JP2014182257A - 反射型表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な製造プロセスにより作製することができ、且つ画像メモリー性に優れた反射型表示装置を提供する。
【解決手段】支持基板の一方の面上に導電層と透明樹脂層とが順次設けられ、透明樹脂層面が対向して配置された二つの支持基板のうち少なくとも一方が透明支持基板であり、対向する二つの支持基板の間に少なくとも１種類以上の着色粒子と分散媒とを含む表示層を具備してなる反射型表示装置であって、二つの支持基板のうち少なくとも一方の支持基板と少なくとも一方の支持基板上に設けられた透明樹脂層とが凹凸構造を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、反射型表示装置に関するものであり、特に電気泳動粒子を利用した反射型表示装置とその製造方法に関するものである。

近年、省エネルギーなどの観点から、従来のバックライト型液晶ディスプレイに代わって、外部環境光を光源とすることでバックライトを必要としない反射型表示装置が提案されている。

反射型表示装置は、（１）通常の紙印刷物に近い視認性を有する、（２）視野角が広い、（３）電源を切っても一度表示した画像は消えないメモリー性を有する、（４）外部環境光を光源とすることでバックライトを必要としない、（５）消費電力が少ない、などの特徴を有しており、“電子ペーパー”として活用が期待されている。このような反射型表示装置では、種々の駆動方式が提案されており、開発が進められている。

種々の駆動方式の中でも、電荷をもった粒子を液体中へ分散させ、その分散液を電極間に配置して電圧の印加に伴う荷電粒子の移動により表示を行う、電気泳動方式が提案されている（特許文献１参照）。

この電気泳動方式では、電圧の印加を止めても荷電粒子はその場に留まるため表示した画像に対するメモリー性を有するが、その効果は限定的であり時間の経過とともに荷電粒子が剥がれ落ちるという課題がある。

そこで、表示装置中に樹脂層を設けることにより電圧の印加により分散媒中を泳動してきた荷電粒子の固着性を高めることで、画像のメモリー性を向上させる手法が提案されている（特許文献２参照）。

また、電気泳動方式では、電圧の印加を止めて長時間静置していると、剥がれ落ちた荷電粒子が分散媒中に沈降し、荷電粒子が表示面の特定の部分（主に下方）に偏在するという課題がある。

そこで、表示層中に隔壁を設け複数のセルに区切り、各セルに均一に荷電粒子を充填することで、荷電粒子の偏在を防ぐ手法が提案されている（特許文献３参照）。

上記のような手法を採用した反射型表示装置の製造プロセスとして、表示層を区切るための隔壁をフォトリソグラフィー法により作製した後、樹脂層を塗布する方法が一般的であるが、製造方法として煩雑である。

さらに、上記方法により樹脂層パターンを形成して作製した表示層に電気泳動液を均一に充填した後、対向する支持基板により表示層を封止するプロセスは煩雑であり、歩留まり良く製造することが困難である。

特開２００５‐１５６７５９号公報 特許第４０４９２０２号公報 特許第４１０５１０７号公報

上記の通り、電気泳動方式を用いた反射型表示装置は、画像メモリー性を向上するための施策により製造プロセスが煩雑になり、且つ歩留まりも低下してしまう。

よって本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、簡便な製造プロセスにより作製することができ、且つ画像メモリー性に優れた反射型表示装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、支持基板の一方の面上に導電層と透明樹脂層とが順次設けられ、前記透明樹脂層面が対向して配置された二つの支持基板のうち少なくとも一方が透明支持基板であり、前記対向する二つの支持基板の間に少なくとも１種類以上の着色粒子と分散媒とを含む表示層を具備してなる反射型表示装置であって、前記二つの支持基板のうち少なくとも一方の支持基板と前記少なくとも一方の支持基板上に設けられた透明樹脂層とが凹凸構造を有することを特徴とする反射型表示装置である。

また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記二つの支持基板上に形成した前記透明樹脂層のうち少なくとも一方の支持基板と前記少なくとも一方の支持基板上に設けられた透明樹脂層の凹凸構造により、前記二つの支持基板間が接合されていることを特徴とする反射型表示装置である。

また、第３の発明は、支持基板の一方の面上に導電層と透明樹脂層とが順次設けられ、前記透明樹脂層面が対向して配置された前記二つの支持基板のうち少なくとも一方が透明支持基板であり、前記対向する二つの支持基板との間に少なくとも１種類以上の着色粒子と分散媒とを含む表示層を具備してなる反射型表示装置であって、前記二つの支持基板上に形成した前記透明樹脂層のうち少なくとも一方の支持基板の樹脂層が凹凸構造を有することを特徴とする反射型表示装置である。

また、第４の発明は、前記第３の発明において、前記二つの支持基板上に形成した前記透明樹脂層のうち少なくとも一方の支持基板の透明樹脂層の凹凸構造により、前記二つの支持基板間が接合されていることを特徴とする反射型表示装置である。

また、第５の発明は、前記第１〜第４のいずれかの発明において、前記二つの支持基板に形成した透明樹脂層がいずれも凹凸構造を有することを特徴とする反射型表示装置である。

また、第６の発明は、前記第１〜第５のいずれかの発明において、前記二つの支持基板に形成された前記凹凸構造の凸部幅と凹部幅とが互いに異なる間隔で形成されていることを特徴とする反射型表示装置である。

