JP4443597B2 - 表示装置、表示装置の製造方法および電子機器 - Google Patents
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Description
この表示装置は、電圧の印加を停止した状態でも表示内容を維持する表示メモリー性を備えているため、消費電力が低い。また、特に、一般の印刷物のように反射光を利用して表示するため、広視野角性を有し、高コントラストの表示が可能であること等の特徴を備えている。
これら従来電気泳動方式と云われる方式では、隔壁、またはカプセルの内壁の持つ正味の帯電量の絶対値が、微粒子の表面の正味の帯電量の絶対値より小さく、互いの帯電極性は反対である。結果として、電界を作用させると、電界を印加した方向と平行に、微粒子表面帯電極性とは逆の極側に微粒子が移動する。
しかしながら、前記従来の方式の電気泳動表示装置では、所定階調のグレー色等の所定の中間調を得るのは困難である。
また、1対の電極間への電圧の印加が停止されてグレー色が得られても、その状態は、不安定であり、経時的に変化してしまう。
また、白色の表示と黒色の表示とを切り換える際、白色粒子と黒色粒子とが衝突し、これにより、応答性が低下するという欠点もある。
該現象は、隔壁、またはカプセルの内壁の持つ正味の帯電量の絶対値が、微粒子の表面の正味の帯電量の絶対値より大きく、互いの帯電極性は反対である場合に起こる。電気這動方式に関する、より詳細な説明は後述する。
本発明の表示装置は、空間を画成する壁部と、該壁部の内面に吸着し、帯電している吸着粒子と、前記空間に配置され、実質的に透明な透明体とを有する吸着粒子含有層と、
電圧を印加すると、前記吸着粒子に作用させる電界を発生する1対の電極とを備え、
前記吸着粒子と前記壁部とが互いに反対の極性に帯電しており、これにより、前記吸着粒子が前記壁部の内面に吸着しており、
前記1対の電極間に電圧を印加することにより、前記吸着粒子が前記壁部の内面に吸着しつつ、該内面に沿って移動するよう構成されていることを特徴とする。
また、吸着粒子は、壁部の内面に吸着しているので、他の部材に付着し難く、これにより、コントラストが向上し、また、色純度が向上する。
また、比較的弱い電界で確実に吸着粒子を移動させることができ、これにより、消費電力を低減することができる。
また、容易かつ確実に、吸着粒子を壁部の内面に吸着させることができる。
これにより、容易かつ確実に、吸着粒子を壁部の内面に吸着させることができる。
これにより、吸着粒子は、より確実に、壁部の内面に吸着しつつ、壁部の内面に沿って移動することができる。
これにより、障害物が存在しないので、吸着粒子は、容易かつ確実に移動することができ、表示の際の応答性も良い。
本発明の表示装置では、前記吸着粒子は、着色された粒子であることが好ましい。
これにより、より優れた表示特性が得られる。
前記吸着粒子含有層を介して対向配置され、電圧を印加すると、前記吸着粒子に作用させる電界を発生する1対の電極とを備え、
前記壁部の内面は、前記1対の電極間に亘って設けられた湾曲凹面を有し、
前記1対の電極間に電圧を印加することにより、前記吸着粒子が前記壁部の内面に吸着しつつ、該内面に沿って移動するよう構成されていることを特徴とする。
これにより、吸着粒子(表示用の粒子)が、常に、壁部(例えば、マイクロカプセルの殻体)の内面のいずれかの部位に吸着しているので、中間調を容易かつ確実に得ることができ、また、電圧の印加を停止した状態でも中間調を含む各色を確実に維持することができる。すなわち、表示が非常に安定し、所定の表示内容(イメージ)を表示した後に、電圧の印加を停止しても、その表示内容が安定的に保持される(表示状態が劣化するのを防止することができる)。
また、吸着粒子は、壁部の内面に吸着しているので、他の部材に付着し難く、これにより、コントラストが向上し、また、色純度が向上する。
また、比較的弱い電界で確実に吸着粒子を移動させることができ、これにより、消費電力を低減することができる。
また、より円滑かつ確実に、吸着粒子を壁部の内面に沿って移動させることができ、これによって、より容易かつ確実に中間調を得ることができる。
電圧を印加すると、前記吸着粒子に作用させる電界を発生する1対の電極とを備え、
前記1対の電極間に電圧を印加することにより、前記吸着粒子が前記壁部の内面に吸着しつつ、該内面に沿って移動するよう構成されていることを特徴とする。
これにより、吸着粒子(表示用の粒子)が、常に、壁部(例えば、マイクロカプセルの殻体)の内面のいずれかの部位に吸着しているので、中間調を容易かつ確実に得ることができ、また、電圧の印加を停止した状態でも中間調を含む各色を確実に維持することができる。すなわち、表示が非常に安定し、所定の表示内容(イメージ)を表示した後に、電圧の印加を停止しても、その表示内容が安定的に保持される(表示状態が劣化するのを防止することができる)。
また、吸着粒子は、壁部の内面に吸着しているので、他の部材に付着し難く、これにより、コントラストが向上し、また、色純度が向上する。
また、比較的弱い電界で確実に吸着粒子を移動させることができ、これにより、消費電力を低減することができる。
また、より円滑かつ確実に、吸着粒子を壁部の内面に沿って移動させることができ、これによって、より容易かつ確実に中間調を得ることができる。
本発明の表示装置は、空間を画成する殻体で構成された壁部と、該壁部の内面に吸着し、帯電している吸着粒子と、前記空間に配置され、実質的に透明な透明体とを有する吸着粒子含有層と、
