JP2011075812A - マイクロカプセルフィルムとその製造方法、及びこれを用いたマイクロカプセル型電気泳動表示パネルとマイクロカプセル型電気泳動表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロカプセル型電気泳動表示パネルのマイクロカプセル層を塗布する場合にフィルム支持体への離型処理を必要とせず、マイクロカプセル層があるフィルム状の物をカラーフィルタ等と貼り合わせる場合に接着層も必要としないマイクロカプセルフィルムとその製造方法、これを用いたマイクロカプセル型電気泳動による表示パネルおよび表示装置を提供する。
【解決手段】正帯電の第一の色と、負帯電の第二の色の各電気泳動粒子を液体分散媒中に封入したマイクロカプセルが分散されたマイクロカプセルフィルムであり、マイクロカプセルが分散された層自体がフィルム状をなす為に、充分な量のバインダを含む。連続搬送される長尺状のフィルム支持体上に、マイクロカプセル含有塗液を塗布しマイクロカプセル分散層を設けてたうえ層を剥離し形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、長尺状をなしており連続して搬送させるフィルム支持体上に所定の粒子をバインダ中に分散させた塗液を塗布する塗布技術に関し、特には、その粒子が２層以上に重ならず単一層になるように形成することが求められる技術に関わる。その粒子の代表例は電気泳動粒子をマイクロカプセル中に封入したマイクロカプセルであり、そのマイクロカプセルを使用するマイクロカプセル型電気泳動表示装置の表示パネルの表示部の層を形成するうえで有効なマイクロカプセルフィルムとその製造方法、及びこれを用いた表示パネルと表示装置に関する。

近年、表示装置に対して可撓性を持たせる事が重要視されつつある。それ自身を曲げることが可能である様な、製品全ての素材が可撓性を持つものも、曲面を持つ不撓性な部品に対して設置された曲面表示装置の様に、一部が可撓性を持つが故に実現可能なものもある。前者の場合は勿論、後者の場合でも不撓な材料は一部に限られ、表示装置の主要な表示部は可撓である必要がある。

この点において、マイクロカプセル型電気泳動式表示装置は高い可能性を秘めた方式である。該方式なる表示装置は、正に帯電する第一の色（例えば白色）の微粒子と負に帯電する第二の色（例えば黒色）の微粒子とを液体分散媒中に分散させた分散系を封入した平均粒径がおよそ数十μｍのマイクロカプセルを作製し、アクティブマトリクス駆動用の電極および駆動回路を組み合わせることにより、アクティブマトリクスディスプレイパネルとする方式である。
この方式においてマイクロカプセルは例えばマイクロカプセルを液体バインダ中に分散させたマイクロカプセルインキの調整などをすることで、連続して走行するフィルム支持体上に塗布することが可能であるため、可撓性を持つ表示装置を作製する事に適している。

しかしこの製造方式によって可撓性を持たせるためには被塗布材料であるフィルム支持体自身も表示装置部材の一部として組み込む必要がある。即ちフィルムとその上に塗布されたマイクロカプセルという層構成を持つ１つの部材として扱う必要があるため、用途により様々な問題が生じ得る。

例えば、カラーフィルタと合わせる事によりこの種のマイクロカプセル型電気泳動式表示装置のカラー化を試みる場合、カラーフィルタとマイクロカプセルとの間にフィルム支持体が存在する事によって両者の間にフィルム厚に相当するギャップが生ずる為に、視野角が狭くなる。これを避けるためにはマイクロカプセルをカラーフィルタに直接塗布する方法があるが、この方法ではフィルム支持体に対する様に連続的に塗布する事はできず、また曲面に塗布する事も困難である。

あるいは連続して走行するフィルム支持体に安定して塗布する為には該フィルム支持体にある一定以上の厚みが必要となるが、この厚みが表示装置全体の厚みの一部となる為表示装置の薄型化への障碍ともなる。

この様な問題を解決するにはフィルム支持体と塗布層（マイクロカプセル層）とを合わせた構成を１つの部材として扱う必要をなくする、即ちフィルム支持体と塗布層とを分離または剥離させて、塗布層即ちマイクロカプセルフィルムのみを利用するという方法が考えられる。

