JP2011215551A - マイクロカプセル型電気泳動表示装置の前面板 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルム支持体がマイクロカプセル層に対する剥離シートとしても機能することにより、カラーフィルタ等といったマイクロカプセル層を貼り合わせる対象に対して、接着層を介することなく張り合わせることが可能な前面板を提供するものである。
【解決手段】マイクロカプセル型電気泳動表示装置において、フィルム支持体の一方の面に、マイクロカプセル層と、接着剤層と、剥離シートの順に積層されており、マイクロカプセル層が、正に帯電した白色粒子と、負に帯電した着色粒子と、透明な液体分散媒と、マイクロカプセル同士の間隙を繋いで単独のフィルムを形成するに充分な量のバインダから構成され、且つ、マイクロカプセル層に含まれるバインダが接着性機能を有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の前面板である。
【選択図】図１

Description

本発明は、連続して走行するフィルム支持体上に粒子分散した表示パネルの表示部層等を形成する技術、取分け該粒子がこれを重ねることなく単一層に形成することが要求される、電気泳動粒子を封入したマイクロカプセルである表示パネルの作製に有効な技術に関するものである。

マイクロカプセル型電気泳動表示装置は、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方式等による電極およびその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駆動方式等のディスプレイパネルとなる表示装置である。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。

この様な製造方法においては塗布して形成されたマイクロカプセル層と共に、該マイクロカプセルを塗布したフィルム支持体も表示パネルの一部となる事が通常想定される。上記のマイクロカプセル型電気泳動表示装置はマイクロカプセル層の両面が電極によって挟まれる必要があり、上記の様にその一方はアクティブマトリクス等の方式の駆動回路と組み合わされた電極となるが、もう一方の、すなわち表示面側の電極は面内に一様に導電性が分布していれば良い。従って表示パネルの一部となるフィルム支持体はその表面に一様に透明電極が分布した構成となる。

こうした電気泳動表示装置をカラー化するための方法の１つとして、２種の着色微粒子を白色と黒色とし、これにカラーフィルタを使用して白色に色を乗せる事で加色法により実現させるというものがある。しかし上記の方法で製造した物にカラーフィルタを適用する場合、カラーフィルタをマイクロカプセル層に接して設置する事はできず、フィルム支持体を介して設置せざるを得ない。この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を介する事で両者の間にフィルム支持体の厚みに相当するギャップにより視差が生ずる結果、視野角は狭くなる。

これを避けるためにはマイクロカプセル層を、フィルム支持体を介さずにカラーフィルタに直接形成する必要がある。これにはカラーフィルタ上にマイクロカプセルを塗布する方法が考えられるが、この方法では上記の若きフィルム支持体に対する様に連続的に塗布によるマイクロカプセル層の形成は不可能である。

また、カラーフィルタが形成された部分にのみマイクロカプセル層を形成する必要があることから、連続して走行するフィルム支持体上にマイクロカプセル層を形成する技術とは別の、必要な部分にのみマイクロカプセルを塗布する技術が必要となる。

ここで、フィルム支持体と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マイクロカプセル層とを剥離などにより分離させて使用することが可能となれば、マイクロカプセル層を形成後にフィルム支持体を除去したものをカラーフィルタに適用することで視差の問題および連続的な塗布が不可能である問題は解決される。

しかしながら、フィルム支持体を剥離して支持を失ったマイクロカプセル層をフィルムとして取り扱う事は困難であるため、フィルム支持体を剥離してなおマイクロカプセル層を支持し得て、かつ駆動電極との接着層を備えるため、フィルム支持体上のマイクロカプセル層の上に接着剤層が形成され、更にその上に剥離シート層を形成した構造をとった、マイクロカプセル型電気泳動表示装置の前面板となっていることが望ましい。

この様なマイクロカプセルを挟む両面に剥離層が存在する構造はこれまでにも提案がなされており、例えば特許文献１ではマイクロカプセルを挟む両面に接着剤層を備え、これらそれぞれに剥離フィルムが載ったものが提案されている。

しかしこの様な構造を持ったものをカラーフィルタへ適用する場合、カラーフィルタとマイクロカプセル層との間に接着剤層が存在することにより先述のとおりその視野角が狭窄される。また、マイクロカプセルをフィルム支持体上ではなく接着剤層上へ形成する必要があり、フィルム支持体に対して形成するよりも技術的な困難さが増大する。

特表２００５−５３７５１９号公報

従って、マイクロカプセル型電気泳動式表示装置の前面板におけるマイクロカプセル層が形成されたフィルム支持体において、該フィルム支持体がマイクロカプセル層に対する剥離シートとしても機能することにより、カラーフィルタ等といったマイクロカプセル層を貼り合わせる対象に対して、接着層を介することなく張り合わせることが可能な前面板の開発が望まれる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、請求項１に記載の発明は、マイクロカプセル型電気泳動表示パネルにおいて、フィルム支持体の一方の面に、マイクロカプセル層と、接着剤層と、剥離シートの順に積層され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装置の前面板である。

