JP2018072500A - 電気泳動方式表示パネルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】側面、界面からの水分の浸入を効果的に遮断し、電気泳動型表示層への水分の浸入による電気泳動型表示層の特性の劣化を効果的に防止することを可能とする電気泳動方式表示パネルおよびその製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】透明基材１ａ上に透明電極１ｂを有する透明電極基材１と、背面基材２ａ上に背面電極２ｂを有する背面電極基材２と、が向い合わせに配置されており、透明電極基材の透明電極側と、背面電極基材の背面電極側と、にそれぞれ接触するように電気泳動媒体からなる表示層３が配置されており、透明電極基材と背面電極基材および表示層の側面に接触するように第１封止層６が配置されており、第１封止層に接触するように第２封止層７が配置されており、第２封止層と第１バリア層の一部と第２バリア層の一部を覆うように第３封止層が形成されていることを特徴とする電気泳動式表示パネル２０。【選択図】図１

Description

本発明は、電気泳動型表示層に対する高い水分遮断機能を有し、安定した特性で動作する電気泳動方式表示パネルおよびその製造方法に関する。

フラットパネル表示装置として、現在、液晶表示装置（ＬＣＤ）が、薄くすることおよび小型化が可能であることから、様々な用途において広範囲に使用されている。このようなＬＣＤよりも更に薄型化、低消費電力化を目指す他の表示方法として、表示層に電気泳動現象を使用した表示装置が開発されている。

電気泳動現象を利用した電気泳動方式表示装置の一つとして、マイクロカプセル型電気泳動方式が実用化されている。この方式の表示装置は、透明溶媒が満たされたマイクロカプセル中に正、負に帯電した白い粒子と黒い粒子を入れ、外部電圧の印加によってそれぞれの粒子を表示面に引き上げて画像を形成するものである。アクティブマトリクス駆動用の電極回路が形成された基板を貼り合わせることで、アクティブマトリクスディスプレイを得ることができる。透明電極を形成した透明樹脂膜に表示層を形成した部分を「前面板」と呼び、アクティブマトリクス駆動用の電極回路を形成した基板を「背面板」と呼んでいる。

以上のように構成される電気泳動方式表示装置では、パネル側面における封止が十分ではなく、表示層に水蒸気等の水分が浸入し、その電気的特性を劣化させるという問題がある。一方で、表示パネルの周辺部にある額縁の幅を狭くする狭額縁化が進んでいる。そのような状況の中でパネル側面における封止レベルを更に向上させて行く必要がある。

そのような状況の中で、パネル側面からの水分の浸入を抑制する技術として、例えば、特許文献１に示すように、パネル側面に封止部材を設けることで、水分の浸入を防ぐ方法が開示されている。しかしながら、封止部材と保護層の界面が存在する為、界面から水分の浸入を遮断することは困難な状況にある。

特開２０１３−１９５４６０号公報

本発明は、以上のような事情の下になされ、パネルの狭額縁化に対応しながら、パネル側面における界面からの水分の浸入を効果的に抑制し、電気泳動型表示層への水分の浸入による電気泳動型表示層の特性の劣化を防止することを可能とする電気泳動方式表示パネルおよびその製造方法を提供することを課題とする。

上記の課題を解決する手段として、請求項１記載の発明は、透明基材上に透明電極を有する透明電極基材と、背面基材上に電極を有する背面電極基材と、前記透明電極基材の透明電極側と前記背面基材の電極側にそれぞれ接続するように前記透明電極基材と前記背面電極基材の間に電気泳動型表示層が配置され、前記透明電極基材、前記背面電極基材および前記電気泳動型表示層の側面が一様に揃い、前記背面電極基材の背面電極と反対側に第１バリア層が配置され、前記透明電極基材の透明電極と反対側に第２バリア層が配置され
、前記第１バリア層は前記透明電極基材、前記背面電極基材および前記電気泳動型表示層より大きく、前記第２バリア層は前記第１バリア層よりも大きく、前記透明電極基材、前記背面電極基材および前記電気泳動型表示層の側面と、前記第１バリア層の下面の一部および前記第２バリア層の上面の一部が接触するように第１封止層が配置され、前記第１バリア層の側面と前記第２バリア層の上面と前記第１封止層の側面が接触するように前記第２封止層が配置され、前記第１バリア層の上面と前記第２バリア層の側面と前記第２封止層の側面を覆うように前記第３封止層が配置されていることを特徴とする電気泳動方式表示パネルである。

