JP2010091908A - Image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、気相中に形成された電界中で帯電粒子を移動させて画像の表示や消去が行える画像表示装置に関し、特に、表示画面をセルレス構造にすることが可能な画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display apparatus capable of displaying and erasing an image by moving charged particles in an electric field formed in a gas phase, and more particularly to an image display apparatus capable of making a display screen a cellless structure.
画像表示装置の技術分野では、反射型で目に優しく、書き換え時の消費電力が少なく、また、表示画像の保持に電力を消費しない新規の表示装置の検討がさかんに進められている。この様な表示装置の1つに、液相等の相中に数ナノメータから数ミクロンの微細粒子を封入し、電気泳動やエレクトロクロミック等を利用して微細粒子を移動させて画像を表示する様にした技術がある。すなわち、投入した微細粒子を相中に形成した電界の作用で移動させることにより画像形成を行うもので、携帯端末機器用表示素子や電子ペーパー等、液晶表示装置(LCD)に代わる技術として期待されている。つまり、液晶表示装置に比べて広い視野角が得られるので通常の印刷物に近い画質の画像が得られることや、電力消費量が少ないこと、及び、メモリ性と呼ばれる電源OFF後も引き続き画像表示を継続できること等のメリットがある。 In the technical field of image display devices, studies on a new display device that is reflective and gentle on eyes, consumes little power during rewriting, and does not consume power for holding a display image have been underway. In such a display device, fine particles of several nanometers to several microns are encapsulated in a liquid phase or the like, and the fine particles are moved using electrophoresis or electrochromic to display an image. There is a technology. In other words, image formation is performed by moving the injected fine particles by the action of an electric field formed in the phase, and it is expected as a technology to replace liquid crystal display devices (LCD) such as display devices for mobile terminal devices and electronic paper. ing. In other words, a wider viewing angle can be obtained compared to a liquid crystal display device, so an image with an image quality close to that of a normal printed matter can be obtained, power consumption is low, and image display continues even after the power is turned off, which is called memory performance. There are advantages such as being able to continue.
印加電圧の作用で微細粒子を移動させて画像表示を行う技術の1つに、気相中に帯電粒子を封入して画像表示を行える様にしたものがある。この技術は、電気泳動方式の様に液相中に粒子を投入する技術で課題となっていた液体の漏れや保存性、粒子の沈降等の問題を解消することができる。最近では、粒子と接触する基板面にフッ素樹脂をコーティングすることにより駆動電圧を低減させて、低い印加電圧でも粒子がスムーズに帯電、移動できる様にした技術等も検討されている(たとえば、特許文献1、非特許文献1等参照)。 One technique for displaying an image by moving fine particles by the action of an applied voltage is one in which charged particles are enclosed in a gas phase so that the image can be displayed. This technique can solve problems such as liquid leakage, storage stability, and sedimentation of particles, which are problems in the technique of introducing particles into the liquid phase as in the electrophoresis method. Recently, a technique has been studied in which a driving voltage is reduced by coating a fluororesin on the surface of a substrate in contact with particles so that the particles can be charged and moved smoothly even at a low applied voltage (for example, patents). Reference 1, Non-Patent Document 1, etc.).
また、封入した帯電粒子がスムーズに移動して画像表示を的確に行う表示装置の製造方法も検討され、たとえば、帯電粒子を収納する部位に不純物等が存在しない様にフォトレジスト法で表示装置を作製する方法も検討されている(たとえば、特許文献2参照)。
ところで、画像表示装置により文字や写真等の画像情報を表示する場合には、より多くの情報を一度に画面表示できることが求められている。すなわち、小さな画面でもより多くの情報が一度に表示できる仕様になっていれば、たとえば、装置のコンパクト化等の展開にも有利である。このために、画像表示装置では、細かい画像表示の単位を多数用意し(以下、細かい画像表示の単位を画素ともいう)、それぞれの画像表示の単位ごとに表示が行われる。そして、視認者は表示される多数の画素の集合を見ることにより、その結果として文字や写真の認識が行われる。この様にして文字や写真等の画像表示が行われている。 By the way, when displaying image information such as characters and photographs with an image display device, it is required that more information can be displayed on the screen at a time. That is, if the specification is such that more information can be displayed at a time even on a small screen, it is advantageous for the development of, for example, downsizing of the apparatus. For this reason, the image display apparatus prepares a large number of units for fine image display (hereinafter, the unit for fine image display is also referred to as a pixel), and display is performed for each unit of image display. Then, the viewer sees a set of displayed pixels, and as a result, recognition of characters and photographs is performed. In this way, images such as letters and photos are displayed.
気相中に帯電粒子を封入した仕様の従来の画像表示装置において、それぞれの画素は、セルと呼ばれる画像形成単位に細かく分割された独立した素子により構成されており、セルは隔壁と呼ばれる仕切りにより各々の独立性が保持されている。そして、各セルには一対の電極が設けられ、この電極間に電圧を印加することにより帯電粒子の移動を実現して画像形成が行われる。したがって、セルを細かくするほど高画質化を実現し易くなるが、セルの大きさを細かくした場合には隔壁の占める割合が相対的に増加してしまい画像表示領域が減少するため、画像濃度やコントラストが低下し、しかも、画面上に表示できる情報量も少なくなる。 In a conventional image display device in which charged particles are enclosed in a gas phase, each pixel is composed of independent elements finely divided into image forming units called cells, and the cells are divided by partitions called partition walls. Each independence is maintained. Each cell is provided with a pair of electrodes, and by applying a voltage between the electrodes, the movement of the charged particles is realized to form an image. Therefore, the finer the cell, the easier it is to achieve high image quality. However, when the cell size is reduced, the proportion of the partition wall increases relatively, and the image display area decreases. The contrast is lowered and the amount of information that can be displayed on the screen is reduced.
そこで、本発明者はセル間の隔壁幅を狭くして画像表示領域の拡大を図ろうと検討したが、隔壁幅が狭くなると生産工程で精度の高いセルと電極の位置合わせが要求される様になった。そして、セルと電極の位置合わせが不十分なものでは、各セルに位相がずれた電圧が印加される様になり、ムラのない均一な画像を表示することができなくなった。また、隔壁幅が狭くなる分、画像表示装置の耐久性を確保することも難しくなった。 In view of this, the present inventor has studied to narrow the partition wall width between cells to expand the image display area. However, when the partition wall width is narrowed, high-precision cell and electrode alignment is required in the production process. became. When the alignment between the cells and the electrodes is insufficient, a voltage having a phase shift is applied to each cell, and a uniform image without unevenness cannot be displayed. Further, as the partition wall width becomes narrower, it has become difficult to ensure the durability of the image display device.
本発明は、気相中に帯電粒子を封入してなる画像表示装置において、良好な画像濃度とコントラストが得られるとともに、高精細な画質の表示画像が得られる画像表示装置を提供することを目的とするものである。また、本発明は、生産工程において高い精度が要求された隔壁と電極の位置合わせ作業の手間を省いて、ムラのない均一な画質の表示画像が得られる信頼性の高い画像表示装置を簡便に作製できる様にすることを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image display device in which charged particles are enclosed in a gas phase so that a good image density and contrast can be obtained and a high-definition display image can be obtained. It is what. In addition, the present invention eliminates the labor of aligning the partition wall and the electrode, which required high accuracy in the production process, and easily provides a highly reliable image display device that can obtain a uniform and uniform display image. The purpose is to enable production.
本発明者は、上記課題が下記に記載のいずれかの構成により解消されるものであることを見出した。すなわち、
請求項1に記載の発明は、
『少なくとも一方が透明な2枚の基体を対向させて形成される空間に粒子を含有してなる画像表示装置であって、
前記画像表示装置は、
前記空間に電圧を印加するための複数対の電極が、前記2枚の基体に沿って配置され、かつ、
前記2枚の基体を接合する隔壁が、少なくとも前記基体の端部に沿って配置されているものであることを特徴とする画像表示装置。』というものである。
The present inventor has found that the above-described problem can be solved by any of the configurations described below. That is,
The invention described in claim 1
“An image display device comprising particles in a space formed by facing two substrates, at least one of which is transparent,
The image display device includes:
A plurality of pairs of electrodes for applying a voltage to the space are disposed along the two substrates, and
An image display device characterized in that a partition wall for joining the two substrates is disposed along at least an end portion of the substrate. ].
