JP4507531B2 - 電気泳動表示装置の製造方法 - Google Patents
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Description
この電気泳動表示装置は、電圧の印加を停止した状態での表示メモリー性や広視野角性を有することや、低消費電力で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。
このような電気泳動表示装置としては、電極を有する一対の基板間に、電気泳動粒子および液相分散媒を封入した複数のマイクロカプセルと、各基板とマイクロカプセルとを固定するバインダ材が配設されたマイクロカプセル型のものが知られている。
このような電気泳動表示装置920では、一対の基板に設けられた電極903、904間に電圧を印加すると、マイクロカプセル内の電気泳動粒子905が、電極903、904間に生じた電界の方向にしたがって、液相分散媒906中をいずれか一方の電極に向かって移動する。これにより、観測者には、電気泳動粒子905の色(図7(A)参照)および/または液相分散媒906の色(図7(B)参照)が見えることとなる。
したがって、一方または双方の電極をパターニングし、これらに印加する電圧をコントロールすることにより、所望の情報を表示することができる。
最終的にバインダ材となる油溶性(親油性)の樹脂粒子(ポリマー粒子)を、エマルジョンとして水系溶媒に分散させ、この分散液にマイクロカプセルを分散させて、水系エマルジョンタイプのマイクロカプセル分散液を調製する。
そして、このマイクロカプセル分散液を、一方の基板の電極が形成されている面に塗布する。次に、この塗膜を乾燥した後、他方の基板を重ね、基板同士を圧着する。
これにより、バインダ材により、一対の基板とマイクロカプセルとが接着、固定されて、電気泳動表示装置が作成される。
これらのイオン性の添加剤は、マイクロカプセルを通過してカプセル内に侵入し、荷電粒子に対して、例えば、帯電量を減少させる等の悪影響を及ぼし、電気泳動表示装置の表示性能を低下させる。
このため、この水系エマルジョンタイプのマイクロカプセル分散液を用いて製造される電気泳動表示装置は、特性の制御が難しく、均一な特性を得るのが困難であるという問題がある。
本発明の電気泳動表示装置の製造方法は、電極を備える基板上に、少なくとも1種の電気泳動粒子を含む電気泳動分散液を封入してなるマイクロカプセルと、ビニル系の官能基を有する重合性モノマーからなる接着成分を含み、実質的にイオン性の添加物を含まない水溶性硬化性樹脂前駆体と、水系溶媒とを含むマイクロカプセル分散液を供給する第1の工程と、
前記水系溶媒の少なくとも一部を除去する第2の工程と、
前記マイクロカプセルを介して、前記基板に対向基板を対向させた状態で、前記水溶性硬化性樹脂前駆体を重合反応により硬化させて、前記対向基板と前記基板とを接合する第3の工程と、を有し、
前記第2の工程において、または、前記第2の工程に先立って、前記モノマーをオリゴマー化することを特徴とする。
これにより、表示性能に優れ、かつ、特性の均一な電気泳動表示装置を製造することができる。
また、モノマーは、水系溶媒への溶解性が高いが、オリゴマー化により、水溶性硬化性樹脂前駆体が水系溶媒とともに散逸してしまうことを防止することができる。
前記水系溶媒の少なくとも一部を除去する第2の工程と、
前記マイクロカプセルを介して、前記基板に対向基板を対向させた状態で、前記水溶性硬化性樹脂前駆体を重合反応により硬化させて、前記対向基板と前記基板とを接合する第3の工程と、を有することを特徴とする。
これにより、表示性能に優れ、かつ、特性の均一な電気泳動表示装置を製造することができる。
また、これにより、モノマーをオリゴマー化する工程を省略することができる。
本発明の電気泳動表示装置の製造方法では、前記オリゴマーは、その重量平均分子量が250〜1000であることが好ましい。
これにより、オリゴマーがマイクロカプセル内へ透過することや、水系溶媒とともに散逸してしまうことをより確実に防止することができる。
これにより、大掛かりな設備を必要とせず、水溶性硬化性樹脂前駆体の重合反応を進行させることができる。
本発明の電気泳動表示装置の製造方法では、前記マイクロカプセル分散液における前記水溶性硬化性樹脂前駆体の含有量は、0.1〜20重量%であることが好ましい。
これにより、基板同士の接合やマイクロカプセルの固定をより確実に行うことができる。
室温放置による方法では、水溶性硬化性樹脂前駆体の重合反応が必要以上に進行することを防止しつつ、水系溶媒の除去が可能であり、一方、加熱による方法では、確実かつ早急な水系溶媒の除去が可能である。
これにより、被膜の粘性が消失することを防止することができ、基板同士の接合を好適に行うことができる。
本発明の電気泳動表示装置の製造方法では、前記第1の工程において、前記マイクロカプセルの平均粒径とほぼ等しい厚さとなるように、前記マイクロカプセル分散液を前記基板上に供給することが好ましい。