また、第７の発明は、前記第１〜第６のいずれかの発明において、前記二つの支持基板のうち、前記凹凸構造を有する支持基板の前記透明樹脂層の反対面に平滑化層を有することを特徴とする反射型表示装置である。

また、第８の発明は、前記第１〜第７のいずれかの発明において、前記二つの支持基板のうち、前記凹凸構造を有する支持基板の前記透明樹脂層の反対面に導電層を有することを特徴とする反射型表示装置である。

また、第９の発明は、支持基板の一方の面上に導電層と第１の透明樹脂層とが順次設けられ、前記第１の透明樹脂層に対向する位置に第２の透明樹脂層を有し、前記支持基板が透明支持基板であり、前記対向する二つの透明樹脂層の間に少なくとも１種類以上の着色粒子と分散媒とを含む表示層を具備してなる反射型表示装置であって、少なくとも一方の透明樹脂層が凹凸構造を有し、前記第２の透明樹脂層の反対面に平滑化層と導電層とを順次有することを特徴とする反射型表示装置である。

また、第１０の発明は、前記第９の発明において、前記二つの透明樹脂層がいずれも凹凸構造を有することを特徴とする反射型表示装置である。

また、第１１の発明は、前記第９または第１０の発明において、前記凹凸構造が対向に配置する前記透明樹脂層どうしで異なるピッチで形成されていることを特徴とする反射型表示装置である。

また、第１２の発明は、前記第９〜第１１のいずれかの発明において、前記凹凸構造により対向に配置する前記透明樹脂層が接合されていることを特徴とする反射型表示装置である。

また、第１３の発明は、前記第１〜第１２のいずれかの発明において、前記凹凸構造により仕切られた複数の凹部に前記着色粒子と前記分散媒とが分散されていることを特徴とする反射型表示装置である。

また、第１４の発明は、前記第１〜第１３のいずれかの発明において、前記表示層が少なくとも着色粒子と透明分散媒とを含むことを特徴とする反射型表示装置である。

また、第１５の発明は、前記第１〜第１４のいずれかの発明において、前記樹脂層が熱可塑性を有することを特徴とする反射型表示装置である。

また、第１６の発明は、前記第１〜第１５のいずれかの発明において、前記支持基板が熱可塑性を有することを特徴とする反射型表示装置である。

また、第１７の発明は、前記第１〜第１６のいずれかの発明において、前記表示層が少なくとも２種の色相の異なる粒子を含むことを特徴とする反射型表示装置である。

また、第１８の発明は、前記第１〜第１７のいずれかの発明において、前記表示層が少なくとも２種の電気泳動粒子を含むことを特徴とする反射型表示装置である。

また、第１９の発明は、前記第１〜第１８のいずれかの発明において、前記表示層が電荷の異なる電気泳動粒子を含むことを特徴とする反射型表示装置である。

また、第２０の発明は、反射型表示装置の製造方法であって、二つの支持基板の一方の面上に導電層と透明樹脂層とを順次形成する工程と、二つの支持基板のうち少なくとも一方が透明支持基板であり、前記二つの支持基板の前記透明樹脂層面を対向させて配置し、前記二つの支持基板間に着色粒子を含んだ表示層を形成する工程と、前記二つの支持基板の前記透明樹脂層が設けられた面と反対面から外力を加えることで、前記二つの支持基板上に形成した前記透明樹脂層のうち少なくとも一方の支持基板の透明樹脂層に凹凸構造を形成する工程と、を有することを特徴とする反射型表示装置の製造方法である。

また、第２１の発明は、前記第２１の発明において、前記二つの支持基板上に形成した前記透明樹脂層のうち少なくとも一方の支持基板の透明樹脂層に凹凸構造を形成する工程によって、前記二つの支持基板間の透明樹脂層が接合されることを特徴とする反射型表示装置の製造方法である。

また、第２２の発明は、反射型表示装置の製造方法であって、二つの支持基板の一方の面上に導電層と透明樹脂層とを順次形成する工程と、二つの支持基板のうち少なくとも一方が透明支持基板であり、前記二つの支持基板の前記透明樹脂層面を対向させて配置し、前記二つの支持基板間に着色粒子を含んだ表示層を形成する工程と、前記二つの支持基板の前記透明樹脂層が設けられた面と反対面から外力を加えることで、前記二つの支持基板上に形成した前記透明樹脂層のうち少なくとも一方の支持基板と透明樹脂層とに凹凸構造を形成する工程と、を有することを特徴とする反射型表示装置の製造方法である。

また、第２３の発明は、前記第２２の発明において、前記二つの支持基板上に形成した前記透明樹脂層のうち少なくとも一方の支持基板と透明樹脂層とに凹凸構造を形成する工程によって、前記二つの支持基板間の透明樹脂層が接合されることを特徴とする反射型表示装置の製造方法である。

また、第２４の発明は、前記第２０〜第２３のいずれかの発明において、前記二つの支持基板のうち、前記凹凸構造を有する一方の支持基板の前記透明樹脂層の反対面に平滑化層を形成する工程を含むことを特徴とする反射型表示装置の製造方法である。

また、第２５の発明は、前記第２０〜第２４のいずれかの発明において、前記二つの支持基板のうち、前記凹凸構造を有する一方の支持基板の前記透明樹脂層の反対面に導電層を形成する工程を含むことを特徴とする反射型表示装置の製造方法である。