請求項2に記載の発明は、
『前記隔壁が、前記基体の端部に沿ってのみ配置されているものであることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。』というものである。
The invention described in claim 2
2. The image display device according to claim 1, wherein the partition wall is disposed only along an end portion of the base body. ].
請求項3に記載の発明は、
『前記隔壁で囲まれた領域内には、少なくとも2対以上の電極が配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の画像表示装置。』というものである。
The invention according to claim 3
The image display apparatus according to claim 1, wherein at least two or more pairs of electrodes are arranged in a region surrounded by the partition walls. ].
本発明に係る画像表示装置によれば、表示画面内に配置された電極間の全てに隔壁を配置したものではないので、隔壁の存在により発生した画像濃度やコントラストの低下の問題を抑えることができる様になった。そして、電極の大きさを小さくするほど解像度が上がり高画質化を実現するとともに画像濃度とコントラストの確保された良好な画質の画像表示が行える様になった。特に、本発明によれば、表示画面内に隔壁が全く存在しないセルレス構造と呼ばれる画像表示装置も実現できる様になった。 According to the image display device of the present invention, since the partition walls are not arranged between all the electrodes disposed in the display screen, it is possible to suppress the problem of image density and contrast reduction caused by the presence of the partition walls. I can do it now. As the size of the electrode is reduced, the resolution is increased and the image quality is improved. At the same time, the image can be displayed with good image quality and contrast. In particular, according to the present invention, an image display device called a cellless structure in which no partition wall is present in the display screen can be realized.
また、本発明によれば、必要最小限の隔壁を設けて画像表示装置が作製できる様になったので、従来技術で求められた様な精度の高い隔壁と電極の位置合わせが不要になり、信頼性の高い画像表示装置を簡便に作製することも可能になった。 In addition, according to the present invention, since an image display device can be manufactured by providing the minimum necessary partition walls, it is not necessary to align the partition walls and electrodes with high accuracy as required in the prior art, It has also become possible to easily produce a highly reliable image display device.
前述した課題を解消するため、本発明者は表示画面の設計方法を見直した。従来技術では、表示画面を設計する際、表示画面を構成する基体領域をセルと呼ばれる画素レベルに細かく分割し、分割した領域の周囲に隔壁を設け、その中に一対の電極を配置して粒子等の構成材料を収納していた。この様に、表示画面を画素レベルの小さなセルからなる集合体の形態にして設計を行っており、限られた狭いスペースに電極等の構成材料を精度よく収納、配置して表示画面を設計していたので作製の手間はたいへんなものであった。特に、画像表示装置の作製にあたり、2枚の電極とセルの位置を合わせるためには、精度の高い製造装置を用意して複雑な工程を用いて電極とセルを貼り合わせることが必要であった。また、表示画面を構成する各セルがそれぞれ所定どおりの性能を発現する様に作製に注意を払う必要があった。 In order to solve the above-described problems, the present inventor has reviewed the display screen design method. In the prior art, when designing a display screen, the substrate region constituting the display screen is finely divided into pixel levels called cells, a partition is provided around the divided region, and a pair of electrodes are arranged therein to form particles. And so on. In this way, the display screen is designed in the form of an assembly of small pixel-level cells, and the display screen is designed by accurately storing and arranging the constituent materials such as electrodes in a limited narrow space. As a result, the production process was very difficult. In particular, in manufacturing an image display device, in order to align the position of two electrodes and a cell, it was necessary to prepare a highly accurate manufacturing apparatus and bond the electrode and the cell using a complicated process. . In addition, it is necessary to pay attention to fabrication so that each cell constituting the display screen exhibits a predetermined performance.
本発明者は、この様な作製の手間をなくすことが信頼性の高い画像表示装置を実現するものと考え、表示画面を構成する基体をあえて分割せず、また、基体の大きさに対応する一対の電極を小間切れに裁断して作製した複数対の電極を基体に沿って配置した。そして、画像形成用の粒子を収納する空間を形成、保持する隔壁は基体端部、すなわち、表示画面の縁にのみ設けた。そして、本発明者はこの構成からなる画像表示装置により良好な画像表示が行えることを見出したのである。 The present inventor considers that such a labor for manufacturing is to realize a highly reliable image display device, and does not dare to divide the substrate constituting the display screen, and corresponds to the size of the substrate. A plurality of pairs of electrodes prepared by cutting a pair of electrodes into small pieces were arranged along the substrate. A partition for forming and holding a space for storing image forming particles was provided only at the edge of the substrate, that is, at the edge of the display screen. The present inventor has found that an image display apparatus having this configuration can perform good image display.
以下、本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
最初に、本発明に係る画像表示装置の代表的な構成断面を図1に示す。図1(a)に示す画像表示装置1は、基体11、12上にそれぞれ電極15aと15bを設け、電極15aと15b表面にさらに絶縁層16を設けたものである。図1(a)の画像表示装置1には、基体11上に沿って複数の電極15aが配置され、同様に基体12上に沿って複数の電極15bが配置されており、基体11と12に沿って複数の電極15aと15bが対向して配置されて複数の電極対15を形成している。ここで、複数の電極15aと15bは視認方向から眺めた場合に互いに90°の角度で交差している様な角度で配置されている。また、図1(b)に示す画像表示装置は、装置内には電極対15が配置されていない構造のものであるが、装置外部に設けられた図1(a)に示したものと同様の複数の電極対15より電圧印加されて粒子21と22の移動を行える様にしているものである。図1(b)に示すタイプは、装置自体に電極対15を設けていない分、装置の構造を簡略化させ、その製造工程を短縮化することができるメリットがある。図1(b)に示すタイプの画像表示装置1を電圧印加可能な装置にセットして電圧印加を行う様子を図3に示す。なお、本発明に係る画像表示装置の断面構成は図1(a)と(b)に示すものに限定されるものではない。
First, FIG. 1 shows a typical cross section of an image display device according to the present invention. In the image display device 1 shown in FIG. 1A,
なお、図1の画像表示装置1は、図に示す様に、基体11側より画像を視認するものとするが、本発明では基体11側より画像を視認するものに限定されるものではない。
The image display device 1 in FIG. 1 visually recognizes an image from the
図1(a)の画像表示装置1の最外部には、当該画像表示装置を構成する筐体である2つの基体11と12が対向して配置されている。基体11と12は双方が向き合う側の面上に電圧印加を行うための電極対15が設けられ、さらに、電極15対上にシリコーン構造を有する物質を含有する絶縁層16が設けられている。
At the outermost part of the image display device 1 in FIG. 1A, two
基体11と12には、複数の電極対15と絶縁層16が設けられているが、電極対15と絶縁層16を有する側の面を対向させて形成される空間18には粒子2が存在する。なお、図1に示す画像表示装置1は、粒子2として黒色粒子21と白色粒子22の2種類の粒子が空間18に存在している。図1の画像表示装置1では、空間18が基体11と12及び2つの隔壁17により四方を囲んだ構造となっており、粒子2は空間18に封入された状態で存在している。また、基体11と12の端部に配置された隔壁17で囲まれ、粒子2による画像表示が行われる領域である画像表示面18aを有する。
The
空間18の厚さは、封入した粒子が移動可能で画像のコントラストを維持できる範囲であれば、特に限定されるものではなく、通常は10μm乃至500μm、好ましくは10μm乃至200μmである。また、空間18内における粒子の体積占有率は、5%乃至70%であり、好ましくは10%乃至60%である。粒子の体積占有率を上記範囲にすることにより、空間18内で粒子2がスムーズに移動でき、また、コントラストのよい画像が得られる。
The thickness of the
図1に示す様に、本発明に係る画像表示装置は、2枚の基体11及び12と接合して空間18を形成する隔壁17が少なくとも基体11と12の端部に沿って配置されているものである。この構造は、セルと呼ばれる一対の電極を単位とする大きさの独立素子からなる画像形成単位の周囲に隔壁17を配置した従来の画像表示装置の構造とは異なるものである。前述した様に、従来技術では、表示画面を設計する際、表示画面を構成する基体領域を「セル単位」に細かく分割し、分割した領域の周囲に隔壁を設けて、その中に一対の電極を配置させて画像表示装置を設計していた。この様な設計により、素子を構成する単位であるセルと画像を構成する単位である画素は1:1に対応していた。これに対し、本発明では、1つの素子を構成する単位に対して複数の駆動用電極を配置することで、1つの素子を構成する単位の中に複数の画素を表示できる様にしている。表示画像の解像度を向上させる場合には、さらに小さくしたセルの周囲に隔壁を設けるため、狭いスペースにさらに画像表示に寄与できない隔壁の領域を加えなければならず、出力画像の濃度やコントラストが低くなり画質を低下させていた。また、狭いセル内に電極等の構成材料を精度よく収納、配置し、細かく分割された基体を隔壁に沿って正確に貼り合わせる作業も技術的に高い難易度が要求されていた。
As shown in FIG. 1, in the image display device according to the present invention, a
本発明は表示画面上より隔壁を極力なくすことができる様にして、高い解像度を有し、かつ、十分な画像濃度とコントラストを有する表示画像を得られる様にしたものである。また、隔壁を極力なくす様にすることで画像表示装置の作製の手間を従来よりも大幅に低減させることができる様にしている。 In the present invention, a partition image can be eliminated from the display screen as much as possible, and a display image having high resolution and sufficient image density and contrast can be obtained. Further, the effort for manufacturing the image display device can be greatly reduced as compared with the conventional art by eliminating the partition as much as possible.
