JP4547434B2 - 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(微粒子)を分散させた分散系を封入した多数のマイクロカプセルを配設したマイクロカプセル型のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このマイクロカプセル型の電気泳動表示装置では、多数のマイクロカプセル同士の隙間にバインダが充填されている。
しかしながら、この製造方法では、マイクロカプセルとバインダとを混合して供給されるため、混合液の粘性が高くなり、マイクロカプセル同士が厚さ方向に重なり合う場合がある。このようにマイクロカプセル同士が重なり合ってしまうと、マイクロカプセル内の電気泳動粒子に作用する電界の強度が不均一になる。その結果、電気泳動粒子の泳動が不均一になり、表示ムラやコントラストの低下等を招くことが知られている。
また、マイクロカプセルとバインダとを混合する際に、気泡を巻き込んでしまうおそれもある。巻き込まれた気泡は、電界がマイクロカプセルに作用するのを阻害し、電気泳動粒子の泳動を妨げることが懸念されている。
本発明の電気泳動表示装置の製造方法は、板状の第1の電極上に第1のバインダ層を形成する工程と、
前記第1のバインダ層上に、少なくとも1種の電気泳動粒子を含む電気泳動分散液が内部空間に充填された複数のカプセルを供給することにより、前記第1のバインダ層を介して前記第1の電極上に前記複数のカプセルを固定してなる電気泳動表示シートを得る工程と、
前記複数のカプセルのうち、前記第1のバインダ層に接してないものを除去する工程と、
前記複数のカプセル上に、第2のバインダ層を形成する工程と、
前記第2のバインダ層上に板状の第2の電極を配置する工程とを有することを特徴とする。
これにより、カプセルを、互いに重なり合うことなく単層になるように配置することができ、これにより表示性能の高い電気泳動表示装置を効率よく製造することができる。
前記第1のバインダ層上に、少なくとも1種の電気泳動粒子を含む電気泳動分散液が内部空間に充填された複数のカプセルを供給することにより、前記第1のバインダ層を介して前記第1の電極上に前記複数のカプセルを固定してなる電気泳動表示シートを得る工程と、
前記複数のカプセルのうち、前記第1のバインダ層に接してないものを除去する工程と、
板状の第2の電極上にあらかじめ第2のバインダ層を形成しておき、前記各カプセルと前記第2のバインダ層とが密着するように、前記電気泳動表示シートと前記第2の電極とを重ね合わせる工程とを有することを特徴とする。
これにより、カプセルを、互いに重なり合うことなく単層になるように配置することができ、これにより表示性能の高い電気泳動表示装置を特に効率よく製造することができる。
前記第1のバインダ層は、前記凹部内に選択的に形成されることが好ましい。
これにより、第1のバインダ層によって固定されるカプセルの粒径をある程度揃えることができる。すなわち、著しく小さいカプセルや著しく大きいカプセルが、第1のバインダ層に接触し難くなるため、固定され難くなる。その結果、大きさの不揃いなカプセルを簡単に除去することができ、電気泳動表示装置の表示ムラを抑制することができる。
これにより、比較的大きなカプセルが第1の電極に設けられた凹部に入り込んだ後は、比較的小さなカプセルが凹部に入り難くなる。その結果、カプセルの選別をより確実に行うことができる。
これにより、第1のバインダ層は、十分な接着力を確保することができる。また、仮に凹部内に入り込んだカプセルによって第1のバインダ層が凹部の外に押し出されたとしても、押し出された第1のバインダ層が盛り上がって第2のバインダ層に接触してしまうのを確実に防止することができる。
これにより、カプセルのみを第1のバインダ層上に特に簡単に配置することができる。
これにより、第1のバインダ層上にカプセル分散液を供給した際に、カプセルが速やかに沈降する。これにより、カプセルのみを第1のバインダ層上に効率よく配置することができる。
これにより、比較的大きなカプセルが優先的に押圧されることとなり、優先的に第1の電極に設けられた凹部に入り込むことができる。その結果、複数のカプセルは、凹部に入り込むカプセルと、入り込めないカプセルとに、大きさによって選別することができる。
本発明の電気泳動表示装置の製造方法では、前記電気泳動表示シートを圧縮する際の圧力は、0.01〜0.2MPaであることが好ましい。
これにより、カプセルを破壊することなく、カプセルを第1のバインダ層に確実に押し付けることができる。
これにより、第1の電極に対して固定されていないカプセルを、電気泳動表示シート上から落下させることによって、簡単に除去することができる。
これにより、第1の電極に対して固定されていないカプセルを、電気泳動表示シート上から振り落とすことによって、簡単に除去することができる。
本発明の電気泳動表示装置の製造方法では、前記第2のバインダ層は、その一部が前記カプセル同士の隙間を充填するように形成されることが好ましい。
これにより、第2のバインダ層は、第1の電極と第2の電極との間を確実に絶縁することができる。
前記第2のバインダ層は、その一部が前記第2の電極に設けられた前記凹部に入り込むように形成されていることが好ましい。