また、第２６の発明は、前記第２０〜第２５のいずれかの発明において、前記支持基板の一方の面に透明な樹脂層を設ける方法が、湿式塗布法であることを特徴とする反射型表示装置の製造方法である。

また、第２７の発明は、前記第２０〜第２６のいずれかの発明において、前記透明樹脂層へのもしくは前記支持基板と前記透明樹脂層とへの凹凸構造の形成方法が、凹凸構造を形成する層を加熱しながら行う方法であることを特徴とする反射型表示装置の製造方法である。

また、第２８の発明は、前記第２０〜第２７のいずれかの発明において、前記凹凸構造を形成する工程を行った後、凹凸構造を形成した支持基板の凹凸構造が形成されていない側の面を均一に押圧する工程を有することを特徴とする反射型表示装置の製造方法である。

第１の発明によれば、表示層中の着色荷電粒子の偏在化が抑制され、良好な表示特性を維持することができる。

第２の発明によれば、表示層中の着色荷電粒子の偏在化が抑制し、良好な表示特性を維持することに加え、表示装置の強度を向上することができる。

第３の発明によれば、表示層中の着色荷電粒子の偏在化が抑制され、良好な表示特性を維持することができる。

第４の発明によれば、表示層中の着色荷電粒子の偏在化が抑制し、良好な表示特性を維持することに加え、表示装置の強度を向上することができる。

第５の発明によれば、反射型表示装置の表示面と裏面とに関係なく、表示層中の着色荷電粒子の偏在化が等方的に抑制され、良好な表示特性を維持することができる。

第６の発明によれば、この凹凸構造を有さない場合と比較して、表示層中の着色荷電粒子の偏在化がより抑制され、良好な表示特性を維持することができる。

第７の発明によれば、凹凸構造の形成により生じた樹脂層もしくは支持基板と樹脂層からなる支持基板層の表示層側でない外面の凹凸を解消し、表示特性の向上に加え、表示面のヘイズを軽減することができる。

第８の発明によれば、支持基板の支持基板と樹脂層とを一括して凹凸構造を形成することでより簡便に凹凸構造を形成することができ、且つ凹凸構造を形成した後に支持基板の導電層を設けるため、支持基板パターンの不良を防ぐことができる。

第９の発明によれば、表示層中の着色荷電粒子の偏在化が抑制され、良好な表示特性を維持することができる。

第１０の発明によれば、反射型表示装置の表示面と裏面とに関係なく、表示層中の着色荷電粒子の偏在化が等方的に抑制され、良好な表示特性を維持することができる。

第１１の発明によれば、この凹凸構造を有さない場合と比較して、表示層中の着色荷電粒子の偏在化がより抑制され、良好な表示特性を維持することができる。

第１２の発明によれば、表示層中の着色荷電粒子の偏在化が抑制し、良好な表示特性を維持することに加え、表示装置の強度を向上することができる。

第１３の発明によれば、表示媒体が電界方向によって移動することにより、画像等を表示することができる。

第１４の発明によれば、表示媒体が電界方向によって移動することにより、画像等を表示することができる。

第１５の発明によれば、透明樹脂層への凹凸構造の形成を簡便に行うことができる。

第１６の発明によれば、支持基板と樹脂層とからなる支持基板層への凹凸構造の形成を簡便に行うことができる。

第１７の発明によれば、反射型表示装置を多色表示させることができる。

第１８の発明によれば、電気泳動方式により多色表示することができる。

第１９の発明によれば、階調を含めたより多くの色を表示することができる。

第２０の発明によれば、前述の一般的な製造プロセスと比較して、樹脂層の塗布と表示層の充填をより簡便なプロセスで且つ歩留まり良く、また、凹凸構造は画素電極のパターンに合せて作製する必要がないため工程数を少なくすることができるので低コストで表示装置を作製することができる。

第２１の発明によれば、表示層中の着色荷電粒子の偏在化が抑制し、良好な表示特性を維持することに加え、表示装置の強度を向上することができる。

第２２の発明によれば、前述の一般的な製造プロセスと比較して、透明樹脂層の塗布と表示層の充填をより簡便なプロセスで且つ歩留まり良く、また、凹凸構造は画素電極のパターンに合せて作製する必要がないため工程数を少なくすることができより低コストで表示装置を作製することができる。

第２３の発明によれば、表示層中の着色荷電粒子の偏在化が抑制し、良好な表示特性を維持することに加え、表示装置の強度を向上することができる。

第２４の発明によれば、凹凸構造を形成した支持基板層の平滑性、光透過性を補償することができ、表示特性を向上させることができる。

第２５の発明によれば、支持基板の支持基板と透明樹脂層とを一括して凹凸構造を形成することでより簡便に凹凸構造を形成することができ、且つ凹凸構造を形成した後に支持基板の導電層を設けるため、支持基板パターンの不良を防ぎ、歩留まり良く表示装置を作製することができる。

