JP2012058717A - 表示媒体の製造方法、表示媒体、及び表示装置 - Google Patents

表示媒体の製造方法、表示媒体、及び表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】泳動粒子を移動させる電界を接着層が遮ることを抑制した表示媒体の製造方法の提供
【解決手段】間隙保持部材(区分部材24)の頂面に、粒子分散液25の分散媒22に対して不溶な接着成分と粒子分散液25の分散媒22に対して非相溶な溶媒とを含む接着剤30Aを塗布する工程と、第1基板(表面基板11)と間隙保持部材とで囲まれた領域に、泳動粒子21及び泳動粒子21を分散させる分散媒22を含む粒子分散液25を配置する工程と、第2基板(背面基板10)を間隙保持部材の頂面に塗布された接着剤30Aに接触させた後、接着剤30Aの溶媒を乾燥させて、第2基板と間隙保持部材の頂面とを接着成分により接着し、間隙保持部材を介して第1基板と第2基板とを貼り合せる工程であって、第2基板における第1基板に対向する面のうち粒子分散液25に対応する面に接着剤30Aの接着成分が存在しない状態で貼り合せる工程を有する表示媒体の製造方法
【選択図】図2

Description

本発明は、表示媒体の製造方法、表示媒体及び表示装置に関する。
表示媒体については、種々研究がなされている。
例えば、特許文献1には、ガスバリアを目的として、透湿度が0.5g/m・day以下の親水性高分子材料(ビニルアルコール)からなる透明フィルム層を有する。ガスバリアを目的として、透湿度が0.5g/m・day以下の親水性高分子材料(ビニルアルコール)からなる透明フィルム層を有するものが提案されている。
また、特許文献2には、水溶性高分子からなるマイクロカプセルの外殻が、10℃の水に不溶で、100℃の水に可溶であることが開示されている。
また、特許文献3には、泳動液を内包する第1の膜と、第1の膜を覆いかつ第1の膜の構成材料より疎水性の高い有機ポリマーで構成された第2の膜とを備えるマイクロカプセルについて開示されている。
また、特許文献4には、水溶性樹脂(ポリウレタン、ゼラチン、PVA)を用いてリブを形成し、結露などを利用してその一部を溶解し、開口を創って泳動液を充填することが開示されている。
また、特許文献5には、親水性(ゼラチン、アラビアゴム、ウレタン樹脂)で構成されたマイクロカプセルが重量分率で3000〜20000ppmの水分を含有することが開示されている。
また、特許文献6には、泳動液に非相溶なシーリング材を泳動液に懸濁させ、この泳動液をコートし、比重差によりシーリング材を上層に相分離した後、固化することが開示されている。
また、特許文献7には、隔壁の上部と接触するように配置されたロールと、該ロールに転写された粒子群又は粉流体を除去するために、隔壁の上部と接触しない部位に配置されたクリーナ部と、を備える表示媒体の製造装置について開示されている。
特開2003−202603号公報 特開2004−275914号公報 特開2006−323364号公報 特開2008−224769号公報 特許4377554号明細書 特許3680996号明細書 特開2005−250142号公報
本発明の課題は、第2基板における第1基板に貼り合せたときに対向する面全面に接着剤が塗布された場合に比べ、泳動粒子を移動させる電界を接着層が遮ることを抑制した表示媒体の製造方法を提供することである。
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項1に係る発明は、
基板間の間隙を保持するための間隙保持部材が凸状に設けられた第1基板を準備する工程と、
前記間隙保持部材の頂面に、粒子分散液の分散媒に対して不溶な接着成分と粒子分散液の分散媒に対して非相溶な溶媒とを含む接着剤を塗布する工程と、
前記第1基板と前記間隙保持部材とで囲まれた領域に、泳動粒子及び前記泳動粒子を分散させる分散媒を含む粒子分散液を配置する工程と、
第2基板を前記間隙保持部材の頂面に塗布された前記接着剤に接触させた後、前記接着剤の前記溶媒を乾燥させて、前記第2基板と前記間隙保持部材の頂面とを前記接着剤の前記接着成分により接着し、前記間隙保持部材を介して前記第1基板と前記第2基板とを貼り合せる工程であって、前記第2基板における前記第1基板に対向する面のうち前記粒子分散液に対応する面に前記接着剤の前記接着成分が存在しない状態で前記間隙保持部材を介して前記第1基板と前記第2基板とを貼り合せる工程と、
を有する表示媒体の製造方法。
請求項2に係る発明は、
前記第2基板が、気化した前記接着剤の前記溶媒を透過し、かつ気化した前記粒子分散液の前記分散媒を透過しない基板である請求項1に記載の表示媒体の製造方法。
請求項3に係る発明は、
前記第2基板が反応型ポリビニルアルコール又はメタノール含有ポリビニルアルコールを含んで構成された基板であり、前記接着剤が水溶性の接着剤である、請求項1又は2に記載の表示媒体の製造方法。
請求項4に係る発明は、
前記第2基板が、前記第1基板に貼り合せたときに対向する面に、前記接着剤の前記溶媒に対して不溶で、前記接着剤の前記溶媒に対する接触角が第2基板よりも小さい層を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の表示媒体の製造方法。
請求項5に係る発明は、
前記第2基板が、前記第1基板に貼り合せたときに対向する面とは反対側の面に、支持基板を有し、
前記第1基板と前記第2基板とを貼り合せた後に、前記支持基板を前記第2基板から剥がす請求項1〜4のいずれか1項に記載の表示媒体の製造方法。
請求項6に係る発明は、
第1基板と、
前記第1基板と対向して設けられた第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、基板間の間隙を保持するための間隙保持部材と、
前記第1基板と前記第2基板と前記間隙保持部材とに囲まれた領域に配置され、泳動粒子と前記泳動粒子を分散させる分散媒とを含む粒子分散液で構成された表示部と、