これにより、第2のバインダ層は、第2の電極に対して確実に接着されている。このため、電気泳動表示シート上に第2のバインダ層が接着した第2の電極を重ね合わせた際に、仮に第2のバインダ層が接着された側が鉛直下方を向いていたとしても、第2のバインダ層が脱落してしまうのを確実に防止することができる。
これにより、カプセルに電界を作用させ得る第2の電極の有効面積を十分に確保するとともに、各バインダ間の離間距離を十分に確保することができる。その結果、電気泳動表示装置は、電極間の電流のリークが確実に防止され、消費電力の低減が図られるとともに、表示特性に優れたものとなる。
これにより、カプセルは、強固であり、かつ高い表示特性を示すものとなる。
本発明の電気泳動表示装置の製造方法では、前記カプセルは、ほぼ球状をなしていることが好ましい。
これにより、カプセルは、圧縮力が付与されたとしても、十分な耐圧性および耐ブリード性を有するものとなる。このため、電気泳動表示装置は、長期間安定的に動作し得るものとなる。
<電気泳動表示装置>
まず、本発明の製造方法により製造される電気泳動表示装置について説明する。
図1は、本発明の製造方法により製造される電気泳動表示装置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1中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
電気泳動表示シート21は、基部1と基部1の下面に設けられた第1の電極3とを備える基板11と、この基板11の下面側に設けられた複数のマイクロカプセル40とを有している。これらのマイクロカプセル40は、電気泳動粒子5を含む電気泳動分散液10を内部空間に内包している。
一方、回路基板22は、基部2と基部2の上面に設けられた複数の第2の電極4とを備える対向基板12と、この対向基板12(基部2)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。
また、各マイクロカプセル40は、それぞれ、その上方の一部が凹部101に入り込んでおり(収納されており)、下方の一部の凹部201に入り込んでいる(収納されている)。
このような電気泳動表示シート21および回路基板22を備える電気泳動表示装置20では、第1の電極3と第2の電極4との間に電圧を印加することによって、電気泳動粒子5を電気泳動させる。これにより基板11の上面の表示部に所望の情報(画像)を表示することができる。
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。
これらの基部1、2のマイクロカプセル40側の面、すなわち、基部1の下面および基部2の上面に、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がマトリックス状(行列状)に分割された個別電極(スイッチング素子に接続された画素電極)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。
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4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。
各電極3、4の構成材料としては、それぞれ、実質的に導電性を有するものであれば特に限定されず、例えば、銅、アルミニウムまたはこれらを含む合金等の金属材料、カーボンブラック等の炭素系材料、ポリアセチレン、ポリフルオレンまたはこれらの誘導体等の電子導電性高分子材料、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート等のマトリックス樹脂中に、NaCl、Cu(CF3SO3)2等のイオン性物質を分散させたイオン導電性高分子材料、インジウム酸化物等の導電性酸化物材料のような各種導電性材料が挙げられ、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。
なお、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、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。
このマイクロカプセル含有層400は、電気泳動分散液10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が、第2のバインダ層42で固定(保持)されてなるものである。
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。
なお、カプセル本体401は、単層構造であってもよいが、複数層が積層してなる積層構造であってもよい。この場合、各層の構成材料は、同じであっても異なっていてもよい。
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、拡散分散法等のうちの1種または2種以上を組み合わせて行うことができる。
液相分散媒6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。