図2は、本発明に係る画像表示装置1の隔壁17の配置を説明する模式図である。また、図3は従来技術の画像表示装置の隔壁の配置を示す模式図である。なお、図2と図3は、空間18に含有される粒子21と22の図示を省略している。図2(a)、(b)に示す様に、本発明に係る画像表示装置1は、基体11及び12と接合して空間18を形成する隔壁17が少なくとも基体11と12の端部に沿って配置されているものである。すなわち、図2(a)に示す様に、基体11と12の端部には隔壁17aが配置されているが、表示画面内には隔壁17bが疎らに配置され、一対の電極を囲む様に隔壁を配置するものではない。そして、図2(b)は、基体11と12の端部に隔壁17aが配置されている他には隔壁が存在せず、「セルレス構造」と呼ばれる基体端部以外に隔壁を配置せず表示画面そのものが1つのセルになっている構造を採っている。図2に示す様に、本発明に係る画像表示装置1は、隔壁17aと17bで囲まれた領域に空間18に電圧印加を行うための電極対15を複数個含有するもの、言い換えると複数対の電極15aと15bを含有するものである。一方、図3に示す従来技術の画像表示装置は、隔壁17(17aと17b)が1つ1つの電極対15(電極15aと15b)を囲む様に配置され、画像表示面18aに占める隔壁17b面積の割合は本発明に係る画像表示装置に比べてとても大きなものになる。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the arrangement of the
次に、画像表示装置1の空間18における粒子2の挙動について説明する。
Next, the behavior of the particles 2 in the
本発明に係る画像表示装置は、対向させた2枚の基体の間に粒子を存在させ、2枚の基体間に電圧を印加することにより、粒子を移動させることにより画像表示を行うものである。すなわち、2枚の基体間に電圧を印加して電界が形成されると、基体間に存在する帯電粒子は電界方向に沿って移動する様になる。この様に、粒子が存在する基体間に電圧を印加することにより、帯電した粒子が基体間を移動して画像表示を行うものである。 The image display device according to the present invention performs image display by moving particles by causing particles to exist between two opposed substrates and applying a voltage between the two substrates. . That is, when an electric field is formed by applying a voltage between two substrates, charged particles existing between the substrates move along the direction of the electric field. In this manner, by applying a voltage between the substrates on which the particles are present, the charged particles move between the substrates to perform image display.
本発明に係る画像表示装置における画像表示は以下の手順により行われるものである。(1)表示媒体として用いる粒子を、キャリアによる摩擦帯電等の公知の方法により帯電させ、帯電粒子にする。
(2)対向する2枚の基体間に帯電粒子を封入し、この状態で基体間に電圧を印加する。(3)基体間への電圧印加により、基体間に電界が形成される。
(4)帯電粒子は、クーロン力の作用により電界方向に沿って基体表面に引き寄せられることにより帯電粒子が移動し、画像表示が行える様になる。
(5)また、基体間の電界方向を変えることにより、帯電粒子の移動方向を切り換える。この移動方向の切換えにより画像表示を様々に変えることができる。
The image display in the image display apparatus according to the present invention is performed by the following procedure. (1) The particles used as the display medium are charged by a known method such as frictional charging with a carrier to form charged particles.
(2) Charged particles are sealed between two opposing substrates, and a voltage is applied between the substrates in this state. (3) An electric field is formed between the substrates by applying a voltage between the substrates.
(4) The charged particles are attracted to the surface of the substrate along the direction of the electric field by the action of Coulomb force, so that the charged particles move and image display can be performed.
(5) The moving direction of the charged particles is switched by changing the electric field direction between the substrates. The image display can be changed variously by switching the moving direction.
なお、上述した公知の方法による粒子の帯電方法としては、たとえば、キャリアに粒子を接触させて摩擦帯電により粒子を帯電させる方法、帯電性の異なる2色の粒子を混合して振とう器で撹拌して粒子間の摩擦帯電により粒子を帯電させる方法等が挙げられる。 In addition, as a method for charging particles by the above-described known method, for example, a method in which particles are brought into contact with a carrier and particles are charged by frictional charging, or two-color particles having different charging properties are mixed and stirred with a shaker. And a method of charging particles by frictional charging between particles.
