JP2012068506A - Method for manufacturing electrowetting display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、注入方式により高品質なエレクトロウェッティングディスプレイを容易に製造することができるエレクトロウェッティングディスプレイの製造方法に関する。 The present invention relates to an electrowetting display manufacturing method capable of easily manufacturing a high quality electrowetting display by an injection method.
近年、エレクトロウェッティング効果を利用したエレクトロウェッティングデバイスが注目されている。通常、エレクトロウェッティングディスプレイは画素ピクセル中に親水性の液体と疎水性の液体とを有し、該親水性の液体と誘電率の高い疎水性界面とが電界によって電気二重層を形成するため、該疎水性の液体が該疎水性界面からはじき出されるという特性があり、結果として電解により疎水性の液体（オイル層）が移動するという特性を利用して表示装置等に用いられる。 In recent years, an electrowetting device using an electrowetting effect has attracted attention. Usually, an electrowetting display has a hydrophilic liquid and a hydrophobic liquid in a pixel pixel, and the hydrophilic liquid and a hydrophobic interface having a high dielectric constant form an electric double layer by an electric field. The hydrophobic liquid is ejected from the hydrophobic interface, and as a result, the hydrophobic liquid (oil layer) is used for a display device or the like by utilizing the characteristic that the hydrophobic liquid (oil layer) moves by electrolysis.
特許文献１には、エレクトロウェッティングディスプレイの製造に好適な、基板の表面に疎水性の液体の層を形成する方法が開示されている。特許文献１に開示されている方法において、当初、基板表面は親水性の液体の層で覆われている。親水性の液体の層の内部かつ基板表面の上部に、ディスペンサーの開口部が配置され、該ディスペンサーに疎水性の液体が充填され、疎水性の液体の液滴がディスペンサーの開口部と基板表面との間に形成される。基板表面は疎水性の第一領域を有し、各第一領域は、親水性の第二領域（画素壁）に囲まれている。基板表面に沿ってディスペンサーを移動させると、疎水性の液体の液滴が第一領域に引き込まれ、第一領域に接していた親水性の液体は疎水性の液体の層に置換され、第二領域に接していた親水性の液体はそのまま残る。
特許文献１に開示されている方法では、エレクトロウェッティングデバイスに充填する目的で開発された処理装置が必要となる。また、比較的時間がかかる方法であるため、大型基板への適用が難しいという問題があった。更に、疎水性の液体の層を形成した後、カバーガラスの貼り合わせを液中で行うことになるため、生産性が低いという問題があった。
Patent Document 1 discloses a method for forming a hydrophobic liquid layer on the surface of a substrate, which is suitable for manufacturing an electrowetting display. In the method disclosed in Patent Document 1, the substrate surface is initially covered with a hydrophilic liquid layer. A dispenser opening is disposed inside the hydrophilic liquid layer and above the substrate surface, the dispenser is filled with a hydrophobic liquid, and a droplet of the hydrophobic liquid is formed between the dispenser opening and the substrate surface. Formed between. The substrate surface has a hydrophobic first region, and each first region is surrounded by a hydrophilic second region (pixel wall). When the dispenser is moved along the substrate surface, a droplet of hydrophobic liquid is drawn into the first region, and the hydrophilic liquid in contact with the first region is replaced with a layer of hydrophobic liquid. The hydrophilic liquid that was in contact with the area remains intact.
The method disclosed in Patent Document 1 requires a processing apparatus developed for the purpose of filling an electrowetting device. Further, since this method takes a relatively long time, there is a problem that it is difficult to apply to a large substrate. Furthermore, since the hydrophobic glass layer is formed and then the cover glass is bonded in the liquid, there is a problem that productivity is low.
特許文献２には、液導入口と液排出口とを有する容器を作製し、一方が導電性（親水性）で他方が絶縁性（疎水性）である第１、第２の液体を、第１の液体を容器内部に充填した後第２の液体を導入し、第１、第２の液体間に界面形状を形成する方法が開示されている。しかしながら、特許文献２に開示されている方法では、疎水性の液体が一部分に凝集してしまいムラが発生するという問題があった。
In
本発明は、注入方式により高品質なエレクトロウェッティングディスプレイを容易に製造することができるエレクトロウェッティングディスプレイの製造方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the manufacturing method of the electrowetting display which can manufacture a high quality electrowetting display easily by an injection | pouring system.
本発明は、透明電極を有する２枚の基板のうち一方の基板にシール剤を塗布して枠状のシールパターンを形成する工程１、上記一方の基板と他方の基板とを貼り合わせて上記シール剤を硬化させ、開口部を有するセルを作製する工程２、親水性の液体中に疎水性の液体が分散してなるエマルジョンインクを上記開口部から上記セル中に注入する工程３、及び、上記開口部を封止する工程４を有し、上記透明電極を有する２枚の基板のうち１枚は、表面に疎水性中間層を有するエレクトロウェッティングディスプレイの製造方法である。
以下に本発明を詳述する。
The present invention includes a step 1 in which a sealing agent is applied to one of two substrates having a transparent electrode to form a frame-shaped seal pattern, the one substrate and the other substrate are bonded together, and the
The present invention is described in detail below.