これにより、マイクロカプセルを基板上に単層で配置することができる。
これにより、表示性能のより高い電気泳動表示装置が得られる。
本発明の電気泳動表示装置の製造方法では、前記マイクロカプセル分散液における前記マイクロカプセルの含有量は、10〜70重量%であることが好ましい。
これにより、表示性能のより高い電気泳動表示装置が得られる。
これにより、基板同士の接合やマイクロカプセルの固定をより確実に行うことができる。
<第1実施形態>
まず、本発明の電気泳動表示装置の第1実施形態について説明する。
図1は、本発明の電気泳動表示装置の第1実施形態を示す縦断面図、図2は、図1に示す電気泳動表示装置の作動原理を示す模式図である。
図1に示す電気泳動表示装置20は、第1の電極3を備える第1の基板(対向基板)1と、第1の電極3に対向する第2の電極4を備える第2の基板(基板)2と、これら第1の基板1と第2の基板2との間に配設され、電気泳動分散液10が封入された複数のマイクロカプセル40と、バインダ材41とを有している。以下、各部の構成について順次説明する。
各基板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。可撓性を有する基板1、2を用いることにより、可撓性を有する電気泳動表示装置20、すなわち、例えば電子ペーパーを構築する上で有用な電気泳動表示装置20を得ることができる。
これらの基板1、2のマイクロカプセル40側の面、すなわち、第1の基板1の下面および第2の基板2の上面には、それぞれ、層状(膜状)をなす第1の電極3および第2の電極4が設けられている。
本実施形態では、第1の電極3が共通電極とされ、第2の電極4がマトリクス状(行列状)に分割された個別電極(画素電極)とされており、第1の電極3と1つの第2の電極4とが重なる部分が1画素を構成する。なお、第1の電極3も、第2の電極4と同様に複数に分割するようにしてもよい。
このような複合材料の具体例としては、例えば、ゴム材料中に導電性材料を混合した導電性ゴム、エポキシ系、ウレタン系、アクリル系等の接着剤組成物中に導電性材料を混合した導電性接着剤または導電性ペースト、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ABS樹脂、ナイロン(ポリアミド)、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂等のマトリクス樹脂中に導電性材料を混合した導電性樹脂等が挙げられる。
なお、各基板1、2および各電極3、4のうち、表示面側に配置される基板および電極(本実施形態では、第1の基板1および第1の電極3)は、それぞれ、光透過性を有するもの、すなわち、好ましくは実質的に透明(無色透明、有色透明または半透明)とされる。これにより、後述する電気泳動分散液10中における電気泳動粒子5の状態、すなわち電気泳動表示装置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。
また、電気泳動表示装置20の側部近傍であって、第1の基板1と第2の基板2との間には、第1の電極3と第2の電極4との間隔を規定する機能を有するスペーサ70が設けられている。
スペーサ7の構成材料としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂等の各種樹脂材料や、シリカ、アルミナ、チタニア等の各種セラミックス材料等が挙げられ、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。
なお、スペーサ70は、電気泳動表示装置20の外周を囲むようにして設けられる構成に限定されず、例えば、複数のスペーサ70を所定間隔おいて、電気泳動表示装置20の側部近傍に配設するようにしてもよい。この場合、スペーサ70同士の間隙は、他の封止部材(シール材)により封止するようにすればよい。
マイクロカプセル40は、第1の基板1と第2の基板2の間に、縦横に並列するように単層で配設(配置)され、それぞれ第1の電極3および第2の電極4に接触している。
このようなマイクロカプセル40は、その大きさがほぼ均一であることが好ましい。これにより、電気泳動表示装置20は、より優れた表示性能を発揮することができる。なお、均一な大きさのマイクロカプセル40は、例えば、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。
このようなマイクロカプセル40には、電気泳動分散液10が封入されている。
なお、マイクロカプセル40の作製手法(マイクロカプセル40への電気泳動分散液10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)、界面沈殿法、スプレードライング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。なお、前記のマイクロカプセル化手法は、マイクロカプセル40の構成材料等に応じて、適宜選択するようにすればよい。