基体間への電圧印加に伴う粒子2の移動の例を図4と図5に示す。図4(a)は、基体11と12の間に電圧を印加する前の状態を示しており、電圧印加前は視認側の基体11近傍には正に帯電した白色粒子22が存在している。この状態は画像表示装置1が白色画像を表示しているものである。また、図4(b)は、電極15に電圧を印加した後の状態を示しており、電圧印加により負に帯電した黒色粒子21が視認側の基体11近傍に移動し、白色粒子22は基体12側に移動している。この状態は画像表示装置1が黒色画像を表示しているものである。
Examples of the movement of the particles 2 accompanying the voltage application between the substrates are shown in FIGS. FIG. 4A shows a state before a voltage is applied between the
なお、図5は、図1(b)に示した画像表示装置1に電極を有さないタイプのものを電圧印加装置30にセットし、この状態で電圧を印加する前の様子(図5(a))と電圧を印加した後の様子を示したものである。図1(b)に示すタイプの画像表示装置1も電極15を有する画像表示装置1と同様、電圧印加により負に帯電した黒色粒子21が視認側の基体11近傍に移動し、正に帯電した白色粒子22は基体12側に移動している。
FIG. 5 shows a state before the voltage is applied in this state in which the image display device 1 shown in FIG. The state after a) and a voltage are applied is shown. In the image display device 1 of the type shown in FIG. 1B, the
以上は、粒子の移動による1つの画素に対する動作の様子を説明したものであるが、図1(a)に示した画像表示装置1に電極を有するものであっても、図1(b)に示した画像表示装置1に電極を有さないタイプのものであっても、ともに15aと15bの複数の電極対に対して、電源と駆動回路を有するマトリクス駆動を用いることで、可搬記憶媒体やパーソナルコンピュータ等の中にある文字や写真等の画像を表示することができる。マトリクス駆動としては、パッシブマトリクス駆動(単純マトリクス駆動ともいう)、アクティブマトリクス駆動のどちらでも用いることができる。画像表示装置のコスト低減化の観点では単純マトリクス駆動を用いることが好ましい。
The above is a description of the operation of one pixel due to the movement of particles. Even if the image display device 1 shown in FIG. 1A has an electrode, the operation shown in FIG. Even if the image display apparatus 1 shown in the figure does not have an electrode, a portable storage medium can be obtained by using matrix driving having a power source and a driving circuit for a plurality of
次に、本発明に係る画像表示装置1を構成する基体11、12、電極15a、15b(電極対15)、絶縁層16、隔壁17、及び、粒子2(黒色粒子21、白色粒子22)について説明する。
Next, the
先ず、画像表示装置1を構成する基体11と12について説明する。画像表示装置1では、観察者は基体11と12の少なくとも一方の側から粒子2により形成される画像を視認するので、観察者が視認する側に設けられる基体は透明な材質のものが求められる。したがって、観察者が画像を視認する側に使用される基体は、たとえば可視光透過率が80%以上の光透過性の材料が好ましく、80%以上の可視光透過率を有することにより十分な視認性が得られる。なお、画像表示装置1を構成する基体のうち、画像を視認する側の反対側に設けられる基体の材質は必ずしも透明なものである必要はない。
First, the
基体11、12の厚さは、それぞれ2μm〜5mmが好ましく、さらに、5μm〜2mmがより好ましい。基体11、12の厚さが上記範囲のとき、画像表示装置1に十分な強度を付与するとともに基板の間隔を均一に保つことができる。また、基体の厚さを上記範囲とすることでコンパクトで軽量な画像表示装置を提供することができるので、拡い分野での当該画像表示装置の使用を促進させる。さらに、画像を視認する側の基体の厚みを上記範囲とすることにより、表示画像の正確な視認が行えて表示品質に支障を与えない。
The thicknesses of the
可視光透過率が80%以上の材料としては、ガラスや石英等の可撓性を有さない無機材料や、後述する樹脂材料に代表される有機材料や金属シート等が挙げられる。このうち、有機材料や金属シートは画像表示装置にある程度の可撓性を付与することができる。可視光透過率を80%以上とすることが可能な樹脂材料としては、たとえば、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等に代表されるポリエステル樹脂や、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、ポリメチルメタクリレート(PMMA)に代表されるアクリル酸エステルやメタクリル酸エステルの重合体であるアクリル樹脂やポリエチレン樹脂等のビニル系の重合性単量体をラジカル重合して得られる透明樹脂も挙げられる。 Examples of the material having a visible light transmittance of 80% or more include an inorganic material having no flexibility such as glass and quartz, an organic material typified by a resin material described later, a metal sheet, and the like. Among these, organic materials and metal sheets can impart a certain degree of flexibility to the image display device. Examples of the resin material having a visible light transmittance of 80% or more include polyester resins typified by polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polycarbonate resins, polyethersulfone resins, and polyimide resins. . In addition, a transparent resin obtained by radical polymerization of a vinyl polymerizable monomer such as an acrylic resin or a polyethylene resin, which is a polymer of acrylic acid ester or methacrylic acid ester represented by polymethyl methacrylate (PMMA). It is done.
次に、画像表示装置1を構成する電極対15(電極15aと15b)について説明する。基体11と12の面上に沿って配置される複数の電極15aと15bは、空間18を介して対向して複数の電極対15を形成し、電極対15により基板間すなわち空間18に電圧を印加して電界を形成するものである。なお、電極15aと15bは、前述の基体と同様に、少なくとも観察者が画像を視認する側に配置されたものは透明なものを用いる必要がある。
Next, the electrode pair 15 (
画像を視認する側に設けられる電極の厚みは、導電性を確保するとともに光透過性に支障を来さないレベルにすることが求められ、具体的には3nm〜1μmが好ましく、5nm〜400nmがより好ましい。なお、画像を視認する側に設けられる電極の可視光透過率は、基体同様、80%以上とすることが好ましい。 The thickness of the electrode provided on the side for visually recognizing the image is required to ensure conductivity and at a level that does not hinder the light transmittance. Specifically, the thickness is preferably 3 nm to 1 μm, and preferably 5 nm to 400 nm. More preferred. In addition, it is preferable that the visible light transmittance of the electrode provided in the side which visually recognizes an image shall be 80% or more like a base | substrate.
なお、画像を視認する側の反対側に設けられる電極の厚みも上記範囲とすることが好ましいが、透明なものにする必要はない。 Note that the thickness of the electrode provided on the side opposite to the side where the image is viewed is also preferably in the above range, but it is not necessary to be transparent.
電極15a、15bの構成材料としては、金属材料や導電性金属酸化物、あるいは、導電性高分子材料等が挙げられる。具体的な金属材料としては、たとえば、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等が挙げられ、導電性金属酸化物の具体例としては、インジウム・スズ酸化物(ITO)、酸化インジウム、アンチモン・スズ酸化物(ATO)、酸化スズ、酸化亜鉛等が挙げられる。さらに、導電性高分子材料としては、たとえば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン等が挙げられる。
Examples of the constituent material of the
電極15aと15bを基体11や12上に形成する方法としては、たとえば、薄膜上の電極を設ける場合には、スパッタリング法や真空蒸着法、化学蒸着法(CVD法;Chemical Vapor Deposition)、塗布法等が挙げられる。また、導電性材料を溶媒やバインダ樹脂に混合させ、この混合物を基体に塗布して電極を形成する方法もある。
As a method for forming the
次に、画像表示装置1を構成する絶縁層16について説明する。
Next, the insulating
図1に示す様に、画像表示装置1は、基体11、12に沿って配置された複数の電極15a、15bの表面にシリコーン構造を有する物質を含有する絶縁層16を設け、絶縁層16表面で粒子21と22が接触する構成にすることができる。絶縁層16に含有されるシリコーン構造を有する物質の代表例としてシリコーン樹脂が挙げられる。シリコーン樹脂は、その基本骨格がシロキサン結合と呼ばれるケイ素原子(Si)と酸素原子(O)との結合であり、側鎖にアルキル基等を有する高分子化合物の総称であり、有機ケイ素化合物とも呼ばれるものである。
As shown in FIG. 1, the image display device 1 is provided with an insulating
絶縁層16にシリコーン樹脂を含有させる方法としては、図1の様に、電極15aと15bの表面に絶縁層16を形成する場合は、絶縁層形成用の樹脂成分としてシリコーン樹脂を選択し、これを塗布することでシリコーン樹脂を絶縁層に含有させることができる。また、電極15が結着樹脂中に導電性微粒子を分散させてなる構造の場合は、結着樹脂の構成成分としてシリコーン樹脂を選択することで電極15aと15bの表面に含有させることができる。さらに、画像表示装置1の外部より電界を付与する方式の場合は、基板11と12の面が粒子21と22に直接接触する面となるので、基体11と12の対向面にシリコーン樹脂を含有する絶縁層16を設けたり、基体11と12の構成成分として含有させる。
As shown in FIG. 1, when the insulating
絶縁層16にシリコーン樹脂を含有させる場合、シリコーン樹脂の含有量は絶縁層16の構成物質全体に対して10ppm以上とすることが好ましい。同様に、結着樹脂中に導電性微粒子を分散させた構造の電極15aと15bを用いる場合は、結着樹脂中にシリコーン樹脂を10ppm以上含有させることが好ましい。さらに、基体11と12の対向面に直接絶縁層16を設ける場合や基体11と12の構成成分としてシリコーン樹脂を含有する場合も絶縁層16中に10ppm以上含有させたり、基体11、12中にシリコーン樹脂を10ppm以上含有させることが好ましい。
When the insulating
基体11、12の構成成分としてシリコーン樹脂を含有する場合や、導電性微粒子を結着樹脂中に分散させた構造の電極15aと15bを用いる場合のシリコーン樹脂の添加方法としては、たとえば、次の様な方法が挙げられる。すなわち、シリコーン樹脂を溶剤に溶解して塗布、乾燥させる方法や、硬化性の原材料を塗布した後、熱や紫外線で硬化する方法、さらには、基体11、12や電極15a、15bを作製するときにシリコーン樹脂やその原料を添加して成形する方法や、あるいは、塗布する方法等が挙げられる。
As a method for adding a silicone resin in the case where a silicone resin is contained as a constituent component of the
また、絶縁層16の厚みを0.01μm以上10.0μm以下とすることが好ましい。すなわち、絶縁層16の厚みが上記範囲の時は、電極15間にそれほど大きな電圧を印加せずに粒子13と14を移動でき、たとえば、電気泳動法による画像形成で印加したレベルの電圧を付与して画像形成が行えるので好ましい。
The thickness of the insulating
次に、本発明に使用可能なシリコーン樹脂の具体例について説明する。本発明に使用可能なシリコーン樹脂は、ポリシロキサン樹脂に代表される一般式RnSiO(4−n)で表される繰り返し単位から構成されるものである。すなわち、基本骨格はシロキサン結合と呼ばれるケイ素原子(Si)と酸素原子(O)との結合からなる繰り返し単位より構成され、側鎖にメチル基やフェニル基等の有機基を有するものである。ポリシロキサン樹脂は、モノマーであるオルガノクロロシラン類を加水分解後、重合により得られ、下記に示す様に、主鎖を構成するケイ素原子に側鎖となるn個の有機基が結合した構造を有するものである。 Next, specific examples of silicone resins that can be used in the present invention will be described. The silicone resin that can be used in the present invention is composed of repeating units represented by the general formula R n SiO (4-n) typified by a polysiloxane resin. That is, the basic skeleton is composed of a repeating unit consisting of a bond of a silicon atom (Si) and an oxygen atom (O) called a siloxane bond, and has an organic group such as a methyl group or a phenyl group in the side chain. The polysiloxane resin is obtained by hydrolysis after polymerization of organochlorosilanes as monomers, and has a structure in which n organic groups serving as side chains are bonded to silicon atoms constituting the main chain as shown below. Is.