本発明者は、親水性の液体中に疎水性の液体が分散してなるエマルジョンインクをセル中に注入する方法を用いることにより、生産性が高く、画素ごとにエマルジョンインクを均一に分注し、ムラの発生を抑制することができ、かつ、適切な分散条件を選定することにより、製造後に親水性の液体と疎水性の液体とを相分離させることが可能であることを見出し、本発明を完成させるに至った。 The present inventor uses a method of injecting into a cell an emulsion ink in which a hydrophobic liquid is dispersed in a hydrophilic liquid, so that the productivity is high and the emulsion ink is uniformly dispensed for each pixel. The present invention has found that it is possible to suppress the occurrence of unevenness and to phase separate a hydrophilic liquid and a hydrophobic liquid after production by selecting appropriate dispersion conditions. It came to complete.
本発明のエレクトロウェッティングディスプレイの製造方法においては、透明電極を有する２枚の基板のうち一方の基板にシール剤を塗布して枠状のシールパターンを形成する工程１を有する。 The method for producing an electrowetting display of the present invention includes a step 1 of forming a frame-shaped seal pattern by applying a sealant to one of two substrates having transparent electrodes.
上記基板は特に限定されず、例えば、ガラスや樹脂等、通常表示装置のパネル基板として使用されるものを用いることができる。
上記透明電極は特に限定されず、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）等からなるもの等が挙げられる。
The said board | substrate is not specifically limited, For example, what is normally used as a panel substrate of a display apparatus, such as glass and resin, can be used.
The said transparent electrode is not specifically limited, What consists of tin dope indium oxide (ITO) etc. is mentioned.
上記２枚の基板のうちの１枚は、表面に疎水性中間層を有する。上記透明電極を有する２枚の基板のうちの１枚が上記疎水性中間層を表面に有することにより、エレクトロウェッティングディスプレイの製造後に相分離処理をすることにより、上記疎水性中間層上に疎水性の液体を均一に付着させることができる。 One of the two substrates has a hydrophobic intermediate layer on the surface. Since one of the two substrates having the transparent electrode has the hydrophobic intermediate layer on the surface, a hydrophobic layer is formed on the hydrophobic intermediate layer by performing a phase separation process after manufacturing the electrowetting display. Liquid can be uniformly deposited.
上記疎水性中間層は特に限定されず、例えば、フルオロポリマーやＥＴＦＥやＰＶＤＦなどの誘電率が高く、疎水性を有する樹脂等からなるものが挙げられる。
上記疎水性中間層は、画素壁に囲まれた領域（バンプ）を有することが好ましい。エマルジョンインクが、画素壁に囲まれた上記疎水性中間層の領域と接触し、適正なプロセス環境条件で処理されることで、上記疎水性中間層の領域は疎水性の液体の層で覆われ、親水性の透明電極界面は親水性の液体と隣接することとなる。
The hydrophobic intermediate layer is not particularly limited, and examples thereof include those made of a resin having a high dielectric constant such as fluoropolymer, ETFE, and PVDF and having hydrophobicity.
The hydrophobic intermediate layer preferably has a region (bump) surrounded by a pixel wall. The emulsion ink comes into contact with the hydrophobic intermediate layer region surrounded by the pixel wall and is treated under appropriate process environmental conditions so that the hydrophobic intermediate layer region is covered with a layer of hydrophobic liquid. The hydrophilic transparent electrode interface is adjacent to the hydrophilic liquid.
上記シール剤は表面に上記疎水性中間層を有する方の基板に塗布してもよいし、上記疎水性中間層を有さない方の基板に塗布してもよい。
上記シール剤は特に限定されず、硬化性樹脂を含有する公知のシール剤を用いることができる。
上記硬化性樹脂は特に限定されず、例えば、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、光熱硬化性樹脂等が挙げられる。
The sealing agent may be applied to the substrate having the hydrophobic intermediate layer on the surface, or may be applied to the substrate not having the hydrophobic intermediate layer.
The said sealing agent is not specifically limited, The well-known sealing agent containing curable resin can be used.
The said curable resin is not specifically limited, For example, a photocurable resin, a thermosetting resin, a photothermosetting resin etc. are mentioned.
上記光硬化性樹脂としては、例えば、ラジカル重合性化合物、カチオン重合性化合物等が挙げられる。 As said photocurable resin, a radically polymerizable compound, a cationically polymerizable compound, etc. are mentioned, for example.
上記ラジカル重合性化合物は特に限定されないが、不飽和二重結合を有する化合物が好適であり、反応性に優れることから、（メタ）アクリロイルオキシ基を有する化合物がより好適である。
なお、本明細書において、（メタ）アクリロイルオキシ基とは、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を意味する。
The radical polymerizable compound is not particularly limited, but a compound having an unsaturated double bond is preferable, and a compound having a (meth) acryloyloxy group is more preferable because of excellent reactivity.
In the present specification, the (meth) acryloyloxy group means an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group.
上記シール剤が上記ラジカル重合性化合物を含有する場合、上記シール剤は更に光ラジカル重合開始剤を含有することが好ましい。
上記光ラジカル重合開始剤は特に限定されず、例えば、ベンゾフェノン系化合物、アセトフェノン系化合物、アシルフォスフィンオキサイド系化合物、チタノセン系化合物、オキシムエステル系化合物、ベンゾインエーテル系化合物、ベンジル、チオキサントン等が挙げられる。
When the sealing agent contains the radical polymerizable compound, the sealing agent preferably further contains a photo radical polymerization initiator.