電気泳動粒子5の液相分散媒6への分散は、例えば、ペイントシェーカー法、ボールミル法、メディアミル法、超音波分散法、撹拌分散法等のうちの1種または2種以上を組み合わせて行うことができる。
また、液相分散媒6(電気泳動分散液10)中には、必要に応じて、例えば、電解質、界面活性剤、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、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、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。
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。
例えば、電気泳動粒子5として正荷電を有するものを用いた場合、第2の電極4を正電位とすると、図2(A)に示すように、電気泳動粒子5は、第1の電極3側に移動して、第1の電極3に集まる。このため、電気泳動表示装置20を上方(表示面側)から見ると、電気泳動粒子5の色が見えることになる。
したがって、電気泳動粒子5の物性(例えば色、正負、帯電量等)や、電極3または4の極性、電極3、4間の電位差等を適宜設定することにより、電気泳動表示装置20の表示面側には、電気泳動粒子5の色および液相分散媒6の色の組み合わせにより、所望の情報(画像)が表示される。
バインダ材41は、基板1、2同士を接合する目的、基板1、2間にマイクロカプセル40を固定する目的、電極3、4間の絶縁性を確保する目的等により供給される。
以上説明したような電気泳動表示装置20は、例えば、次のような第1〜第3製造方法により製造することができる。
まず、電気泳動表示装置20の第1製造方法について説明する。
図3は、図1に示す電気泳動表示装置の第1製造方法を説明するための断面図である。
この第1製造方法は、水溶性硬化性樹脂前駆体として、水溶性熱硬化性モノマーを使用するものであり、[1A]マイクロカプセル分散液の供給工程と、[2A]オリゴマー化工程と、[3A]脱溶媒工程と、[4A]基板の接合工程とを有している。以下、これらの工程について、順次説明する。
まず、水溶性硬化性樹脂前駆体である水溶性熱硬化性モノマーと、マイクロカプセル40とを水系溶媒に分散、混合して、マイクロカプセル分散液(マイクロカプセルスラリー)を調製する。
このマイクロカプセル分散液は、水溶性熱硬化性モノマーを水系溶媒に溶解した溶液と、マイクロカプセル40を水系溶媒に分散させた分散液とを混合することにより調製するのが好ましい。これにより、水溶性熱硬化性モノマーとマイクロカプセル40とが均一に分散したマイクロカプセル分散液を得ることができる。
また、水溶性熱硬化性モノマーは、1種の熱硬化性樹脂の原料となるモノマーを用いるようにしてもよく、2種以上の熱硬化性樹脂の原料となるモノマーを組み合わせて用いるようにしてもよい。
フェノール類としては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール等のアルキルフェノール、レゾルシンのような多価フェノールの他、ビスフェノールA、ナフトール等が挙げられ、アルデヒド類としては、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルム、フルフラール、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒドや、トリオキサンのような環状ホルマール等が挙げられる。
アミノ原料としては、例えば、メラミン、尿素(ユリア)、ベンゾグアナミン等が挙げられる。
アルキド系樹脂の原料となるモノマーとしては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの組み合わせ等が挙げられる。
アクリル系樹脂の原料となるモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸およびこれらの誘導体(アミド化合物、エステル化合物)、アクリロニトリル、スチレン等が挙げられる。
このうち、グリシジルエーテル型の原料となるモノマーとしては、例えば、アルコール、フェノール類等が挙げられ、グリシジルエステル型の原料となるモノマーとしては、例えば、カルボン酸類等が挙げられ、グリシジルアミン型の原料となるモノマーとしては、例えば、第一級アミン類、第二級アミン類、エピクロルヒドリン等が挙げられる。
このような水系溶媒を用いることにより、マイクロカプセル40への溶媒の浸透が抑えられ、溶媒の浸透によるマイクロカプセル40の膨潤、溶解が防止される。また、これら水系溶媒は、水溶性熱硬化性モノマーを良好に溶解することができる。
以上のようにして調製したマイクロカプセル分散液を、第2の基板2(第2の電極4)上に供給して、被膜7を形成する(図3(a)参照)。