請求項２記載の発明は、前記第２バリア層が、前記透明電極基材、前記背面電極基材および前記電気泳動型表示層に対して、周囲に０．５〜１．０ｍｍ大きいことを特徴とする電気泳動方式表示パネルである。

請求項３記載の発明は、前記第２バリア層が、０．１ｇ／ｍ^２・日以下の水蒸気透過度を有することを特徴とする電気泳動方式表示パネルである。

請求項４記載の発明は、前記第１封止層は、アクリル系樹脂若しくはエポキシ系樹脂からなることを特徴とする電気泳動方式表示パネルである。

請求項５記載の発明は、前記第１封止層の幅が０．２〜０．５ｍｍであることを特徴とする電気泳動方式表示パネルである。

請求項６記載の発明は、前記第２封止層は、金属箔と樹脂フィルムの積層体であることを特徴とする電気泳動方式表示パネルである。

請求項７記載の発明は、前記第３封止層は、酸化膜であることを特徴とする電気泳動方式表示パネルである。

請求項８記載の発明は、前記金属箔と樹脂フィルムの積層体の金属箔がアルミニウムであることを特徴とする電気泳動方式表示パネルである。

請求項９記載の発明は、前記酸化膜が、二酸化珪素、酸化アルミニウムおよび酸化マグネシウムであることを特徴とする電気泳動方式表示パネルである。

請求項１０記載の発明は、透明基材上に透明電極を有する透明電極基材と、背面基材上に電極を有する背面電極基材と、前記透明電極基材の透明電極側と前記背面基材の電極側にそれぞれ接続するように前記透明電極基材と前記背面基材の間に電気泳動型表示層が形成する工程と、前記背面電極基材の背面電極と反対側に第１バリア層を形成する工程と、前記透明電極基材の透明電極と反対側に第２バリア層を形成する工程と、前記透明電極基材、前記背面電極基材および前記電気泳動型表示層の側面と、前記第１バリア層の下面の一部および前記第２バリア層の上面の一部に接触するように第１封止層を形成する工程と、前記第１バリア層の側面と前記第２バリア層の上面と前記第１封止層の側面に接触するように前記第２封止層が形成する工程と、前記第１バリア層の上面と前記第２バリア層の側面と前記第２封止層の側面を覆うように前記第３封止層が形成されている工程からなることを特徴とする電気泳動方式表示パネルの製造方法である。

請求項１１記載の発明は、前記第１封止層を形成する工程が、アクリル系樹脂若しくはエポキシ系樹脂を塗布する工程と硬化する工程からなることを特徴とする電気泳動方式表示パネルの製造方法である。

請求項１２記載の発明は、前記第２封止層を形成する工程が、金属箔と樹脂フィルムの積層体を接着剤で第１封止層の側面に接着することによってなされることを特徴とする電気泳動方式表示パネルの製造方法である。

請求項１３記載の発明は、前記第３封止層を形成する工程が、第２封止層の側面に酸化膜を、化学気相成長法（CVD）により形成する方法であることを特徴とする電気泳動方式表示パネルの製造方法である。

以上説明したように、本発明によれば、狭額縁化を実現する為に、第１バリア層を透明電極基材、背面電極基材および電気泳動型表示層より大きくし、第２バリア層を第１バリア層よりも大きくし、透明電極基材、背面電極基材および電気泳動型表示層の側面と、第１バリア層の下面の一部および第２バリア層の上面の一部が接触するように第１封止層を配置し、第１バリア層の側面と第２バリア層の上面と第１封止層の側面が接触するように側面からの水分の浸入を抑制する第２封止層を配置し、第１バリア層の上面と第２バリア層の側面と第２封止層の側面を覆うように界面からの水分浸入を抑制する第３封止層が配置されていることで、電気泳動型表示層への水分の浸入を効果的に遮断し、電気泳動型表示層への水分の浸入による電気泳動型表示層の特性劣化を効果的に防止することが可能な電気泳動方式表示パネルを提供することが出来る。
さらに、側面からの水分浸入の抑制において、柔軟性も兼ね備えた金属箔と樹脂フィルムの積層体が必要で、界面からの水分浸入の抑制には、ステップカバレッジ性も重要になることから、無機膜でステップカバレッジ性も兼ね備えることが出来る酸化膜が必要となり、金属箔と樹脂フィルムの積層体と酸化膜を併用する本発明の構造を用いれば、狭額縁化が可能な電気泳動方式表示パネルを提供することが出来る。