The photo radical polymerization initiator is not particularly limited, and examples thereof include benzophenone compounds, acetophenone compounds, acylphosphine oxide compounds, titanocene compounds, oxime ester compounds, benzoin ether compounds, benzyl, and thioxanthone. .
上記カチオン重合性化合物は特に限定されないが、エポキシ基を有する化合物、オキセタニル基を有する化合物等が好適に用いられる。 The cationic polymerizable compound is not particularly limited, but a compound having an epoxy group, a compound having an oxetanyl group, and the like are preferably used.
上記シール剤が上記カチオン重合性化合物を含有する場合、上記シール剤は更に光カチオン重合開始剤を含有することが好ましい。
上記光カチオン重合開始剤は特に限定されず、例えば、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩等が挙げられる。
When the sealing agent contains the cationically polymerizable compound, the sealing agent preferably further contains a photocationic polymerization initiator.
The photocationic polymerization initiator is not particularly limited, and examples thereof include aromatic diazonium salts, aromatic iodonium salts, and aromatic sulfonium salts.
上記熱硬化性樹脂は特に限定されず、エポキシ基を有する化合物、オキセタニル基を有する化合物等が挙げられる。 The thermosetting resin is not particularly limited, and examples thereof include an epoxy group-containing compound and an oxetanyl group-containing compound.
上記シール剤が上記熱硬化性樹脂を含有する場合、上記シール剤は更に熱硬化剤を含有することが好ましい。
上記熱硬化剤は特に限定されず、例えば、有機酸ヒドラジド、イミダゾール誘導体、アミン化合物、多価フェノール系化合物、酸無水物等が挙げられる。
When the sealing agent contains the thermosetting resin, it is preferable that the sealing agent further contains a thermosetting agent.
The said thermosetting agent is not specifically limited, For example, organic acid hydrazide, an imidazole derivative, an amine compound, a polyhydric phenol type compound, an acid anhydride etc. are mentioned.
上記光熱硬化性樹脂は、１分子中に光硬化性官能基と熱硬化性官能基とを有する化合物である。このような化合物としては、例えば、１分子中にエポキシ基と（メタ）アクリロイルオキシ基とをそれぞれ１つ以上有する化合物等が挙げられる。 The photothermosetting resin is a compound having a photocurable functional group and a thermosetting functional group in one molecule. Examples of such compounds include compounds having one or more epoxy groups and (meth) acryloyloxy groups in one molecule.
上記シール剤が上記１分子中にエポキシ基と（メタ）アクリロイルオキシ基とをそれぞれ１つ以上有する化合物等の光熱硬化性樹脂を含有する場合、上記シール剤は更に上述した光ラジカル重合開始剤及び熱硬化剤を含有することが好ましい。 When the sealing agent contains a photothermosetting resin such as a compound having one or more epoxy groups and (meth) acryloyloxy groups in one molecule, the sealing agent further contains the above-mentioned photo radical polymerization initiator and It is preferable to contain a thermosetting agent.
上記シール剤を上記基板に塗布する方法は特に限定されず、ディスペンサー等を用いる公知の方法を用いることができる。
上記枠状のシールパターンは、工程３においてエマルジョンインクを注入するための開口部を設けて形成してもよい。
The method for applying the sealing agent to the substrate is not particularly limited, and a known method using a dispenser or the like can be used.
The frame-shaped seal pattern may be formed by providing an opening for injecting emulsion ink in
本発明のエレクトロウェッティングディスプレイの製造方法は、上記一方の基板と他方の基板とを貼り合わせて上記シール剤を硬化させ、開口部を有するセルを作製する工程２を有する。
The manufacturing method of the electrowetting display of this invention has the
上記シール剤を硬化させる方法としては、上記シール剤の含有する硬化性樹脂の種類に応じて、光を照射する方法及び／又は加熱する方法を選択して用いることができる。 As a method of curing the sealing agent, a method of irradiating light and / or a method of heating can be selected and used according to the type of curable resin contained in the sealing agent.
上記開口部は、上述したように上記工程１においてシールパターンを形成する際に設けていてもよいし、上記シール剤を硬化させた後に設けてもよい。
また、上記セルは上記開口部を１箇所にのみ有していてもよいし、２箇所以上有していてもよい。
As described above, the opening may be provided when the seal pattern is formed in the step 1, or may be provided after the sealing agent is cured.
Moreover, the said cell may have the said opening part only in one place, and may have two or more places.
本発明のエレクトロウェッティングディスプレイの製造方法は、親水性の液体中に疎水性の液体が分散してなるエマルジョンインクを上記開口部から上記セル中に注入する工程３を有する。
The method for producing an electrowetting display according to the present invention includes a
上記親水性の液体は特に限定されず、例えば、水や、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化リチウム等の電解質の水溶液や、メチルアルコール、エチルアルコール、エチレングリコール、グリセリン等の低分子量のアルコール等が挙げられる。これらの親水性の液体は、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。 The hydrophilic liquid is not particularly limited, and examples thereof include water, aqueous electrolyte solutions such as potassium chloride, sodium chloride, and lithium chloride, and low molecular weight alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, ethylene glycol, and glycerin. It is done. These hydrophilic liquids may be used alone or in combination of two or more.