さらに、液相分散媒6には、必要に応じて、アントラキノン系染料、アゾ系染料、インジゴイド系染料、トリフェニルメタン系染料、ピラゾロン系染料、スチルベン系染料、ジフェニルメタン系染料、キサンテン系染料、アリザリン系染料、アクリジン系染料、キノンイミン系染料、チアゾール系染料、メチン系染料、ニトロ系染料、ニトロソ系染料等の各種染料を溶解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。
顔料粒子の表面を他の顔料で被覆した粒子としては、例えば、酸化チタン粒子の表面を、酸化珪素や酸化アルミニウムで被覆したものを例示することができ、かかる粒子は、白色粒子5a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。
電気泳動粒子5の平均粒径は、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。電気泳動粒子5の平均粒径を前記範囲とすることにより、電気泳動粒子5同士の凝集や、液相分散媒6中における沈降を確実に防止することができ、その結果、電気泳動表示装置20の表示品質の劣化を好適に防止することができる。
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、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、本明細書中において、マイクロカプセル40の耐圧性とは、「マイクロカプセル40に圧力がかかったとき、マイクロカプセル40が潰れずに耐えること」を言い、マイクロカプセル40の耐ブリード性とは、「マイクロカプセル40内に封入された液相分散媒6がマイクロカプセル40の外側に散逸されないこと」を言うものとする。
このようなマイクロカプセル40は、マイクロカプセル含有層400において、縦横に単層で(厚さ方向に重なることなく1個ずつ)並んでいる。これにより、マイクロカプセル40が互いに厚さ方向に重なって複数層を形成している場合に比べて、各々のマイクロカプセル40に対して確実に電界を作用させることができる。このため、各マイクロカプセル40における電気泳動粒子50の泳動を確実に制御することができ、表示のコントラストをより高めることができる。
また、各マイクロカプセル40は、第1のバインダ層41を介して凹部101に固定されている。
この第1のバインダ層41には、第1の電極3およびカプセル本体401(マイクロカプセル40)との親和性(密着性)に優れ、かつ、絶縁性に優れる樹脂材料(絶縁性または微小電流のみが流れる樹脂材料)が好適に用いられる。
このうち、第1のバインダ層41の構成材料は、アクリル系樹脂を主材料とするものが好ましい。これにより、第1のバインダ層41は、透光性に優れたものとなり、その結果、表示特性の向上を図ることができる。
この第2のバインダ層42にも、第2の電極4およびカプセル本体401(マイクロカプセル40)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用いられる。
このような第2のバインダ層42の構成材料には、前述した第1のバインダ層41の構成材料と同様の材料を用いることができる。
また、凹部101の深さD1および凹部201の深さD2は、互いに異なっているのが好ましい。これにより、相対的に深い方の凹部によってマイクロカプセル40を確実に固定することができる一方、対向する相対的に浅い方の凹部によって、各電極3、4間の離間距離sが著しく小さくならないようにすることができる。
なお、第1のバインダ層41の平均厚さは、0.5〜10μm程度であるのが好ましく、1〜5μm程度であるのがより好ましい。これにより、第1のバインダ層41の光透過性と接着力との最適化を図ることができる。
一方、第2のバインダ層42は、各マイクロカプセル40と凹部201(第2の電極4)との間に介挿され、これらを固定するとともに、各マイクロカプセル40同士の隙間に充填されている。これにより、第2のバインダ層42は、第1の電極3と第2の電極4との間を確実に絶縁することができる。
また、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およびマイクロカプセル含有層400が気密的に封止されている。これにより、電気泳動表示装置20内への水分の浸入を防止して、電気泳動表示装置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。
このような電気泳動表示装置20は、次のようにして動作する。
図2は、図1に示す電気泳動表示装置の動作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2中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
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。
なお、基部1に設けられた凹部101および基部2に設けられた凹部201は、必要に応じて設ければよく、省略することもできる。
ここで、本発明の製造方法により製造される電気泳動表示装置の他の構成例について説明する。
