JP4547393B2 - 電気泳動表示シート、電気泳動表示装置、電気泳動表示装置の製造方法および電子機器 - Google Patents
電気泳動表示シート、電気泳動表示装置、電気泳動表示装置の製造方法および電子機器 Download PDFInfo
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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。
従来の電気泳動表示装置として、特許文献1には、一方の基板上に、複数のマイクロカプセルとバインダと分散媒とを含むマイクロカプセル分散液を供給した後、マイクロカプセルの間隙を埋めるように再度マイクロカプセル分散液が供給された電気泳動表示装置が開示されている。
このような電気泳動表示装置では、マイクロカプセルを上下から圧力を加えてつぶした構造(石垣構造)のマイクロカプセルを用いている。したがって、該マイクロカプセルは、押圧力によって石垣構造に変形し得る硬さのものが用いられている。
これを解決するためには、硬いマイクロカプセルを用いる方法がある。しかし、硬いマイクロカプセルは球形を取り易い。そのため、カプセル間に隙間が生じ、コントラストが低下するという問題が生じる。また、マイクロカプセルが球形であるため、表示が不均一となり、色をコントロールできないという問題が生じる。
本発明の電気泳動表示シートは、基板と、
前記基板の一方の面側に設けられ、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殻体に内包するマイクロカプセルを含有するマイクロカプセル含有層とを備える電気泳動表示シートであって、
前記マイクロカプセルは、前記マイクロカプセル含有層の厚さ方向全体に配置される複数の第1のマイクロカプセルと、
前記第1のマイクロカプセルよりも柔軟性に富み、かつ、粒径が小さい複数の第2のマイクロカプセルとで構成され、
前記マイクロカプセル含有層内で前記第1のマイクロカプセル同士の間に形成された隙間を埋めるように前記第2のマイクロカプセルが配置されていることを特徴とする。
これにより、電気泳動表示装置の表示を均一にすることができるので、コントラストを高めることができる。また、第1のマイクロカプセルが第2のマイクロカプセルよりも硬いので、第1のマイクロカプセルの耐ブリード性を高めることができる。
これにより、第2のマイクロカプセルが第1のマイクロカプセル同士の隙間の大部分を埋めることができるので、表示をより均一にし、コントラストをより高めることができる。
これにより、寸法精度のよい電気泳動表示シートを得ることができる。
本発明の電気泳動表示シートでは、前記第2のマイクロカプセルの粒径は、前記第1のマイクロカプセルの粒径の1/4〜1/3であることが好ましい。
これにより、第2のマイクロカプセルは第1のマイクロカプセルよりも粒径が小さいので、第1のマイクロカプセル同士の隙間に第2のマイクロカプセルを簡単に配置することができる。
これにより、第1のマイクロカプセルが均一に配置されるので、表示を均一にすることができる。
本発明の電気泳動表示シートでは、前記第1のマイクロカプセルの前記殻体を構成する材料は、三次元網目構造を形成するものであることが好ましい。
これにより、第1のマイクロカプセルの硬度が上がるので、第1のマイクロカプセルのブリード性が向上する。
これにより、第1のカプセル本体の硬度をより高めることができるので、第1のマイクロカプセルのブリード性をより向上させることができる。
本発明の電気泳動表示シートでは、前記第2のマイクロカプセルの前記殻体は、ゼラチンを含む材料で構成されるものであることが好ましい。
これにより、第2のマイクロカプセルの柔軟性が高まるので、圧迫されて容易に変形することができる。
これにより、電気泳動表示装置の表示面側にのみ第2のマイクロカプセルが配置されるので、第2のマイクロカプセルの使用量を抑えることができる。
本発明の電気泳動表示シートでは、前記第1のマイクロカプセルは、前記白色粒子と、該白色粒子と色調の異なる着色粒子とを内包することが好ましい。
これにより、2色以上の表示を実現することができる。
本発明の電気泳動表示シートでは、前記第2のマイクロカプセルは、前記白色粒子と、該白色粒子と色調の異なる着色粒子とを内包することが好ましい。
これにより、2色以上の表示を実現することができる。
前記基板の一方の面側に設けられ、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殻体に内包するマイクロマプセルを含有するマイクロカプセル含有層と、
前記マイクロカプセル含有層の前記基板と反対側に設けられた対向基板とを備える電気泳動表示装置であって、
前記マイクロカプセルは、前記マイクロカプセル含有層の厚さ方向全体に配置される複数の第1のマイクロカプセルと、
前記第1のマイクロカプセルよりも柔軟性に富み、かつ、粒径が小さい複数の第2のマイクロカプセルとで構成され、
前記マイクロカプセル含有層内で前記第1のマイクロカプセル同士の間に形成された隙間を埋めるように前記第2のマイクロカプセルが配置されていることを特徴とする。