前記第2基板における前記第1基板に対向する面のうち前記粒子分散液に対応する面に設けられず、前記第2基板と前記間隙保持部材との間に設けられ、前記第2基板と前記間隙保持部材とを接着するための接着層であって、前記粒子分散液の分散媒に対して不溶な接着成分を含む溶媒乾燥型の接着剤による接着層と、
を備える表示媒体。
請求項7に係る発明は、
前記第2基板が、気化した前記接着剤の前記溶媒を透過し、かつ気化した前記粒子分散液の前記分散媒を透過しない基板である請求項6に記載の表示媒体。
請求項8に係る発明は、
前記第2基板が反応型ポリビニルアルコール又はメタノール含有ポリビニルアルコールを含んで構成された基板であり、前記接着剤が水溶性の接着剤である、請求項6又は7に記載の表示媒体。
請求項9に係る発明は、
前記第2基板が、前記第1基板に貼り合せたときに対向する面に、前記接着剤の前記溶媒に対して不溶で、前記接着剤の前記溶媒に対する接触角が第2基板よりも小さい層を有する請求項6〜8のいずれか1項に記載の表示媒体。
請求項10に係る発明は、
請求項6〜9のいずれか1項に記載の表示媒体と、
前記表示媒体に設けられた一対の基板間に電界を形成する電界形成部と、
を備える表示装置。
請求項1に係る発明によれば、第2基板における第1基板に貼り合せたときに対向する面全面に接着剤が塗布された場合に比べ、泳動粒子を移動させる電界を接着層が遮ることを抑制した表示媒体の製造方法が提供できる。
請求項2、3に係る発明によれば、第2基板として、気化した接着剤の溶媒を透過し、かつ気化した分散媒を透過しない基板を適用しない場合に比べ、第2基板と間隙保持部材との接着力が確保された表示媒体の製造方法が提供できる。
請求項4に係る発明によれば、第2基板における第1基板に貼り合せたときに対向する面に、接着剤の溶媒に対して不溶で、接着剤の溶媒に対する接触角が第2基板よりも小さい層を有さない場合に比べ、第2基板と間隙保持部材との接着力が確保された表示媒体の製造方法が提供できる。
請求項5に係る発明によれば、支持基板を適用しない場合に比べ、第2基板の薄膜化が実現した表示媒体の製造方法が提供できる。
請求項6に係る発明は、第2基板における第1基板に貼り合せたときに対向する面全面に接着層が形成された場合に比べ、泳動粒子を移動させる電界を接着層が遮ることを抑制した表示媒体が提供できる。
請求項7、8に係る発明によれば、第2基板として、気化した接着剤の溶媒を透過し、かつ気化した分散媒を透過しない基板を適用しない場合に比べ、第2基板と間隙保持部材との接着力が確保された表示媒体が提供できる。
請求項9に係る発明によれば、第2基板における第1基板に貼り合せたときに対向する面に、接着剤の溶媒に対して不溶で、接着剤の溶媒に対する接触角が第2基板よりも小さい層を有さない場合に比べ、第2基板と間隙保持部材との接着力が確保された表示媒体が提供できる。
請求項10に係る発明によれば、第2基板における第1基板に貼り合せたときに対向する面全面に接着層が形成された表示媒体を備えた場合に比べ、表示媒体における泳動粒子を移動させる電界を接着層が遮ることに起因する表示不良が抑制された表示装置が提供できる。
第1実施形態に係る表示装置を示す概略平面図である。 第1実施形態に係る表示装置を示す拡大概略断面図である。 第1実施形態に係る表示装置を示す拡大概略断面図である。 第1実施形態に係る表示媒体の製造方法を示す工程図である。 第1実施形態に係る表示媒体の製造方法を示す工程図である。 第2実施形態に係る表示装置を示す拡大概略断面図である。 第2実施形態に係る表示媒体の製造方法を示す工程図である。 第2実施形態に係る表示媒体の製造方法を示す工程図である。
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る表示装置を示す概略平面図である。図2及び図3は、第1実施形態に係る表示装置を示す拡大概略断面図である。
なお、図2及び図3は、表示媒体の表示部の部分拡大断面図に相当する。
第1実施形態に係る表示装置100は、例えば、画像の保存及び書換えが可能な装置(具体的には、例えば、掲示板、回覧版、電子黒板、広告、看板、点滅標識、電子ペーパー、電子新聞、電子書籍、及び複写機・プリンタと共用できるドキュメントシートなど)として用いられるものである。
具体的には、第1実施形態に係る表示装置100は、図1〜図3に示すように、例えば、表示媒体101と、表示媒体101に電圧を印加して表示媒体101内に電界を形成する電界形成部40と、を備える。
−表示媒体−
本実施形態に係る表示媒体101の構成について説明する。
表示媒体101は、例えば、画像表示面とされる表面基板11(第1基板の一例)と、表面基板11との間に間隙をもって表面基板11に対向配置される背面基板10(第2基板の一例)と、背面基板10と表面基板11との間に設けられ、基板間の間隙を保持すると共に、基板間の間隙を複数の区分けに区分する区分部材24(間隙保持部材の一例)と、背面基板10と表面基板11と区分部材24(基板間保持部材の一例)とに囲まれた領域に配置される表示部20と、を備えている。
また、背面基板10には、その表面基板11と対向する面とは反対側の面に後部基板12を備えている。
表示部20は、例えば、泳動粒子21と泳動粒子21が分散される分散媒22とを含む粒子分散液25で構成されている。つまり、表示部20は、背面基板10と表面基板11と区分部材24とに囲まれた領域に粒子分散液25が封入された状態で構成されていてる。
また、表示部20には、粒子分散液25と共に、例えば、反射粒子23が背面基板10と表面基板11との基板間において、背面基板10の板面方向の全面に渡って存在するように封入されている。
区分部材24は、例えば、表面基板11の表面(背面基板10と対向する面)に対しては種々の形成方法により直接形成された固着された状態(接着剤によらないで固定された状態を含む)で、背面基板10の表面(表面基板11と対向する面)に対して接着層30により接着された状態で、配されている。
そして、この接着層30は、粒子分散液25の分散媒22に対して不溶な接着成分を含む溶媒乾燥型の接着剤30Aによる接着層30が適用されている。
次に、本実施形態に係る表示媒体の製造方法について説明する。