第２６の発明によれば、均質な透明樹脂層を歩留まり良く作製することができる。

第２７の発明によれば、均質な凹凸構造を歩留まり良く作製することができる。

第２８の発明によれば、凹凸構造を形成した支持基板層を平坦且つ薄層にすることができる。

本発明の一つの反射型表示装置を示す概略図である。 本発明の一つの実施形態である樹脂層に形成された凹凸構造により二つの電極基板層の樹脂層どうしが接合している反射型表示装置を示す概略図である。 本発明の一つの実施形態である二つの樹脂層のいずれにも凹凸構造が形成された反射型表示装置を示す概略図である。 本発明の一つの実施形態である二つの樹脂層にそれぞれ異なるパターンの凹凸構造が形成された反射型表示装置を示す概略図である。 本発明の一つの実施形態である反射型表示装置の製造方法を示す概略図である。 本発明の一つの実施形態である支持基材とその上に設けられた樹脂層とに凹凸構造を形成した背面に導電層が設けられた反射型表示装置を示す概略図である。 本発明の一つの実施形態である樹脂層のみに凹凸構造を形成させた反射型表示装置を示す概略図である。 本発明の一つの実施形態である凹凸構造を形成させた側の基板の外側の面に平滑化層、導電層が設けられた反射型表示装置を示す概略図である。

以下、図面を参照して、本発明の一つの実施形態について説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

図１に示すように、本発明による反射型表示装置Ｒは、表示面側となる透明な支持基板１１と、透明な支持基板１１の上に設けられた透明樹脂層２１と、支持基板１１に対向して設けられたもう一方の支持基板１２と、支持基板１２の上に設けられた透明樹脂層２２と、２枚の支持基板に挟持されるように着色粒子３を分散媒４０に分散させた泳動液を備えて構成されており、支持基板１２と透明樹脂層２２とには凹凸構造が形成されている。なお、支持基板１１の上に透明樹脂層２１を備えてなる基板を第１の基板とすると、第１の基板は、ここでは支持基板１１の一方の面上に図示しない導電層と透明導電層２１とを順に備えている。また、支持基板１２の上に透明樹脂層２２を備えてなる基板を第２の基板とすると、第２の基板は、ここでは支持基板１２の一方の面上に図示しない導電層と透明樹脂層２２とを順に備えている。第１の基板と第２の基板とは、支持基板１１の上記一方の面と支持基板１２の上記一方の面とが向かい合うように配置されている。また、図では、第１の色の着色粒子３としての着色粒子３１と、第２の色の着色粒子３としての着色粒子３２とが示されている。

また、図２に示すように、反射型表示装置Ｒは、支持基板１２と透明樹脂層２２とに形成された凹凸構造により、透明な支持基板１１の上に設けられた透明樹脂層２１と凹凸構造の形成された透明樹脂層２２とが接合した構造をもつことができる。

また、図３に示すように、反射型表示装置Ｒは、支持基板１１、１２上にそれぞれ設けられた透明樹脂層２１、２２のいずれにも凹凸構造が形成された構造をもつことができる。

もしくは、図４に示すように、反射型表示装置Ｒは、支持基板１１、１２上にそれぞれ設けられた透明樹脂層２１、２２に、それぞれ異なるパターンの凹凸構造が形成された構造をもつことができる。

上記構成からなる反射型表示装置Ｒは、透明な支持基板１１に対向するもう一方の支持基板１２が、アクティブマトリクス型駆動方式の回路構成の電源に接続されてもよく、これにより、支持基板１２上の電極は各々の画素電極スイッチング素子に接続されていて、透明な支持基板１１との間に正負の電圧印加または電流を流すことができる。

以下に反射型表示装置Ｒの各部として用いることができる材料を、具体例を挙げて示すがこれに限定されるものではない。

支持基板１１の基板材料としては、絶縁性の透明基板であればよく、汎用のプラスチック基板等を用いることができる。

支持基板材料用のプラスチックとしては、可撓性のフィルム基板を用いてもよく、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルサルフォン、ポリイミド、シクロオレフィンポリマー、アクリル、ナイロン、アラミド等を用いることができる。

支持基板材料用のフィルム基板の厚さとしては、１００μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは６０μｍ以下である。厚さを小さくすることで、反射型表示装置Ｒ全体を薄くすることができる。また、支持基板材料に凹凸構造を形成する場合には、凹凸構造パターンの突起部分の幅を小さくすることができる。

さらに、熱可塑性の樹脂を基板材料として用いてもよく、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリブタジエン、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類等を用いることができる。

支持基板１１の電極材料としては、透明電極を構成可能な材質を用いてもよく、例えば、ＩＴＯ膜やＳｎＯ_２またはＩｎＯ_２をコーティングした薄膜等を用いることができる。また、ＩＴＯ膜やＳｎＯ_２またはＩｎＯ_２をコーティングした薄膜等にＳｎやＳｂなどをドーピングしたものであっても良く、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＦＴＯ等を用いることができる。

もう一方の支持基板１２は、透明である必要はないが、上記の透明な支持基板１１と同様の基板材料、電極材料を用いることができる。または、汎用の支持基板を用いることができ、これに限定されるものではない。

対向する二つの支持基板１１、１２上へ設ける透明樹脂層２１、２２を形成する材料として、例えば、ポリスチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリイソシアネート、ポリビニルアルコール、ポリブタジエン、エポキシ、シリコーン化合物等を用いることができる。

また、透明樹脂層２１、２２を形成する材料として、上記支持基板１１、１２の材料として挙げた熱可塑性の樹脂を用いることができ、もしくは前述の材料と熱可塑性の樹脂を混合して樹脂層として用いることもできる。