電圧を印加すると、前記吸着粒子に作用させる電界を発生する1対の電極とを備え、
前記殻体に前記吸着粒子と前記透明体とが内包されてマイクロカプセルが構成されており、
前記1対の電極間に電圧を印加することにより、前記吸着粒子が前記壁部の内面に吸着しつつ、該内面に沿って移動するよう構成されていることを特徴とする。
これにより、吸着粒子(表示用の粒子)が、常に、壁部(例えば、マイクロカプセルの殻体)の内面のいずれかの部位に吸着しているので、中間調を容易かつ確実に得ることができ、また、電圧の印加を停止した状態でも中間調を含む各色を確実に維持することができる。すなわち、表示が非常に安定し、所定の表示内容(イメージ)を表示した後に、電圧の印加を停止しても、その表示内容が安定的に保持される(表示状態が劣化するのを防止することができる)。
また、吸着粒子は、壁部の内面に吸着しているので、他の部材に付着し難く、これにより、コントラストが向上し、また、色純度が向上する。
また、比較的弱い電界で確実に吸着粒子を移動させることができ、これにより、消費電力を低減することができる。
また、いわゆるマイクロカップ型の表示装置に比べ、表示装置を容易かつ確実に製造することができる。
これにより、表示装置を容易に製造することができる。
本発明の表示装置では、前記吸着粒子含有層の表示面と反対側に、光を乱反射させる反射体を有することが好ましい。
これにより、例えば、白黒表示やカラー表示を実現することができる。
これにより、入射光の利用効率を向上させることができる。
本発明の表示装置では、前記1対の電極間への電圧印加パターンを選択することにより、前記吸着粒子を移動させ、表示面側から見たときの前記壁部で囲まれた空間の直下に位置する前記反射体の部分が、前記吸着粒子により覆われた状態と、覆われていない状態とに切り換えるよう構成されていることが好ましい。
これにより、より容易かつ確実に、各色を表示することができる。
これにより、より容易かつ確実に、各中間調を得ることができる。
本発明の表示装置では、前記吸着粒子含有層と前記反射体との間に、カラーフィルタを有することが好ましい。
これにより、例えば、フルカラー表示を実現することができる。
電圧を印加すると、前記吸着粒子に作用させる電界を発生する1対の電極を形成する電極形成工程とを有し、
前記マイクロカプセル含有層形成工程は、前記殻体の内面側の部分または全部を形成した後、前記殻体を前記吸着粒子と反対の極性に帯電させる帯電工程を有し、該帯電工程により、前記吸着粒子が前記殻体の内面に吸着することを特徴とする。
これにより、本発明の表示装置を容易かつ確実に製造することができる。
前記第2の層を形成する際に、前記帯電工程を行なうことが好ましい。
これにより、本発明の表示装置をより容易かつ確実に製造することができる。
本発明の表示装置の製造方法では、前記殻体を形成した後、前記マイクロカプセルの外表面に密着して該マイクロカプセルを固定する固定材料を介し、前記帯電工程を行なうことが好ましい。
これにより、本発明の表示装置をより容易かつ確実に製造することができる。
本発明の電子機器は、本発明の表示装置を備えることを特徴とする。
これにより、優れた表示特性を有する電子機器を提供することができる。
<第1実施形態>
1.表示装置
まず、本発明の表示装置について説明する。
なお、以下では、説明の都合上、図1〜図4、図6、図7および図8中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
また、図2〜図4および図6では、カプセル本体401の記載を簡略化して1層に記載している。
表示シート21は、平板状の基部2と基部2の下面に設けられた第2の電極4とを備える基板12と、この基板12の下面(一方の面)側に設けられ、マイクロカプセル40とバインダ41とで構成されたマイクロカプセル含有層(吸着粒子含有層)400とを有している。
一方、回路基板22は、平板状の基部1、基部1の上面に設けられた平板状の反射体9および反射体9の上面に設けられた複数の第1の電極3を備える対向基板11と、この対向基板11(基部1)に設けられた、例えばTFT等のスイッチング素子を含む回路(図示せず)とを有している。
基部1および基部2は、それぞれ、シート状(平板状)の部材で構成され、これらの間に配置される各部材を支持および保護する機能を有する。
各基部1、2は、それぞれ、可撓性を有するもの、硬質なもののいずれであってもよいが、可撓性を有するものであるのが好ましい。可撓性を有する基部1、2を用いることにより、可撓性を有する表示装置20、すなわち、例えば電子ペーパーを構築する上で有用な表示装置20を得ることができる。
第1の電極3と第2の電極4との間に電圧を印加すると、これらの間に電界が生じ、この電界が、マイクロカプセル含有層400中の後述する吸着粒子(表示粒子)50に作用する。
なお、第2の電極4も、第1の電極3と同様に複数に分割するようにしてもよい。
また、第1の電極3がストライプ状に分割され、第2の電極も同様にストライプ状に分割され、これらが交差するように配置された形態であってもよい。
また、各基部1、2および各電極3、4のうち、表示面側に配置される基部および電極(本実施形態では、基部2および第2の電極4)と、表示面と反対側に配置される電極(本実施形態では、第1の電極3)とは、それぞれ、光透過性を有するもの、すなわち、実質的に透明(無色透明、有色透明または半透明)とされる。これにより、後述する吸着粒子50の状態、すなわち表示装置20に表示された情報(画像)を目視により容易に認識することができる。