これにより、電気泳動表示装置の表示を均一にすることができるので、コントラストを高めることができる。
本発明の電気泳動表示装置では、前記マイクロカプセル含有層と前記対向基板とを接合する接着剤層を備えることが好ましい。
これにより、電気泳動表示シートと回路基板とが固定されるので、安定にかつ品質を一定にすることができる。
前記マイクロカプセル含有層の前記基板と反対の面側に接着剤層を形成する接着剤層形成工程と、
前記接着剤層の前記マイクロカプセル含有層と反対の面側に対向基板を接触して、前記接着剤層と前記対向基板とを接合する接合工程とを有することを特徴とする。
これにより、コントラストに優れる電気泳動表示装置を簡単に得ることができる。
これにより、マイクロカプセル分散液を基板に1回供給するだけでマイクロカプセル含有層が形成されるので、電気泳動表示装置をより簡単に得ることができる。
これにより、第1のマイクロカプセルと第2のマイクロカプセルとを基板に別々に供給するので、第1のマイクロカプセル同士の隙間を確実に埋めることができる。
本発明の電子機器は、本発明の電気泳動表示装置を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器を得ることができる。
<第1実施形態>
1.電気泳動表示装置
まず、本発明の電気泳動表示シートを適用した電気泳動表示装置(本発明の電気泳動表示装置)について説明する。
図1に示す電気泳動表示装置20は、電気泳動表示シート(フロントプレーン)21と、回路基板(バックプレーン)22と、電気泳動表示シート21と回路基板22とを接合する接着剤層8と、電気泳動表示シート21と回路基板22との間の間隙を気密的に封止する封止部7とを有している。
一方、回路基板22は、平板状の基部1と基部1の上面に設けられた複数の第1の電極3とを備える対向基板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。
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、この電界が電気泳動粒子(表示粒子)5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。
その他、各電極3、4の構成材料としては、それぞれ、例えば、ガラス材料、ゴム材料、高分子材料等の導電性を有さない材料中に、金、銀、ニッケル、カーボン等の導電性材料(導電性粒子)を混合して、導電性を付加したような各種複合材料も使用することができる。
このような電極3、4の平均厚さは、それぞれ、構成材料、用途等により適宜設定され、特に限定されないが、0.05〜10μm程度であるのが好ましく、0.05〜5μm程度であるのがより好ましい。
なお、各電極3、4は、前述したような材料の単体からなる単層構造のものの他、例えば、複数の材料を順次積層したような多層積層構造のものであってもよい。すなわち、各電極3、4は、それぞれ、例えば、ITOで構成される単層構造であってもよく、ITO層とポリアニリン層との2層積層構造とすることもできる。
このマイクロカプセル含有層400は、電気泳動分散液10を第1のカプセル本体(殻体)401内に封入した複数の第1のマイクロカプセル40と、電気泳動分散液10を第2のカプセル本体(殻体)421内に封入した複数の第2のマイクロカプセル42とが、バインダ41で固定(保持)されて構成されている。
第1のカプセル本体401および第2のカプセル本体421内のそれぞれに封入された電気泳動分散液10は、少なくとも1種の電気泳動粒子5(本実施形態では、着色粒子5bと白色粒子5aとの2種)を液相分散媒6に分散(懸濁)してなるものである。
液相分散媒6としては、第1のカプセル本体401および第2のカプセル本体421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。
さらに、脂肪族炭化水素類(流動パラフィン)の中でも、特に、分枝状脂肪族炭化水素類(イソパラフィン)が好ましい。イソパラフィンは、特に、電気泳動粒子5の凝集抑制効果が高いものであることから好ましい。
なお、このようなイソパラフィンは、1種を単独で用いてもよく、2種以上混合して用いるようにしてもよい。
界面活性剤としては、例えば、アルケニルコハク酸エステル、アルケニルコハク酸ポリイミド等が挙げられる。
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またはその表面を被覆した粒子は、着色粒子(黒色粒子)5bとして好適に用いられる。
また、電気泳動粒子5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。
具体的には、着色粒子5bの平均粒径を20〜100nm程度、白色粒子5aの平均粒径を150〜300nm程度とするのが好ましい。
また、電気泳動粒子5の比重は、液相分散媒6の比重とほぼ等しくなるように設定されているのが好ましい。これにより、電気泳動粒子5は、電極3、4間への電圧の印加を停止した後においても、液相分散媒6中において一定の位置に長時間滞留することができる。すなわち、電気泳動表示装置20に表示された情報が長時間保持されることとなる。