このとき、マイクロカプセル分散液は、マイクロカプセル40の平均粒径とほぼ等しい厚さとなるように供給するのが好ましい。これにより、マイクロカプセル40を第2の基板2上に単層で配置することができる。
次に、被膜7中に含まれる水溶性熱硬化性モノマーをオリゴマー化する。なお、水溶性熱硬化性モノマーの一部は、オリゴマー化されることなく、モノマー状態で残存していてもよい。
このオリゴマー化により、水溶性熱硬化性モノマーは、オリゴマーとなり分子量が増大し、次工程[3A]の脱溶媒によっても、水系溶媒とともに散逸してしまうことが防止される。これにより、基板1、2同士の接合やマイクロカプセル40の固定をより確実に行うことができる。
なお、このとき、熱処理の条件によっては、水系溶媒の一部が揮発する場合がある。
この加熱の温度(加熱温度)は、30〜70℃程度であるのが好ましく、40〜60℃程度であるのがより好ましい。加熱温度が低過ぎると、オリゴマー化を十分に進行させることができないおそれがある。一方、加熱温度が高過ぎると、多量の水系溶媒の揮発とともに、水溶性熱硬化性モノマーの種類(例えば、分子量)等によっては、水溶性熱硬化性モノマーの一部も揮発してしまうおそれがある。
次に、被膜7から水系溶媒の一部または全部を除去する。
この水系溶媒の除去は、例えば、室温での放置(室温放置)または加熱により行うことができる。室温放置による方法では、水溶性熱硬化性オリゴマーの重合反応が必要以上に進行することを防止しつつ、水系溶媒の除去が可能であり、一方、加熱による方法では、確実かつ早急な水系溶媒の除去が可能である。
なお、加熱による方法を用いる場合、この加熱は、水溶性熱硬化性オリゴマーが完全に硬化に至らない条件で行うのが好ましい。これにより、被膜7の粘性が消失することを防止することができ、その結果、次工程[4A]における基板同士の接合を好適に行うことができる。
加熱温度および加熱時間を適宜設定することにより、水溶性熱硬化性オリゴマーの重合反応が必要以上に進行するのを防止しつつ、水系溶媒の除去を十分に行うことができる。
なお、前記加熱の条件を適宜設定することにより、本工程[3A]においてモノマーをオリゴマー化させつつ、水系溶媒の除去を行うようにすることもできる。
次に、第1の基板1(第1の電極3)を、マイクロカプセル40を介して第2の基板2(第2の電極4)に対向させる。この状態で、水溶性熱硬化性オリゴマーを重合反応により硬化させる。これにより、バインダ材41(水溶性熱硬化性モノマーの硬化物)が形成され、第1の基板1と第2の基板2との接合およびマイクロカプセル40の固定がなされる(図3(b)参照)。
この重合反応は、例えば、加熱により行われる。
なお、本工程[4A]では、必要に応じて、例えば、紫外線や電子線の照射等を併用するようにしてもよい。
以上のような工程を経て、電気泳動表示装置20が製造される。
次に、電気泳動表示装置20の第2製造方法について説明する。
以下、第2製造方法について、前記第1製造方法との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第2製造方法では、水溶性硬化性樹脂前駆体として水溶性熱硬化性オリゴマーを使用し、それ以外は、前記第1製造方法と同様である。
まず、水溶性硬化性樹脂前駆体である水溶性熱硬化性オリゴマーと、マイクロカプセル40とを水系溶媒に分散、混合して、マイクロカプセル分散液(マイクロカプセルスラリー)を調製する。
水溶性熱硬化性オリゴマーとしては、例えば、前記第1製造方法で挙げた熱硬化性モノマーの重合体(オリゴマー)を用いることができる。
また、水溶性熱硬化性オリゴマーは、1種の熱硬化性樹脂の原料となるオリゴマーを用いるようにしてもよく、2種以上の熱硬化性樹脂の原料となるオリゴマーを組み合わせて用いるようにしてもよい。
水溶性熱硬化性オリゴマー(水溶性硬化性樹脂前駆体)の含有量、マイクロカプセル40の含有量、水系溶媒の種類、マイクロカプセル分散液の第2の基板2への供給方法等は、前記第1製造法で説明したのと同様である。
なお、第2製造方法では、水溶性硬化性樹脂前駆体としてオリゴマーを使用するため、オリゴマー化の工程は省略される。
前記工程[3A]と同様の工程を行う。
[4B]基板の接合工程(第3の工程)
前記工程[4A]と同様の工程を行う。
このような第2製造方法では、水溶性硬化性樹脂前駆体として水溶性熱硬化性オリゴマーを使用しているので、オリゴマー化のための工程を省略することができ、電気泳動表示装置20の製造時間の短縮を図ることができる。
次に、電気泳動表示装置20の第3製造方法について説明する。
以下、第3製造方法について、前記第1製造方法との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第3製造方法では、水溶性硬化性樹脂前駆体として水溶性光硬化性モノマーを使用し、それ以外は、前記第1製造方法と同様である。