なお、かかる粒子91には、光を散乱するものであれば、いかなるものをも用いることができ、特に限定はされず、例えば、顔料粒子、樹脂粒子またはこれらの複合粒子等を用いることができる。例えば、顔料粒子を構成する顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化アンチモン等の白色顔料等が挙げられ、これらのうちでは、酸化チタンが好ましい。
また、粒子91は、比較的小さいものが好適に用いられ、具体的には、その平均粒径が、10〜500nm程度であるのが好ましく、20〜300nm程度であるのがより好ましい。
また、反射体9は、可撓性を有するもの、硬質なもののいずれであってもよいが、可撓性を有するものであるのが好ましい。可撓性を有する反射体9を用いることにより、可撓性を有する表示装置20、すなわち、例えば電子ペーパーを構築する上で有用な表示装置20を得ることができる。
なお、前記反射体9の媒体92としては、固相の媒体に限らず、例えば、液相の媒体を用いることもできる。この場合は、例えば、その媒体92を収納するハウジングを設ける。また、前記粒子91の比重と媒体92の比重とが、ほぼ等しくなるように設定されるのが好ましい。これにより、特に、粒子91が媒体92中に均一に分散した状態を確実に得ることができる。
また、反射体9と、第1の電極3との位置関係は、図示の構成と上下が逆であってもよい。すなわち、基部1の上面に第1の電極3が設けられ、第1の電極3の上面に反射体9が設けられていてもよい。この場合は、第1の電極3は、不透明なものであってもよい。
また、反射体9は、図示の構成では、連続的に設けられているが(単一のものであるが)、これに限らず、複数の単位反射体で構成されていてもよい。この場合、1つの単位反射体に対して、1つのマイクロカプセル40が配置されていてもよく、また、複数のマイクロカプセル40が配置されていてもよい。
このマイクロカプセル含有層400は、少なくとも吸着粒子50をカプセル本体(殻体)401内に封入した複数のマイクロカプセル40を、バインダ(固定材料)41で固定(保持)してなるものである。
バインダ41は、マイクロカプセル40の外表面に密着し、マイクロカプセル40を被覆しており、マイクロカプセル40同士の間に形成された隙間(空隙)は、そのバインダ41で満たされている。
このようなバインダ41としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ABS樹脂、メタクリル酸エステル樹脂、メタクリル酸メチル樹脂、塩化ビニル樹脂、セルロース系樹脂等の熱可塑性樹脂、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂等の各種樹脂材料が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
このような接着剤層8は、例えば、ポリウレタンを主材料として構成されているのが好ましい。
さらに、基部1と基部2との間であって、それらの縁部に沿って、封止部7が設けられている。この封止部7により、各電極3、4、マイクロカプセル含有層400、接着剤層8および反射体9が気密的に封止されている。これにより、表示装置20内への水分の浸入を防止して、表示装置20の表示性能の劣化をより確実に防止することができる。
なお、封止部7は、必要に応じて設ければよく、省略することもできる。
吸着粒子50としては、1種または2種以上用いてもよいが、着色された粒子(着色粒子)を用いるのが好ましい。本実施形態では、吸着粒子50として、黒色を表示する黒色粒子(着色粒子)を用いている。
ここで、実質的に透明とは、カプセル本体401内に充填された状態の液体10における可視光の透過率が、90%以上であることを言う。
なお、液体10に代えて、例えば、粒子が含まれている液体や、空気等の気体を用いてもよい。また、気体を用いる場合、カプセル本体401内の気圧は、特に限定されず、例えば、カプセル本体401内が、真空に近い状態(実質的に真空)であってもよい。
液体10としては、カプセル本体401に対する溶解性が低く、かつ比較的高い絶縁性を有するものが好適に使用される。
また、液体10中には、必要に応じて、例えば、電解質、アルケニルコハク酸エステルのような界面活性剤(アニオン性またはカチオン性)、金属石鹸、樹脂材料、ゴム材料、油類、ワニス、コンパウンド等の粒子からなる荷電制御剤、シラン系カップリング剤等の分散剤、潤滑剤、安定化剤等の各種添加剤を添加するようにしてもよい。
かかる吸着粒子50には、荷電を有するものであれば、いかなるものをも用いることができ、特に限定はされないが、顔料粒子、樹脂粒子またはこれらの複合粒子のうちの少なくとも1種が好適に使用される。これらの粒子は、製造が容易であるとともに、荷電の制御を比較的容易に行うことができるという利点を有している。
また、複合粒子としては、例えば、顔料粒子の表面を樹脂材料や他の顔料で被覆したもの、樹脂粒子の表面を顔料で被覆したもの、顔料と樹脂材料とを適当な組成比で混合した混合物で構成される粒子等が挙げられる。
また、カーボンブラック粒子、チタンブラック粒子、またはその表面を被覆した粒子は、黒色表示用の吸着粒子50として好適に用いられる。