このバインダ41には、各電極3、4、第1のカプセル本体401(第1のマイクロカプセル40)および第2のカプセル本体421(第2のマイクロカプセル42)との親和性(密着性)に優れ、かつ、絶縁性に優れる樹脂材料が好適に使用される。
本実施形態では、電気泳動表示シート21と回路基板22とが、接着剤層8を介して接合されている。これにより、電気泳動表示シート21と回路基板22とをより確実に固定することができる。
Iの機能を有することにより、第1の電極3と第2の電極4との間での短絡を確実に防止して、電気泳動粒子5に確実に電界を作用させることができる。
IIの機能を有することにより、回路基板22に設けられた回路(特にスイッチング素子)の特性の低下を防止または抑制することができる。
また、IVの機能を有することにより、電気泳動表示装置20の製造時(作成時)に第1のマイクロカプセル40や第2のマイクロカプセル42、回路基板22に設けられたスイッチング素子等の破壊を防止することができる。
このような接着剤層8は、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。ポリウレタンは、接着剤層8に、前述したような機能を確実に付与することができることから好ましい。
封止部7の構成材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂のような熱可塑性樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂のような熱硬化性樹脂等の各種樹脂材料等が挙げられ、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。
さて、このような電気泳動表示装置20には、マイクロカプセルのバリア性、ブリード性を高めるため、また、表示のコントラストを高めるため、2種類のマイクロカプセルが用いられている。
すなわち、電気泳動表示装置20は、マイクロカプセル含有層400の厚さ方向全体に配置される複数の第1のマイクロカプセル40と、第1のマイクロカプセル40よりも柔軟性に富み、かつ、粒径が小さい複数の第2のマイクロカプセル42とを有している。
第1のマイクロカプセル40は、主に表示に寄与する主カプセルとしての機能を有している。そして、第1のマイクロカプセル40は、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)配設されている。本実施形態では、第1のマイクロカプセル40は、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)されず、ほぼ球形状をなしている。
このような構成により、第1のマイクロカプセル40の形状が球形に維持されるので、第1のマイクロカプセルのバリア性、ブリード性を高めることができる。その結果、電気泳動表示装置20を長期間安定に動作することができる。
また、本実施形態では、1つの第1のマイクロカプセル40が、隣り合う2つの第1の電極3にまたがるように配置されている。すなわち、第1の電極3は、所定の順序で面方向に配置されている。そして、第1のマイクロカプセル40は、第1の電極3と同じピッチで配置され、かつ、第1の電極3に対して半ピッチずれて配置されている。
第1のカプセル本体(殻体)401の硬さとしては、特に限定されないが、0.2MPaの圧力で変形しないような硬さであることが好ましく、0.6MPaの圧力で変形しないような硬さであることが好ましい。これにより、電気泳動表示シート21が第2の電極4と接着剤層8とで狭持されても上下方向に変形することがないか、または、変形したとしても変形量が少ないので、第1のカプセル本体401のバリア性、ブリード性を高めることができる。
第1のカプセル本体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の両方の面側が第2のマイクロカプセル42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。
第1のカプセル本体(殻体)401の構成材料としては、例えば、ウレタン系樹脂、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。
中でも、第1のカプセル本体401は、メラミン系樹脂や尿素樹脂を主材料して構成されたものが好ましい。これにより、このような樹脂が3次元網目構造を形成するので、第1のカプセル本体401の強度を向上させることができ、前述したような球形状をより確実に形成することができる。
このような第1のマイクロカプセル40は、その大きさ(粒径)がほぼ均一であることが好ましい。具体的には、粒子径の変動係数(CV値)が5〜15%であることが好ましく、変動係数(CV値)が5〜10%であることがより好ましい。これにより、電気泳動表示装置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。