まず、水溶性硬化性樹脂前駆体である水溶性光硬化性モノマーと、マイクロカプセル40とを水系溶媒に分散、混合して、マイクロカプセル分散液(マイクロカプセルスラリー)を調製する。
水溶性光硬化性モノマーとしては、例えば、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、ビニルピリジン、N−メチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノネオペンチルアクリレート、N−ビニル−2−ピロリドン、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ダイアセトンアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸のような窒素を含む親水性モノマー、パラスチレンスルホン酸ナトリウム、メトキシテトラエチレングリコールメタクリレート、ポリ(オキシエチレン)メタクリレート、メトキシポリエチレングリコール400メタクリレート、メトキシポリエチレングリコール1000メタクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコール400アクリレート、ポリエチレングリコール400ジアクリレート、ポリエチレングリコール400ジメタクリレート、ポリエチレングリコール600ジメタクリレート、ポリエチレングリコール1000ジメタクリレートのような窒素を含まない親水性モノマー、β−メタクロイルオキシエチルハイドロゲンサクシネート、β−メタクロイルオキシエチルハイドロゲンフタレートのような分子内にカルボキシルキを有するモノマー、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、ブタンジオールモノアクリレート、p−イソプロペニルフェノールのような分子内にヒドロキシル基を有するモノマー、アクリル酸亜鉛、メタアクリル酸亜鉛、アクリル酸金属塩、メタアクリル酸亜鉛、メタアクリル酸カルシウム、アクリル酸マグネシウム、アクリル酸アルミニウム、アクリル酸バリウム、アクリル酸スズ、アクリル酸鉛、アクリル酸コバルト、アクリル酸マンガン、アクリル酸ニッケル、アクリル酸鉄のような金属を含むモノマー等が挙げられる。
また、水溶性光硬化性モノマーは、1種の光硬化性樹脂の原料となるモノマーを用いるようにしてもよく、2種以上の光硬化性樹脂の原料となるモノマーを組み合わせて用いるようにしてもよい。
水溶性光硬化性モノマー(水溶性硬化性樹脂前駆体)の含有量、マイクロカプセル40の含有量、水系溶媒の種類、マイクロカプセル分散液の第2の基板2への供給方法等は、前記第1製造法で説明したのと同様である。
次に、被膜7中に含まれる水溶性光硬化性モノマーをオリゴマー化する。なお、水溶性光硬化性モノマーの一部は、オリゴマー化されることなく、モノマー状態で残存していてもよい。
第3製造方法では、水溶性硬化性樹脂前駆体として、水溶性光硬化性モノマーを用いるため、本工程[2C]におけるオリゴマー化は、光照射により行われる。
この照射する光の強度(照射強度)は50〜3000J/cm2程度であるのが好ましく100〜1000J/cm2程度であるのがより好ましい。光の強度が弱過ぎると、オリゴマー化を十分に進行させることができないおそれがある。一方、光の強度を前記上限値を超えて強くしても、それ以上の効果の増大が見込めない。
前記工程[3A]と同様の工程を行う。
[4C]基板の接合工程(第3の工程)
前記工程[4A]と同様の工程を行う。
以上説明したように、本発明の電気泳動表示装置の製造方法では、水溶性硬化性樹脂前駆体の硬化物であるバインダ材41により、基板1、2同士やマイクロカプセル40を固定する。
また、重合反応により得られる硬化物による接着や固定は、強度に優れるため、水系溶媒への接着強化剤の添加も不要である。
したがって、界面活性剤や接着強化剤がマイクロカプセル40内に侵入することによる電気泳動粒子5の帯電量の減少等を回避することができ、表示性能に優れた電気泳動表示装置20を安定に製造することができる。
次に、本発明の電気泳動表示装置の第2実施形態について説明する。
図4は、本発明の電気泳動表示装置の第2実施形態を示す縦断面図(作動状態を示す)である。
以下、第2実施形態の電気泳動表示装置について、前記第1実施形態の電気泳動表示装置との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
なお、本実施形態では、電気泳動粒子5aとして、正の電荷を帯びかつ白色のものを用い、電気泳動粒子5bとして、負の電荷を帯びかつ黒色(有色)のものを用いる場合を一例として説明する。
これとは逆に、第2の電極4を負電位とすると、電気泳動粒子5aは、第2の電極4側に移動して、第2の電極4に集まり、一方、電気泳動粒子5bは、第1の電極3側に移動して、第1の電極3に集まる。
なお、図示の構成では、電気泳動粒子5aと電気泳動粒子5bとがほぼ同数で、液相分散媒6に分散されているが、これらの数は、目的に応じて設定するようにすればよい。