また、吸着粒子50の形状は、特に限定されないが、球形状であるのが好ましい。
マイクロカプセル40は、図1に示すように、対向基板11と基板12との間に、縦横に並列するように単層で(厚さ方向に重なることなく1個ずつ)、かつ、マイクロカプセル含有層400の厚さ方向全体に配設されている。
また、マイクロカプセル40は、図示の構成では、対向基板11と基板12との間で、第2の電極4と接着剤層8とで挟持されても、上下方向に圧縮(圧迫)されることなく、ほぼ球状(球形状)をなしている。また、液体10が充填(透明体が配置)された空間を画成する壁部(壁構造)であるカプセル本体(殻体)401は、球殻状をなしている。すなわち、カプセル本体401の内面は、第1の電極3と第2の電極4との間に亘って設けられた(連続的に設けられた)湾曲凹面で構成されている。これにより、カプセル本体401の内面には、第1の電極3および第2の電極4と平行な平面が実質的に存在しない。これによって、吸着粒子50は、円滑かつ確実に、カプセル本体401の内面に沿って移動することができる。
また、カプセル本体401は、吸着粒子50と反対の極性に帯電している。したがって、吸着粒子50は、吸着粒子50とカプセル本体401との間の相互作用による引力、すなわち、吸着粒子50とカプセル本体401との間の静電力とファンデルワールス力との和(合力)である引力により、カプセル本体401の内面に吸着している。
次に、第1の電極3と第2の電極4との間に電圧が印加されると、第1の電極3と第2の電極4との間に電界が生じ、吸着粒子50は、カプセル本体401の内面に吸着しつつ、その電界にしたがって、カプセル本体401の内面に沿っていずれかの電極に向かって移動する。そして、前記電圧の印加を停止すると、吸着粒子50は、その移動を停止し、カプセル本体401の内面に吸着して所定位置に停止する。
また、第1の電極3が第2の電極4に対して負電位になるように、第1の電極3と第2の電極4との間に電圧を印加すると、吸着粒子50は、カプセル本体401の内面に吸着しつつ、その内面に沿って第2の電極4側(表示面側)に移動する。
なお、本実施形態では、前記のように、吸着粒子50を第1の電極3側に位置させて、黒色表示を行い、吸着粒子50を第1の電極3と第2の電極4との間に位置させて、白色表示を行なうように構成されているが、これに限らず、吸着粒子50を第2の電極4側に位置させて、黒色表示を行い、吸着粒子50を第1の電極3と第2の電極4との間に位置させて、白色表示を行なうように構成されていてもよい。図示しないが、吸着粒子50が第2の電極4側に位置しているとき、すなわち、吸着粒子50がカプセル本体401の上半球(第2の電極4側の半球)に位置し、表示面側から見たとき、その吸着粒子50により、カプセル本体401で囲まれた空間の直下に位置する反射体9の部分がすべて覆われているときは、表示色は、黒色となる。
前記パルス幅t1は、予め、実験的に求められ、図示しない記憶手段に記憶されている。そして、白色を表示する際は、図示しない制御手段は、第1の電極3と第2の電極4との間に、そのパルス幅t1のパルス電圧を印加する。中間調についても同様である。
その具体例としては、図3(C)に示すように、極性を交互に入れ換えた複数のパルス電圧(交流電圧)が好適である。この場合、各パルス電圧は、図示のように連続的に印加してもよく、また、間欠的に印加してもよいが、前者の方が好ましい。また、各パルス電圧のパルス幅は、同一でもよく、また、異なっていてもよいが、前記t1以下であることが好ましい。また、最初のパルス電圧のパルス幅が最大となり、それ以降のパルス電圧のパルス幅は、前記最初のパルス電圧のパルス幅よりも小さく設定されているのが好ましい。このような極性を交互に入れ換えた複数のパルス電圧を用いることにより、吸着粒子50の移動方向が上側と下側とに交互に切り換わるので、吸着粒子50をより狭い領域に集めることができ、これにより、マイクロカプセル40における光の透過率をより高くすることができる。
すなわち、吸着粒子50とカプセル本体401との間の関係(引力等)は、もう少し複雑であり、吸着粒子50とカプセル本体401との間の相互作用は、図5に示すポテンシャル曲線で記述される。この場合、吸着粒子50とカプセル本体401との間の引力(ファンデルワールス力と静電力との和)と、斥力(ポリマー鎖による立体障害や浸透圧)との和によって、図5に示すポテンシャルの凹みができる。
ここに、第1の電極3と第2の電極4との間に電界が生じると、前記距離Z0だけ離間した位置は、ポテンシャル曲線の傾きがゼロであるので、吸着粒子50は、容易にカプセル本体401の内面から離間する方向へ移動する。
その結果、第1の電極3と第2の電極4との間に電界が生じると、吸着粒子50は、カプセル本体401の内面上を、その内面に沿って移動する。この際、吸着粒子50は、図6に示すように、吸着粒子50の表面とカプセル本体401の内面との間の距離を僅かに変化させながら(吸着粒子50が僅かに飛び跳ねながら)、カプセル本体401の内面に沿って移動する。
第1のカプセル層402および第2のカプセル層403の構成材料としては、それぞれ、例えば、アラビアゴムなどのゴムを含む材料、アラビアゴムとゼラチンとの複合材料、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、尿素樹脂、ポリアミド、ポリエーテルのような各種樹脂材料が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