上記疎水性の液体は特に限定されず、例えば、デカン、ウンデカン、ドデカン、ヘキサデカン等のアルカンや、シリコーンオイルや、フルオロカーボン等が挙げられる。これらの疎水性の液体は、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。 The hydrophobic liquid is not particularly limited, and examples thereof include alkanes such as decane, undecane, dodecane, and hexadecane, silicone oil, and fluorocarbon. These hydrophobic liquids may be used alone or in combination of two or more.
上記疎水性の液体は、染料及び／又は顔料を含有して着色したものであることが好ましい。
上記染料又は上記顔料は特に限定されず、例えば、無機系、フタロシアニンやアゾ類等の有機系等、各種の顔料や染料が利用できるが、エレクトロウェッティングに用いられる溶液特性として、疎水性の液体に溶解するが、親水性の液体に溶解しないものである必要があり、適宜表面を疎水性処理されたものが用いられる。
The hydrophobic liquid is preferably one that contains a dye and / or pigment and is colored.
The dye or the pigment is not particularly limited. For example, various pigments and dyes such as inorganic, organic such as phthalocyanine and azo can be used, but as a solution characteristic used for electrowetting, a hydrophobic liquid However, it is necessary that it is not dissolved in a hydrophilic liquid, and a material whose surface is appropriately subjected to hydrophobic treatment is used.
上記疎水性の液体中における上記染料及び／又は顔料の含有量は特に限定されないが、好ましい下限は０．５重量％、好ましい上限は２０重量％である。上記染料及び／又は顔料の含有量が０．５重量％未満であると、得られるエレクトロウェッティングディスプレイがコントラスト不足となり、表示性能に劣るものとなることがある。上記染料及び／又は顔料の含有量が２０重量％を超えると、溶液の流動性が低下して、得られるエレクトロウェッティングディスプレイの駆動速度が遅くなることがある。
上記染料及び／又は顔料の含有量のより好ましい下限は１重量％、より好ましい上限は１０重量％である。
The content of the dye and / or pigment in the hydrophobic liquid is not particularly limited, but a preferred lower limit is 0.5% by weight and a preferred upper limit is 20% by weight. If the content of the dye and / or pigment is less than 0.5% by weight, the resulting electrowetting display may have insufficient contrast and may have poor display performance. When content of the said dye and / or pigment exceeds 20 weight%, the fluidity | liquidity of a solution may fall and the drive speed of the electrowetting display obtained may become slow.
A more preferable lower limit of the content of the dye and / or pigment is 1% by weight, and a more preferable upper limit is 10% by weight.
上記エマルジョンインク中における上記親水性の液体と上記疎水性の液体との割合は、具体的な用途、例えば、画素解像度やセルギャップ距離といったディスプレイのパラメータに応じて調整され、得られるエレクトロウェッティングディスプレイにおける疎水性の液体層を所定の厚さにできる。 The ratio of the hydrophilic liquid to the hydrophobic liquid in the emulsion ink is adjusted according to the specific application, for example, display parameters such as pixel resolution and cell gap distance, and the resulting electrowetting display The hydrophobic liquid layer in can have a predetermined thickness.
上記エマルジョンインク中おける上記疎水性の液体の液滴径は特に限定されないが、好ましい下限は０．０５μｍ、好ましい上限は１０μｍである。上記疎水性の液体の液滴径が０．０５μｍ未満であると、基板の疎水性の領域における付着性に劣るものとなることがある。また、疎水性の液体に含有される染料や顔料が析出する。記疎水性の液体の液滴径が１０μｍを超えると、注入と同時に疎水性の液体が相分離し、基板の疎水性の領域における疎水性の液体の付着が不均一になることがある。上記疎水性の液体の液滴径のより好ましい下限は１μｍ、より好ましい上限は５μｍである。 The droplet diameter of the hydrophobic liquid in the emulsion ink is not particularly limited, but a preferable lower limit is 0.05 μm and a preferable upper limit is 10 μm. If the droplet diameter of the hydrophobic liquid is less than 0.05 μm, the adhesion in the hydrophobic region of the substrate may be inferior. In addition, dyes and pigments contained in the hydrophobic liquid are deposited. If the droplet diameter of the hydrophobic liquid exceeds 10 μm, the hydrophobic liquid may be phase-separated simultaneously with the injection, and the adhesion of the hydrophobic liquid in the hydrophobic area of the substrate may become uneven. The more preferable lower limit of the droplet diameter of the hydrophobic liquid is 1 μm, and the more preferable upper limit is 5 μm.
上記エマルジョンインク中における上記疎水性の液体の液滴のＣＶ値は特に限定されないが、好ましい上限は１０％である。上記疎水性の液体の液滴のＣＶ値が１０％を超えると、基板の疎水性の領域における付着が不均一になることがある。
なお、本明細書において上記ＣＶ値は、（σ／Ｄｎ）×１００で定義され、式中、σは粒径の標準偏差を表し、Ｄｎは平均液滴径を表す。また、上記標準偏差及び上記液滴径は、例えば、顕微鏡で１００液滴を測定するか、又は、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製のＺＥＴＡＳＩＺＥＲ ＮａｎｏシリーズＮａｎｏ−ＺＳを用いた動的光散乱法により測定することができる。
The CV value of the hydrophobic liquid droplets in the emulsion ink is not particularly limited, but a preferred upper limit is 10%. When the CV value of the hydrophobic liquid droplet exceeds 10%, the adhesion in the hydrophobic region of the substrate may be non-uniform.