また、請求項２に記載の発明は、前記マイクロカプセル層は、正に帯電した白色粒子と、負に帯電した着色粒子と、透明な液体分散媒と、マイクロカプセル同士の間隙を繋いで単独のフィルムを形成するに充分な量のバインダから構成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロカプセル型電気泳動表示装置の前面板である。

また、請求項３に記載の発明は、前記マイクロカプセル層に含まれるバインダが、接着性機能を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロカプセル型電気泳動表示装置の前面板である。

以下に詳述する以上の本発明の前面板は、マイクロカプセル層を形成したフィルム支持体がまた剥離シートになることで、マイクロカプセル層を任意の箇所および面積で接着剤層を介さずに形成する事を可能ならしめ、よってマイクロカプセル型電気泳動表示装置のカラー化への可能性をもたらす。

本発明の一実施形態であるマイクロカプセル型電気泳動表示装置の前面板の模式図である。

以下に本発明の形態について、図を交えて説明する。

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模式的にその断面を示した図である。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２種の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たものではない。

マイクロカプセルの平均粒径は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寄るが、３０％〜４５％が好適である。

マイクロカプセル塗工液の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、連続的に走行するフィルム支持体７へ塗工する工程においては該支持体７に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おいて、その表面に離型性を高める処理を施さずにその平滑性を以って離型せしめる場合にはフィルム支持体塗工面側の表面のタック性が、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。

上記材料などからなるフィルム支持体７へマイクロカプセル塗工液を塗布して形成したマイクロカプセル層１０に対して、剥離シート９に対してダイコート、バーコート、ロールコートスクリーン印刷などの方法により形成された接着剤層８をラミネート工法などにより積層することでマイクロカプセル型電気泳動表示装置の前面板を得る。以下、本発明について具体的な形態を説明する。

まず、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（カーボンブラック粉末）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５５μｍ、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７５μｍ、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層を形成した。

また、別工程において、離型処理の施された厚み１２５μｍのＰＥＴフィルムの剥離シートの一方の面に対してポリエステル−ウレタン系の接着剤を塗布し、接着剤層を形成させた。

その後、前記マイクロカプセル層を形成したフィルム支持体と、前記接着剤層を形成した剥離シートをラミネート工法によりロール温度１１０℃にて積層することにより、マイクロカプセル型電気泳動表示装置の前面板を得た。

次に、前記前面板を１５ｃｍ×１５ｃｍのシート状に断裁し、マイクロカプセル層を形成したＰＥＴフィルム支持体の前面板からの剥離を試みた。この際のマイクロカプセル層とＰＥＴフィルム支持体との剥離強度を測定したところ凡そ０．３Ｎ／ｃｍであり、マイクロカプセルを破損することなく剥離することが可能であった。

また、マイクロカプセル層の反対側にあるポリエステル−ウレタン系接着剤層とその剥離シート間の剥離強度を先述の剥離強度より強くなる様に調整する事で、当該剥離シートが接着剤層から剥離することなくＰＥＴフィルム支持体を剥離することが可能であった。

更にこの１５ｃｍ×１５ｃｍのＰＥＴフィルム支持体を剥離した前面板を、ガラス基板上に形成したカラーフィルタ上にラミネート工法にてロール温度９０℃で積層した。その結果マイクロカプセル層はカラーフィルタに対して密着し、その剥離強度は凡そ１Ｎ／ｃｍとなり前面板として十全に機能する水準に達した。

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、マイクロカプセルは問題無く駆動し、本発明のマイクロカプセル型電気泳動表示装置の前面板はその機能を充分果たし得る結果を得た。また温度５０℃、相対湿度５０％の環境下の連続的に駆動させた試験において１０日間にわたりコントラスト比が８以上に保たれる結果が得られた。

本発明の実施の形態にあってはカラーフィルタを使用したが、カラーフィルタ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型電気泳動表示装置の前面板はその他のパネルおよびフィルム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 ・・・透明分散媒
５ ・・・着色粒子
６ ・・・バインダ
７ ・・・フィルム支持体
８ ・・・接着剤層
９ ・・・剥離シート
１０・・・マイクロカプセル層

Claims (3)

1. マイクロカプセル型電気泳動表示パネルにおいて、
   フィルム支持体の一方の面に、マイクロカプセル層と、接着剤層と、剥離シートの順に積層され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装置の前面板。
2. 前記マイクロカプセル層は、正に帯電した白色粒子と、負に帯電した着色粒子と、透明な液体分散媒と、マイクロカプセル同士の間隙を繋いで単独のフィルムを形成するに充分な量のバインダから構成されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロカプセル型電気泳動表示装置の前面板。
3. 前記マイクロカプセル層に含まれるバインダが、接着性機能を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロカプセル型電気泳動表示装置の前面板。

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