ここで、第1のカプセル層402および第2のカプセル層403のぞれぞれの帯電の有無、帯電量や電荷密度、極性等は、液体10との関係も関与する。したがって、第1のカプセル層402および第2のカプセル層403は、それぞれ、使用する液体10に応じて、構成材料(構成材料の組み合わせ)、その配合比、形成時の諸条件等を適宜設定し、所定の極性に帯電させるとともに、その帯電量や電荷密度等を調整する。この場合、例えば、帯電付与剤等の添加材を添加してもよい。
なお、本実施形態では、カプセル本体401は、第1のカプセル層402と第2のカプセル層403からなる2層構成とされているが、このような2層構成に限らず、単層または3層以上の多層構成であっても構わない。
カプセル本体401の粒径が前記下限値よりも小さ過ぎると、マイクロカプセル含有層400の両方の面側がマイクロカプセル40で満たされ、表示のコントラストが低下するおそれがある。
このようなマイクロカプセル40は、その大きさ(粒径)がほぼ均一(同一)に形成されているのが好ましい。具体的には、粒子径の変動係数(CV値)が5〜25%であることが好ましく、変動係数(CV値)が5〜20%であることがより好ましい。これにより、マイクロカプセル40が均一に配置されるので、表示装置20では、表示ムラの発生が防止または低減され、より優れた表示性能を発揮することができる。
このような表示装置20は、次のようにして作動する。
以下、図2に基づき、表示装置20の作動(動作)方法について説明する。なお、代表的に、吸着粒子50が負に帯電し、カプセル本体401が正に帯電しており、さらに、吸着粒子50が第1の電極3側に位置している状態(黒色が表示されている状態)が初期状態として設定されている場合を説明する。
これにより、吸着粒子50は、カプセル本体401の内面に吸着しつつ、その内面に沿って第1の電極3側に向かって移動し、その第1の電極3側に停止する。これにより、表示面側から見たとき、その吸着粒子50により、カプセル本体401で囲まれた空間の直下に位置する反射体9の部分がすべて覆われた状態となり、黒色が表示される。
これにより、吸着粒子50は、カプセル本体401の内面に吸着しつつ、その内面に沿って第2の電極4側に向かって移動し、第1の電極3と第2の電極4との間、すなわち、カプセル本体401の上半球と下半球とに跨って停止する。これにより、表示面側から見たとき、その吸着粒子50により、カプセル本体401で囲まれた空間の直下に位置する反射体9の部分が覆われていない状態となり、白色が表示される。
また、所定のマイクロカプセル40に注目したとき、そのマイクロカプセル40を透過して反射体9に入射した光の一部は、反射体9で導光され、前記マイクロカプセル40に隣接するマイクロカプセル40から出射することもある。すなわち、反射体9は、光を隣接するマイクロカプセル40に導光する機能(導光機能)を有している。
また、中間調であるグレー色を表示する際も、前記白色を表示する際と同様に、一旦、初期状態にし、この後、第1の電極3が第2の電極4に対して負電位になるように、第1の電極3と第2の電極4との間に、所定のパルス幅のパルス電圧を印加する。これにより、目標の階調のグレー色が表示される。
なお、吸着粒子50として、他の着色粒子(例えば、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、レッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)等)を用いてもよいことは、言うまでもなく、この場合も、前記と同様にして、その色と白色との間の任意の中間調を表示することができる。この場合は、カラー表示を行うことができる。また、フルカラー表示も可能である。
このような表示装置20は、次のようにして製造することができる。
以下、図7および図8に基づき、表示装置20の製造方法について説明する。
図7および図8に示す表示装置20の製造方法は、マイクロカプセル40を作製するマイクロカプセル作製工程[A1]と、マイクロカプセル40を含むマイクロカプセル分散液を調製するマイクロカプセル分散液調製工程[A2]と、基板12の一方の面側にマイクロカプセル40を含むマイクロカプセル含有層400を形成するマイクロカプセル含有層形成工程[A3]と、マイクロカプセル含有層400の基板12と反対の面側に接着剤層8を形成する接着剤層形成工程[A4]と、接着剤層8のマイクロカプセル含有層400と反対の面側に対向基板11を接触して、接着剤層8と対向基板11とを接合する接合工程[A5]と、封止部7を形成する封止工程[A6]とを有している。
また、前記マイクロカプセル含有層形成工程[A3]で用意する基板12を製造する工程は、基部2の下面に、第2の電極4を形成する第2の電極形成工程を有し、前記接合工程[A5]で用意する回路基板22を製造する工程は、基部1の上面に、第1の電極3を形成する第1の電極形成工程を有している。この第2の電極形成工程と、第1の電極形成工程とで、本発明の表示装置の製造方法における電極形成工程が構成される。
[A1]マイクロカプセル40の作製工程
[A1−1]第1のカプセル層402の形成
まず、液体10および吸着粒子50を第1のカプセル層402に内包するマイクロカプセルを得る。なお、以下、説明の便宜上、このマイクロカプセルを「マイクロカプセル前駆体」と言うこととする。