なお、本実施形態では、隣り合う第1のマイクロカプセル40同士は、接して配置されているが、離れて配置されていてもよい。
このような構成により、マイクロカプセル含有層400における隙間43a、bが第2のマイクロカプセル42で満たされるので、電気泳動表示装置20の表示を均一にすることができる。その結果、電気泳動表示装置の均一に表示できる面積が大きくなり、表示のコントラストを高めることができる。
第2のカプセル本体421の硬さが軟らかすぎると、第2のカプセル本体421のブリード性、バリア性が低下するので、第2のカプセル本体421内の電気泳動分散液10が流出するおそれがある。
第2のカプセル本体421の粒径としては、例えば、第1のカプセル本体401の粒径の1/4〜1/3の大きさであることが好ましい。具体的には、例えば、体積平均粒子径が7〜20μmであることが好ましく、10〜18μmであることがより好ましい。また、粒子径の変動係数(CV値)が5〜15%であることが好ましく、変動係数(CV値)が5〜10%であることがより好ましい。
第2のカプセル本体421が前記下限値よりも小さ過ぎると、1つの第2のマイクロカプセル42で隙間43a、bを埋めることが不十分になるおそれがある。
第2のカプセル本体(殻体)421の構成材料としては、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、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。
このようなゼラチンとしては、無処理のものの他、例えば、石灰処理ゼラチン、酸処理ゼラチン、カルシウム等の含有量を減らした脱灰ゼラチン、酸化処理を施しメチオニン残基を減じたゼラチン等が挙げられ、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。
このような第2のマイクロカプセル42は、その大きさ(粒径)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。
なお、1つの隙間43a、bに、複数個の第2のマイクロカプセル42が配置されてもよい。
この着色粒子5bは、第1のマイクロカプセル40と第2のマイクロカプセル42とで、黒色、茶褐色、紺色、灰色など同系統(暗色)であれば色が異なっていてもよい。これにより、コントラストが向上し、所望の画像を得ることができる。
なお、第2のマイクロカプセルは、接着剤層8または対向基板11を接合しても、変形しない状態で第1のマイクロカプセル40同士の隙間に配置されていてもよい。
このような電気泳動表示装置20は、次のようにして作動する。
以下、電気泳動表示装置20の作動(動作)方法について説明する。なお、第1のマイクロカプセル40内の電気泳動粒子5と第2のマイクロカプセル42内の電気泳動粒子5とは、以下に示すように同じように作動をする。
電気泳動表示装置20の第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る。この電界にしたがって、電気泳動粒子5(着色粒子5b、白色粒子5a)は、いずれかの電極に向かって電気泳動する。
このとき、第2のマイクロカプセル42が隙間43a、bを埋めているので、電気泳動表示装置20の表示面は第1のマイクロカプセル40と第2のマイクロカプセル42とで満たされ、画像を均一に表示することができる。その結果、電気泳動装置20の均一に表示できる面積を増大することができ、コントラストを高めることができる。
このような電気泳動表示装置20は、次のようにして製造することができる。
以下、電気泳動表示装置20の製造方法について、2つの例(製造方法1、製造方法2)を挙げて説明する。
図3および図4は、それぞれ、図1に示す電気泳動表示装置の製造方法を説明するための模式図である。なお、以下の説明では、図3および図4中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
[A1]マイクロカプセルの作製工程(製造方法1)
[A1−1]第1のマイクロカプセル40の作製
まず、電気泳動分散液10が封入された第1のマイクロカプセル40を作製する。
第1のマイクロカプセル40の作製手法(第1のカプセル本体401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。
なお、均一な大きさの第1のマイクロカプセル40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。
まず、電気泳動分散液10が封入された第2のマイクロカプセル42を作製する。
第2のマイクロカプセル42の作製手法(第2のカプセル本体421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2のマイクロカプセル42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、均一な大きさの第2のマイクロカプセル42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。