In the present specification, the CV value is defined by (σ / D n ) × 100, where σ represents the standard deviation of the particle diameter, and D n represents the average droplet diameter. The standard deviation and the droplet diameter can be measured, for example, by measuring 100 droplets with a microscope or by a dynamic light scattering method using a ZETASIZER Nano series Nano-ZS manufactured by Malvern Instruments. it can.
上記エマルジョンインクは、更に、ノニオン性界面活性剤等を含有してもよい。
イオン性界面活性剤は、電気二重層の形成を阻害するために好ましくない。
The emulsion ink may further contain a nonionic surfactant or the like.
Ionic surfactants are not preferred because they inhibit the formation of the electric double layer.
上記エマルジョンインクは、セルに注入する直前に調製することが好ましい。セルに注入する直前にエマルジョンを調製する場合、エマルジョンは長期保存できなくてもよい。エマルジョンの安定期間が短いほど、得られるエレクトロウェッティングディスプレイの製造後に、相分離が起こりやすい。いいかえると疎水性の中間層の界面への疎水性の液体の付着がおこりやすい。一方で、あまり安定時間が長すぎると、後の相分離過程での疎水性の中間層の界面への疎水性の液体の付着の処理に時間がかかりすぎるため、生産性に悪影響を与え、分離過程で顔料等の析出が起こることがある。
注入過程でセルに注入する直前にエマルジョンを調製する場合、疎水性の液体と親水性の液体は別々に保存していてもよい。
The emulsion ink is preferably prepared immediately before being injected into the cell. If the emulsion is prepared immediately before being injected into the cell, the emulsion may not be stored for a long time. The shorter the stability period of the emulsion, the more likely phase separation will occur after production of the resulting electrowetting display. In other words, hydrophobic liquid tends to adhere to the interface of the hydrophobic intermediate layer. On the other hand, if the stabilization time is too long, it takes too much time to attach the hydrophobic liquid to the interface of the hydrophobic intermediate layer in the subsequent phase separation process, which adversely affects productivity and causes separation. In the process, precipitation of pigments and the like may occur.
When the emulsion is prepared immediately before being injected into the cell during the injection process, the hydrophobic liquid and the hydrophilic liquid may be stored separately.
上記エマルジョンインクを調製する方法は特に限定されず、例えば、キャピラリー流路、ホモジナイザー、ホモミキサー、ディスパー、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、マイルダー、アトライター、（超）高圧ホモジナイザー、ナノマイザーシステム、膜乳化装置、マイクロブレイダイザー等を使用する方法が挙げられる。 The method for preparing the emulsion ink is not particularly limited. For example, capillary flow path, homogenizer, homomixer, disper, colloid mill, ultrasonic homogenizer, milder, attritor, (ultra) high pressure homogenizer, nanomizer system, membrane emulsification The method of using an apparatus, a microbladder, etc. is mentioned.
上記キャピラリー流路を用いた方法では、上記親水性の液体、上記疎水性の液体、及び、界面活性剤等の添加剤を含有する混合液が、ピンチコックを有するキャピラリー流路に送液される。上記キャピラリー流路を用いた方法によれば、エマルジョンインクを連続的に製造できる。 In the method using the capillary channel, a liquid mixture containing the hydrophilic liquid, the hydrophobic liquid, and an additive such as a surfactant is sent to the capillary channel having a pinch cock. . According to the method using the capillary channel, emulsion ink can be continuously produced.
上記キャピラリー流路を用いた方法では、キャピラリー流路に送液されることで、上記親水性の液体中に上記疎水性の液体が分散する。上記キャピラリー流路は狭窄部を有し、通過する溶液に充分なせん断力を加えるだけの大きい圧力勾配を生み出す。上記疎水性の液体を上記親水性の液体中に分散させるのに充分なせん断力を加えるため、上記狭窄部の幅は、１０μｍ未満であることが好ましい。 In the method using the capillary channel, the hydrophobic liquid is dispersed in the hydrophilic liquid by being fed to the capillary channel. The capillary channel has a constriction and creates a large pressure gradient that applies sufficient shear force to the passing solution. In order to apply a shearing force sufficient to disperse the hydrophobic liquid in the hydrophilic liquid, the width of the narrowed portion is preferably less than 10 μm.
上記キャピラリー流路における上記狭窄部以外の流路径は０．５ｍｍ未満であることが好ましい。上記狭窄部以外の流路径が０．５ｍｍ以上であると、上記疎水性の液体が充分に分散しない恐れがある。 The diameter of the channel other than the narrowed portion in the capillary channel is preferably less than 0.5 mm. If the flow path diameter other than the narrowed portion is 0.5 mm or more, the hydrophobic liquid may not be sufficiently dispersed.
混合液が上記狭窄部に送られると、少なくとも１ＭＰａの圧力で充分なせん断力が加えられ、上記疎水性の液体が分散する。上記狭窄部は、流路幅を０〜１０μｍの間で自動的に調整するような機構を備えていることが好ましい。 When the mixed liquid is sent to the narrowed portion, a sufficient shearing force is applied at a pressure of at least 1 MPa, and the hydrophobic liquid is dispersed. The narrowed portion preferably includes a mechanism that automatically adjusts the channel width between 0 to 10 μm.