マイクロカプセル化手法(第1のカプセル層402への調整液の封入方法)としては、特に限定されないが、例えば、界面重合法、In−situ重合法、相分離法(または、コアセルベーション法)、界面沈降法、スプレードライ法等の各種マイクロカプセル化手法を用いることができる。このマイクロカプセル化手法は、第1のカプセル層402の構成材料等に応じて、適宜選択するようにすればよい。
なお、均一な大きさのマイクロカプセル前駆体は、例えば、ふるいにかけて選別する方法、濾過法、比重差分級法等を用いることにより得ることができる。
次に、工程[A1−1]で得たマイクロカプセル前駆体(第1のカプセル層402)の外周面に、第2のカプセル層403を形成し、液体10および吸着粒子50を内包するマイクロカプセル40を得る。
第2のカプセル層403は、例えば、マイクロカプセル前駆体を水系媒体中に分散させたカプセル分散液に、樹脂のプレポリマーを徐々に添加し、マイクロカプセル前駆体の表面に吸着したプレポリマーを、重合反応させることによって形成することができる。これにより、マイクロカプセル前駆体の表面に第2のカプセル層403が形成され、液体10および吸着粒子50を内包するマイクロカプセル40が得られる。
このように、本実施形態の製造方法では、このマイクロカプセル作製工程[A1]において、カプセル本体401の内面側の部分(一部分)を構成する第1のカプセル層402を形成した後、カプセル本体401を吸着粒子50と反対の極性に帯電させる帯電工程が行われる。
次に、バインダ41を用意し、このバインダ41と、前記工程[A1]で作製されたマイクロカプセル40とを混合してマイクロカプセル分散液を調製する。
バインダ41と前記工程[A1]で作成されたマイクロカプセル40との混合比は、バインダ41、100重量部に対しマイクロカプセル40が100〜500重量部が好ましく、200〜450重量部がより好ましい。
マイクロカプセル40の含有量を前記範囲に設定すると、マイクロカプセル40が厚さ方向に重ならないように(単層で)、マイクロカプセル含有層400において移動(再配置)させて配設する上で、非常に有利である。
次に、図7(a)に示すように、基板12を用意する。そして、図7(b)に示すように前記工程[A2]で調製したマイクロカプセル分散液を基板12上に塗布する。
マイクロカプセル分散液を塗布する方法としては、特に限定されないが、例えば、アプリケーター、バーコーター、ダイコーター、エアナイフコーター、キスコーター、グラビアコーター、等の各種塗布法を用いることができる。
これは、例えば、図7(c)に示すように、スキージ(平板状の治具)100を基板12上を通過させ、マイクロカプセル40を掃くことにより行うことができる。
これにより、マイクロカプセル含有層400が形成され、図7(d)に示すような表示シート21が得られる。
次に、図8(e)に示すように、マイクロカプセル含有層400上に、接着剤層8を形成する。
これは、例えば、シート状の接着剤層8を、オーバーコート法、転写法等により、マイクロカプセル含有層400上に配置することにより行うことができる。
次に、図8(f)に示すように、接着剤層8上に、別途用意した回路基板22を、第1の電極3が接着剤層8に接触するように重ね合わせる。
これにより、接着剤層8を介して、表示シート21と回路基板22とが接合される。
このとき、接着剤層8および回路基板22の自重や、回路基板22と表示シート21とを接近するように加圧する(マイクロカプセル含有層400の厚さを減少させる)ことにより、マイクロカプセル含有層400において、マイクロカプセル40の配設密度を均一にすることができる。
次に、図8(g)に示すように、表示シート21および回路基板22の縁部に沿って、封止部7を形成する。
これは、表示シート21(基部2)と回路基板22(基部1)との間であって、これらの縁部に沿って封止部7を形成するための材料を、例えば、ディスペンサ等により供給し、固化または硬化させることにより形成することができる。
なお、接着剤層8は、回路基板22側に設けておき、回路基板22と表示シート21とを接合するようにしてもよく、回路基板22および表示シート21の双方に設けておき、回路基板22と表示シート21とを接合するようにしてもよい。
また、例えば、シート状の接着剤層8は、これを撓ませた状態で、その一端部をマイクロカプセル含有層400に接触させ、他端側に向かって順にマイクロカプセル含有層400に接触させて、マイクロカプセル含有層400上に配置するのが好ましい。これにより、マイクロカプセル含有層400と接着剤層8との間に気泡が生じるのを防止することができるとともに、マイクロカプセル40の再配置をより確実に行うことができる。
以上説明したように、この表示装置20によれば、吸着粒子50は、常に、カプセル本体401の内面のいずれかの部位に吸着しており、カプセル本体401の内面に吸着しつつ、その内面に沿って移動し、さらには、カプセル本体401内には、吸着粒子50の他に粒子(障害物)が存在しないので、中間調を容易かつ確実に得ることができる。
また、吸着粒子50は、カプセル本体401の内面に吸着しており、さらには、カプセル本体401内には、吸着粒子50の他に粒子(障害物)が存在しないので、吸着粒子50と他の粒子とが吸着してしまうこともなく、これにより、高いコントラストが得られ、また、色純度も向上する。