図3に示す電気泳動表示装置20は、図1に示す電気泳動表示装置20から、各凹部101、201を省略したものである。すなわち、第1の電極3の表面および第2の電極4の表面は、それぞれ平坦面である。
≪第1実施形態≫
次に、図1に示す電気泳動表示装置20を製造する方法(本発明の電気泳動表示装置の製造方法)の第1実施形態について説明する。
図4は、それぞれ、本発明の電気泳動表示装置の製造方法の第1実施形態を説明するための模式図である。なお、以下の説明では、図4中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
第1の電極3は、例えば、各種化学蒸着法、各種物理蒸着法のような成膜方法により形成することができる。
次に、図4(b)に示すように、第1の電極3上に第1のバインダ層41を形成する。
第1のバインダ層41は、その構成材料を溶媒に溶解してなる溶液を、第1の電極3上に供給して液状被膜を得た後、液状被膜中の溶媒を除去することによって得られる。
また、図4(a)に示す基部1には、その上面が凹没してなる凹部が複数設けられており、第1の電極3は、この凹部の内面を含む基部1の上面全体に設けられている。すなわち、基板11の上面には、第1の電極3の上面が凹没してなる凹部101が設けられている。
そして、第1のバインダ層41は、図4(b)に示すように、凹部101内のみに部分的(選択的)に設けられている。
マイクロカプセル40の供給は、例えば、複数のマイクロカプセル40を分散媒に分散してなる分散液(マイクロカプセル分散液)を第1のバインダ層41上に供給した後、分散媒を除去することによって行う。
分散液の供給方法には、前記工程[1A]で挙げた溶液の供給方法と同様の方法を用いることができる。
なお、マイクロカプセル40を供給した後、必要に応じて、マイクロカプセル40を第1のバインダ層41に押さえ付けるように圧縮する。これにより、比較的大きなマイクロカプセル40が優先的に押圧されることとなり、優先的に凹部101内に入り込むことができる。比較的小さなマイクロカプセルは、凹部に入り込んだ比較的大きなマイクロカプセル同士の間に存在し、あるものはマイクロカプセル40と電極3の隙間に存在するが大部分の小さなカプセルは大きなカプセルの上部に押し出される。その結果、供給されたマイクロカプセル40は、凹部101内に入り込むマイクロカプセル40と、入り込めないマイクロカプセル40とに、大きさによって選別されることとなる。
また、マイクロカプセル40を供給した後、必要に応じて、第1のバインダ層41を加熱する。これにより、第1のバインダ層41に粘着性を発現させ、マイクロカプセル40を第1のバインダ層41に確実に固定することができる。
このうち、図4(d)に示すように、電気泳動表示シート21を傾けた場合、凹部101内に入り込めなかったマイクロカプセル40、すなわち、第1のバインダ層41に接していないマイクロカプセル40は、電気泳動表示シート21上から落下する。その結果、電気泳動表示シート21上には、図4(e)に示すように、凹部101内に入り込んだマイクロカプセル40のみが残存し、それ以外のマイクロカプセル40は簡単に除去されることとなる。
さらに、不可避的に含まれた金属イオンがバインダ中に分散してしまうおそれがある。この金属イオンは、電極間にリーク電流が発生する要因となっていた。
さらに、マイクロカプセルとバインダとを混ぜ合わせるプロセスを経ないため、バインダ中に気泡を巻き込み難いという利点がある。このため、気泡によって電気泳動粒子5の泳動が妨げられることが防止され、正しい表示を行わせることができる。また、金属イオンがバインダ中に分散し難くなるため、電極間にリーク電流が生じるのを抑制することができる。
ここで、凹部101の深さD1は、マイクロカプセル40の体積平均粒子径dとしたとき、0.1d〜0.25d程度であるのが好ましい。凹部101の深さD1を前記範囲内のように比較的浅くすることにより、比較的大きなマイクロカプセル40は凹部101内に入り込んだ後、比較的小さなマイクロカプセル40は凹部101内に入り難くなる。その結果、マイクロカプセル40の選別をより確実に行うことができる。
具体的には、第2のバインダ層42を形成するための溶液は、粘性が高くなるように設定される。これにより、溶液の流動性を低下させ、溶液が第1のバインダ層41に流れ落ちるのを防止することができる。
なお、溶液の粘度は、第2のバインダ層42を構成する材料と溶媒との混合比率、溶液の温度等を適宜設定することにより調整することができる。
第2の電極4は、基部2の下面に、前述の第1の電極3と同様の方法で形成することができる。
また、図5(g)に示す対向基板12には、その下面が上方に凹んでなる凹部201が設けられている。
その結果、各マイクロカプセル40は、その下方の一部が凹部101内に入り込む一方、上方の一部が凹部201内に入り込むことができる。これにより、各マイクロカプセル40の位置を確実に規制することができる。
次に、図5(i)に示すように、電気泳動表示シート21および対向基板12(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。
以上のようにして、図1に示す電気泳動表示装置20が得られる。