また、電気泳動粒子5aの平均粒径と電気泳動粒子5bの平均粒径とは、同一であっても、異なっていてもよい。
このような第2実施形態の電気泳動表示装置20によっても、前記第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。
以上のような電気泳動表示装置20は、各種電子機器に組み込むことができる。以下、電気泳動表示装置20を備える本発明の電子機器について説明する。
まず、本発明の電子機器を電子ペーパーに適当した場合の実施形態について説明する。
図5は、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を示す斜視図である。
図5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、前述したような電気泳動表示装置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6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6(a)は断面図、(b)は平面図である。
図6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5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、ディジタルスチルビデオカメラ、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、電子ブック、電子ノート、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、本発明の電気泳動表示装置20を適用することが可能である。
例えば、各前記実施形態では、水溶性硬化性樹脂前駆体として水溶性熱硬化性モノマーまたはオリゴマー、水溶性光硬化性モノマーを用いる場合について説明したが、これに限るものではなく、本発明では、例えば、水溶性光硬化性オリゴマー、水溶性嫌気硬化性モノマーまたはオリゴマー、水溶性反応硬化性モノマーまたはオリゴマーのような他の種類の水溶性硬化性樹脂前駆体を用いることができる。
また、本発明の電気泳動表示装置の製造方法および電気泳動表示装置は、各前記実施形態のうち任意の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、各前記実施形態では、一対の電極が対向して設けられた構成のものについて示したが、本発明の電気泳動表示装置は、一対の電極を同一基板上に設ける構成のものに適用することもできる。
<マイクロカプセルの作製>
まず、平均粒径0.3μmのチタニア粒子(石原産業社製、「CR−90」)を、チタニア系カップリング剤(味の素社製、「KR TTS」)と、アルミ系カップリング剤(味の素社製、「AL−M」)とにより表面処理した。
次に、この電気泳動分散媒を、アラビヤゴムとゼラチンとを溶解した溶液に滴下し、撹拌した。なお、撹拌の回転速度は、1300rpmとした。
次に、酢酸を用いて溶液のpHを3.7に調節し、その後、氷冷することによりカプセルを析出させた。さらに、ホルムアルデヒドを加え、カプセルに架橋構造を形成した。
次に、一昼夜撹拌を続けた後、分級することによりマイクロカプセル(平均粒径55μm)を得た。
得られたマイクロカプセルを、マイクロカプセル:水が重量比で2:1となるように、水に分散させた。
また、アクリルアミド(水溶性熱硬化性モノマー)6gと過酸化ベンゾイル0.03gとを、1−メトキシプロパノール100gに溶解させた。
なお、マイクロカプセル分散液における各成分の含有量は、マイクロカプセル:約17重量%、アクリルアミド:約4重量%である。
次に、ITOよりなる第2の電極が形成された第2の基板を用意した。
次に、マイクロカプセル分散液を第2の基板上にドクターブレード法により塗布(供給)して、平均厚さ60μmの塗膜(被膜)を形成した。
次に、塗膜表面に、ITOよりなる第1の電極が形成された第1の基板を圧着し、この状態で、90℃で10分間、熱処理を施すことにより塗膜を硬化させて、第1の基板と第2の基板との接合およびマイクロカプセルを固定した。これにより、図1に示す電気泳動表示装置を得た。
得られたマイクロカプセルを、マイクロカプセル:水が重量比で2:1となるように、水に分散させた。
また、アクリルアミド(水溶性熱硬化性モノマー)6gと、ポリ(オキシエチレン)メタクリレート(水溶性熱硬化性モノマー)1gと、2,2−ビス(2−メチルブチロニトリル)0.06gとを、1−メトキシ−2−プロパノール100gに溶解させた。
なお、マイクロカプセル分散液における各成分の含有量は、マイクロカプセル:約17重量%、アクリルアミドおよびポリ(オキシエチレン)メタクリレート:約5重量%である。
次に、ITOよりなる第2の電極が形成された第2の基板を用意した。