図4及び図5は、本実施形態に係る表示媒体の製造方法を示す工程図である。
まず、図4(A)に示すように、例えば、区分部材24が凸状に設けられた表面基板11を準備する。具体的には、例えば、区分部材24は、例えば、これにより区分される領域(空間)の平面形状(基板厚み方向から見た形状)が四角形となり、これが表面基板11の長手方向と短手方向をそれぞれ配列された枠体状の部材である。そして、この枠体状の部材である区分部材24が、表面基板11の表面(背面基板10と対向する面)に設けられている。
ここで、表面基板11は、基板本体14と、基板本体14の背面基板10に対する対向面に形成された表面電極15と、を備えて構成されている。
表面基板11は、少なくとも画像表示面となり、透光性を有している。透光性とは、可視光の透過率が60%以上であることを指している。以下、同様である。
基板本体14を構成する材料としては、例えば、ガラスや、プラスチック、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂等が挙げられる。
なお、基板本体14は、可撓性を有するものであってもよいし、可撓性を有しないものであってもよいが、例えば、表示媒体101を作製する際、背面基板10と表面基板11との貼り合せをロールtoロール方式により行う場合には、可撓性を有するものが選択される。
表面電極15を構成する材料としては、例えば、インジウム・スズ・カドミウム・アンチモン等の酸化物、ITO等の複合酸化物、金・銀・銅・ニッケル等の金属、ポリピロールやポリチオフェン等の有機材料等が挙げられる。これらの材料は、例えば、単層膜、混合膜あるいは複合膜として電極を構成する。また、各電極は、これらの材料を用いて、例えば、蒸着法、スパッタリング法、塗布法、CVD法(気相成長法)等により形成される。
一方、区分部材24は、背面基板10と表面基板11との間に設けられ、基板間の間隙を保持する機能を有すると共に、基板間の間隙を複数の区分けに区分する機能を有する部材である。
なお、区分部材24としては、背面基板10と表面基板11との基板間の間隔を保持する機能のみを有し、その基板間の間隙を区分しない構成であってもよい。つまり、区分部材24の代わりに、基板間の間隙を保持する間隙保持部材を設けた形態であってもよい。
区分部材24の構成材料としては、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、金属等が挙げられる。
区分部材24の形成方法としては、例えば、1)接着性を持つ感光性樹脂(例えば、熱可塑性樹脂:アクリル樹脂、アクリレート、ウレタン等)の層を背面基板10と表面基板11の一方に形成した後、これにフォトリソグラフィー法を利用して露光して当該樹脂の層に潜像を形成し、現像することで形成する方法、2)熱ナノインプリントあるいは光ナノインプリント又はこれらを組み合わせたナノインプリントにより、樹脂をエンボス加工する方法、3)その他の公知の方法が挙げられる。
区分部材24は、有色でも無色でもよいが、表示媒体101に表示される表示画像に悪影響を及ぼさないように無色透明であることが望ましく、その場合には、例えば、ポリスチレンやポリエステルやアクリルなどの透明樹脂等が使用される。なお、「透明」とは、可視光に対して50%以上の透過率を有することを指している。
次に、図4(B)に示すように、例えば、区分部材24の頂面に、接着剤30Aを塗布する。
具体的には、例えば、接着剤30Aは、背面基板10を貼り合せ、溶媒の乾燥後に、区分部材24からはみ出ない量で塗布する。
接着剤30Aとしては、粒子分散液25の分散媒22に対して不溶な接着成分と粒子分散液25の分散媒22に対して非相溶な溶媒とを含む接着剤30Aが適用される。
接着剤30Aは、溶媒を乾燥(除去)して、接着成分により部材間の接着を行う溶媒乾燥型の接着剤30Aである。
ここで、不溶とは、液体成分100mLに対する固形成分の溶解度が、25℃において、0.01g以下であることを示す。
一方、非相溶とは、複数の液体成分が、25℃において混じりあわずにそれぞれ独立した相で存在する状態を示す。
接着剤30Aとしては、水溶性の接着剤、油性の接着剤のいずれであってもよいが、水溶性の接着剤であることがよい。
接着成分は、溶媒に対して溶解(ここで、溶解とは溶解物の残存が目視にて確認でない状態を示す)して接着剤30A中に含まれる成分であってもよいし、不溶で溶媒中に乳化(エマルジョン化)して接着剤30A中に含まれる成分であってもよい。
接着成分として具体的には、例えば、ユリア系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、レゾルシノール系樹脂、水性高分子−イソシアネート(水性ビニルウレタン)系樹脂、αオレフィン−無水マレイン酸系樹脂などの水系接着成分;、酢酸ビニル、EVA、アクリル樹脂などのエマルジョン系接着成分;、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、にかわ、ゼラチン、寒天、デンプン、カゼインなどの水溶性高分子系接着成分;などが挙げられる。
一方、溶媒として具体的には、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類;、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル・アセタール類;、アセトンなどのケトン・アルデヒド類;、エチレングリコール、グリセリンなどの多価アルコール類とその誘導体;、乳酸などのカルボン酸類;、蒸留水、イオン交換水、純水、超純水、RO水(逆浸透膜を通した水)、重水等の各種水;、その他液体、アンモニア、ジメチルスルホキシド、ジフェニルスルホン、N−メチルピロリドン、N−ジメチレンアセトアミド、N,N‘−ジメチルホルムアミド、およびこれらの混合水系溶液;、過酸化水素水、クエン酸、水酸化アンモニア溶液、無機酸の水溶液、金属塩の水溶液;などが挙げられる。
接着剤30Aの塗布方法としては、例えば、バーコータ法、キャップコータ法、ダイコータ法、スクリーン印刷法、インクジェット法、転写法等が挙げられる。