分散媒として、着色荷電粒子が良好・安定に帯電することが出来る絶縁性液体、特に、水に不溶の有機溶媒を用いることができ、例えば、ドデカノール、ウンデカノール等の長鎖アルキルアルコール系溶媒や、ジブチルケトン、メチルイソブチルケトン等の多炭素ケトン類や、ペンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素や、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素や、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキシルベンゼン、ブチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼン、トリデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン等の長鎖アルキル基を有するベンゼン類等の芳香族炭化水素や、シリコーンオイル等の種々の油類のいずれか単体、あるいはこれらの混合物を用いることができる。

着色粒子３の色相は、反射型表示装置Ｒにより表示する画像に応じて、所望の色相に着色した粒子を用いることができ、例えば、黒色であればアニリンブラック、カーボンブラック等の顔料を、白色であれば、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、シリカ等の無機顔料を用いることができる。

その他の色相に粒子を着色する場合、既存インキ調製用の染料、または顔料を所望の色相に応じて用いることができ、これらの染料または顔料によりポリスチレン等の高分子材料を微細粉末化したものを着色して着色粒子３として用いることができる。

着色粒子３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により、所望の表面電荷を付与することができ、さらに、分散媒中での着色荷電粒子の分散性安定性を向上させることができる。

次に、図５を参照して、本実施形態の反射型表示装置の製造方法について説明する。本発明の反射型表示装置の製造方法は、支持基板上に透明樹脂層を設け、着色粒子を分散させた分散媒を充填した後に表示面への凹凸構造を形成するため、凹凸構造を有した基板への分散液の充填、対向基板による封止といった煩雑な製造工程が必要なく、簡便且つ低コストの製造方法により着色粒子への保持能を有する樹脂層を備えた凹凸構造表示面を製造することができるが、本発明はこれに限定されるものではない。

まず、図５（ａ）に示すように、支持基板１２上に透明樹脂層２２を形成する。また、図示しないが、もう一方の支持基板１１上に透明樹脂層２１を形成する。以下、上記各支持基板および各透明樹脂層について第１の基板のものおよび第２の基板のものの両者に適用可能な説明箇所においては、符号を省略して説明を行う。

支持基板上に透明樹脂層を形成する方法としては、公知の塗工方法を用いることができ、例えば、ディッピング法、ロールコート、グラビアコート、リバースコート、エアナイフコート、コンマコート、ダイコート、スクリーン印刷法、スプレーコート、グラビアオフセット法等が挙げられる。中でも、ダイコート、キャップコート、ロールコート、アプリケータ等の塗工方法では、広い範囲の粘度の塗液に対して均一な透明樹脂層を形成することができる。

上記のような塗工方法により形成する透明樹脂層の厚みとしては、１０μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは７μｍ以下である。透明樹脂層は、表示層中の荷電粒子に対する十分な固着性を有する厚さがあれば良く、厚みを小さくすることで、反射型表示装置Ｒ全体を薄くすることができる。また、凹凸構造を形成する場合には、凹凸構造パターンの突起部分の幅を小さくすることができる。

次に、図５（ｂ）に示すように、透明樹脂層を形成した二つの支持基板を透明樹脂層が設けられた面が対向するように配置する。

次に、図５（ｃ）に示すように、支持基板間に、着色粒子３を分散媒４０に分散させた分散液を充填する。

分散媒４０を充填する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、毛細管現象による真空注入法、滴下注入タイプのＯＤＦ（Ｏｎｅ Ｄｒｏｐ Ｆｉｌｌ）法を用いることができる。

対向して配置した二つの支持基板は、充填した分散媒４０が漏れないように封止をするが、その工程、封止剤は、分散媒４０の充填方法に依り、公知のものを用いることができる。

次に、図５（ｄ）に示すように、透明樹脂層を設けた一方の支持基板に凹凸構造を形成する。

透明樹脂層を設けた支持基板への凹凸構造の形成方法としては、透明樹脂層、支持基板の支持基板の材質により公知の基板加工方法を用いることができるが、例えば、樹脂層、支持基板の支持基板が熱可塑性を有した樹脂であれば、加熱をしながら透明樹脂層を設けた支持基板を外面からプレスすることにより所望の凹凸構造を透明樹脂層面に形成することができる。また、予め所望の凹凸構造パターンを形成すべく表面に微細加工がなされた平板もしくはローラーの金型を用いることができる。このように、支持基板の透明樹脂層が設けられた面と反対面から外力を加えることで、凹凸構造を形成することができる。

この際、透明樹脂層による凹凸構造を対向するもう一方の支持基板上の透明樹脂層と接着すると、着色粒子３を分散した分散液が個別のセルに分割され沈降による偏りを防ぐ効果が増大し、且つ対向する支持基板間を物理的に架橋することにより表示装置の構造も強靭にできる。

また、凹凸構造を対向する二つの支持基板の双方の透明樹脂層に形成することもでき、それにより着色粒子３の偏在化をより効果的に抑制することができる。

対向する二つの支持基板間の距離、すなわち、分散液を充填した表示層のギャップは、支持基板の大きさと分散液の充填量、さらには形成する凹凸構造のパターンにより規定することができる。