２つ以上の層構成を持つもの、特に塗布層を含むものを分離または剥離（以後、両者の意を合わせて剥離と表現する）する方法はこれまでにも数多く提案されているが、これらは例えば特許文献１のごとく、フィルム支持体が離型性を有する様離型性材料を塗布するなどの処理を行なっていたり、特許文献２のごとく離型フィルムを予め施したりするなど、剥離するための特別な工程が設けられており、効率の低いものとなる。あるいは特許文献３のごとく塗工装置に処理が施してある為に特別な工程を必要としないものでも、それが故にフィルム支持体と共に扱う事が不可能である為、塗布層自身が粘着性を持つ場合には扱う事が出来ない。

また、剥離した層を別の部材へと貼り合わせるという点にあっても、通常は剥離した層と被貼合部材との間に接着層を介する。しかし上記のマイクロカプセル型電気泳動式表示装置におけるマイクロカプセルフィルムとカラーフィルタ間において、この様に何らかの層を介する事は前述の理由によって視野角の狭窄を意味するため、できる限り避ける事が望ましい。

特開２００８−８０６１７号公報 特開２００８−３４５１２号公報 特開２００８−６５０５６号公報

本発明は前記従来の技術の問題点に鑑みてなされたものであり、マイクロカプセル型電気泳動表示パネルに使用するマイクロカプセル層を塗布により形成するような場合に、フィルム支持体に対して離型のための処理を必要としないこと、又は、マイクロカプセル層がありフィルム状をなす物をカラーフィルタ等と貼り合わせる必要がある場合に、接着層を介することなく貼り合わせることに有効な、マイクロカプセルフィルムとその製造方法、及びこれを用いたマイクロカプセル型電気泳動表示パネルとマイクロカプセル型電気泳動表示装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、正に帯電した第一の色の電気泳動粒子と、負に帯電した第二の色の電気泳動粒子とを、液体分散媒中に封入したマイクロカプセルが分散されたマイクロカプセルフィルムであって、
フィルム状の支持体を別に有することなく、該マイクロカプセルが分散された層自体が支持体を兼ねたフィルム状をなしており、
マイクロカプセル同士の間隙を繋ぎ留めフィルム状を維持するのに充分な量のバインダを含んでいること、
を特徴とするマイクロカプセルフィルムである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のマイクロカプセルフィルムを製造する方法であって、
連続的に搬送される長尺状のフィルム支持体上に、マイクロカプセルを含有する塗液を塗布しマイクロカプセル分散層を設けた後に、該マイクロカプセル分散層を剥離することにより、該マイクロカプセルフィルムを形成すること、
を特徴とするマイクロカプセルフィルムの製造方法である。

また、請求項３に記載の発明は、前記連続的に搬送される長尺状のフィルム支持体が、少なくとも、その塗工面側に離型のための処理が施されていないこと、
を特徴とする請求項２に記載のマイクロカプセルフィルムの製造方法である。

また、請求項４に記載の発明は、正に帯電した第一の色の電気泳動粒子と、負に帯電した第二の色の電気泳動粒子とが液体分散媒中に封入されたマイクロカプセルを使用するマイクロカプセル型電気泳動表示パネルであって、
マイクロカプセル層に、請求項１に記載のマイクロカプセルフィルムを使用していること、
を特徴とするマイクロカプセル型電気泳動表示パネルである。

また、請求項５に記載の発明は、前記マイクロカプセルフィルムの中のバインダがウレタン系樹脂であること、
を特徴とする請求項４に記載のマイクロカプセル型電気泳動表示パネルである。

また、請求項６に記載の発明は、請求項４又は５のいずれかに記載のマイクロカプセル型電気泳動表示パネルを使用し、画像表示の為のドライバを備えたこと、
を特徴とするマイクロカプセル型電気泳動表示装置である。

本発明によると、マイクロカプセルを含有する塗液を塗布することによって形成したマイクロカプセルを剥離してフィルム化する事により、マイクロカプセル型電気泳動表示パネル、更には同表示装置に、高い可撓性能を持たせ、また薄型化およびカラー化への可能性をもたらすものとなる。
つまり、マイクロカプセル型電気泳動表示技術への応用を鑑みた場合、今後たいへんに役立つものとなる。

本発明のマイクロカプセルフィルムの一例について模式的に示した説明図。 本発明のマイクロカプセルフィルムの一例をフィルム支持体上に形成した様子を模式的に示す説明図。