次に、本発明に係る画像表示装置1を構成する隔壁17について説明する。本発明に係る画像表示装置では、隔壁17は基盤11及び12を接合して空間18を形成するものであり、図2に示す様に、本発明では、少なくとも基板11と12の端部に沿って配置されている。そして、画像表示面18a内への隔壁17bの配置を低減したものであり、特に、画像表示面18a内には隔壁17bを配置せず、基体11と12の端部に沿ってのみ隔壁17aを配置させたものが好ましいものである。
Next, the
隔壁17は、たとえば以下に挙げる方法を用いて画像を視認する側の反対側の基体上を加工処理することによりの形成することができる。隔壁17を形成する方法としては、たとえば、樹脂材料等によるエンボス加工や熱プレス射出成形による凹凸形成、フォトリソグラフ法やスクリーン印刷等が挙げられる。
The
次に、空間18に封入される粒子2について説明する。図1の画像表示装置は、白色粒子22と黒色粒子21の2種類の粒子が封入されている。粒子の移動による画像表示は、基体11と12に設けられた電極15に電圧が印加されると空間18に電界が形成され、白色粒子22と黒色粒子21は摩擦帯電により帯電し、電界に応じて空間18を移動する。この様に、電界が形成された空間18内を粒子が移動することにより画像表示が行われる。なお、白色粒子22と黒色粒子21を用いて画像形成を行うことにより、コントラストのある画像が得られる。
Next, the particles 2 enclosed in the
空間18に含有させた粒子2を駆動させるための電界付与(電圧印加)方法としては、特に限定されるものではないが、たとえば、図1(a)に示す画像表示装置1は、基体11と12に設けられた電極15を介して空間18に電界を付与するものである。一方、図1(b)に示す画像表示装置1は、その構造中に電極15を有するものではなく、この様な画像表示装置1は、画像表示装置1外の電極を有する装置に画像表示装置1を接続させることで、空間18に電界を形成させ、粒子2の駆動を行うことができる。
An electric field application (voltage application) method for driving the particles 2 contained in the
なお、白色粒子22と黒色粒子21の2種類の粒子で画像表示を行うときには、公知の方法で白色粒子22と黒色粒子21の帯電性に差を持たせることにより、2種類の粒子の移動性を制御することができる。具体的な方法としては、たとえば、キャリアとの帯電序列を変える様に粒子の設計を行ったり、粒子表面に添加する外添剤とキャリアとの帯電序列を変える様に外添剤を選択する等の方法がある。
In addition, when performing image display with two types of particles, the
画像表示装置1に使用可能な粒子2の粒径は、体積基準メディアン径で0.1μm〜50μmのものが好ましく、粒子2の粒径を上記範囲とすることにより、均一でムラのない鮮明が画像が得られる。また、粒子同士の凝集のおそれもなく、スムーズな移動により、適度な画像濃度とコントラストを有する画像が得られる。 The particle diameter of the particles 2 usable in the image display device 1 is preferably 0.1 μm to 50 μm in terms of volume-based median diameter, and by setting the particle diameter of the particles 2 within the above range, a uniform, uniform and clear image can be obtained. An image is obtained. Further, there is no fear of aggregation of particles, and an image having an appropriate image density and contrast can be obtained by smooth movement.
なお、粒子2の体積基準メディアン径(D50v径)は、マルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)に、データ処理用のコンピューターシステムを接続した装置を用いて測定、算出することができる。 The volume-based median diameter (D50v diameter) of the particles 2 can be measured and calculated using an apparatus in which a computer system for data processing is connected to Multisizer 3 (manufactured by Beckman Coulter).
測定手順としては、粒子2 0.02gを界面活性剤溶液20ml(粒子2を分散させるためのもので、界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)で馴染ませた後、超音波分散を1分間行い、粒子分散液を作製する。この粒子分散液を、サンプルスタンド内のISOTONII(ベックマン・コールター社製)の入ったビーカーに、測定濃度10%になるまでピペットにて注入し、測定機カウントを2500個に設定して測定する。なお、マルチサイザー3のアパチャ−径は50μmのものを使用する。 As a measurement procedure, 0.02 g of particles 2 was used in 20 ml of a surfactant solution (for dispersing particles 2, a surfactant solution in which a neutral detergent containing a surfactant component was diluted 10 times with pure water). After soaking, ultrasonic dispersion is performed for 1 minute to prepare a particle dispersion. This particle dispersion is poured into a beaker containing ISOTON II (manufactured by Beckman Coulter) in a sample stand with a pipette until the measurement concentration reaches 10%, and the measurement is performed with a measuring machine count of 2500. The aperture size of the multisizer 3 is 50 μm.
次に、基体11と12の空間18に含有する粒子2の構成材料について説明する。画像表示装置1に使用される粒子2は、少なくとも樹脂と着色剤とを含有し、摩擦力等の作用で帯電性を発現することが求められる。粒子2は、画像表示装置1でコントラストのある画像表示を行うことが求められることから、着色剤により着色されたものが好ましい。また、粒子表面に酸化チタンやシリカ、炭酸カルシウム等の無機化合物粒子を外部添加することも可能である。
Next, the constituent material of the particles 2 contained in the
粒子2を構成する樹脂は、特に限定されるものではなく、下記に示すビニル系樹脂と呼ばれる重合体がその代表的なものであり、ビニル系樹脂の他に、ポリアミド樹脂やポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂等の縮合系の樹脂もある。ビニル系樹脂の具体例としては、ポリスチレン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリメタクリル樹脂の他、エチレン単量体やプロピレン単量体より形成されるポリオレフィン樹脂等が挙げられる。 The resin constituting the particles 2 is not particularly limited, and a polymer called a vinyl resin shown below is typical, and in addition to the vinyl resin, a polyamide resin, a polyester resin, or a polycarbonate resin is used. There are also condensation resins such as epoxy resins. Specific examples of vinyl resins include polystyrene resins, polyacrylic resins, polymethacrylic resins, and polyolefin resins formed from ethylene monomers and propylene monomers.
また、ビニル系樹脂以外の樹脂としては、前述した縮合系樹脂の他に、ポリエーテル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂等がある。 In addition to the above-described condensation resins, resins other than vinyl resins include polyether resins, polysulfone resins, polyurethane resins, fluorine resins, and silicone resins.