次に、図4(C)に示すように、表面基板11と区分部材24とで囲まれた領域に、粒子分散液25を配置する。
具体的には、例えば、粒子分散液25を表面基板11と区分部材24とで囲まれた領域に滴下することで、当該領域に粒子分散液25を満たし、当該領域に粒子分散液25を配置する。なお、表面基板11と区分部材24とで囲まれた領域には、例えば、反射粒子23も配置する。
ここで、粒子分散液25は、泳動粒子21と泳動粒子21を分散させる分散媒22と、で構成されている。
分散媒22としては、例えば、絶縁性液体が挙げられる。ここで、「絶縁性」とは、体積抵抗値が10Ω・cm以上であることを指している。
絶縁性液体としては、例えば、ベンゼン、トルエン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、混合キシレン、エチルベンゼン、ヘキシルベンゼン、ドデシルベンゼン、フェニルキシリルエタンなどのベンゼン系炭化水素などの芳香族炭化水素類;n−ヘキサン、n−デカンなどのパラフィン系炭化水素、アイソパー(Isopar;エクソン化学社製)などのイソパラフィン系炭化水素、1−オクテン、1−デセンなどのオレフィン系炭化水素、シクロヘキサン、デカリンなどのナフテン系炭化水素などの脂肪族炭化水素類;ケロシン、石油エーテル、石油ベンジン、リグロイン、工業ガソリン、コールタールナフサ、石油ナフサ、ソルベントナフサなどの石油や石油由来の炭化水素混合物;ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2 ジクロロエタン、1,1,1 トリクロロエタン、1,1,2,2 テトラクロロエタン、トリクロロフルオロエタン、テトラブロモエタン、ジブロモテトラフルオロエタン、テトラフルオロジヨードエタン、1,2 ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、トリクロロフルオロエチレン、クロロブタン、クロロシクロヘキサン、クロロベンゼン、o ジクロロベンゼン、ブロモベンゼン、ヨードメタン、ジヨードメタン、ヨードホルムなどのハロゲン化炭化水素類;ジメチルシリコンオイル、メチルフェニルシリコンオイルなどのシリコンオイル類(有機シリコンオイル類);ハイドロフルオロエーテルなどのフッ素系溶剤(有機フッ素系溶剤)が挙げられる。
分散媒22の体積抵抗値としては、例えば、10Ω・cm以上であることがよく、望ましくは10Ω・cm以上1019Ω・cm以下であり、より望ましくは1010Ω・cm以上1019Ω・cm以下である。この範囲の体積抵抗値とすることで、泳動粒子21(その群)に電界が印加され、かつ、電極反応に起因する分散媒22の電気分解による気泡の発生が抑制される。
分散媒22には、例えば、必要に応じて、酸、アルカリ、塩、分散安定剤、酸化防止や紫外線吸収などを目的とした添加剤(例えば安定剤、抗菌剤、防腐剤等)などを添加してもよい。但し、上記で示した特定の体積抵抗値の範囲となるように添加することが望ましい。
分散媒22には、例えば、帯電制御剤(例えば、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、金属石鹸、アルキルリン酸エステル類、コハク酸イミド類等)を添加してもよい。
また、泳動粒子21は、例えば、複数の粒子の群から構成されており、分散媒22中に分散され、基板間に形成された電界の向き強度に応じて背面基板10と表面基板11との基板間を移動するようになっている。
泳動粒子21としては、例えば、ガラスビーズ、アルミナ、酸化チタン等の絶縁性の金属酸化物粒子等、熱可塑性若しくは熱硬化性樹脂粒子、これらの樹脂粒子の表面に着色剤を固定したもの、熱可塑性若しくは熱硬化性樹脂中に絶縁性の着色剤を含有する粒子、及びプラズモン発色機能を有する金属コロイド粒子等が挙げられる。
泳動粒子21を構成する樹脂には、例えば、必要に応じて、帯電性を制御する帯電制御剤を混合してもよい。また、泳動粒子21の内部や表面には、必要に応じて、磁性材料を混合してもよい。また、泳動粒子21の表面には、必要に応じて、外添剤を付着させてもよい。
また、反射粒子23は、泳動粒子21を構成する粒子とは異なる光学的反射特性を有している。反射粒子23同士の間には、泳動粒子21を構成する各粒子が通過可能な空隙が形成されている。なお、反射粒子23は、分散媒22中に分散されており、泳動粒子21が移動する際に、分散媒22の流動と共に移動して泳動粒子21を通過可能にする構成とされていてもよい。
「泳動粒子21を構成する粒子とは異なる光学的反射特性を有する」とは、泳動粒子21だけが分散された分散媒22と、反射粒子23とを対比して目視で観察した場合に、色度、明度、及び彩度において、両者に識別できる差異があることを意味する。なお、これらの色度、明度、及び彩度のうち、特に色度が異なることが望ましい。
「識別できる差異」とは、例えば、色度が異なる場合には、具体的には、この泳動粒子21だけが分散された分散媒22と、反射粒子23との各々におけるCIELAB値をX−Rite社製X−Rite404により測定したときのa*、b*の差が、5以上であることを指している。
次に、図5(D)に示すように、区分部材24の頂面(背面基板10と対向する面)に塗布された接着剤30Aに、背面基板10を接触させた後、接着剤30Aの溶媒を乾燥させて、背面基板10と区分部材24の頂面とを接着成分により接着し、区分部材24を介して表面基板11と背面基板10とを貼り合せる。
背面基板10を、区分部材24を介して表面基板11と貼り合せることで、粒子分散液を背面基板10と表面基板11と区分部材24で囲まれた領域に封止し、表示部20を構成させる。
具体的には、例えば、背面基板10よりも厚みが厚い支持基板10Aにより支持した状態で、つまり、例えば、背面基板10をその表面基板11と対向する面とは反対側の面に支持基板10Aを貼り合せた状態で、区分部材24を介して表面基板11と背面基板10とを貼り合せることがよい。なお、接着後、支持基板10Aは、背面基板10から剥がされる。
背面基板10は、透光性を有していてもよい。ここで、透光性とは、可視光の透過率が60%以上であることを指している。