[A1]で作製された第1のマイクロカプセル40と、第2のマイクロカプセル42と、バインダ41とを混合してマイクロカプセル分散液Aを調製する。
マイクロカプセル分散液A中における第1のマイクロカプセル40の含有量は、30〜60wt%程度であるのが好ましく、40〜60wt%程度であるのがより好ましい。
一方、マイクロカプセル分散液A中における第2のマイクロカプセル42の含有量は、2〜20wt%程度であるのが好ましく、5〜15wt%程度であるのがより好ましい。
第2のマイクロカプセル42の含有量を前記範囲に設定すると、第2のマイクロカプセル42が第1のマイクロカプセル40同士の隙間43に配置されるように、マイクロカプセル含有層400において移動させて配設する上で、非常に有利である。
まず、図3(a)に示すように、基板12を用意する。
次に、[A2]で得られたマイクロカプセル分散液Aを基板12上に供給する。
マイクロカプセル分散液Aを供給する方法としては、例えば、スピンコート法、ディップコート法、スプレーコート法等の各種塗布法を用いることができる。
これは、例えば、図3(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、第1のマイクロカプセル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3(d)に示すような電気泳動表示シート21が得られる。
次に、図4(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、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4(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、電気泳動表示シート21と回路基板22とが接合される。
まず、接着剤層8および回路基板22の自重や、回路基板22と電気泳動表示シート21とを接近するような加圧により、第2のカプセル本体421が軟らかい第2のマイクロカプセル42が除々に変形し始める。そして、第2のマイクロカプセル42が第1のマイクロカプセル40同士の隙間43a、bの形状である三角形に近い形状に変形する。
これにより、マイクロカプセル含有層400おいて、第2のマイクロカプセル42が第1のマイクロカプセル40同士の隙間43a、bを確実に埋めることができる。その結果、電気泳動表示装置20の表示面は第1のマイクロカプセル40および第2のマイクロカプセル42で満たされ、表示を均一にすることができる。
また、マイクロカプセル含有層400において、第1のマイクロカプセル40と第2のマイクロカプセル42との配設密度を均一にすることができる。
次に、図4(g)に示すように、電気泳動表示シート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、電気泳動表示シート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。
以上の工程を経て、電気泳動表示装置20が得られる。
[B1]マイクロカプセルの作製工程(製造方法2)
本工程は、[A1]で説明したものと同様である。
[B2]マイクロカプセル分散液の調製工程
[B1]で作製された第2のマイクロカプセル42とバインダ41とを混合してマイクロカプセル分散液Bを調製する。
マイクロカプセル分散液B中における第2のマイクロカプセル42の含有量は、[A2]で説明したものと同様である。
まず、図3(a)に示すように、基板12を用意する。
次に、[B2]で得られたマイクロカプセル分散液Bを基板12上に供給する。供給の方法は、[A3]で説明した方法と同様である。
その後、第1のマイクロカプセル40を供給し、第2のマイクロカプセル42を第1のマイクロカプセル40同士の間に形成される隙間43a、bに配置するように移動する。
これは、[A3]と同様に、スキージ(平板状の治具)100を用いて行うことができる。
なお、第1のマイクロカプセル40を供給した後、再度第2のマイクロカプセル42と、バインダ41とを含むマイクロカプセル分散液を供給してもよい。これにより、図3(d)に示すような電気泳動表示シート21が確実に得られる。
本工程は、[A4]で説明したものと同様である。
[B5]回路基板22の接合工程
本工程は、[A5]で説明したものと同様である。
[B6]封止工程
本工程は、[A6]で説明したものと同様である。
以上の工程を経て、電気泳動表示装置20が得られる。
また、接着剤層8は、回路基板22側に設けておき、回路基板22と電気泳動表示シート21とを接合するようにしてもよく、回路基板22および電気泳動表示シート21の双方に設けておき、回路基板22と電気泳動表示シート21とを接合するようにしてもよい。
次に、本発明の電気泳動表示シートを適用した電気泳動表示装置の第2実施形態について説明する。