次に、塗膜表面に、ITOよりなる第1の電極が形成された第1の基板を圧着し、この状態で、100℃で10分間、熱処理を施すことにより塗膜を硬化させて、第1の基板と第2の基板との接合およびマイクロカプセルを固定した。これにより、図1に示す電気泳動表示装置を得た。
得られたマイクロカプセルを、マイクロカプセル:水が重量比で2:1となるように、水に分散させた。
また、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(水溶性光硬化性モノマー)21gと、ポリ(オキシエチレン)メタクリレート(水溶性光硬化性モノマー)9gと、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン0.3gとを、水100gに溶解させた。
なお、マイクロカプセル分散液における各成分の含有量は、マイクロカプセル:約49重量%、2−ヒドロキシエチルメタクリレートおよびポリ(オキシエチレン)メタクリレート:約6重量%である。
次に、ITOよりなる第2の電極が形成された第2の基板を用意した。
次に、この塗膜に対して、150J/cm2の紫外線を10分間照射し、続いて、90℃で30分間、熱処理を施した。なお、紫外線の照射により、モノマーの重合反応を進行させてオリゴマー化させるとともに、熱処理(脱溶媒)により、完全に硬化に至らない範囲で重合反応を進行させた。
次に、塗膜表面に、ITOよりなる第1の電極が形成された第1の基板を圧着し、この状態で、90℃で10分間、熱処理を施すことにより塗膜を硬化させて、第1の基板と第2の基板との接合およびマイクロカプセルを固定した。これにより、図1に示す電気泳動表示装置を得た。
得られたマイクロカプセルを、マイクロカプセル:水が重量比で2:1となるように、水に分散させた。
また、30重量%ポリビニルメチルエーテル水溶液10gと、ポリエチレングリコール400ジアクリレート(水溶性光硬化性モノマー)0.3gと、(4−ベンゾイルベンジル)塩化トリメチルアンモニウム0.17gと、水4gとを混合した。
なお、マイクロカプセル分散液における各成分の含有量は、マイクロカプセル:約56重量%、ポリエチレングリコール400ジアクリレート:約0.4重量%である。
次に、ITOよりなる第2の電極が形成された第2の基板を用意した。
次に、マイクロカプセル分散液を第2の基板上にドクターブレード法により塗布(供給)して、平均厚さ60μmの塗膜(被膜)を形成した。
次に、塗膜表面に、ITOよりなる第1の電極が形成された第1の基板を圧着し、この状態で、90℃で10分間、熱処理を施すことにより塗膜を硬化させて、第1の基板と第2の基板との接合およびマイクロカプセルを固定した。これにより、図1に示す電気泳動表示装置を得た。
得られたマイクロカプセルを、マイクロカプセル:水が重量比で2:1となるように、水に分散させた。
また、重量平均分子量700のポリアクリルアミド(水溶性熱硬化性オリゴマー)6gと過酸化ベンゾイル0.03gとを、1−メトキシプロパノール100gに溶解させた。
なお、マイクロカプセル分散液における各成分の含有量は、マイクロカプセル:約17重量%、ポリアクリルアミド:約4重量%である。
次に、ITOよりなる第2の電極が形成された第2の基板を用意した。
次に、この塗膜に対して、90℃で30分間、熱処理(脱溶媒)を施した。これにより、オリゴマーが完全に硬化に至らない範囲で重合反応を進行させた。
次に、塗膜表面に、ITOよりなる第1の電極が形成された第1の基板を圧着し、この状態で、90℃で10分間、熱処理を施すことにより塗膜を硬化させて、第1の基板と第2の基板との接合およびマイクロカプセルを固定した。これにより、図1に示す電気泳動表示装置を得た。
得られたマイクロカプセルを、マイクロカプセル:水が重量比で2:1となるように、水に分散させた。
また、アクリルアミド(水溶性熱硬化性モノマー)3gと、重量平均分子量700のポリアクリルアミド(水溶性熱硬化性オリゴマー)3gと過酸化ベンゾイル0.03gとを、1−メトキシプロパノール100gに溶解させた。
なお、マイクロカプセル分散液における各成分の含有量は、マイクロカプセル:約17重量%、アクリルアミドおよびポリアクリルアミド:約4重量%である。
次に、ITOよりなる第2の電極が形成された第2の基板を用意した。
次に、マイクロカプセル分散液を第2の基板上にドクターブレード法により塗布(供給)して、平均厚さ60μmの塗膜(被膜)を形成した。
次に、塗膜表面に、ITOよりなる第1の電極が形成された第1の基板を圧着し、この状態で、90℃で10分間、熱処理を施すことにより塗膜を硬化させて、第1の基板と第2の基板との接合およびマイクロカプセルを固定した。これにより、図1に示す電気泳動表示装置を得た。
得られたマイクロカプセルを、マイクロカプセル:水が重量比で2:1となるように、水に分散させた。
この分散液8gと、エマルジョン系のバインダ材としてシリコン系バインダ材(信越化学社製、「ポロン」)2gとを混合することにより、マイクロカプセル分散液を調製した。