また、背面基板10は、気化した接着剤30Aの溶媒を透過し、かつ気化した粒子分散液25の分散媒22を透過しない基板であることがよい。
なお、「透過する」とは、気化した接着剤30Aの溶媒に対する透過率が50g/m・day以上であることをいい、「透過しない」とは、気化した粒子分散媒25の分散液22に対する透過率が50g/m・day(望ましくは20g/m・day)未満であることをいう。
この透過率は、JIS Z 0208の「防湿包装材料の透過湿度試験方法」により求められた値である。
なお、接着剤30Aの溶媒に対する透過率が50g/m・dayより低いと、接着剤30Aを硬化させることができ難い又は硬化に長い時間を要することがある。
背面基板10として適用される、気化した接着剤30Aの溶媒を透過し、かつ気化した粒子分散液25の分散媒22を透過しない基板として具体的には、例えば、ユリア系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、レゾルシノール系樹脂、αオレフィン−無水マレイン酸系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリエチレンオキサイド系樹脂、ポリビニルピロリドン系樹脂、にかわ、ゼラチン、寒天、デンプン、カゼインなどの天然系樹脂などをフィルム化したものが挙げられる。
特に、気化した接着剤30Aの溶媒を透過し、かつ気化した粒子分散液25の分散媒22を透過しない基板として、例えば、反応型ポリビニルアルコール又はメタノール含有ポリビニルアルコールを含んで構成されたフィルムがよい。本基材として具体的には、例えば、反応型ポリビニルアルコールを架橋剤より架橋させた架橋物(硬化物)を含んで構成されたものでもよい。
この基板を適用したときは、接着剤30Aは水溶性の接着剤であることがよい。
ここで、反応型ポリビニルアルコールとしては、例えば、分子内に反応性基としてアセトアセチル基を有する変性ポリビニルアルコールが挙げられ、具体的には、例えば、ゴーセファイマーZ(日本合成化学工業(株))が挙げられ、メタノール含有ポリビニルアルコールとは、例えば、ゴーセファイマーL(日本合成化学工業(株))が挙げられる。
ここで、背面基板10(その表面基板11と対向する面)は、粒子分散液25の分散媒22に対する接触角が接着剤30Aの溶媒に対する接触角よりも大きいことがよい。言い換えれば、この接触角の関係となるように、粒子分散液25の分散媒22、及び接着剤30Aの溶媒を選択することがよい。これにより背面基板10と区分部材24の頂面との接着力が確保され易くなる。
一方、支持基板10Aも、気化した接着剤30Aの溶媒を透過する基板であることがよい。この支持基板10Aを構成する材料としては、例えば、透湿性フィルム(例えばオピュラン(東セロ(株)製)等)、多孔質フィルム(例えばニトセップ(日東電工(株)製)、マイクロポーラスフィルム(住友スリーエム(株)製)等)が好適に挙げられる他、比較的ガス透過性の高いフィルム(例えば低密度ポリエチレン、延伸ポリプロピレン等のフィルム)、多孔質セラミックス、パンチングステンレス鋼板等も挙げられる。
そして、図5(E)に示すように、接着後、支持基板10Aを背面基板10から剥がし、背面基板10上(表面基板11と対向する面とは反対側の面上)に後部基板12を積層することで、表示媒体101が得られる。
ここで、後部基板12は、例えば、基板(例えば、樹脂基板(例えば可塑性の基板:ポリエステル樹脂フィルム、ポリイミド樹脂フィルム等)、ガラス基板、金属基板等)上に、トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor等)及びダイオード等の駆動回路と共に、単層又は多層構造の電極が配された、バックプレーンと呼ばれるものである。
−電界形成部40−
電界形成部40について説明する。
電界形成部40は、後部基板12(その不図示の電極)及び表面電極15に電気的に接続されている。電界形成部40は、後部基板12及び表面電極15に電圧を印加するための電圧印加装置であり、電界形成部40によって電圧を後部基板12及び表面電極15間に印加することにより、後部基板12及び表面電極15との間に電界が形成されるようになっている。なお、表示装置100の電界形成部40は、表示媒体101(後部基板12及び表面電極15)と切り離し可能に接続されていてもよい。この場合においては、例えば、表示媒体101の書き換えや表示が必要な時のみに、表示媒体101を電界形成部40に接続して画像情報の表示を行い、保存時は互いに切り離しておいて表示媒体101の可搬性を良くするように構成される。
なお、上記の構成では、後部基板12及び表面基板11の双方に電極を備えていたが、何れか一方にだけ設けるようにしてもよい。この場合では、例えば、表面電極15が接地され、後部基板12のみが電界形成部40に接続される。
−表示媒体101の表示部20での表示−
ここで、表示媒体101の表示部20では、上記電界形成部40から表示媒体101の後部基板12と表面電極15とに電圧が印加されると、印加された電圧に応じた電界が分散媒22中に形成される。
この形成された電界によって、泳動粒子21が背面基板10と表面基板11との基板間を移動する。例えば、泳動粒子21を構成する粒子が負極に帯電されており、背面基板10に正の電圧、表面電極15に負の電圧が印加されると、泳動粒子21を構成する粒子は、反射粒子23の空隙を通って、表面基板11側から背面基板10側に移動する(図2参照)。このとき、表面基板11側から目視すると、反射粒子23の色が、表示媒体101の色として視認される。
一方、後部基板12に負の電圧、表面電極15に正の電圧が印加されると、泳動粒子21を構成する粒子は、反射粒子23の空隙を通って、背面基板10側から表面基板11側に移動する(図3参照)。このとき、表面基板11側から目視すると、表面基板11側に位置する泳動粒子21の粒子の色が、表示媒体101の色として視認される。
なお、反射粒子23が、泳動粒子21と異なる極性に帯電され、後部基板12及び表面電極15への電圧印加の際に、基板間を泳動粒子21とは反対方向に移動するように構成してもよい。