図１は本発明によるマイクロカプセルフィルムの構成について、その断面を模式的に示したものである。マイクロカプセル１はその殻２に白色粒子３と着色粒子４とを分散させた分散媒４を内包しており、その無数のマイクロカプセル間をバインダ６が埋めて繋ぐ事によりマイクロカプセル同士がフィルム状に連なったマイクロカプセルフィルムを構成する。
前述の様にこの図は模式図であり、マイクロカプセルのサイズはこの図の様に必ずしも均一ではなくまた真球を呈しているものでもなく、マイクロカプセルと白色または着色粒子のサイズの比あるいは殻の厚さについても実際のそれを反映させて描いたものではない。

マイクロカプセルの平均粒径は約２０〜６０μｍが好適であり、篩い分け、比重分離法などの任意の方法により精製することができる。

着色粒子は、無機炭素等の無機顔料のほか、ガラスあるいは樹脂等の微粉末、さらにはこれらの複合体などを使用できる。

白色粒子としては、公知の酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛等の白色無機顔料、酢酸ビニルエマルジョンなどの有機化合物、さらにはこれらの複合体などを使用できる。

なお、着色粒子および白色粒子は必要に応じて、粒子の表面を種々の界面活性剤、分散剤、有機および無機化合物、金属等を用いて処理することで所望の表面電化を付与することができるのみならず、分散媒中での異種粒子間の凝集を防ぐ分散安定性を向上させることができる。

透明分散媒４には、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環式炭化水素、ハロゲン化炭化水素、各種エステル類、アルコール系溶媒、またはその他の脂等を単独または適宜混合した溶媒を用いることができ、これを混合コアセルベーション法等の相分離法、界面重合法、ｉｎ−ｓｉｔｕ法、溶解分散冷却法などの、公知の方法を用いて製造するマイクロカプセルに封入する。マイクロカプセル殻は例えばメタクリル酸樹脂、尿素樹脂、アラビアゴム等である。

マイクロカプセルは水を主成分とする分散液中に分散され、これにポリ乳酸、フェノール樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などの誘電体樹脂からなるバインダ６を投入することでマイクロカプセルの塗工液が形成される。このマイクロカプセル塗工液における全体重量に対する固形分重量比は、マイクロカプセル塗工液の塗工方法にもよるが概ね３０％〜４５％が好適である。

図２はこのマイクロカプセル塗工液をフィルム支持体７上に塗布した状態の部材を模式的に示した図である。
塗工方法はダイコート、バーコート、ロールコート、スクリーン印刷など様々な方法を採り得るが、フィルム支持体７は塗工工程において曲げ加工がなされ得るため、曲げ加工に耐える程度の可撓性を有するものでなければならない。このような要求を満たすフィルム支持体７の具体的材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ)、ポリエチレン（ＰＥ)、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ＰＥＮ、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等の各種樹脂を挙げることが出来るが、これらに限定されるものではない。

また、上記材料などからなるフィルム支持体７はそのタック性を低くするため、塗工面側の表面は平滑である必要があり、ＪＩＳ規格ＪＩＳ−Ｂ０６０１による表面粗さにおいて１μｍ以下であることが望ましい。

まず、以下の様にしてマイクロカプセルを作製した。テトラクロロエチレン溶媒に、ポリエチレン樹脂で表面を被覆した平均粒径３μｍの酸化チタン粉末（白色粒子）と、アルキルトリメチルアンモニウムクロライドで表面処理した平均粒径４μｍのカーボンブラック粉末（黒色粒子）とが分散された分散液を作製した。

次いで、この分散液について、水にゼラチンとポリスチレンスルホン酸ナトリウムとを配合した水溶液と混合し、液温を４０℃に調整した後、液温を保ちながら、ホモジナイザーにより攪拌し、Ｏ／Ｗエマルジョンを得た。

次に、得られたＯ／Ｗエマルジョンと、４０℃に調製された水にアラビアゴムを配合した水溶液とを、ディスペンサーを用いて混合し、溶液の液温を４０℃に維持しつつ、酢酸を用いて溶液のｐＨを４に調整し、コアセルベーションによりマイクロカプセル壁を形成した。

更に、液温を５℃に低下させた後、３７重量％ホルマリン溶液を加えてマイクロカプセル壁を硬化させ、白色粒子（酸化チタン粒子）と黒色粒子（カーボンブラック粒子）が分散した分散液を封入したマイクロカプセルを得、篩い分けにより、平均粒径が約５５μｍ、粒径４５〜６５μｍの粒径の割合が７５％以上のマイクロカプセル群を得た。