上記セル中への上記エマルジョンインクの注入時の雰囲気の圧力の好ましい下限は１００ｍｍＨｇ、好ましい上限は１０００ｍｍＨｇである。上記エマルジョンインクの注入時の雰囲気の圧力が１００ｍｍＨｇ未満であると、疎水性の液体が揮発してエマルジョンインクの濃度が変化することがある。上記エマルジョンインクの注入時の雰囲気の圧力が１０００ｍｍＨｇを超えると、注入時に液の流れが高速となり、バンプ中に気泡が溜まりやすくなることがある。
上記エマルジョンインクの注入時の雰囲気の圧力のより好ましい下限は２００ｍｍＨｇ、より好ましい上限は８００ｍｍＨｇである。
The preferable lower limit of the pressure of the atmosphere when the emulsion ink is injected into the cell is 100 mmHg, and the preferable upper limit is 1000 mmHg. If the pressure of the atmosphere when the emulsion ink is injected is less than 100 mmHg, the hydrophobic liquid may volatilize and the concentration of the emulsion ink may change. If the pressure of the atmosphere at the time of injection of the emulsion ink exceeds 1000 mmHg, the flow of the liquid becomes high speed at the time of injection, and bubbles may easily accumulate in the bumps.
A more preferable lower limit of the atmospheric pressure at the time of injection of the emulsion ink is 200 mmHg, and a more preferable upper limit is 800 mmHg.
上記エマルジョンインクの注入には、シリンジを用いることが好ましい。特に、用いられる親水性の液体よりも疎水性であり、かつ疎水性の液体よりも親水性の高い中極性の表面エネルギーを有する材質であることが好ましい。極端に親水性の高い表面を有するシリンジは、エマルジョン中の親水性の液体との親和性が高すぎて、相分離を誘発する。
また、逆に、極端に疎水性の高い表面を有するシリンジは疎水性の液体を付着し、シリンジ内での相分離を誘発する。
A syringe is preferably used for injecting the emulsion ink. In particular, the material is preferably a material that is more hydrophobic than the hydrophilic liquid used and has a surface energy of medium polarity that is more hydrophilic than the hydrophobic liquid. Syringes with extremely hydrophilic surfaces have too high affinity for the hydrophilic liquid in the emulsion and induce phase separation.
Conversely, a syringe having an extremely highly hydrophobic surface attaches a hydrophobic liquid and induces phase separation in the syringe.
上記エマルジョンインクと上記透明電極との間に電圧を印加することにより、親水性の液体と表面に疎水性中間層を有さない方の基板とを引きつけることができ、疎水性の液体による疎水性中間層への付着を調整することができる。
上記エマルジョンインクと上記透明電極との間に電圧を印加する場合、上記疎水性中間層に付着した疎水性の液体の量を測定し、その量に従って電圧を決定することが好ましい。上記疎水性中間層に付着した疎水性の液体の量は光学的に測定されてもよく、例えば、反射又は透過により、疎水性の液体層の吸光度を測定する方法を用いることができる。また、上記疎水性中間層に付着した疎水性の液体の量は電気的に測定されてもよく、例えば、疎水性中間層を有する基板に配置された透明電極と親水性の液体との間の静電容量を測定し、得られた値を用いることにより、疎水性の液体の液滴の被覆を局所的又は全体的に制御することができる。
By applying a voltage between the emulsion ink and the transparent electrode, it is possible to attract the hydrophilic liquid and the substrate that does not have a hydrophobic intermediate layer on the surface. Adhesion to the intermediate layer can be adjusted.
When a voltage is applied between the emulsion ink and the transparent electrode, it is preferable to measure the amount of the hydrophobic liquid attached to the hydrophobic intermediate layer and determine the voltage according to the amount. The amount of the hydrophobic liquid adhering to the hydrophobic intermediate layer may be optically measured. For example, a method of measuring the absorbance of the hydrophobic liquid layer by reflection or transmission can be used. Further, the amount of the hydrophobic liquid attached to the hydrophobic intermediate layer may be measured electrically, for example, between the transparent electrode disposed on the substrate having the hydrophobic intermediate layer and the hydrophilic liquid. By measuring the capacitance and using the resulting value, the coating of the hydrophobic liquid droplets can be controlled locally or globally.
上記エマルジョンインクの注入中又は注入後に、基板上又はエマルジョンインク内に気泡が発生することがある。上記気泡は、親水性の液体及び疎水性の液体に超音波を当てることにより除去できる。上記超音波は、親水性の液体及び疎水性の液体が各層に分離する前のエマルジョンインクに対して当ててもよく、分離後の親水性の液体及び疎水性の液体の各層に対して当ててもよい。 Bubbles may be generated on the substrate or in the emulsion ink during or after the injection of the emulsion ink. The bubbles can be removed by applying ultrasonic waves to the hydrophilic liquid and the hydrophobic liquid. The ultrasonic wave may be applied to the emulsion ink before the hydrophilic liquid and the hydrophobic liquid are separated into each layer, and is applied to each layer of the hydrophilic liquid and the hydrophobic liquid after separation. Also good.