以上、説明した本実施形態に係る表示媒体101では、表面基板11に設けた区分部材24の頂面に接着剤30Aを塗布して、表面基板11と区分部材24とで囲まれた領域に粒子分散液25を配置した状態で、区分部材24の頂面に背面基板10を貼り合せて、接着剤30Aと接触させた後、乾燥(溶媒除去)して、背面基板10と表面基板11とを貼り合せることで、作製している。
そして、接着剤30Aとして、粒子分散液25の分散媒22に対して不溶な接着成分と粒子分散液25の分散媒22に対して非相溶な溶媒とを含む接着剤30Aが適用される。
接着剤30Aを区分部材24の頂面に塗布した状態で、表面基板11と区分部材24とで囲まれた領域に粒子分散液25を配置すると、接着剤30Aに含まれる溶媒が粒子分散液25の分散媒22に対して非相溶であることから、粒子分散液25が区分部材24の頂面側に移行する粒子分散液を接着剤30Aが弾き、当該接着剤30A(その背面基板10と接触する面)に対する粒子分散液25(特にその分散媒22)の付着が抑制される。
この状態で、背面基板10と区分部材24の頂面に塗布された接着剤30Aとを接触させると、粒子分散液25(特にその分散媒22)が介在せず、且つ粒子分散液25(特にその分散媒22)に溶解せずに、接着成分が背面基板10と密着した状態で接着が実現される。
このため、本実施形態では、第1基板と間隙保持部材とで囲まれた領域に粒子分散液を配置した状態で、第1基板と第2基板とを貼り合せたとき、背面基板10(第2基板の一例)と区分部材24(間隙保持部材の一例)との接着力が確保される。
そして、背面基板10が区分部材24の頂面のみにおいて接着層30(接着剤30A)による接着が実現されることから、基板厚み方向から見たとき、表示部20に接着剤30A(接着層30)が存在し難い状態を作り出せ、つまり、背面基板10における表面基板11に対向する面のうち粒子分散液25に対応する面(表示面:表示部20において区分部材24と接着される領域以外の面)に接着剤30Aの接着成分が存在しない状態となり、粒子分散液25の泳動粒子21を移動させる電界を接着層30が遮ることが抑制される。その結果、接着剤30A(接着層30)に起因する表示部20における泳動粒子21の移動不良や、光透過性の損失が抑制される。
また、本実施形態では、接着剤30Aを区分部材24の頂面に塗布した状態で、表面基板11と区分部材24とで囲まれた領域に粒子分散液25を配置する際、個々の当該囲まれた領域に配置せずとも、例えば、表面基板11面に粒子分散液を塗布したとしても、接着剤30Aに含まれる溶媒が粒子分散液25の分散媒22に対して非相溶であることから、接着剤30Aにより粒子分散液25(特にその分散媒22)が弾かれ、区分部材24の頂面に塗布した接着剤30Aに粒子分散液25が付着しない状態が作り出せ、製造コスト上、有利となる。
また、本実施形態では、背面基板10は、区分部材24の頂面のみにおいて接着剤30A(接着層30)により接着されて、表面基板11と貼り合わされることになることから、基板厚み方向から見たとき、表示部20に接着剤30A(接着層30)が存在し難い状態を作り出せ、その結果、接着剤30A(接着層30)に起因する表示部20における表示電界の遮りや、光透過性の損失が抑制される。
一方、本実施形態において、背面基板10として、気化した接着剤30Aの溶媒を透過し、かつ粒子分散液25の分散媒22を透過しない基板(特に、反応型ポリビニルアルコール又はメタノール含有ポリビニルアルコールを含んで構成された基板:但し、接着剤30Aは水溶性の接着剤を適用)を適用すると、接着剤30Aの溶媒を乾燥(気化)させるとき、背面基板10と表面基板11と区分部材24とで囲まれる領域に接着剤30Aの溶媒が残留し難くなり、また、粒子分散液25の分散媒22が減少し難くなるので、それ基づく、表示不良(泳動粒子21の泳動特性の劣化)も抑制される。
また、本実施形態において、背面基板10をその表面基板11と対向する面とは反対側の面に支持基板10Aを貼り合せた状態で、区分部材24を介して表面基板11と背面基板10とを貼り合せると、背面基板10の厚みが薄い(例えば1μm以上100um以下)の場合であっても、しわなどを生じさせず、平面精度良く当該貼り合せが実現される。つまり、背面基板10の薄膜化が実現され、その結果、背面基板10の厚みによる画像表示の影響が低減される。
そして、本実施形態に係る表示媒体101は、背面基板10における表面基板11に対向する面のうち粒子分散液25に対応する面(表示面:表示部20において区分部材24と接着される領域以外の面)に設けられず、背面基板10と区分部材24との間に設けられ、背面基板10と区分部材24とを接着するための接着層30であって、粒子分散液25の分散媒22に対して不溶な接着成分を含む溶媒乾燥型の接着剤30Aによる接着層30を有していることで、粒子分散液25(特にその分散媒22)に溶解しない状態で、接着成分による背面基板10との接着が実現されることから、背面基板10と区分部材24との接着力が確保されている。
また、背面基板10が区分部材24の頂面のみにおいて接着層30(接着剤30A)により接着されていることから、基板厚み方向から見たとき、表示部20に接着剤30A(接着層30)が存在し難い状態を作り出せ、つまり、背面基板10における表面基板11に対向する面のうち粒子分散液25に対応する面(表示面)に接着剤30Aの接着成分が存在しない状態となることから、粒子分散液25の泳動粒子21を移動させる電界を接着層23が遮ることが抑制される。その結果、接着剤30A(接着層30)に起因する表示部20における泳動粒子21の移動不良や、光透過性の損失が抑制される。
(第2実施形態)
図6は、第2実施形態に係る表示装置を示す拡大概略断面図である。
第2実施形態に係る表示装置100は、図6に示すように、背面基板10の表面(表面基板11と対向する面)に封止層31を設けた表示媒体102を備える形態である。
第2実施形態に係る表示媒体102において、背面基板10の表面(表面基板11と対向する面)に設ける封止層31は、接着剤30Aの溶媒に対して不溶で、接着剤30Aの溶媒に対する接触角が背面基板(その表面基板11と対向する面)よりも小さい層が適用されている。
