樹脂系接着剤52で注入口2を第2封止した(図4(e)参照)。
上記の実施例サンプル1において、表示液40の粘度は1mPa・sであり、表示液40の主溶媒であるIsopar Gの蒸気圧は1.7mmHgである。また、流動パラフィン4の粘度は25mPa・sであり、その蒸気圧は0.5mmHg未満である。さらに、エポキシ樹脂系接着剤52の粘度は33000mPa・sである。このような構成の実施例サンプル1を複数個作成した。
一方、流動パラフィン4による第1封止を省略した点を除いて、実施例サンプル1と全く同じ構成の比較サンプル1を複数個作成した(図示せず)。
そして、図9(a),(b)に示すように、各実施例サンプル1及び各比較サンプル1における上部ガラス基板10と封止剤52との接触部分の長手方向に沿って、カッターナイフで1cmの切り込み60を設け、これらサンプルを室温に1か月間放置した後、全てのサンプルにおける気泡の存在を確認した。
その結果、実施例サンプル1の9割に気泡が観察されなかったのに対し、比較サンプル1の5割に気泡が観察された。したがって、実施例サンプル1の全てにおいて、封止剤52で表示液40を封止する際の気泡の混入を防止することができ、また、実施サンプル1の9割において、封止剤52で表示液40を封止した後に微小な封止破れや剥離が生じた場合でも、表示液40への気泡の侵入を阻止することが可能である。
下記表1に示すように、液体封止部4にIsopar G、Hexanol及び流動パラフィンを用いて、の図1(a)〜(c)と同一構成の3つのサンプルを作成した。そして、図9(a),(b)と同様に、上部ガラス基板10と封止剤52との接触部分に、カッターナイフで1cmの切り込み60を設け、これらサンプルを室温に1か月間放置した後、全てのサンプルにおける気泡の存在を確認した。
その結果、液体封止部4にIsopar G(蒸気圧1.7mmHg)を用いたサンプルは1ヶ月後に気泡の存在が観察されたが、液体封止部4にHexanol(蒸気圧1.0mmHg未満)、流動パラフィン(蒸気圧0.5mmHg未満)を用いた2つのサンプルは1ヶ月後に気泡の存在が観察されなかった。したがって、蒸気圧が1mmHg未満の難揮発性材料で液体封止部4を形成すれば、封止剤52が破損した場合の気泡混入を防止することが可能である。
下記表2に示す粘度のHexanol、流動パラフィン、プロピレングリコール及びグリセリンを液体封止部4に用いて、図1(a)〜(c)と同一構成の4つのサンプルを作成した。そして、図9(a),(b)と同様に、上部ガラス基板10と封止剤52との接触部分に、カッターナイフで1cmの切り込み60を設け、これらサンプルを室温に1か月間放置した後、全てのサンプルにおける気泡の存在を確認した。
その結果、液体封止部4にHexanol(粘度5mPa・s)を用いたサンプルは1ヶ月後に気泡の存在が観察されたが、液体封止部4に流動パラフィン(粘度25mPa・s)、プロピレングリコール(粘度60mPa・s)、グリセリン(粘度111mPa・s)を用いた3つのサンプルは1ヶ月後に気泡の存在が観察されなかった。したがって、粘度が25mPa・s以上の高粘性材料で液体封止部4を形成すれば、封止剤52が破損した場合の気泡混入を防止することが可能である。
液体封止部4に親水性のHexanol、親油性の流動パラフィンを用いて、図1(a)〜(c)と同一構成の2つのサンプルを作成し、両サンプルにおける液体封止部4が、表示液40に与える影響を確認した。その結果、Hexanolが電極部11,21まで進行した場合は、ショートしやすく表示の劣化が観察された。これに対し、流動パラフィンの場合は、Hexanolよりはショートしなかった。したがって、親油性の材料で液体封止部4を形成すれば、表示液40の絶縁性を確保することができ、液体封止部4が表示液40側に進行した場合でもショート等の悪影響を及ぼすことがない。