次に、図1に示す電気泳動表示装置20を製造する方法(本発明の電気泳動表示装置の製造方法)の第2実施形態について説明する。
図6は、本発明の電気泳動表示装置の製造方法の第2実施形態を説明するための模式図である。なお、以下の説明では、図6中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
以下、第2実施形態にかかる電気泳動表示装置の製造方法について説明するが、前記第1実施形態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。
すなわち、本実施形態にかかる電気泳動表示装置20の製造方法は、[1B]板状の第1の電極3上に第1のバインダ層41を形成する第1の工程と、[2B]第1のバインダ層41上に、複数のマイクロカプセル40を供給する第2の工程と、[3B]複数のマイクロカプセル40のうち、第1のバインダ層41に接していないものを除去する第3の工程と、[4B]板状の第2の電極4の下面にあらかじめ第2のバインダ層42を形成しておき、複数のマイクロカプセル40と第2のバインダ層42とが密着するように、複数のマイクロカプセル40上に第2の電極4を重ねる工程(第4の工程および第5の工程)とを有する。以下、各工程について順次説明する。
次いで、前記第1実施形態と同様にして、第1の電極3上に第1のバインダ層41を形成する。
[2B]次に、前記第1実施形態と同様にして、第1のバインダ層41上に複数のマイクロカプセル40を供給する。これにより、電気泳動表示シート(フロントプレーン)21を得る。
次に、図6(a)に示すように、第2の電極4の下面に第2のバインダ層42を形成する。
この第2のバインダ層42は、前記第1実施形態と同様にして形成することができる。
また、第2のバインダ層42は、この第2の電極4を覆うように、対向基板12の下面全体に形成される。このため、第2のバインダ層42の一部は、凹部201に入り込むこととなる。その結果、第2のバインダ層42は、凹部201に入り込んだ部分がアンカー効果をもたらし、第2の電極4に対して確実に接着されることとなる。
その後、封止部7を形成することにより、図6(c)に示すように、図1に示す電気泳動表示装置20が得られる。
また、本実施形態では、第2のバインダ層42をあらかじめ第2の電極4に接着させた状態で、電気泳動表示シート21に対して重ね合わされるため、第2のバインダ層42と第2の電極4との間に、気泡が残存し難いという利点が得られる。
このようにして製造された電気泳動表示装置20は、コントラストが高く、かつ表示ムラの少ない、表示性能に優れたものとなる。
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を備える電子機器について説明する。
<<電子ペーパー>>
まず、上記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7は、本発明の製造方法により製造される電気泳動表示装置を備えた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7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、本発明の製造方法により製造される電気泳動表示装置を備えた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8は、本発明の製造方法により製造される電気泳動表示装置を備えた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8中(a)は断面図、(b)は平面図である。
図8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7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、本発明の製造方法により製造される電気泳動表示装置を備えた電子機器は、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、本発明の製造方法により製造される電気泳動表示装置を適用することが可能である。
以上、本発明の電気泳動表示装置の製造方法を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明の電気泳動表示装置の製造方法は、前記各実施形態を組み合わせたものでもよい。
また、本発明の電気泳動表示装置の製造方法は、必要に応じて、任意の工程を追加することもできる。
1.電気泳動表示装置の製造
(実施例1)
<1>まず、アルミニウムで構成される第1の電極を備えたPET基板(基板)を用意した。なお、PET基板および第1の電極には、全体にわたって凹部(平均深さ:5μm)が設けられている。
一方、アクリル系樹脂をケトン系溶媒に溶解してバインダ溶液を調製した。
次いで、このバインダ溶液を、第1の電極上に塗布し、乾燥させた。これにより、第1のバインダ層を得た。なお、第1のバインダ層は、第1の電極に設けられた凹部内にのみ、選択的に設けるようにした。また、第1のバインダ層の平均厚さは2μmであった。
次いで、この分散液を、第1のバインダ層上に塗布し、乾燥させた。これにより、複数のマイクロカプセルを第1のバインダ層上に配置した。