本発明のエレクトロウェッティングディスプレイの製造方法は、上記開口部を封止する工程４を有する。
上記開口部を封止する方法は特に限定されず、例えば、上記工程１において用いたシール剤と同様のシール剤を上記開口部で硬化させて封止する方法等が挙げられる。
The manufacturing method of the electrowetting display of this invention has the
A method for sealing the opening is not particularly limited, and examples thereof include a method for sealing the sealing agent similar to the sealing agent used in Step 1 by curing the opening.
本発明のエレクトロウェッティングディスプレイの製造方法により得られるエレクトロウェッティングディスプレイの一例を模式的に示した断面図を図１に示す。
上記エレクトロウェッティングディスプレイにおいて疎水性の液体５は、エレクトロウェッティングデバイスの製造時には親水性の液体４中に安定に分散した状態で存在し、製造後に図１に示したように親水性の液体４と分離して疎水性中間層２に均一に付着する。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of an electrowetting display obtained by the method for producing an electrowetting display of the present invention.
In the electrowetting display, the hydrophobic liquid 5 exists in a state of being stably dispersed in the
上記疎水性の液体が上記疎水性中間層に均一に付着して親水性の液体と分離した層を形成するのにかかる時間は、エマルジョンの安定性と、上記疎水性の液体及び上記親水性の液体に対する上記疎水性中間層表面のぬれ性の違いとに左右される。
上記疎水性の液体の密度が上記親水性の液体よりも小さい場合は、疎水性中間層がある面を内側にして遠心処理をすることによってエマルジョンインク中の疎水性の液体の疎水性中間層への付着を促進できる。また、親水性の液体と表面に疎水性中間層を有する基板内の電極との間に電圧を印加し、相分離率を局所的に制御してもよい。疎水性の液体の疎水性中間層を有する基板側への付着を制御することにより、より均一な疎水性の液体層を形成することができる。
The time required for the hydrophobic liquid to uniformly adhere to the hydrophobic intermediate layer to form a layer separated from the hydrophilic liquid depends on the stability of the emulsion, the hydrophobic liquid and the hydrophilic liquid. It depends on the difference in wettability of the surface of the hydrophobic intermediate layer with respect to the liquid.
When the density of the hydrophobic liquid is smaller than that of the hydrophilic liquid, the hydrophobic liquid in the emulsion ink is made into a hydrophobic intermediate layer by centrifuging with the surface having the hydrophobic intermediate layer inside. Can promote adhesion. In addition, a voltage may be applied between the hydrophilic liquid and the electrode in the substrate having a hydrophobic intermediate layer on the surface to locally control the phase separation rate. By controlling the adhesion of the hydrophobic liquid to the substrate side having the hydrophobic intermediate layer, a more uniform hydrophobic liquid layer can be formed.
本発明によれば、高品質なエレクトロウェッティングディスプレイを容易に製造することを可能とするエレクトロウェッティングディスプレイの製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the electrowetting display which makes it possible to manufacture a high quality electrowetting display easily can be provided.
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
（実施例１）
テフロン（登録商標）溶液（デュポン社製）を透明電極に塗布することによって形成された疎水性中間層を有する基板上にＳＵ−８（化薬マイクロケム社製）のフォトレジストによって親水性の画素壁として４０μｍの高さのバンプを形成した。光硬化性樹脂としてＡ７８５（積水化学工業社製）をシール剤として用い、疎水性中間層を有する基板上に枠を描く様にディスペンサーで塗布し、シールパターンを形成し、シールパターンには開口部となる部分を設けた。疎水性中間層及び親水性の画素壁を有さない他方のＩＴＯガラス基板を重ね、３６５ｎｍの中心波長を有する超高圧水銀灯によって、１０００ｍＪの光を照射してシール剤を硬化させ、開口部を有するセルを作製した。
Example 1
A hydrophilic pixel is formed with a photoresist of SU-8 (manufactured by Kayaku Microchem) on a substrate having a hydrophobic intermediate layer formed by applying a Teflon (registered trademark) solution (manufactured by DuPont) to a transparent electrode. Bumps having a height of 40 μm were formed as walls. A785 (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) is used as a photo-curable resin as a sealant, and is applied with a dispenser in a frame on a substrate having a hydrophobic intermediate layer to form a seal pattern. The part which becomes becomes. The other ITO glass substrate not having a hydrophobic intermediate layer and a hydrophilic pixel wall is overlapped, and the sealant is cured by irradiating light of 1000 mJ with an ultra-high pressure mercury lamp having a center wavelength of 365 nm to have an opening. A cell was produced.
親水性の液体としてエチレングリコール（和光純薬工業社製）６７重量％とグリセリン３３重量％の溶液Ａを作製し、顔料を混合した疎水性の液体としてアントラキノン顔料５重量％をノルマルデカン（和光純薬工業社製）に溶解した溶液Ｂを作製した。
溶液Ａ１９ｇと溶液Ｂ１ｇとをサンプル瓶に入れ、振とう攪拌した。その後、超音波処理装置（本多電子社製、「超音波洗浄機Ｗ−１１３」）を用いて、氷でサンプル瓶を冷却しながら、３０分間超音波処理し、疎水性の液体と親水性の液体とを均一に混合し、エマルジョンインクを得た。
粒度計で測定したところ、中心粒径は２．４３μｍであり、ゼータ電位は−５．９２ｍＶであった。
A solution A of 67% by weight of ethylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 33% by weight of glycerin was prepared as a hydrophilic liquid, and 5% by weight of anthraquinone pigment was mixed with normal decane (Wako Pure) as a hydrophobic liquid mixed with the pigment. Solution B dissolved in Yakuhin Kogyo Co.) was prepared.