粒子2に使用可能な樹脂を構成する重合体は、これらの樹脂を形成する重合性単量体を少なくとも1種類用いて得られるものの他、複数種類の重合性単量体を組み合わせて作製することもできる。複数種類の重合性単量体を組み合わせて樹脂を作製する場合、たとえば、ブロック共重合体やグラフト共重合体、ランダム共重合体といった共重合体を形成する方法の他、複数種類の樹脂を混ぜ合わせるポリマーブレンド法による樹脂形成もある。 The polymer constituting the resin that can be used for the particles 2 is prepared by combining a plurality of types of polymerizable monomers in addition to those obtained by using at least one type of polymerizable monomer that forms these resins. You can also. When a resin is prepared by combining a plurality of types of polymerizable monomers, for example, a method of forming a copolymer such as a block copolymer, a graft copolymer, or a random copolymer, or a mixture of a plurality of types of resins. There is also resin formation by a polymer blending method.
次に、粒子2に含有される着色剤も、特に限定されるものではなく、公知の顔料が用いられる。このうち、白色粒子21を構成する白色顔料としては、たとえば、酸化亜鉛(亜鉛華)、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等が挙げられ、その中でも酸化チタンが好ましい。また、黒色粒子22を構成する黒色顔料としては、たとえば、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、活性炭等が挙げられ、その中でもカーボンブラックが好ましい。
Next, the colorant contained in the particles 2 is not particularly limited, and a known pigment is used. Among these, examples of the white pigment constituting the
粒子2の作製方法は、特に限定されるものではなく、たとえば、電子写真方式の画像形成に使用されるトナーの製造方法等、樹脂と着色剤を含有する粒子を作製する公知の方法を応用することにより対応が可能である。粒子2の具体的な作製方法としては、たとえば、以下の方法が挙げられる。
(1)樹脂と着色剤とを混練した後、粉砕、分級の各工程を経て粒子を作製する方法。
(2)水系媒体中で重合性単量体と着色剤を機械的に撹拌して液滴を形成した後、重合を行って粒子を作製する、いわゆる懸濁重合法によるもの。
(3)界面活性剤を含有させた水系媒体中に重合性単量体を滴下し、ミセル中で重合反応を行って100〜150nmの重合体粒子を作製した後、着色剤粒子と凝集剤を添加してこれらの粒子を会合させて粒子を作製する、いわゆる乳化会合法によるもの。
The method for producing the particles 2 is not particularly limited. For example, a known method for producing particles containing a resin and a colorant is applied, such as a method for producing toner used for electrophotographic image formation. It is possible to cope with it. Specific methods for producing the particles 2 include, for example, the following methods.
(1) A method of producing particles by kneading a resin and a colorant and then performing pulverization and classification processes.
(2) A so-called suspension polymerization method in which particles are formed by mechanically stirring a polymerizable monomer and a colorant in an aqueous medium to form droplets and then performing polymerization.
(3) A polymerizable monomer is dropped into an aqueous medium containing a surfactant, and a polymerization reaction is performed in a micelle to produce polymer particles of 100 to 150 nm. The so-called emulsion association method in which these particles are added and associated to produce particles.
以下、実施例を挙げて本発明の実施態様を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Examples of the present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
1.画像表示装置の作製
以下の手順により、正帯電性の白色粒子と負帯電性の黒色粒子を用いて画像表示を行う画像表示装置を作製した。
1. Production of Image Display Device According to the following procedure, an image display device that performs image display using positively charged white particles and negatively charged black particles was produced.
1−1.粒子の作製
(1)「白色粒子1」の作製
下記樹脂及び酸化チタンをヘンシェルミキサ(三井三池鉱業社製)に投入し、撹拌羽根の周速を25m/秒に設定して5分間混合処理して混合物とした。
1-1. Preparation of Particles (1) Preparation of “White Particles 1” The following resin and titanium oxide are charged into a Henschel mixer (Mitsui Miike Mining Co., Ltd.), and the peripheral speed of the stirring blade is set to 25 m / second and mixed for 5 minutes. To make a mixture.
スチレンアクリル樹脂(重量平均分子量20,000) 100質量部
アナタース型酸化チタン(平均一次粒径150nm) 30質量部
上記混合物を二軸押出混練機で混練し、次いで、ハンマーミルで粗粉砕した後、ターボミル粉砕機(ターボ工業社製)で粉砕処理し、さらに、コアンダ効果を利用した気流分級機で微粉分級処理を行って、体積基準メディアン径が8.2μmの白色粒子を作製した。
Styrene acrylic resin (weight average molecular weight 20,000) 100 parts by mass Anatase-type titanium oxide (average
次に、上記白色粒子にアミノシランカップリング剤処理を施したシリカ微粒子(平均一次粒径50nm)0.6質量部を添加し、バイブリダイザー(奈良機械(株)製)を用い、その回転数を15,000rpmに設定し、10分間の処理を行った。引き続き、アミノシランカップリング剤処理を行った平均一次粒径が15nmのシリカ粒子を1.0質量部添加して、同様の処理を行うことにより「白色粒子1」を作製した。 Next, 0.6 parts by mass of silica fine particles (average primary particle size 50 nm) treated with an aminosilane coupling agent is added to the white particles, and the number of rotations is determined using a vibratoryzer (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.). Was set at 15,000 rpm and the treatment was performed for 10 minutes. Subsequently, 1.0 part by mass of silica particles having an average primary particle size of 15 nm subjected to the aminosilane coupling agent treatment was added, and the same treatment was performed to produce “white particles 1”.
(2)「黒色粒子1」の作製
下記樹脂及びカーボンブラックをヘンシェルミキサ(三井三池鉱業社製)に投入し、撹拌羽根の周速を25m/秒に設定して5分間混合処理して混合物とした。
(2) Preparation of “Black Particle 1” The following resin and carbon black were put into a Henschel mixer (made by Mitsui Miike Mining Co., Ltd.), and the peripheral speed of the stirring blade was set to 25 m / sec. did.
スチレンアクリル樹脂(重量平均分子量20,000) 100質量部
カーボンブラック(平均一次粒径25nm) 10質量部
上記混合物を二軸押出混練機で混練し、次いで、ハンマーミルで粗粉砕した後、ターボミル粉砕機(ターボ工業社製)で粗粉粉砕し、さらに、コアンダ効果を利用した気流分級機で微粉分級処理を行って、体積基準メディアン径が8.0μmの黒色粒子を作製した。
Styrene acrylic resin (weight average molecular weight 20,000) 100 parts by mass Carbon black (average primary particle size 25 nm) 10 parts by mass The above mixture is kneaded with a twin-screw extrusion kneader, then coarsely pulverized with a hammer mill, and then turbo milled. Coarse powder was pulverized by a machine (manufactured by Turbo Kogyo Co., Ltd.), and further finely classified by an airflow classifier utilizing the Coanda effect, to produce black particles having a volume-based median diameter of 8.0 μm.
次に、上記黒色粒子にアミノシランカップリング剤処理を施したシリカ微粒子(平均一次粒径50nm)0.6質量部を添加し、バイブリダイザー(奈良機械(株)製)を用い、その回転数を15,000rpmに設定し、10分間の処理を行った。引き続き、アミノシランカップリング剤処理を行った平均一次粒径が15nmのシリカ粒子を1.0質量部添加して、同様の処理を行うことにより「黒色粒子1」を作製した。 Next, 0.6 parts by mass of silica fine particles (average primary particle size 50 nm) treated with an aminosilane coupling agent is added to the above black particles, and the number of rotations is determined using a vibratoryzer (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.). Was set at 15,000 rpm and the treatment was performed for 10 minutes. Subsequently, 1.0 part by mass of silica particles having an average primary particle size of 15 nm subjected to the aminosilane coupling agent treatment was added, and the same treatment was performed to produce “Black Particles 1”.