その後、マイクロカプセルを0.1MPaの圧力で第1のバインダ層に対して押圧した。これにより、マイクロカプセルを第1の電極に設けた凹部に入り込ませた。
次いで、マイクロカプセルを配置したPET基板を傾け、振動を与えることによって、凹部に入り込んでいないマイクロカプセルを選択的に振り落とした。
次いで、このバインダ溶液を、配置した複数のマイクロカプセル上に塗布した。これにより、バインダ溶液は、複数のマイクロカプセル上に液状被膜を形成するとともに、マイクロカプセル同士の隙間に浸透した。その後、塗布したバインダ溶液を乾燥させることにより、第2のバインダ層を形成した。
次いで、第2の電極を備えるPET基板を、第2のバインダ層と第2の電極とが密着するように、第2のバインダ層上に重ね合わせた。これにより、PET基板、第1の電極、第1のバインダ層、マイクロカプセル、第2のバインダ層、第2の電極およびPET基板がこの順で積層してなる積層体が得られた。
次に、圧縮した積層体を、80℃で加熱した。これにより、第1のバインダ層および第2のバインダ層の接着性を促進し、マイクロカプセルを固定した。
次に、積層体の縁部(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。
第2の電極上に、あらかじめ第2のバインダ層を形成した後、第2のバインダ層とマイクロカプセルとが接触するように、マイクロカプセル上に、形成した第2のバインダ層、第2の電極およびPET基板を重ね合わせるようにした以外は、前記実施例1と同様にして電気泳動表示装置を得た。
なお、第2の電極上にあらかじめ形成した第2のバインダ層は、第2の電極上の全面に設けるようにした。また、第2の電極に設けられた凹部は、第2のバインダ層によって充填するようにした。
基板(第1の電極を備えたPET基板)および対向基板(第2の電極を備えたPET基板)として、それぞれ凹部のないものを用いた以外は、前記実施例1と同様にして電気泳動表示装置を得た。
(実施例4)
基板(第1の電極を備えたPET基板)および対向基板(第2の電極を備えたPET基板)として、それぞれ凹部のないものを用いた以外は、前記実施例2と同様にして電気泳動表示装置を得た。
マイクロカプセルとバインダとを別々に供給するのではなく、バインダを溶媒に溶解してなるバインダ溶液に、マイクロカプセルを分散して、マイクロカプセル分散液を調製し、これを第1の電極上に塗布することによって、マイクロカプセルとバインダとを同時に供給するようにした以外は、前記実施例1と同様にして電気泳動表示装置を得た。
マイクロカプセルとバインダとを別々に供給するのではなく、バインダを溶媒に溶解してなるバインダ溶液に、マイクロカプセルを分散して、マイクロカプセル分散液を調製し、これを第1の電極上に塗布することによって、マイクロカプセルとバインダとを同時に供給するようにした以外は、前記実施例2と同様にして電気泳動表示装置を得た。
2.1 表示のコントラスト比およびリーク電流の測定
各実施例および各比較例で得られた電気泳動表示装置について、表示のコントラスト比と、リーク電流とを測定した。
なお、表示のコントラスト比は、着色表示領域における反射率をRc、白表示領域における反射率Rwとしたとき、Rw/Rcから求めた。
また、リーク電流の測定は、以下の測定条件に基づいて測定した。
<リーク電流測定条件>
・印加電圧 :DC15V
・印加時間 :400ミリ秒
・測定時間 :印加後、安定状態にて測定(定常リーク電流)
各実施例および各比較例で得られた電気泳動表示装置の断面を観察し、マイクロカプセルの配列と、バインダ層の内部に巻き込まれた気泡の有無を、それぞれ以下の評価基準にしたがって評価した。なお、これらの評価は、電気泳動表示装置の断面を光学顕微鏡および走査型電子顕微鏡で観察することによって行った。
○:ほぼ単層に配列している
×:マイクロカプセル同士が重なり合った部分が多数ある
<バインダ層に巻き込まれた気泡の有無の評価基準>
◎:ほとんど気泡が巻き込まれていない
○:微小な気泡がわずかに巻き込まれている
△:所々に大きな気泡が巻き込まれている
×:全体に多数の気泡が分布している
以上、2.1、2.2の評価結果を表1に示す。
特に、基板および対向基板に凹部が設けられている場合(実施例1および実施例2)は、凹部が設けられていない場合(実施例3および実施例4)に比べて、表示のコントラスト比が特に高かった。
ここで、実施例1で得られた電気泳動表示装置の縦断面の光学顕微鏡による観察像を図9に示す。また、比較例1で得られた電気泳動表示装置の縦断面の光学顕微鏡による観察像を図10に示す。なお、図9、10のうち、(a)は観察像であり、(b)は(a)の観察像において、マイクロカプセルの輪郭を強調して示した図である。
一方、比較例1で得られた電気泳動表示装置では、図10からも明らかなように、厚さ方向(図10の上下方向)に重なり合ったマイクロカプセルが認められた。また、バインダ層の内部には多数の気泡が含まれていた。
Claims (16)
- 板状の第1の電極上に第1のバインダ層を形成する工程と、