また、区分部材24の表面(側面及び頂面)と表面基板11の表面(その背面基板10と対向する面:但し、区分部材24が設けられた領域を除いてもよい)、つまり、区分部材24の頂面と共に、区分部材24及び表面基板11に囲まれる領域を構成する面にも、封止層32として、接着剤30Aの溶媒に対して不溶で、接着剤30Aの溶媒に対する接触角が区分部材24の頂面よりも小さい層が設けられている。
第2実施形態に係る表示媒体102の製造方法は、例えば、まず、図7(A)に示すように、例えば、区分部材24が凸状に設けられた表面基板11を準備する。
そして、区分部材24の表面(側面及び頂面)と表面基板11の表面(その背面基板10と対向する面:但し、区分部材24が設けられた領域を除いてもよい)、つまり、区分部材24の頂面と共に、区分部材24及び表面基板11に囲まれる領域を構成する面に、封止層32を形成する。
ここで、表面基板11及び区分部材24に形成する封止層32は、接着剤30Aの溶媒に対して不溶で、接着剤30Aの溶媒に対する接触角が区分部材24の頂面よりも小さい層である。
封止層32は、接着剤30Aの溶媒に対して不溶であるが、例えば、接着剤30Aの溶媒と接触させたときの膨潤率が120%以上(望ましくは100%以上150%以下)であることがよい。
この膨潤率は、次のようにして求められた値である。測定対象物の個片を溶媒に1時間浸漬し、溶媒に浸漬前の個片の体積に対する溶媒に浸漬後の個片の体積の変化した割合を求め、これを膨潤率とした。
封止層32は、接着剤30Aの溶媒に対する接触角が区分部材の頂面における接着剤30Aの溶媒に対する接触角よりも小さいが、その接触角として具体的には、例えば、40°以下(望ましくは0°以上30°以下)である。
接触角は、接触角計(協和界面科学(株)製:CA−X)を用い、25℃50%RHの環境下で、適用する溶媒を測定対象面に約3.1μl滴下し、滴下してから15秒後の液滴の接触角を測定することによって求められた値である。具体的には、測定対象面に滴下した溶媒の液滴について光学顕微鏡写真を用いて撮影して、該写真から水の接触角θを求める。そして、測定対象面の全領域に渡って15点(例えば、周方向に3分割、軸方向に5分割の計15点)について該溶媒の液滴の接触角を測定し、平均値を求め、求めた平均値を、本実施形態における接触角とする。
次に、図7(B)に示すように、例えば、封止層32が設けられた区分部材24の頂面に、接着剤30Aを塗布する。つまり、封止層32を介在して、区分部材24の頂面に、接着剤30Aを塗布する。
次に、図7(C)に示すように、表面基板11と区分部材24とで囲まれた領域に、粒子分散液25を配置する。
次に、図8(D)に示すように、予め表面(表面基板11と対向する面)に封止層31を形成した背面基板を準備し、区分部材24の頂面(背面基板10と対向する面)に塗布された接着剤30Aに、背面基板10に設けた封止層31を接触させた後(つまり、封止層31を介在して、背面基板10を接着剤30Aに接触させた後)、接着剤30Aの溶媒を乾燥させて、背面基板10の封止層31と区分部材24の頂面とを接着成分により接着し、区分部材24を介して表面基板11と背面基板10とを貼り合せる。
ここで、背面基板10に設ける封止層31は、接着剤30Aの溶媒に対して不溶で、接着剤30Aの溶媒に対する接触角が背面基板の表面(表面基板11と対向する面)よりも小さい層であり、具体的には、表面基板11及び区分部材24に形成する封止層32と同様なものが適用される。
但し、封止層31は、背面基板10と同様に、気化した接着剤30Aの溶媒を透過する層であることがよい。
そして、図8(E)に示すように、接着後、支持基板10Aを背面基板10から剥がし、背面基板10上(表面基板11と対向する面とは反対側の面上)に後部基板12を積層することで、表示媒体102が得られる。
これら以外は、第1実施形態と同様なので説明を省略する。
以上、説明した本実施形態に係る表示媒体102では、表面基板11に設けた区分部材24の頂面に接着剤30Aを塗布して、表面基板11と区分部材24とで囲まれた領域に粒子分散液25を配置した状態で、区分部材24の頂面に背面基板10を貼り合せて、接着剤30Aと接触させた後、乾燥(溶媒除去)して、背面基板10と表面基板11とを貼り合せることで、作製している。
この際、背面基板10の表面(表面基板11と対向する面)に、封止層31として、接着剤30Aの溶媒に対して不溶で、接着剤30Aの溶媒に対する接触角が背面基板(その表面基板11と対向する面)よりも小さい層を設けて、これと塗布した接着剤30Aと接触させて、背面基板10と区分部材24との接着を行っている。
このため、接着剤30Aは、背面基板10の表面に比べ、封止層31の表面の方が濡れ性がよく、より馴染んだ状態で接触すると共に、封止層31を溶解しないので、その接着成分が背面基板10に設けた封止層31と密着した状態での接着が実現される。
このため、本実施形態では、背面基板10(第2基板の一例)と区分部材24(間隙保持部材の一例)との接着力が確保される。
同様な理由から、接着剤30Aは、区分部材24の頂面に比べ、封止層32の表面の方が濡れ性がよく、より馴染んだ状態で接触すると共に、封止層32を溶解しないので、その接着成分が区分部材24に設けた封止層32と密着した状態での接着が実現される。
このため、本実施形態では、背面基板10(第2基板の一例)と区分部材24(間隙保持部材の一例)との接着力が確保される。
(試験例)
−試験例1−
表1に従った、粒子分散液25の分散媒22、接着剤30Aの接着成分及び溶媒を選択し、第1実施形態(図4及び図5参照)に記載の製造方法に従って、表示媒体を作製した。
但し、背面基板10、表面基板11、区分部材24、支持基板10Aとしては、次のものを適用した。
・背面基板10:反応型ポリビニルアルコールフィルム(ゴーセファイマーZ-220(日本合成化学工業(株))+10%グリオキサール)(気化した粒子分散液の分散媒に対する透過率10g/m・day)
・表面基板11:ポリエチレンテレフタレート樹脂で構成された基板本体14とITOで構成された背面電極15との積層体。