図4(c)に示す表示液40の注入工程の後、表示液40の注入口2に、厚さ25μmのPETフィルム(図5(a),(b)の仕切壁5に相当)を配置した。次いで、液体封止部4に流動パラフィンを用いて図4(d)に示す第1封止工程を行い、封止剤52にエポキシ樹脂系接着剤を用いて図4(e)に示す第2封止工程を行い、実施例サンプル5を作成した。
この実施例サンプル5と、上述した実施例サンプル1とを共に長時間駆動させて比較実験を行った。その結果、実施例サンプル1の場合は、流動パラフィン4が表示液40側に進行して画像表示領域まで達したが、実施例サンプル5の場合は、流動パラフィン4がPETフィルムを超えて進行することはなかった。
1,7,8,9 電気泳動表示パネル
10 透明基板
11 共通電極
20 背面基板
21 画素電極
30 リブ
40 分散媒
41 黒色帯電粒子(濃色帯電粒子)
42 白色帯電粒子(淡色帯電粒子)
50,51,52 封止剤(接触部材)
2,3 注入口
4 液体封止部(液体部)
5 仕切壁
10 透明基板
11 共通電極
20 背面基板
21 画素電極
30 リブ
40 分散媒
41 黒色帯電粒子(濃色帯電粒子)
42 白色帯電粒子(淡色帯電粒子)
50,51,52 封止剤(接触部材)
2,3 注入口
4 液体封止部(液体部)
5 仕切壁
Claims (10)
- 互いに対向配置した透明基板と背面基板との間に形成された空間に、帯電粒子を含む表示液を充填し、前記表示液を封止剤で封止した電気泳動表示パネルであって、
前記封止剤と前記表示液との間に、前記表示液よりも難揮発性で前記封止剤よりも低粘度の液体を備えた液体封止部を設け、前記液体封止部により、前記封止剤と前記表示液との互いに対向する端部を覆ったことを特徴とする電気泳動表示パネル。 - 前記電気泳動表示パネルが、前記透明基板と前記背面基板との間に形成された前記空間に前記表示液を注入するための注入口を備え、前記注入口を封止する前記封止剤と前記表示液との間に前記液体封止部を設け、前記液体封止部により、前記封止剤と前記表示液との互いに対向する端部を覆ったことを特徴とする請求項1記載の電気泳動表示パネル。
- 前記電気泳動表示パネルが、前記透明基板と前記背面基板との間に形成された前記空間に前記表示液を充填する際の空気を排出するための排出口を備え、前記排出口を封止する前記封止剤と前記表示液との間に前記液体封止部を設け、前記液体封止部により、前記封止剤と前記表示液との互いに対向する端部を覆ったことを特徴とする請求項1又は2記載の電気泳動表示パネル。
- 前記液体封止部は、20℃における蒸気圧が1mmHgより小さい液体を備えることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の電気泳動表示パネル。
- 前記液体封止部は、25℃における粘度が25mPa・s以上の液体を備えることを特徴とする請求項1〜4いずれか記載の電気泳動表示パネル。
- 前記液体封止部の液体が親油性の液体からなることを特徴とする請求項1〜5いずれか記載の電気泳動表示パネル。
- 前記液体封止部と前記表示液との間に仕切壁を設け、前記液体封止部と前記表示液とを仕切ったことを特徴とする請求項1〜6いずれか記載の電気泳動表示パネル。
- 前記透明基板の画像表示領域の外側に前記液体封止部を備えたことを特徴とする請求項1〜7いずれか電気泳動表示パネル。
- 透明基板と、前記透明基板に対向配置した背面基板と、前記透明基板及び前記背面基板の外周付近に配置され、前記透明基板と前記背面基板との間の空間を塞ぐ側壁と、前記透明基板と前記背面基板と前記側壁とにより密閉された空間に充填された帯電粒子を含む表示液とを備えた電気泳動表示パネルであって、
一方の端部が外気に曝されるとともに、他方の端部が表示液側に配置される接触部材を備え、前記接触部材の他方の端部を、前記表示液よりも難揮発性で前記接触部材よりも低粘度の液体を備えた液体部により覆ったことを特徴とする電気泳動表示パネル。 - 請求項1〜9いずれか記載の電気泳動表示パネルを備えたことを特徴とする画像表示装置。
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