図5は、本発明の電気泳動表示装置の第2実施形態の縦断面を模式的に示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図5中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
図5に示す電気泳動表示装置20は、マイクロカプセル含有層400の基板12側の隙間43にのみ第2のマイクロカプセル42が配置されていること以外は、第1実施形態の電気泳動表示装置20と同様である。
このように、マイクロカプセル含有層400の基板12側の隙間43bにのみ第2のマイクロカプセル42が配置されていることにより、第1実施形態と異なりマイクロカプセル含有層400の接着剤層8側の隙間43aに別途第2のマイクロカプセル42を配置しなくてもよいので、第2のマイクロカプセル42の使用量を低減することができる。
本実施形態の電気泳動表示装置20の製造方法は、例えば、次のような方法で行われる。
本工程は、[A1]で説明したものと同様である。
[C2]マイクロカプセル分散液の調製工程
本工程は、[B2]で説明したものと同様である。
[C3]マイクロカプセル含有層400の形成工程
まず、図3(a)に示すように、基板12を用意する。
マイクロカプセル分散液B内の第2のマイクロカプセル42が沈降し、電極4に接触した後、第1のマイクロカプセル40を供給する。
そして、第2のマイクロカプセル42を第1のマイクロカプセル40同士の間に形成される隙間に配置するように移動する。
これは、[A3]と同様に、スキージ(平板状の治具)100を用いて行うことができる。
これにより、マイクロカプセル含有層400の基板12側の隙間43bにのみ第2のマイクロカプセル42が配置された、図5に示すような電気泳動表示シート21が得られる。
本工程は、[A4]で説明したものと同様である。
[C5]回路基板22の接合工程
本工程は、[A5]で説明したものと同様である。
[C6]封止工程
本工程は、[A6]で説明したものと同様である。
以上の工程を経て、電気泳動表示装置20が得られる。
このとき、第2のマイクロカプセル42には、白色粒子5aと黒色粒子5bとを内包することが好ましい。これにより、第1のマイクロカプセル40同士の隙間43a、bに黒色が表示されるので、表示のコントラストをより高めることができる。
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。
<<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。
また、本体部801の表示面側(図11(b)中、紙面手前側)には、矩形状の孔部803が形成され、この孔部803には、透明ガラス板804が嵌め込まれている。これにより、本体部801の外部から、本体部801に設置された状態の電子ペーパー600を視認することができる。すなわち、このディスプレイ800では、本体部801に設置された状態の電子ペーパー600を、透明ガラス板804において視認させることで表示面を構成している。
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。
また、このようなディスプレイ800では、電子ペーパー600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。
また、本発明の電気泳動表示装置は、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。例えば、第1実施形態と第3実施形態との構成を組み合わせたもの、第2実施形態と第4実施形態との構成を組み合わせたもの、第1実施形態と第5実施形態との構成を組み合わせたもの等であってもよい。
また、前記実施形態では、一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。
また、本発明の電気泳動表示装置の製造方法では、任意の目的の工程が1または2以上追加されていてもよい。
1.電気泳動表示装置の製造
〔実施例1〕
(A1)マイクロカプセルの作製
まず、平均粒径200nmの球形状の白色粒子と、平均粒径60nmの球形状の黒色粒子を用意した。
なお、白色粒子には、酸化チタン粒子(石原産業(株)製、CR−90)を、黒色粒子には、カーボンブラック粒子を用いた。
次に、白色粒子と黒色粒子とを、重量比で6:1となるように液相分散媒に分散して、電気泳動分散液を調製した。
なお、液相分散媒には、IsoparM(ExonMobilChemical社製)を用いた。
100mLの丸底セパラブルフラスコに、メラミン5g、尿素5g、37wt%ホルムアルデヒド水溶液20gおよび25wt%アンモニア水1gを仕込み、撹拌しながら70℃まで昇温させた。昇温途中、65℃付近で全体が透明になった。70℃に昇温後、同温度で1時間保持した後、30℃まで冷却し、メラミンおよび尿素とホルムアルデヒドとの初期縮合化合物を得た。
その後、1時間かけて70℃まで昇温し、同温度で2時間熟成させた。熟成後、常温まで冷却し、第1のマイクロカプセルを得た。そして、一昼夜撹拌を続けた後、分級することにより第1のマイクロカプセル(平均粒径42μm)を得た。