分散液を充填した表示層のギャップは、１００μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは５０μｍ以下である。表示層のギャップを小さくすることで、表示層中に分散された荷電粒子の二つの支持基板間における移動距離が短くなり、表示装置の駆動速度を速くすることができる。また、形成する凹凸構造を小さくしても分散された荷電粒子の偏在化の抑制効果を得ることができる。さらに、反射型表示装置Ｒ全体を薄くすることができる。

形成する凹凸構造のパターンは、荷電粒子の偏在化を抑制するものであれば、任意のパターンを用いることができるが、例えば、格子状、ストライプ状、ドット状、矩形状などを用いることができる。

形成する凹凸構造は、７０μｍ〜５００μｍピッチが好ましく、さらに好ましくは１００μｍ〜２５０μｍである。凹凸構造のピッチを小さくするほど表示層中に凹凸構造が密に形成され、荷電粒子の偏在化を効果的に抑制することができるが、凹凸構造部分は表示には関与しないため表示層の開口率を下げてしまう。一方、凹凸構造のピッチを大きくすると凹凸構造は疎になり開口率が上がるため表示が明瞭になるが、荷電粒子の偏在化を抑制する効果は限定的になる。

凹凸構造の一部として支持基板中の導電層が表示層内部へ入り込むと電圧を印加して着色粒子を移動させる際に、意図しない電界を生じる可能性がある。そこで、上記のように透明樹脂層に加えて支持基板へも凹凸構造を形成する場合、図６に示すように、凹凸構造を形成した後に、凹凸構造が形成された支持基板６０の支持基板表面へ導電層５０を形成すればよい。すなわち、図６では、支持基板６０の上に透明樹脂層２２を備えた基板を第２の基板として、第２の基板は、支持基板６０の一方の面上に透明樹脂層２２を備えているとともに、支持基板６０の他方の面上に導電層５０を備えている。

凹凸構造の形成工程後に支持基板６０へ導電層５０を形成するのに、前述の電極材料を用いることができ、さらに形成方法としては、例えば、蒸着法、イオンプレーティング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等から、表示装置の構成部分への影響を考慮して選択し、用いることができる。

また、支持基板に既に導電層を形成している場合もしくは支持基板が可塑性のものではなく凹凸構造を形成しない場合には、図７に示すように、透明樹脂層のみに凹凸構造を形成させることもできる。

前述の支持基板への凹凸構造の形成と同様の方法にて凹凸構造を形成した後、適切な加熱温度によるアニールを行うことで、透明樹脂層のみに凹凸構造を形成することができる。その際、透明樹脂層と支持基板とのガラス転移温度が異なる材料を選定することができる。

その際、反射型表示装置Ｒに張力をかけながら、適切な温度での加熱を行うことができる。

透明樹脂層に形成する凹凸構造は、反射型表示装置Ｒの長時間静置による着色粒子３の偏在を防ぐのに十分な間隔で形成されていればよく、すなわち、反射型表示装置Ｒを単位画素ごとに駆動させる電極パターンに一致する必要はない。

つまり、透明樹脂層の上の凹凸構造体を支持基板の各単位画素を駆動する画素電極部分に配置することもできるが、表示装置の視認性を低下させないためには画素電極間に配置することが好ましい。

その際、凹凸構造のピッチは前述の範囲内から選ぶことが好ましいが、画素電極間に配置するためには画素電極と同じピッチ、もしくは画素電極のピッチの整数倍のピッチであることが好ましい。

透明樹脂層への凹凸構造の形成工程により支持基板の外面に凹凸が生じた場合、支持基板外面を押圧することにより平坦性を向上することができる。

上記支持基板外面への押圧は、ローラーと接触させることができ、さらにローラーを加温することで、支持基板の支持基板の平坦性をより向上させることができる。

もしくは、透明樹脂層への凹凸構造の形成工程により、支持基板の外面に凹凸が生じた場合、平滑化層を形成することができる。これにより、表示層の最外層を平滑にすることができ、光学的なヘイズの減少、後工程での接着性の向上、をさせることができる。

平滑化層は、図８（ａ）に符号７０で示すように、凹凸構造を形成された支持基材とその上に設けられた樹脂層との外側の面に形成することができ、さらにその平滑化層７０の上に導電層５０を設けることもできる。すなわち、図８では、図６で説明した第２の基板が、支持基板６０の一方の面上に透明樹脂層２２を備えているとともに、支持基板６０の他方の面上に平滑化層７０と導電層５０とを順に備えた構成である。

また、平滑層７０は、図８（ｂ）に示すように、凹凸構造が形成された樹脂層の外側の面に形成することができ、さらにその平滑化層の上に導電層を設けることもできる。

平滑化層７０としては、透明性、耐光性等があればよく、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール等のビニル系樹脂、アクリル共重合体樹脂、ポリエステル、ポリウレタン等を用いることができる。

平滑化層７０の形成方法として、前述の支持基板上への透明樹脂層の形成と同様の方法を用いることができる。

２枚の支持基板間への分散媒４０の充填、透明樹脂層への凹凸構造の形成工程を行う際、支持基板のいずれか、もしくは両方をガラス基板に支持させて行うことができる。それにより、加熱などにより柔軟性を増した支持基板、透明樹脂層に対しても寸法、位置精度良く各プロセスを行うことができる。