また、吸着粒子50は、カプセル本体401の内面に吸着しつつ、その内面に沿って移動するので、比較的弱い電界で確実に吸着粒子50を移動させることができ、これにより、消費電力を低減することができる。
また、この表示装置20は、いわゆるマイクロカプセル型であるので、いわゆるマイクロカップ型の表示装置に比べて、容易かつ確実に製造することができる。
以下、第2実施形態について説明するが、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
第2実施形態の表示装置20では、その製造方法において、カプセル本体401を形成する際は、そのカプセル本体401を帯電させない。そして、カプセル本体401の全部を形成した後、すなわち、マイクロカプセル作製工程[A1]を行った後、マイクロカプセル分散液調製工程[A2]において、バインダ41を介してカプセル本体401を吸着粒子50と反対の極性に帯電させる帯電工程が行われる。
この表示装置20によれば、前述した第1実施形態と同様の効果が得られる。
図9は、本発明の表示装置の第3実施形態を模式的に示す縦断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図9中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
以下、第3実施形態について説明するが、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
カラーフィルタ13としては、特に限定されないが、例えば、異なる複数色の着色部、具体的には、互いに異なる色の第1の着色部、第2の着色部および第3の着色部(いずれも図示せず)を有するものを用い、第1の着色部を赤色フィルター領域(R)、第2の着色部を緑色フィルター領域(G)、第3の着色部を青色フィルター領域(B)とすることで、フルカラー表示を行うことができる。この場合、例えば、1組の第1の着色部、第2の着色部および第3の着色部を、それぞれ、隣接する3つの第1の電極3に対応するように配置し、その1組の第1の着色部、第2の着色部および第3の着色部で1画素を構成する。
また、従来の表示装置では、赤色粒子が内包された赤色表示用のマイクロカプセルと、緑色粒子が内包された緑色表示用のマイクロカプセルと、青色粒子が内包された青色表示用のマイクロカプセルとを用いてフルカラー表示を行なっており、その従来の表示装置では、各色表示用のマイクロカプセルを、それぞれ、対応する電極上に配置させる必要があり、その位置決めは、困難であるが、この表示装置20では、このような位置決めは、不要である。その理由は、この表示装置20では、各マイクロカプセル40の構成は同じであり、また、カラーフィルタ13の第1の着色部、第2の着色部および第3の着色部と、各第1の電極3とが、それぞれ対応しているので、第1の着色部、第2の着色部および第3の着色部上に位置するマイクロカプセル40が、それぞれ、赤色表示用、緑色表示用および青色表示用として機能するためである。このため、フルカラー表示の表示装置20を容易かつ確実に製造することができる。
なお、前記カラーフィルタ13の第1の着色部をシアンフィルター領域(C)、第2の着色部をマゼンタフィルター領域(M)、第3の着色部をイエローフィルター領域(Y)としてもよい。
以上のような表示装置20は、各種電子機器に組み込むことができる。以下、表示装置20を備える本発明の電子機器について説明する。
<<電子ペーパー>>
まず、本発明の電子機器を電子ペーパーに適用した場合の実施形態について説明する。
図10に示す電子ペーパー600は、紙と同様の質感および柔軟性を有するリライタブルシートで構成される本体601と、表示ユニット602とを備えている。
このような電子ペーパー600では、表示ユニット602が、前述したような表示装置20で構成されている。
次に、本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態について説明する。
図11は、本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態を示す図である。このうち、図11中(a)は断面図、(b)は平面図である。
図11に示すディスプレイ(表示装置)800は、本体部801と、この本体部801に対して着脱自在に設けられた電子ペーパー600とを備えている。なお、この電子ペーパー600は、前述したような構成、すなわち、図11に示す構成と同様のものである。
このようなディスプレイ800では、電子ペーパー600は、本体部801に着脱自在に設置されており、本体部801から取り外した状態で携帯して使用することもできる。
なお、本発明の電子機器は、以上のようなものへの適用に限定されず、例えば、テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、電子新聞、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等を挙げることができ、これらの各種電子機器の表示部に、本発明の表示装置20を適用することが可能である。
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
また、前記実施形態では、1対の基板が対向して設けられた構成のものについて示したが、本発明は、これに限らず、例えば、単一の基板を有するものに適用することもできる。