・区分部材24:感光性フィルム材料で構成された区分部材24
・支持基板10A:ポリオレフィンフィルムで構成された支持基板10A(気化した接着剤30Aの溶媒に対する透過率300g/m・day)





−試験例2−
表2に従った、粒子分散液25の分散媒、接着剤30Aの接着成分及び溶媒、表面基板11及び区分部材24に設ける封止層32、背面基板10に設ける封止層31を選択し、第2実施形態(図7及び図8参照)に記載の製造方法に従って、表示媒体を作製した。
但し、背面基板10、表面基板11、区分部材24としては、試験例1と同様なものを適用した。
−評価−
各例で得られた表示媒体について、T型剥離試験を行い、評価を行った。
具体的には、上記各例に従って、表示媒体の測定サンプルとして、30mm×100mmの矩形状サンプルを作製し、引張速度2.4mm/sで背面基板10と表面基板11とを剥離するようにして、デジタルフォースゲージ(日本電産シンポ:FGP−5)を用いた自作試験機でT型剥離試験を行い、評価を行った。
評価基準は、以下の通りである。結果を表3に示す。
G5:剥離強度が2N以上
G4:剥離強度が1N以上2N以下
G3:剥離強度が0.5N以上1N以下
G2:剥離強度が0.1N以上0.5N以下
G1:剥離強度が0.1N以下
上記結果から、試験例1は、比較例1−1に比べ、T型剥離試験評価結果が良好であることがわかる。
また、試験例2は、試験例1に比べ、T型剥離試験評価結果が概ね良好であることがわかる。
なお、いずれの本実施形態では、第1基板として表面基板11、第2基板として背面基板10を適用した形態を説明したが、これに限られず、第1基板として背面基板10、第2基板として表面基板11を適用した形態であってもよい。
また、本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。
10 背面基板
10A 支持基板
11 表面基板
12 後部基板
14 基板本体
15 表面電極
20 表示部
21 泳動粒子
22 分散媒
23 反射粒子
24 区分部材
25 粒子分散液
30 接着層
30A 接着剤
31 封止層
32 封止層
40 電界形成部
100 表示装置
101 表示媒体
102 表示媒体

Claims (10)

  1. 基板間の間隙を保持するための間隙保持部材が凸状に設けられた第1基板を準備する工程と、
    前記間隙保持部材の頂面に、粒子分散液の分散媒に対して不溶な接着成分と粒子分散液の分散媒に対して非相溶な溶媒とを含む接着剤を塗布する工程と、
    前記第1基板と前記間隙保持部材とで囲まれた領域に、泳動粒子及び前記泳動粒子を分散させる分散媒を含む粒子分散液を配置する工程と、
    第2基板を前記間隙保持部材の頂面に塗布された前記接着剤に接触させた後、前記接着剤の前記溶媒を乾燥させて、前記第2基板と前記間隙保持部材の頂面とを前記接着剤の前記接着成分により接着し、前記間隙保持部材を介して前記第1基板と前記第2基板とを貼り合せる工程であって、前記第2基板における前記第1基板に対向する面のうち前記粒子分散液に対応する面に前記接着剤の前記接着成分が存在しない状態で前記間隙保持部材を介して前記第1基板と前記第2基板とを貼り合せる工程と、
    を有する表示媒体の製造方法。
  2. 前記第2基板が、気化した前記接着剤の前記溶媒を透過し、かつ気化した前記粒子分散液の前記分散媒を透過しない基板である請求項1に記載の表示媒体の製造方法。
  3. 前記第2基板が反応型ポリビニルアルコール又はメタノール含有ポリビニルアルコールを含んで構成された基板であり、前記接着剤が水溶性の接着剤である、請求項1又は2に記載の表示媒体の製造方法。
  4. 前記第2基板が、前記第1基板に貼り合せたときに対向する面に、前記接着剤の前記溶媒に対して不溶で、前記接着剤の前記溶媒に対する接触角が第2基板よりも小さい層を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の表示媒体の製造方法。
  5. 前記第2基板が、前記第1基板に貼り合せたときに対向する面とは反対側の面に、支持基板を有し、
    前記第1基板と前記第2基板とを貼り合せた後に、前記支持基板を前記第2基板から剥がす請求項1〜4のいずれか1項に記載の表示媒体の製造方法。
  6. 第1基板と、
    前記第1基板と対向して設けられた第2基板と、
    前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、基板間の間隙を保持するための間隙保持部材と、
    前記第1基板と前記第2基板と前記間隙保持部材とに囲まれた領域に配置され、泳動粒子と前記泳動粒子を分散させる分散媒とを含む粒子分散液で構成された表示部と、
    前記第2基板における前記第1基板に対向する面のうち前記粒子分散液に対応する面に設けられず、前記第2基板と前記間隙保持部材との間に設けられ、前記第2基板と前記間隙保持部材とを接着するための接着層であって、前記粒子分散液の分散媒に対して不溶な接着成分を含む溶媒乾燥型の接着剤による接着層と、
    を備える表示媒体。
  7. 前記第2基板が、気化した前記接着剤の前記溶媒を透過し、かつ気化した前記粒子分散液の前記分散媒を透過しない基板である請求項6に記載の表示媒体。
  8. 前記第2基板が反応型ポリビニルアルコール又はメタノール含有ポリビニルアルコールを含んで構成された基板であり、前記接着剤が水溶性の接着剤である、請求項6又は7に記載の表示媒体。
  9. 前記第2基板が、前記第1基板に貼り合せたときに対向する面に、前記接着剤の前記溶媒に対して不溶で、前記接着剤の前記溶媒に対する接触角が第2基板よりも小さい層を有する請求項6〜8のいずれか1項に記載の表示媒体。
  10. 請求項6〜9のいずれか1項に記載の表示媒体と、
    前記表示媒体に設けられた一対の基板間に電界を形成する電界形成部と、
    を備える表示装置。
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