本発明の電気泳動方式表示パネルの一実施例の構造を説明する断面図である。

本発明の電気泳動方式表示パネルの実施形態について、以下に図面を使用して詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の電気泳動方式表示パネルの一例の構造を示す断面図である。
本発明の電気泳動方式表示パネルの基本構成は、透明基材１ａの表面に透明電極（ＩＴＯ膜）１ｂが形成されている透明電極基材１の透明電極１ｂの面に電気泳動型表示層３が積層されてなる前面板１１の電気泳動型表示層３側と、背面基材２ａ上に電極２ｂを有した背面電極基材２の電極２ｂ側を貼り合せて密着させることにより、電気的に接続されている。透明基材１ａとしては、例えばポリエチレンテレフタレートからなるフィルムを好適に使用することができる。

透明基材１ａとしては、ポリエチレンテレフタレート以外に、ポリメタクリル酸メチル
、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ナイロン−６、ナイロン−６６、ポリ塩化ビニリデン、ポリエーテルスルフォン等を用いることが出来る。
透明基材１ａの膜厚は、２５〜２５０μｍ程度であるのが好ましい。透明基材１ａの膜厚が厚いと、巻取りが困難となり、電気泳動型表示層３を構成する電子インクの印刷の作業性に悪影響を与える。一方、透明基材１ａの膜厚が薄すぎる場合には、電気泳動型表示層３の保護機能が不十分となる。

また、透明電極１ｂは、全面を同一の電位とする共通電極とすることが出来る。透明電極１ｂの膜厚は、十分な導電性を有するためには、好ましくは１０ｎｍ以上、より好まし
くは、１００ｎｍ程度がよい。

背面電極基材２としては、ＩＴＯ電極付パッシブ基板またはアクティブマトリックスのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板のどちらでも構わない。背面電極２ｂとしては、パッシブ基板ではＩＴＯ電極、アクティブマトリックスのＴＦＴ基板ではＡｕ、Ａｇ、Ｍｏ等一般的にＴＦＴ基板で用いられている電極を使用する。

背面電極基材２の背面基材２ａ側に第１バリア層４を、透明電極基材１の透明基材１ａ側に第２バリア層５を配置する。第１バリア層４と第２バリア層５を配置する順はどちらでも構わず、第１バリア層４と第２バリア層５を同時に配置しても構わない。

電気泳動方式表示パネルとするためには、この基本構成に加えて、まず透明電極基材１と背面電極基材２および電気泳動型表示層３の側面と、第１バリア層４の下面の一部と、第２バリア層５の上面の一部に接触するように、第１封止層６を配置する。

第１バリア層４の側面と、第２バリア層５の上面の一部と第１封止層６の側面に接触するように、第２封止層７を配置する。

第１バリア層４の上面と、第２バリア層５の側面と第２封止層７の側面を覆うように、特に界面からの水分の浸入を防止する第３封止層９を配置する。

前面板１１と背面電極基材２を貼り合せる方法は特に限定されるものではないが、一般にラミネート法が用いられる。

第１バリア層４としては、金属箔と樹脂フィルムの積層体を用いることができる。積層体の組合せとしては特に限定されないが、一般にポリエチレンテレフタレートとアルミニウムの積層体を用いることができる。

第２バリア層５としては、樹脂基材の表面にガスバリア層が形成されたものを好適に使用することができる。
樹脂基材としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ナイロン−６、ナイロン−６６、ポリ塩化ビニリデン、ポリエーテルスルフォン等を用いることができる。
ガスバリア層としては、二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の無機化合物、又はフッ素樹脂を用いることができる。ガスバリア層の厚さは、例えば無機化合物膜の場合２０〜２００ｎｍ、フッ素樹脂膜の場合０．０５〜０．２０ｍｍとすることができる。特に、第２バリア層５は、表示面側からの水分の浸入を効果的に防止するため、０．１ｇ／ｍ^２・日以下の水蒸気透過度を有するものであることが望ましい。

第１バリア層４および第２バリア層５を配置する方法としては特に限定されないが、一般にラミネート法を用いることができる。

第１封止層６としては、アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂を用いることができる。

第１封止層６を配置する方法としては特に限定されないが、一般に熱硬化もしくは光硬化により形成する方法を用いて、透明電極基材と背面電極基材と電気泳動型表示層の側面と、第１バリア層の下面の一部と、第２バリア層の上面の一部と、が接触するように形成することができる。