1−2.「画像表示装置筐体1〜4」の作製
(1)「画像表示装置筐体1」の作製
長さ100mm、幅140mm、厚さ0.7mmのガラス基体を2枚用意し、各基体面上には、厚さ300nmのインジウム・スズ酸化物(ITO)被膜からなる電極を蒸着法により形成した。次に、上記電極を複数の電極から構成されるものにするため、幅80μm四方の電極が20μm間隔で配列した構造のものになる様、公知の方法で電極を分割処理した。さらに、2枚のうち視認側ではない位置に用いる1枚のガラス基体に対しては、フォトレジスト法により基体端部のみに沿って幅80μm、高さ50μmの隔壁を形成し、画像表示面内に隔壁を有さないものにした。
1-2. Production of “image display device housings 1 to 4” (1) Production of “image display device housing 1” Two glass substrates each having a length of 100 mm, a width of 140 mm, and a thickness of 0.7 mm were prepared on each substrate surface. For this, an electrode made of an indium tin oxide (ITO) film having a thickness of 300 nm was formed by a vapor deposition method. Next, in order to make the said electrode comprised from a some electrode, the electrode was divided | segmented by the well-known method so that it might become a thing of the structure where the 80-micrometer-wide electrode was arranged with a 20 micrometer space | interval. Further, for one glass substrate used at a position not on the viewing side of the two substrates, a partition wall having a width of 80 μm and a height of 50 μm is formed only along the edge of the substrate by a photoresist method, and the image display surface The one without a partition was used.
この様に形成した複数の電極上に、粘度平均分子量30,000の下記構造のポリカーボネート樹脂12質量部をテトラヒドロフランとトルエンの混合溶媒(体積比=テトラヒドロフラン80:トルエン20)に溶解させてなる塗布液を、スピンコート法により塗布して絶縁層1を形成した。なお、絶縁層の形成は、乾燥時の膜厚が3μmになる様に塗布を行い、また、前記塗布液は、粘度平均分子量が100,000のジメチルシリコーン樹脂を100ppm含有させる様に調製した。 A coating solution prepared by dissolving 12 parts by mass of a polycarbonate resin having the following structure having a viscosity average molecular weight of 30,000 in a mixed solvent of tetrahydrofuran and toluene (volume ratio = tetrahydrofuran 80: toluene 20) on the plurality of electrodes thus formed. Was applied by spin coating to form an insulating layer 1. The insulating layer was formed so that the film thickness at the time of drying was 3 μm, and the coating solution was prepared so as to contain 100 ppm of dimethyl silicone resin having a viscosity average molecular weight of 100,000.
上記2枚のガラス基体上に以上の処理を施して、図2(b)に示す画像表示面内に隔壁が存在しない構造となる2枚セットの「画像表示装置筐体1」を作製した。 The above-described processing was performed on the two glass substrates to produce a two-image set “image display device housing 1” having a structure in which no partition wall exists in the image display surface shown in FIG.
(2)「画像表示装置筐体2」の作製
「画像表示装置筐体1」の作製で使用したガラス基体よりも大きめの2枚のガラス基体(長さ150mm、幅220mm、厚さ0.7mm)を用意し、各基体面上に厚さ300nmのインジウム・スズ酸化物(ITO)被膜からなる電極を蒸着法により形成した。
(2) Production of “image display device housing 2” Two glass substrates larger than the glass substrate used in production of “image display device housing 1” (
次に、前記電極を幅80μm四方の電極が20μm間隔で配列した構造になる様に公知の方法で電極を分割処理した。次に、2枚のうち視認側ではない位置に用いる1枚のガラス基体に対しては、フォトレジスト法により基体端部に沿って幅80μm、高さ50μmの隔壁を形成するとともに、画像表示面内にも原則16個の電極を1単位にしてそのまわりに幅20μm、高さ50μmの隔壁を形成した。この様にして、図2(a)に示す画像表示面内に複数の電極を囲んだ隔壁を有する構造となる2枚セットの「画像表示装置筐体2」を作製した。 Next, the electrodes were divided by a known method so that electrodes having a width of 80 μm square were arranged at intervals of 20 μm. Next, for one glass substrate used at a position not on the viewing side of the two substrates, a partition wall having a width of 80 μm and a height of 50 μm is formed along the edge of the substrate by a photoresist method. Inside, in principle, 16 electrodes were taken as one unit, and a partition wall having a width of 20 μm and a height of 50 μm was formed around it. In this way, a two-sheet “image display device housing 2” having a structure having a partition wall surrounding a plurality of electrodes in the image display surface shown in FIG.
(3)「画像表示装置筐体3」の作製
前記「画像表示装置筐体2」の作製で用いたものと同寸法の2枚のガラス基体上に蒸着法により前記電極を形成後、幅80μm四方の電極が20μm間隔で配列した構造になる様に公知の方法で電極を分割処理した。次に、2枚のうち視認側ではない位置に用いる1枚のガラス基体に対しては、フォトレジスト法により基体端部に沿って幅80μmの隔壁を形成してセルを設けるとともに、分割処理により形成した80μm四方の全ての電極の周囲に幅20μm、高さ50μmの隔壁を形成した。この様にして、図3に示す全ての電極の周りにも隔壁を配置した構造となる2枚セットの「画像表示装置筐体3」を作製した。
(3) Production of “image display device housing 3” After the electrodes are formed by vapor deposition on two glass substrates having the same dimensions as those used in the production of “image display device housing 2”, the width is 80 μm. The electrodes were divided by a known method so that the four electrodes were arranged at intervals of 20 μm. Next, for one glass substrate used at a position not on the viewing side of the two substrates, a partition is formed by forming a partition wall having a width of 80 μm along the edge of the substrate by a photoresist method, and by dividing processing. A partition wall having a width of 20 μm and a height of 50 μm was formed around all the 80 μm square electrodes formed. In this way, a two-sheet “image display device housing 3” having a structure in which partition walls are also arranged around all the electrodes shown in FIG. 3 was produced.
(4)「画像表示装置筐体4」の作製
前記「画像表示装置筐体3」の作製において、幅60μm四方の電極が40μm間隔で配列した構造になる様に公知の方法で電極を分割処理するとともに、2枚のうち視認側ではない位置に用いる1枚のガラス基体に対しては、形成した60μm四方の各電極の周囲に幅40μm、高さ50μmの隔壁を形成した。その他は同様の手順で図3に示す全ての電極の周りに隔壁を配置した構造となる2枚セットの「画像表示装置筐体4」を作製した。
(4) Production of “image display device housing 4” In the production of “image display device housing 3”, the electrodes are divided by a known method so that electrodes having a width of 60 μm are arranged at intervals of 40 μm. In addition, for one glass substrate used in a position not on the viewing side of the two sheets, a partition wall having a width of 40 μm and a height of 50 μm was formed around each formed 60 μm square electrode. Other than that, the “image display device housing 4” in a set of two sheets having a structure in which partition walls are arranged around all the electrodes shown in FIG.
1−3.「画像表示装置1〜4」の作製
前述の「白色粒子1」と「黒色粒子1」のそれぞれを、振とう器で30分間撹拌して、「白色粒子1」と「黒色粒子1」を予め摩擦帯電させ、白色粒子は正帯電させ、黒色粒子は負帯電させておいた。
1-3. Production of “image display devices 1 to 4” Each of the above-mentioned “white particles 1” and “black particles 1” is stirred for 30 minutes with a shaker, and “white particles 1” and “black particles 1” are previously prepared. Frictionally charged, white particles were positively charged and black particles were negatively charged.
前記「画像表示装置筐体1〜4」に「白色粒子1」と「黒色粒子1」の混合物を白色粒子の占有体積が15%、黒色粒子の占有体積が15%となる様に充填した後、2枚の筐体を隔壁に沿って向かい合わせに市販の接着剤を用いて貼り合わせた。この様にして「画像表示装置1〜4」を作製した。これらの中でも形成された80μm四方の全ての電極の周囲に幅20μmの隔壁を形成した「画像表示装置3」は同寸法の「画像表示装置2、4」に比べて貼り合わせ作業に手間を要した。具体的には、隔壁に沿って接着剤を配する際、接着剤が隔壁から電極に向かって流れない様に接着剤を配さなくてはならなかったので手間を要した。 After filling the “image display device casings 1 to 4” with a mixture of “white particles 1” and “black particles 1” so that the occupied volume of white particles is 15% and the occupied volume of black particles is 15%. Two casings were bonded together using a commercially available adhesive so as to face each other along the partition wall. In this manner, “image display devices 1 to 4” were produced. Among these, the “image display device 3” in which a partition wall having a width of 20 μm is formed around all the 80 μm square electrodes formed, requires more labor than the “image display devices 2 and 4” of the same size. did. Specifically, when arranging the adhesive along the partition wall, it was necessary to arrange the adhesive so that the adhesive did not flow from the partition wall toward the electrode.