まず、水180部に、アラビアゴム(和光純薬工業(株)製)24部およびゼラチン(和光純薬工業(株)製)8部を溶解させて43℃に調温した。この溶液に、同温度に調温した電気泳動分散液316部を、ディスパーで攪拌しながら添加して懸濁液を得た。
得られた懸濁液に、温水799部およびウレタンエマルション(第一工業製薬(株)製、製品名:スーパーフレックス700)48部を添加した。次に、10wt%酢酸水溶液20部を添加した後、10℃まで冷却してコアセルベーションさせた。冷却後、37wt%ホルマリン水溶液10部および10wt%炭酸ナトリウム水溶液45部を添加し、室温まで昇温させ、90分間熟成させた。熟成後、アジリジン化合物(日本触媒(株)製、製品名:ケミタイトPZ−33)を添加し、50℃まで昇温し、60分間熟成させた。これにより、第2のマイクロカプセルを得た。そして、一昼夜撹拌を続けた後、分級することにより第2のマイクロカプセル(平均粒径12μm)を得た。
次に、(A1)で得られた第1のマイクロカプセルと第2のマイクロカプセルとバインダとを、重量比で7:1:8となるように混合して、マイクロカプセル分散液を調製した。
なお、バインダには、ドデシルメタクリレート(融点:25℃以下)と2−エチルヘキシルメタクリレート(融点:25℃以下)とを、重量比で90:10となるように混合した混合物を用いた。
ITOよりなる第2の電極が形成されたPET-ITO基板(御池工業(株)製、OTEC220B)を用意した。
次に、(A2)で得られたマイクロカプセル分散液を用意したPET−ITO基板のITO上にドクタブレード法により、平均厚さ45μmのマイクロカプセル含有層を形成した。
次に、平均厚さ15μmのシート状の接着剤層を用意し、常温(25℃)下に、マイクロカプセル含有層上に配置した。これにより、マイクロカプセル含有層は、平均厚さが約60μmとなり、第2のマイクロカプセルは、第1のマイクロカプセル同士の隙間を埋めるように配置されていることが確認された。
なお、接着剤層には、ポリウレタンとEO変性ジシクロペンテニルメタクリレートとを、重量比で95:5で混合した混合物を用いた。
次に、接着剤層上に、常温(25℃)下に、ITOよりなる第1の電極が形成された回路基板を配置し、接合した。第2のマイクロカプセルは、第1のマイクロカプセル同士の隙間を埋めるように変形した。
(A6)封止工程
最後に、縁部(外周部)をエポキシ系接着剤で封止した。これにより、図1に示す電気泳動表示装置を得た。
実施例1の(A2)の工程において、第2のマイクロカプセルとバインダとを、重量比で1:8となるように混合してマイクロカプセル分散液を調製した。次に、実施例1の(A3)の工程において、PET-ITO基板上に該マイクロカプセル分散液を供給した後、12部の第1のマイクロカプセルを供給した以外は実施例1と同様に行い、電気泳動表示装置を得た。
これにより、マイクロカプセル含有層の基板側の第1のマイクロカプセル同士の隙間に第2のマイクロカプセルが配置された電気泳動装置を得た。
〔比較例〕
実施例1において、(A1−2)第2のマイクロカプセルを作製しない以外は実施例1と同様に行い、電気泳動表示装置を製造した。
実施例および比較例で得られた電気泳動表示装置について、コントラスト、画像のシャープさ、CIE1976(L*a*b*)表色系(JIS Z 8729)の評価を行った。
(1)コントラスト
実施例および比較例で得られた電気泳動表示装置の両電極間に20Vの直流電圧を0.4秒間印加したときの白および黒の反射率をそれぞれ、マクベス分光光度濃度計(GretagMacbeth社製、SpectroEye)を用いて測定し、下記式によりコントラストを求めた。結果を表1にまとめて示した。
白および黒の反射率は、極を切り替えて印加することにより別々に測定し、各反射率は電気泳動表示装置の片面全体について測定した値とした。
コントラスト=(白反射率)/(黒反射率)
実施例および比較例で得られた電気泳動表示装置の両電極間に15Vの直流電圧を0.4秒間印加したときの画像のシャープさを目視で確認し、以下の4段階の基準に従い評価した。結果を表1にまとめて示した。
◎:画像のエッジがはっきり見える。
○:画像のエッジが見える。
△:画像のエッジが見えにくい。
×:画像のエッジが見えない。
実施例および比較例で得られた電気泳動表示装置の両電極間に15Vの直流電圧を0.4秒間印加したときのCIE1976(L*a*b*)表色系をマクベス分光光度濃度計(GretagMacbeth社製、SpectroEye)を用いて求めた。結果を表1にまとめて示した。
なお、表1中、L*は明度指数、a*、b*はクロマティクネス指数を表す。
特に、第2のマイクロカプセルが第1のマイクロカプセル同士の隙間を埋めているので、表示を均一にすることができた。その結果、白色粒子の反射率を高めることができ、高いコントラストを得ることができた。
これに対し、比較例では、第2のマイクロカプセルを有していないので、コントラスト、画像のシャープさのいずれも実施例に劣るものであった。また、マイクロカプセル含有層には隙間があるあので、表示は不均一だった。
Claims (17)