19 g of solution A and 1 g of solution B were placed in a sample bottle and stirred with shaking. Then, using a sonicator (“Ultrasonic Cleaner W-113” manufactured by Honda Electronics Co., Ltd.), the sample bottle was sonicated for 30 minutes while cooling the sample bottle with ice, and the hydrophobic liquid and hydrophilicity Were uniformly mixed with each other to obtain an emulsion ink.
When measured with a particle size meter, the central particle size was 2.43 μm and the zeta potential was −5.92 mV.
７６０ｍｍＨｇの雰囲気下で、得られたエマルジョンインクを、得られたセルの開口部から疎水性のシリンジを用いてセル内に注入した。次いで、開口部にシール剤を塗布し、超高圧水銀灯で光照射してシール剤を硬化させて開口部を封止し、エレクトロウェッティングディスプレイを作製した。
得られたエレクトロウェッティングディスプレイを顕微鏡で観察したところ、疎水性の液滴は均一に混合されていた。貼りあわされた２枚の基板に０Ｖ／１００Ｖのパルス電圧を５０ヘルツの周波数で印加したところ、疎水性の粒子が凝集し合着した。そこで、０Ｖ／１００Ｖのパルス電圧を１０００ヘルツの周波数で１０秒間印加したところ、疎水性の粒子が疎水性中間層に付着するのが観察された。
０Ｖ／２０Ｖのパルス電圧を３０ヘルツの周波数で印加したところ、電圧の上下に応答して、疎水性の液体と親水性の液体との界面形状が変化し、画素領域の開口と閉口とが観察された。
Under an atmosphere of 760 mmHg, the obtained emulsion ink was injected into the cell from the opening of the obtained cell using a hydrophobic syringe. Next, a sealant was applied to the opening, and light was irradiated with an ultra-high pressure mercury lamp to cure the sealant to seal the opening, thereby producing an electrowetting display.
When the obtained electrowetting display was observed with a microscope, hydrophobic droplets were uniformly mixed. When a pulse voltage of 0 V / 100 V was applied to the two bonded substrates at a frequency of 50 Hertz, hydrophobic particles aggregated and joined. Therefore, when a pulse voltage of 0 V / 100 V was applied for 10 seconds at a frequency of 1000 Hz, it was observed that hydrophobic particles adhered to the hydrophobic intermediate layer.
When a pulse voltage of 0V / 20V is applied at a frequency of 30 Hz, the shape of the interface between the hydrophobic liquid and the hydrophilic liquid changes in response to the voltage rise and fall, and the opening and closing of the pixel region are observed. It was done.
（比較例１）
溶液Ａと溶液Ｂを混合したのち超音波分散処理せず、エマルジョンインクにしなかったこと以外は、実施例１と同様にしてエレクトロウェッティングディスプレイを作製した。
得られたエレクトロウェッティングディスプレイを顕微鏡で観察したところ、疎水性中間層に疎水性の液体が多く付着している部分とほとんど付着していない部分が確認された。
(Comparative Example 1)
An electrowetting display was prepared in the same manner as in Example 1 except that the solution A and the solution B were not mixed and then the ultrasonic dispersion treatment was not performed and the emulsion ink was not used.
When the obtained electrowetting display was observed with a microscope, a portion where a large amount of hydrophobic liquid was adhered to a hydrophobic intermediate layer and a portion where the hydrophobic liquid was hardly adhered were confirmed.
本発明によれば、高品質なエレクトロウェッティングディスプレイを容易に製造することを可能とするエレクトロウェッティングディスプレイの製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the electrowetting display which makes it possible to manufacture a high quality electrowetting display easily can be provided.
１ 基板
２ 疎水性中間層
３ 画素壁
４ 親水性の液体
５ 疎水性の液体
1
Claims (3)
前記一方の基板と他方の基板とを貼り合わせて前記シール剤を硬化させ、開口部を有するセルを作製する工程２、
親水性の液体中に疎水性の液体が分散してなるエマルジョンインクを前記開口部から前記セル中に注入する工程３、及び、
前記開口部を封止する工程４を有し、
前記透明電極を有する２枚の基板のうち１枚は、表面に疎水性中間層を有する
ことを特徴とするエレクトロウェッティングディスプレイの製造方法。 Step 1 of forming a frame-shaped seal pattern by applying a sealing agent to one of the two substrates having a transparent electrode,
Step 2 for bonding the one substrate and the other substrate to cure the sealing agent to produce a cell having an opening;
Step 3 of injecting an emulsion ink, in which a hydrophobic liquid is dispersed in a hydrophilic liquid, into the cell from the opening, and
Having the step 4 of sealing the opening,
One of the two substrates having the transparent electrode has a hydrophobic intermediate layer on the surface, and the method for producing an electrowetting display.
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|---|---|---|---|---|
| US11500260B2 (en) | 2017-06-07 | 2022-11-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing liquid drop control device, liquid drop control device, and display device |
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