また、2枚のガラス基体を貼り合わせる際、幅20μm、高さ50μmの隔壁を形成した視認側ではない基体上の多数の隔壁と、隔壁を形成していない視認側の基体に形成した多数の電極の位置を全て揃えることができなかった。その結果、一部のセルではセルの位置と基体上に設けた電極の位置にずれが生じて、セルと電極の位相が揃っていない部分が生まれた。なお、「画像表示装置1〜4」は何れも同じ数の電極対を有するものであるが、「画像表示装置1〜4」のうち、画像表示面内に隔壁が存在しない「画像表示装置1」は他の「画像表示装置2〜4」に比べて小型のものになっている。 Further, when the two glass substrates are bonded, a large number of partition walls on the non-viewing substrate on which a partition wall having a width of 20 μm and a height of 50 μm is formed, and a large number of partition walls formed on the viewing side substrate on which the partition walls are not formed. All the electrode positions could not be aligned. As a result, in some cells, the position of the cell and the position of the electrode provided on the substrate were shifted, and a portion where the phase of the cell and the electrode was not aligned was born. The “image display devices 1 to 4” all have the same number of electrode pairs, but among the “image display devices 1 to 4”, the “image display device 1” has no partition wall in the image display surface. "Is smaller than the other" image display devices 2 to 4 ".
2.評価実験
上記手順により作製した「画像表示装置1、2」を「実施例1、2」、「画像表示装置3、4」を「比較例1、2」とした。
2. Evaluation Experiment The “image display apparatuses 1 and 2” produced by the above procedure were referred to as “Examples 1 and 2,” and the “image display apparatuses 3 and 4” were referred to as “Comparative Examples 1 and 2.”
各画像表示装置に対して以下の手順で直流電圧を印加し、電圧印加により得られる画像表示装置の反射濃度を測定することにより、表示特性を評価した。なお、電圧印加は、以下の手順で行い、印加電圧を0Vからプラス側に変化させた後、続いてマイナス側に変化させ、再び0Vに戻る経路のヒステリシス曲線を描く様に電圧を印加した。すなわち、
(1)0Vから+100Vまで20V間隔で電圧変化させながら印加を行う。
(2)+100Vから−100Vまで20V間隔で電圧を変化させながら印加を行う。
(3)−100Vより0Vまで20V間隔で電圧を変化させながら印加を行う。
Display characteristics were evaluated by applying a DC voltage to each image display device according to the following procedure and measuring the reflection density of the image display device obtained by the voltage application. The voltage application was performed according to the following procedure. The applied voltage was changed from 0V to the plus side, then changed to the minus side, and the voltage was applied so as to draw a hysteresis curve of a path returning to 0V again. That is,
(1) Application is performed while changing the voltage from 0V to + 100V at intervals of 20V.
(2) Application is performed while changing the voltage from + 100V to −100V at intervals of 20V.
(3) Application is performed while changing the voltage from −100V to 0V at intervals of 20V.
上記手順で各画像表示装置に直流電圧を印加したところ、白表示の状態で視認側の基体上に設けた電極にプラスの電圧を印加した時に、表示が白から黒に変化することが確認された。なお、評価にあたっては視認側の基体上に設けた全ての電極を1つに結線し、視認側でない基体上に設けた全ての電極を1つに結線して、その結果できた2本の結線端子に電圧を印加して行った。 When a DC voltage was applied to each image display device according to the above procedure, it was confirmed that the display changes from white to black when a positive voltage is applied to the electrode provided on the substrate on the viewing side in the white display state. It was. In the evaluation, all the electrodes provided on the substrate on the viewing side are connected to one, all the electrodes provided on the substrate on the non-viewing side are connected to one, and the two connections obtained as a result A voltage was applied to the terminals.
評価は、表示特性として黒色濃度、白色濃度、コントラストを測定するとともに、表示ムラの発生を目視で評価した。ここで、黒色濃度は画像表示装置の視認方向電極に+100Vの電圧を印加した時に得られる表示面の反射濃度であり、白色濃度は上記のヒステリシス曲線により−100Vの電圧印加を行った時に得られる表示面の反射濃度を示すものである。 In the evaluation, black density, white density, and contrast were measured as display characteristics, and occurrence of display unevenness was visually evaluated. Here, the black density is the reflection density of the display surface obtained when a voltage of +100 V is applied to the viewing direction electrode of the image display device, and the white density is obtained when a voltage of −100 V is applied by the above hysteresis curve. It shows the reflection density of the display surface.
また、コントラストは上記(1)で得られた黒色濃度と(2)で得られた白色濃度の差、すなわち、
コントラスト=((1)で得られた黒色濃度)−((2)で得られた白色濃度)
で定義するものである。
The contrast is the difference between the black density obtained in (1) and the white density obtained in (2), that is,
Contrast = (black density obtained in (1)) − (white density obtained in (2))
Is defined in
前述の各濃度は、反射濃度計「RD−918(マクベス社製)」を用いて、表示面上の5カ所をランダムに測定して、その平均値とした。そして、白色濃度は0.55以下、黒色濃度は1.25以上、コントラストは0.70以上を合格とした。 Each density mentioned above was measured at five locations on the display surface at random using a reflection densitometer “RD-918 (manufactured by Macbeth Co.)”, and the average value was obtained. The white density was 0.55 or less, the black density was 1.25 or more, and the contrast was 0.70 or more.
以上の結果を表1に示す。 The results are shown in Table 1.
表1に示す様に、本発明に該当する「実施例1、2」の画像表示装置は、いずれも黒色濃度1.25以上、白色濃度0.50以下、コントラスト0.70以上の値を有し、本発明で規定する合格値をクリアする結果になった。一方、本発明外に該当する比較例1と2の画像表示装置は、白色濃度、黒色濃度とも低い値となり画像表示部に隔壁が多数存在することによる画質低下が表れるものになった。とりわけ、比較例1では2枚の基体を貼り合わせる際に基体間で電極及び隔壁の位置ずれが生じて画像上にムラが見られるものになった。 As shown in Table 1, all of the image display devices of “Examples 1 and 2” corresponding to the present invention have values of black density 1.25 or more, white density 0.50 or less, and contrast 0.70 or more. As a result, the passing value specified in the present invention was cleared. On the other hand, in the image display devices of Comparative Examples 1 and 2 that fall outside the present invention, both the white density and the black density become low values, and the image quality deteriorates due to the presence of many partition walls in the image display unit. In particular, in Comparative Example 1, when two substrates were bonded together, the electrodes and the partition walls were displaced between the substrates, and unevenness was observed on the image.
この様に、「実施例1、2」は「比較例1、2」よりもはるかに優れた表示特性が得られる結果になった。以上の結果から、本発明の構成により、良好な画像濃度とコントラストを有する画像表示装置が得られることが確認された。また、本発明の構成により、画像表示装置の作製時の手間を低減させることができることも確認された。 As described above, “Examples 1 and 2” obtained display characteristics far superior to “Comparative Examples 1 and 2”. From the above results, it was confirmed that an image display device having good image density and contrast can be obtained by the configuration of the present invention. It has also been confirmed that the configuration of the present invention can reduce the trouble of manufacturing the image display device.
1 画像表示装置
11、12 基体
15 電極対
15a、15b 電極
16 絶縁層
17(17a、17b) 隔壁
18 空間
18a 画像表示面
2 粒子
21 黒色粒子
22 白色粒子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記画像表示装置は、
前記空間に電圧を印加するための複数対の電極が、前記2枚の基体に沿って配置され、かつ、
前記2枚の基体を接合する隔壁が、少なくとも前記基体の端部に沿って配置されているものであることを特徴とする画像表示装置。 An image display device comprising particles in a space formed by facing two substrates, at least one of which is transparent,
The image display device includes:
A plurality of pairs of electrodes for applying a voltage to the space are disposed along the two substrates, and
An image display device, wherein a partition wall for joining the two substrates is disposed at least along an end of the substrate.
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- 2008-10-10 JP JP2008263622A patent/JP2010091908A/en active Pending
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