次に、固形分４０重量％の純水に分散させたマイクロカプセルを、固形分４０重量％のウレタン系バインダ、界面活性剤、増粘剤と混合し、マイクロカプセル塗工液を作製した。

このマイクロカプセル塗工液を厚み１２５μｍ、塗工面の表面粗さが最大０．０３μｍのＰＥＴフィルム支持体に塗布し、塗布後６０℃で１０分間乾燥させ、ＰＥＴフィルム支持体上にマイクロカプセルフィルムを形成した。

次にこれを１５ｃｍ×１５ｃｍのシート状に切断し、マイクロカプセルフィルムをＰＥＴフィルム支持体から剥離した。この際のマイクロカプセルの剥離強度を測定したところ０．８Ｎ／ｃｍであり、マイクロカプセルフィルムは破れることなく剥離可能であった。

更にこの１５ｃｍ四方のマイクロカプセルフィルムをガラス基板上に形成したカラーフィルタ上に常温にてラミネートした。その結果、マイクロカプセルフィルムはカラーフィルタに対して密着し、その剥離強度は凡そ２Ｎ／ｃｍに達した所でマイクロカプセルフィルムが破れる結果となり、剥離することがなかった。

この様にして作製したカラーフィルタ上のマイクロカプセルフィルムに対してＴＦＴ基板をポリエステル−ウレタン系接着剤を介して５０Ｎ／ｃｍ^２の圧力でラミネートし、マイクロカプセル型電気泳動式表示装置を得た。

作製した表示装置を駆動させたところ、少なくとも７２時間の間問題無く駆動し、本発明のマイクロカプセルフィルムがその機能を充分果たし得るという結果を得た。

本実施例にあっては曲面の無い平らなカラーフィルタを使用したが、本実施例においてカラーフィルタが平らでなければならない原理的な制限が無い事は明らかであり、従って本発明なるマイクロカプセルフィルムは曲面に対する応用も、可撓性を持つ部材への応用も可能である。

１・・・マイクロカプセル
２・・・マイクロカプセル殻
３・・・白色粒子
４・・・マイクロカプセル内粒子の透明分散媒
５・・・着色粒子
６・・・バインダ
７・・・フィルム支持体

Claims (6)

1. 正に帯電した第一の色の電気泳動粒子と、負に帯電した第二の色の電気泳動粒子とを、液体分散媒中に封入したマイクロカプセルが分散されたマイクロカプセルフィルムであって、
   フィルム状の支持体を別に有することなく、該マイクロカプセルが分散された層自体が支持体を兼ねたフィルム状をなしており、
   マイクロカプセル同士の間隙を繋ぎ留めフィルム状を維持するのに充分な量のバインダを含んでいること、
   を特徴とするマイクロカプセルフィルム。
2. 請求項１に記載のマイクロカプセルフィルムを製造する方法であって、
   連続的に搬送される長尺状のフィルム支持体上に、マイクロカプセルを含有する塗液を塗布しマイクロカプセル分散層を設けた後に、該マイクロカプセル分散層を剥離することにより、該マイクロカプセルフィルムを形成すること、
   を特徴とするマイクロカプセルフィルムの製造方法。
3. 前記連続的に搬送される長尺状のフィルム支持体が、少なくとも、その塗工面側に離型のための処理が施されていないこと、
   を特徴とする請求項２に記載のマイクロカプセルフィルムの製造方法。
4. 正に帯電した第一の色の電気泳動粒子と、負に帯電した第二の色の電気泳動粒子とが液体分散媒中に封入されたマイクロカプセルを使用するマイクロカプセル型電気泳動表示パネルであって、
   マイクロカプセル層に、請求項１に記載のマイクロカプセルフィルムを使用していること、
   を特徴とするマイクロカプセル型電気泳動表示パネル。
5. 前記マイクロカプセルフィルムの中のバインダがウレタン系樹脂であること、
   を特徴とする請求項４に記載のマイクロカプセル型電気泳動表示パネル。
6. 請求項４又は５のいずれかに記載のマイクロカプセル型電気泳動表示パネルを使用し、画像表示の為のドライバを備えたこと、
   を特徴とするマイクロカプセル型電気泳動表示装置。

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