前記第1のバインダ層上に、少なくとも1種の電気泳動粒子を含む電気泳動分散液が内部空間に充填された複数のカプセルを供給することにより、前記第1のバインダ層を介して前記第1の電極上に前記複数のカプセルを固定してなる電気泳動表示シートを得る工程と、
前記複数のカプセルのうち、前記第1のバインダ層に接してないものを除去する工程と、
前記複数のカプセル上に、第2のバインダ層を形成する工程と、
前記第2のバインダ層上に板状の第2の電極を配置する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。 - 板状の第1の電極上に第1のバインダ層を形成する工程と、
前記第1のバインダ層上に、少なくとも1種の電気泳動粒子を含む電気泳動分散液が内部空間に充填された複数のカプセルを供給することにより、前記第1のバインダ層を介して前記第1の電極上に前記複数のカプセルを固定してなる電気泳動表示シートを得る工程と、
前記複数のカプセルのうち、前記第1のバインダ層に接してないものを除去する工程と、
板状の第2の電極上にあらかじめ第2のバインダ層を形成しておき、前記各カプセルと前記第2のバインダ層とが密着するように、前記電気泳動表示シートと前記第2の電極とを重ね合わせる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。 - 前記第1の電極には、その表面が凹んでなる凹部が設けられており、
前記第1のバインダ層は、前記凹部内に選択的に形成される請求項1または2に記載の電気泳動表示装置の製造方法。 - 前記第1の電極に設けられた前記凹部の深さは、前記複数のカプセルの体積平均粒子径をdとしたとき、0.1d〜0.25dである請求項3に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記第1のバインダ層の平均厚さは、前記第1の電極に設けられた前記凹部の深さの10〜60%である請求項3または4に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記複数のカプセルを供給する際に、前記複数のカプセルを揮発性の分散媒に分散してなるカプセル分散液を、前記第1のバインダ層上に塗布して液状被膜を形成した後、該液状被膜中から前記分散媒を揮発・除去することにより、前記複数のカプセルを残存させる請求項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。
- 前記分散媒は、前記各カプセルよりも比重の小さいものである請求項6に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記複数のカプセルのうち、前記第1のバインダ層に接していないものを除去する工程の前に、前記電気泳動表示シートを厚さ方向に圧縮することにより、前記各カプセルを前記第1のバインダ層に押し付ける請求項1ないし7のいずれかに記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記電気泳動表示シートを圧縮する際の圧力は、0.01〜0.2MPaである請求項8に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記複数のカプセルのうち、前記第1のバインダ層に接していないものを除去する工程において、前記電気泳動表示シートを傾ける過程を経ることにより、前記第1のバインダ層に接していない前記カプセルを落下させて除去する請求項1ないし9のいずれかに記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記複数のカプセルのうち、前記第1のバインダ層に接していないものを除去する工程において、前記電気泳動表示シートに振動を加えることにより、前記第1のバインダ層に接していない前記カプセルを除去する請求項1ないし10のいずれかに記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記第2のバインダ層は、その一部が前記カプセル同士の隙間を充填するように形成される請求項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。
- 前記第2の電極には、その表面が凹んでなる凹部が設けられており、
前記第2のバインダ層は、その一部が前記第2の電極に設けられた前記凹部に入り込むように形成されている請求項1ないし12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の電極に設けられた前記凹部の深さは、前記複数のカプセルの体積平均粒子径をdとしたとき、0.12d〜0.5dである請求項13に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記複数のカプセルの体積平均粒子径は、20〜60μmである請求項1ないし14のいずれかに記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記カプセルは、ほぼ球状をなしている請求項1ないし15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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