第１封止層の幅は、０．２〜０．５ｍｍであることが好ましい。０．２ｍｍより狭い場
合は、水分の浸入を抑制できず、０．５ｍｍより広くなると狭額化が難しい。

第２封止層７の金属箔と樹脂フィルムの積層体８を構成する材料は特に限定されないが、一般にポリエチレンテレフタレートとアルミニウムの積層体を用いることができる。

第２封止層７として金属箔と樹脂フィルムの積層体８を配置する方法としては特に限定されないが、一般に接着剤を用いて、第１バリア層の側面と、第２バリア層の上面と、第１封止層の側面と、が接触するように接着する方法を好適に適用ことができる。

第３封止層９を構成する酸化膜１０の材料としては特に限定されないが、一般に酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の酸化物の膜を用いることができ、少なくとも、酸化珪素と酸化アルミニウムと酸化マグネシウムのうち、いずれかを含有していることが好ましい。

第３封止層９を構成する酸化膜１０を形成する方法としては特に限定されないが、一般にＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、化学気相成長）法を用いて、第１バリア層の上面と、第２バリア層の側面と、第２封止層の側面と、を覆うように形成することができる。

以下に本発明の実施例について具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

＜実施例＞
以下の工程１〜６を行い、図１の電気泳動方式表示パネル２０を作製し、評価を行った。
工程１．前面板１１と背面電極基材２（例えば、アクティブマトリクス駆動用の電極回路を形成した基板）をフィルム貼り合せ装置を用い、貼り合わせた。
工程２．工程１で作製した基材の透明電極基材１側に、第２バリア層５として３種類（電気泳動型表示層３のエッジから第２バリア層５のエッジまでの距離（以下、額縁距離）が０．５０ｍｍ、０．７５ｍｍ、１．００ｍｍになる３種類の透明バリアフィルム）の接着層付き透明バリアフィルム（厚さ１００μｍ）をフィルム貼り合せ装置で貼り付けた。

工程３．工程２で作製した３種類の基材の背面電極基材２側に、各々第１バリア層４として、背面電極基材２のエッジから第１バリア層４のエッジまでの距離が０．２ｍｍの接着剤付アルペット（ＡＬＰＥＴ）（厚さ:１００μｍ）を貼り付けた。

工程４．ディスペンサーを用い、ディスペンサーステージ上に、工程３で作製した３種類の基材の第２バリア層５側を置き、その基材の側面に、第１封止層６として、アクリル系光硬化性封止剤を、ディスペンサー塗布し、３０ｋＪ／ｍ^２の低積算光量でＵＶ照射硬化させた。

工程５．工程４で作製した３種類の基材の側面に、第２封止層７として、工程３で使用した接着剤付きＡＬＰＥＴ（厚さ１００μｍ）を貼り付けた。

工程６．工程５で作製した３種類の基材の側面に、第３封止層９として、ＣＶＤによりＳｉＯ_２膜（厚さ１μｍ）を成膜し、電気泳動方式表示パネル２０を得た。

（表示方法）
実施例で作製した３種類の電気泳動方式表示パネルに、所望の電圧を印加し、白色およ
び黒色に表示させた。
(保管方法)
実施例で作製した３種類の電気泳動方式表示パネルを、温度６０℃、湿度９０％の環境に２４０ｈｒ放置した。

（測色計による評価方法）
温度６０℃、湿度９０％の環境に放置する前後の電気泳動方式表示パネルの白色と黒色各々の明度を１パネルにつき１０箇所ずつ、各５パネル測定した。
温度６０℃、湿度９０％の環境で放置する前の白明度の初期値は、７０〜７５、黒明度の初期値は、１５〜２０である。
温度６０℃、湿度９０％の環境に２４０ｈｒ放置した後の白明度と黒明度が、初期値から変化していなければ〇、初期値から変化していれば×、として評価した。

表１に実施例で作製した３種類のパネルの評価結果を示す。

表１から３種類とも、温度６０℃、湿度９０％の環境で放置する前に比べ、２４０ｈｒ後の白明度も黒明度も変化していなかった。この結果から、この構造での狭額縁化は実現可能であることが分った。