作製した反射型表示装置は、支持基板と透明樹脂層とのいずれも可撓性を有する樹脂材料からなり、また充填されている分散液も流動性を有するため、反射型表示装置を屈曲させて使用することができる。

以下、本発明を更に詳しく説明するために実施例を挙げるが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

支持基板として、ポリエステルを主成分とする厚さ１００μｍの熱可塑性フィルムを支持基板としＩＴＯ透明導電膜を蒸着して設けた透明支持基板を用いた。

透明樹脂層として、ポリカーボネートを主成分とする熱可塑性樹脂を用い、上記支持基板上に膜厚が５μｍとなるようにダイコート法により形成した。

上記透明樹脂層を設けた支持基板を、透明樹脂層を形成した面どうしが対向するように２枚配置し、１０ｃｍ×１０ｃｍのエリアに、着色粒子３を分散させた分散液を充填した。

着色粒子３は、親水性カーボンブラックを正に帯電した黒色荷電粒子として、ポリエチレン樹脂により表面を被覆した酸化チタンを負に帯電した白色荷電粒子として用いた。

上記２種の着色粒子を分散させる分散媒４０として、シリコーンオイルを用いた。

分散液を充填した後、封止して２枚の支持基板間に着色粒子を分散させた分散液を挟持、密閉した。

支持基板の一方の側へ１００℃の熱をかけながら、凹凸パターンを有する転写板を押圧することで、支持基板とそこへ設けられた透明樹脂層に凹凸構造を形成した。

転写板は高さ５０μｍ、ピッチ２００μｍの格子状凹凸構造を透明樹脂層へ形成できるものを用いた。

分散液の充填量、表示層エリアを好適に選び、転写板の高さ５０μｍの押圧により、透明樹脂層に形成された凹凸構造を対向する支持基板上の形成された透明樹脂層と接合した。

作製した反射型表示装置は、画像を表示させた後電源をオフにしても良好な画像メモリー性を示し、且つ長期の使用によっても着色粒子の偏在による表示性能の劣化なく繰り返し使用することができた。

比較例

支持基板とそこへ設けられた透明樹脂層に凹凸構造を形成する工程を除いた以外は、実施例と同様の方法により反射型表示装置を作製した。

作製した反射型表示装置は、画像を表示させた後電源をオフにすると良好な画像メモリー性を示したが、長期使用すると表示面の一部で表示性能が劣化した。

比較例２

支持基板に対して、フォトリソグラフィー法により凹凸構造を有するレジスト構造物を形成し、さらにこのレジスト構造物の表面を透明樹脂層によりコートした後、着色粒子を分散させた分散液を充填し、封止をした。

この方法では、作成プロセスの増加、分散液の充填工程における凹凸構造を有した表示層への均等充填の不良、さらには凹凸構造を有した透明樹脂層の対向支持基板との接着面への着色粒子や分散液の乗り上げによる封止不良のために実施例と比較して歩留まりが低下した。

また、分散液が表示面内で均等に充填されていない反射型表示装置では、画像を表示した際にムラが生じてしまい表示性能は良くなかった。

本発明の反射型表示装置は、画像を表示することが求められる広範な分野で利用が期待される。例えば、電子書籍端末、掲示板、作業指示書、広告媒体、自動販売機等に用いることができる。

Ｒ・・・・・反射型表示装置
１１・・・・・透明な支持基板
１２・・・・・支持基板
２１、２２・・・・・透明樹脂層
３１・・・・・（第１の色の）着色粒子
３２・・・・・（第２の色の）着色粒子
４０・・・・・分散媒
５０・・・・・導電層
６０・・・・・支持基板
７０・・・・・平滑化層

Claims (28)