- 基板と、
前記基板の一方の面側に設けられ、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殻体に内包するマイクロカプセルを含有するマイクロカプセル含有層とを備える電気泳動表示シートであって、
前記マイクロカプセルは、前記マイクロカプセル含有層の厚さ方向全体に配置される複数の第1のマイクロカプセルと、
前記第1のマイクロカプセルよりも柔軟性に富み、かつ、粒径が小さい複数の第2のマイクロカプセルとで構成され、
前記マイクロカプセル含有層内で前記第1のマイクロカプセル同士の間に形成された隙間を埋めるように前記第2のマイクロカプセルが配置されていることを特徴とする電気泳動表示シート。 - 前記第2のマイクロカプセルは、圧迫されて変形した状態で存在している請求項1に記載の電気泳動表示シート。
- 前記第1のマイクロカプセルの粒径は、30〜60μmである請求項1または2に記載の電気泳動表示シート。
- 前記第2のマイクロカプセルの粒径は、前記第1のマイクロカプセルの粒径の1/4〜1/3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シート。
- 各前記第1のマイクロカプセルの粒径は、同じ大きさに形成されている請求項1ないし4のいずれかに記載の電気泳動表示シート。
- 前記第1のマイクロカプセルの前記殻体を構成する材料は、三次元網目構造を形成するものである請求項1ないし5のいずれかに記載の電気泳動表示シート。
- 前記第1のマイクロカプセルは、球状に形成されている請求項1ないし6のいずれかに記載の電気泳動表示シート。
- 前記第2のマイクロカプセルの前記殻体は、ゼラチンを含む材料で構成されるものである請求項1ないし7のいずれかに記載の電気泳動表示シート。
- 前記第2のマイクロカプセルは、少なくとも前記マイクロカプセル含有層の前記基板側の前記隙間に配置されている請求項1ないし8のいずれかに記載の電気泳動表示シート。
- 前記第1のマイクロカプセルは、前記白色粒子と、該白色粒子と色調の異なる着色粒子とを内包する請求項1ないし9のいずれかに記載の電気泳動表示シート。
- 前記第2のマイクロカプセルは、前記白色粒子と、該白色粒子と色調の異なる着色粒子とを内包する請求項1ないし10のいずれかに記載の電気泳動表示シート。
- 基板と、
前記基板の一方の面側に設けられ、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殻体に内包するマイクロマプセルを含有するマイクロカプセル含有層と、
前記マイクロカプセル含有層の前記基板と反対側に設けられた対向基板とを備える電気泳動表示装置であって、
前記マイクロカプセルは、前記マイクロカプセル含有層の厚さ方向全体に配置される複数の第1のマイクロカプセルと、
前記第1のマイクロカプセルよりも柔軟性に富み、かつ、粒径が小さい複数の第2のマイクロカプセルとで構成され、
前記マイクロカプセル含有層内で前記第1のマイクロカプセル同士の間に形成された隙間を埋めるように前記第2のマイクロカプセルが配置されていることを特徴とする電気泳動表示装置。 - 前記マイクロカプセル含有層と前記対向基板とを接合する接着剤層を備える請求項12に記載の電気泳動表示装置。
- 基板の一方の面側に、その厚さ方向全体に配置される複数の第1のマイクロカプセルと、該第1のマイクロカプセルよりも柔軟性に富み、かつ、粒径が小さい複数の第2のマイクロカプセルとバインダとを含み、前記第1のマイクロカプセル同士の間に形成された隙間を埋めるように前記第2のマイクロカプセルが配置された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、
前記マイクロカプセル含有層の前記基板と反対の面側に接着剤層を形成する接着剤層形成工程と、
前記接着剤層の前記マイクロカプセル含有層と反対の面側に対向基板を接触して、前記接着剤層と前記対向基板とを接合する接合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含有層は、前記第1のマイクロカプセルと、前記第2のマイクロカプセルと、前記バインダとを含むマイクロカプセル分散液を前記基板の一方の面側に供給して形成される請求項14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含有層は、前記基板の一方の面側に前記第2のマイクロカプセルと前記バインダとを含むマイクロカプセル分散液を供給した後、前記第1のマイクロカプセルを供給し、前記第1のマイクロカプセル同士の間に形成される隙間に前記第2のマイクロカプセルを移動させるよう形成される請求項14に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 請求項12または13に記載の電気泳動表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
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