本発明の電気泳動方式表示パネルは、フレキシブル電子ペーパーとして利用できる。

１ａ・・・透明基材
１ｂ・・・透明電極
１ ・・・透明電極基材
２ａ・・・背面基材
２ｂ・・・電極
２ ・・・背面電極基材
３ ・・・電気泳動型表示層
４ ・・・第１バリア層
５ ・・・第２バリア層
６ ・・・第１封止層
７ ・・・第２封止層
８ ・・・金属箔と樹脂フィルムの積層体
９ ・・・第３封止層
１０・・・酸化膜
１１・・・前面板
２０・・・電気泳動方式表示パネル

Claims (13)

1. 透明基材上に透明電極を有する透明電極基材の透明電極と、背面基材上に電極を有する背面電極基材の電極とが向い合わせに配置され、該透明電極と該電極の間に電気泳動型表示層が備えられており、背面基材の外側には第１バリア層が、また透明基材の外側には第２バリア層が備えられている電気泳動方式表示パネルにおいて、
   透明電極基材と背面電極基材と電気泳動型表示層の側面が一様に揃っており、
   第１バリア層は、透明電極基材と背面電極基材および電気泳動型表示層より大きく、
   第２バリア層は、第１バリア層よりも大きく、
   透明電極基材と背面電極基材と電気泳動型表示層の側面と、第１バリア層の下面の一部と、第２バリア層の上面の一部と、が接触するように第１封止層が配置されており、
   第１バリア層の側面と、第２バリア層の上面と、第１封止層の側面と、が接触するように第２封止層が配置されており、
   第１バリア層の上面と、第２バリア層の側面と、第２封止層の側面と、を覆うように第３封止層が配置されていることを特徴とする電気泳動方式表示パネル。
2. 前記第２バリア層が、前記透明電極基材と前記背面電極基材および前記電気泳動型表示層のエッジから第２バリア層のエッジまでの距離が、０．５０〜１．００ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動方式表示パネル。
3. 前記第２バリア層が、０．１ｇ／ｍ^２・日以下の水蒸気透過度を有することを特徴とする請求項１または２に記載の電気泳動方式表示パネル。
4. 前記第１封止層は、アクリル系樹脂若しくはエポキシ系樹脂からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電気泳動方式表示パネル。
5. 前記第１封止層の幅が０．２〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気泳動方式表示パネル。
6. 前記第２封止層は、金属箔と樹脂フィルムの積層体であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電気泳動方式表示パネル。
7. 前記第３封止層は、酸化膜であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電気泳動方式表示パネル。
8. 前記金属箔がアルミニウムであることを特徴とする請求項６に記載の電気泳動方式表示パネル。
9. 前記酸化膜が、酸化珪素と酸化アルミニウムおよび酸化マグネシウムのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項７に記載の電気泳動方式表示パネル。
10. 透明基材上に透明電極を有する透明電極基材と、背面基材上に電極を有する背面電極基材と、透明電極基材の透明電極側と背面電極基材の電極側にそれぞれ接続するように透明電極基材と背面電極基材の間に電気泳動型表示層を形成する工程と、
    背面電極基材の背面電極が形成されている側とは反対側に第１バリア層を形成する工程と、
    透明電極基材の透明電極が形成されている側とは反対側に第２バリア層を形成する工程と、
    透明電極基材と背面電極基材および電気泳動型表示層の側面と、第１バリア層の下面の一部および第２バリア層の上面の一部に接触するように第１封止層を形成する工程と、
    第１バリア層の側面と第２バリア層の上面と第１封止層の側面に接触するように第２封止層を形成する工程と、
    第１バリア層の上面と第２バリア層の側面と第２封止層の側面を覆うように第３封止層を形成する工程と、を備えていることを特徴とする電気泳動方式表示パネルの製造方法。
11. 前記第１封止層を形成する工程は、アクリル系樹脂またはエポキシ系樹脂を塗布する工程と硬化する工程からなることを特徴とする請求項１０に記載の電気泳動方式表示パネルの製造方法。
12. 前記第２封止層を形成する工程が、金属箔と樹脂フィルムの積層体を接着剤で第１封止層の側面に接着することによってなされることを特徴とする請求項１０または１１に記載の電気泳動方式表示パネルの製造方法。
13. 前記第３封止層を形成する工程が、第２封止層の側面に酸化膜を、化学気相成長法により形成する方法であることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の電気泳動方式表示パネルの製造方法。

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