1. 支持基板の一方の面上に導電層と透明樹脂層とが順次設けられ、前記透明樹脂層面が対向して配置された二つの支持基板のうち少なくとも一方が透明支持基板であり、前記対向する二つの支持基板の間に少なくとも１種類以上の着色粒子と分散媒とを含む表示層を具備してなる反射型表示装置であって、
   前記二つの支持基板のうち少なくとも一方の支持基板と前記少なくとも一方の支持基板上に設けられた透明樹脂層とが凹凸構造を有することを特徴とする反射型表示装置。
2. 前記二つの支持基板上に形成した前記透明樹脂層のうち少なくとも一方の支持基板と前記少なくとも一方の支持基板上に設けられた透明樹脂層の凹凸構造により、前記二つの支持基板間が接合されていることを特徴とする請求項１に記載の反射型表示装置。
3. 支持基板の一方の面上に導電層と透明樹脂層とが順次設けられ、前記透明樹脂層面が対向して配置された前記二つの支持基板のうち少なくとも一方が透明支持基板であり、前記対向する二つの支持基板との間に少なくとも１種類以上の着色粒子と分散媒とを含む表示層を具備してなる反射型表示装置であって、
   前記二つの支持基板上に形成した前記透明樹脂層のうち少なくとも一方の支持基板の樹脂層が凹凸構造を有することを特徴とする反射型表示装置。
4. 前記二つの支持基板上に形成した前記透明樹脂層のうち少なくとも一方の支持基板の透明樹脂層の凹凸構造により、前記二つの支持基板間が接合されていることを特徴とする請求項３に記載の反射型表示装置。
5. 前記二つの支持基板に形成した透明樹脂層がいずれも凹凸構造を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の反射型表示装置。
6. 前記二つの支持基板に形成された前記凹凸構造の凸部幅と凹部幅とが互いに異なる間隔で形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の反射型表示装置。
7. 前記二つの支持基板のうち、前記凹凸構造を有する支持基板の前記透明樹脂層の反対面に平滑化層を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の反射型表示装置。
8. 前記二つの支持基板のうち、前記凹凸構造を有する支持基板の前記透明樹脂層の反対面に導電層を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の反射型表示装置。
9. 支持基板の一方の面上に導電層と第１の透明樹脂層とが順次設けられ、前記第１の透明樹脂層に対向する位置に第２の透明樹脂層を有し、前記支持基板が透明支持基板であり、前記対向する二つの透明樹脂層の間に少なくとも１種類以上の着色粒子と分散媒とを含む表示層を具備してなる反射型表示装置であって、
   少なくとも一方の透明樹脂層が凹凸構造を有し、前記第２の透明樹脂層の反対面に平滑化層と導電層とを順次有することを特徴とする反射型表示装置。
10. 前記二つの透明樹脂層がいずれも凹凸構造を有することを特徴とする請求項９に記載の反射型表示装置。
11. 前記凹凸構造が対向に配置する前記透明樹脂層どうしで異なるピッチで形成されていることを特徴とする請求項９または１０に記載の反射型表示装置。
12. 前記凹凸構造により対向に配置する前記透明樹脂層が接合されていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の反射型表示装置。
13. 前記凹凸構造により仕切られた複数の凹部に前記着色粒子と前記分散媒とが分散されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の反射型表示装置。
14. 前記表示層が少なくとも着色粒子と透明分散媒とを含むことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の反射型表示装置。
15. 前記樹脂層が熱可塑性を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の反射型表示装置。
16. 前記支持基板が熱可塑性を有することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の反射型表示装置。
17. 前記表示層が少なくとも２種の色相の異なる粒子を含むことを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の反射型表示装置。
18. 前記表示層が少なくとも２種の電気泳動粒子を含むことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の反射型表示装置。
19. 前記表示層が電荷の異なる電気泳動粒子を含むことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の反射型表示装置。
20. 反射型表示装置の製造方法であって、
    二つの支持基板の一方の面上に導電層と透明樹脂層とを順次形成する工程と、
    二つの支持基板のうち少なくとも一方が透明支持基板であり、前記二つの支持基板の前記透明樹脂層面を対向させて配置し、前記二つの支持基板間に着色粒子を含んだ表示層を形成する工程と、
    前記二つの支持基板の前記透明樹脂層が設けられた面と反対面から外力を加えることで、前記二つの支持基板上に形成した前記透明樹脂層のうち少なくとも一方の支持基板の透明樹脂層に凹凸構造を形成する工程と、
    を有することを特徴とする反射型表示装置の製造方法。
21. 前記二つの支持基板上に形成した前記透明樹脂層のうち少なくとも一方の支持基板の透明樹脂層に凹凸構造を形成する工程によって、前記二つの支持基板間の透明樹脂層が接合されることを特徴とする請求項２１に記載の反射型表示装置の製造方法。
22. 反射型表示装置の製造方法であって、
    二つの支持基板の一方の面上に導電層と透明樹脂層とを順次形成する工程と、
    二つの支持基板のうち少なくとも一方が透明支持基板であり、前記二つの支持基板の前記透明樹脂層面を対向させて配置し、前記二つの支持基板間に着色粒子を含んだ表示層を形成する工程と、
    前記二つの支持基板の前記透明樹脂層が設けられた面と反対面から外力を加えることで、前記二つの支持基板上に形成した前記透明樹脂層のうち少なくとも一方の支持基板と透明樹脂層とに凹凸構造を形成する工程と、
    を有することを特徴とする反射型表示装置の製造方法。
23. 前記二つの支持基板上に形成した前記透明樹脂層のうち少なくとも一方の支持基板と透明樹脂層とに凹凸構造を形成する工程によって、前記二つの支持基板間の透明樹脂層が接合されることを特徴とする請求項２２に記載の反射型表示装置の製造方法。
24. 前記二つの支持基板のうち、前記凹凸構造を有する一方の支持基板の前記透明樹脂層の反対面に平滑化層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項２０〜２３のいずれか１項に記載の反射型表示装置の製造方法。
25. 前記二つの支持基板のうち、前記凹凸構造を有する一方の支持基板の前記透明樹脂層の反対面に導電層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項２０〜２４のいずれか１項に記載の反射型表示装置の製造方法。
26. 前記支持基板の一方の面に透明な樹脂層を設ける方法が、湿式塗布法であることを特徴とする請求項２０〜２５のいずれか１項に記載の反射型表示装置の製造方法。
27. 前記透明樹脂層へのもしくは前記支持基板と前記透明樹脂層とへの凹凸構造の形成方法が、凹凸構造を形成する層を加熱しながら行う方法であることを特徴とする請求項２０〜２６のいずれか１項に記載の反射型表示装置の製造方法。
28. 前記凹凸構造を形成する工程を行った後、凹凸構造を形成した支持基板の凹凸構造が形成されていない側の面を均一に押圧する工程を有することを特徴とする請求項２０〜２７のいずれか１項に記載の反射型表示装置の製造方法。