このマイクロカップ型の表示装置では、透明体が配置される空間を画成する壁部の内面は、1対の電極間に亘って設けられた(連続的に設けられた)湾曲凹面を有するのが好ましい。そして、特に、その壁部により、球状または楕円体状の空間が画成され、その空間に透明が配置されているのが好ましい。
Claims (18)
- 空間を画成する壁部と、該壁部の内面に吸着し、帯電している吸着粒子と、前記空間に配置され、実質的に透明な透明体とを有する吸着粒子含有層と、
電圧を印加すると、前記吸着粒子に作用させる電界を発生する1対の電極とを備え、
前記吸着粒子と前記壁部とが互いに反対の極性に帯電しており、これにより、前記吸着粒子が前記壁部の内面に吸着しており、
前記1対の電極間に電圧を印加することにより、前記吸着粒子が前記壁部の内面に吸着しつつ、該内面に沿って移動するよう構成されていることを特徴とする表示装置。 - 前記1対の電極間の電界により前記吸着粒子に作用する静電力よりも、前記吸着粒子と前記壁部との間の静電力を含む相互作用による引力の方が大きくなるよう構成されている請求項1に記載の表示装置。
- 空間を画成する壁部と、該壁部の内面に吸着し、帯電している吸着粒子と、前記空間に配置され、実質的に透明な透明体とを有する吸着粒子含有層と、
前記吸着粒子含有層を介して対向配置され、電圧を印加すると、前記吸着粒子に作用させる電界を発生する1対の電極とを備え、
前記壁部の内面は、前記1対の電極間に亘って設けられた湾曲凹面を有し、
前記1対の電極間に電圧を印加することにより、前記吸着粒子が前記壁部の内面に吸着しつつ、該内面に沿って移動するよう構成されていることを特徴とする表示装置。 - 球状または楕円体状の空間を画成する壁部と、該壁部の内面に吸着し、帯電している吸着粒子と、前記空間に配置され、実質的に透明な透明体とを有する吸着粒子含有層と、
電圧を印加すると、前記吸着粒子に作用させる電界を発生する1対の電極とを備え、
前記1対の電極間に電圧を印加することにより、前記吸着粒子が前記壁部の内面に吸着しつつ、該内面に沿って移動するよう構成されていることを特徴とする表示装置。 - 空間を画成する殻体で構成された壁部と、該壁部の内面に吸着し、帯電している吸着粒子と、前記空間に配置され、実質的に透明な透明体とを有する吸着粒子含有層と、
電圧を印加すると、前記吸着粒子に作用させる電界を発生する1対の電極とを備え、
前記殻体に前記吸着粒子と前記透明体とが内包されてマイクロカプセルが構成されており、
前記1対の電極間に電圧を印加することにより、前記吸着粒子が前記壁部の内面に吸着しつつ、該内面に沿って移動するよう構成されていることを特徴とする表示装置。 - 前記殻体は、それぞれ殻状をなす、第1の層と、該第1の層よりも外側に配置されている第2の層とを有する請求項5に記載の表示装置。
- 前記吸着粒子は、静電力により前記壁部の内面に吸着している請求項1ないし6のいずれかに記載の表示装置。
- 前記透明体は、前記空間に充填された液体または気体である請求項1ないし7のいずれかに記載の表示装置。
- 前記吸着粒子は、着色された粒子である請求項1ないし8のいずれかに記載の表示装置。
- 前記吸着粒子含有層の表示面と反対側に、光を乱反射させる反射体を有する請求項1ないし9のいずれかに記載の表示装置。
- 前記反射体は、間隙内に、光を散乱する粒子が充填されたものである請求項10に記載の表示装置。
- 前記1対の電極間への電圧印加パターンを選択することにより、前記吸着粒子を移動させ、表示面側から見たときの前記壁部で囲まれた空間の直下に位置する前記反射体の部分が、前記吸着粒子により覆われた状態と、覆われていない状態とに切り換えるよう構成されている請求項10または11に記載の表示装置。
- 前記1対の電極間への電圧印加パターンを選択することにより、前記吸着粒子を移動させ、表示面側から見たときの前記壁部で囲まれた空間の直下に位置する前記反射体の部分のうち、前記吸着粒子により覆われている部分の面積を調整し得るよう構成されている請求項12に記載の表示装置。
- 前記吸着粒子含有層と前記反射体との間に、カラーフィルタを有する請求項11ないし13のいずれかに記載の表示装置。
- 帯電している吸着粒子と、実質的に透明な透明体とを殻体に内包するマイクロカプセルを製造し、該マイクロカプセルを含有するマイクロカプセル含有層を形成するマイクロカプセル含有層形成工程と、
電圧を印加すると、前記吸着粒子に作用させる電界を発生する1対の電極を形成する電極形成工程とを有し、
前記マイクロカプセル含有層形成工程は、前記殻体の内面側の部分または全部を形成した後、前記殻体を前記吸着粒子と反対の極性に帯電させる帯電工程を有し、該帯電工程により、前記吸着粒子が前記殻体の内面に吸着することを特徴とする表示装置の製造方法。 - 前記殻体は、それぞれ殻状をなす、第1の層と、該第1の層よりも外側に配置されている第2の層とを有しており、
前記第2の層を形成する際に、前記帯電工程を行なう請求項15に記載の表示装置の製造方法。 - 前記殻体を形成した後、前記マイクロカプセルの外表面に密着して該マイクロカプセルを固定する固定材料を介し、前記帯電工程を行なう請求項15に記載の表示装置の製造方法。
- 請求項1ないし14のいずれかに記載の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
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