次に、マイクロカプセル分散液を第2の基板上にドクターブレード法により塗布(供給)して、平均厚さ60μmの塗膜(被膜)を形成した。
次に、この塗膜を乾燥した後、塗膜表面に、ITOよりなる第1の電極が形成された第1の基板を圧着し、この状態で、120℃で10分間、熱処理を施すことにより塗膜を硬化させて、第1の基板と第2の基板との接合およびマイクロカプセルを固定した。これにより、図1に示す電気泳動表示装置を得た。
各実施例および比較例で製造した電気泳動表示装置について、エージング試験を行い、駆動電圧の経時的な変化を調べた。
その結果、各実施例で製造した電気泳動表示装置(本発明の電気泳動表示装置)では、いずれも、駆動電圧が経時的に変化することなく、ほぼ一定の値に維持された。
Claims (12)
- 電極を備える基板上に、少なくとも1種の電気泳動粒子を含む電気泳動分散液を封入してなるマイクロカプセルと、ビニル系の官能基を有する重合性モノマーからなる接着成分を含み、実質的にイオン性の添加物を含まない水溶性硬化性樹脂前駆体と、水系溶媒とを含むマイクロカプセル分散液を供給する第1の工程と、
前記水系溶媒の少なくとも一部を除去する第2の工程と、
前記マイクロカプセルを介して、前記基板に対向基板を対向させた状態で、前記水溶性硬化性樹脂前駆体を重合反応により硬化させて、前記対向基板と前記基板とを接合する第3の工程と、を有し、
前記第2の工程において、または、前記第2の工程に先立って、前記モノマーをオリゴマー化することを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法。 - 電極を備える基板上に、少なくとも1種の電気泳動粒子を含む電気泳動分散液を封入してなるマイクロカプセルと、ビニル系の官能基を有する重合性オリゴマーからなる接着成分を含み、実質的にイオン性の添加物を含まない水溶性硬化性樹脂前駆体と、水系溶媒とを含むマイクロカプセル分散液を供給する第1の工程と、
前記水系溶媒の少なくとも一部を除去する第2の工程と、
前記マイクロカプセルを介して、前記基板に対向基板を対向させた状態で、前記水溶性硬化性樹脂前駆体を重合反応により硬化させて、前記対向基板と前記基板とを接合する第3の工程と、を有することを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法。 - 前記マイクロカプセル分散液は、重合開始剤、重合促進剤および重合遅延剤の少なくとも1種を含むものである請求項1または2に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記オリゴマーは、その重量平均分子量が250〜1000である請求項1ないし3のいずれかに記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記水溶性硬化性樹脂前駆体は、加熱または光照射により重合反応を開始するものである請求項1ないし4のいずれかに記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記マイクロカプセル分散液における前記水溶性硬化性樹脂前駆体の含有量は、0.1〜20重量%である請求項1ないし5のいずれかに記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記第2の工程において、前記水系溶媒の除去は、室温での放置または加熱により行われる請求項1ないし6のいずれかに記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記第2の工程における加熱は、前記水溶性硬化性樹脂前駆体が完全に硬化に至らない条件で行われる請求項7に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記第1の工程において、前記マイクロカプセルの平均粒径とほぼ等しい厚さとなるように、前記マイクロカプセル分散液を前記基板上に供給する請求項1ないし8のいずれかに記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記マイクロカプセルの平均粒径は、20〜200μmである請求項1ないし9のいずれかに記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記マイクロカプセル分散液における前記マイクロカプセルの含有量は、10〜70重量%である請求項1ないし10のいずれかに記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記第3の工程において、前記水溶性硬化性樹脂前駆体の硬化は、前記対向基板および前記基板のいずれか一方を他方に相対的に接近させた状態で行われる請求項1ないし11のいずれかに記載の電気泳動表示装置の製造方法。
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