JP4553557B2

JP4553557B2 - Image display device manufacturing method and image display device

Info

Publication number: JP4553557B2
Application number: JP2003123756A
Authority: JP
Inventors: 英敏平岡; 良櫻井; 太一小林
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-04-28
Filing date: 2003-04-28
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2023-04-28
Also published as: JP2004326012A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電力を利用した粒子の飛翔移動または粉流体の移動に伴い画像を繰り返し表示、消去できる画像表示板を備える画像表示装置の製造方法及びその製造方法に従って製造した画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶（ＬＣＤ）に代わる画像表示装置として、電気泳動方式、エレクトロクロミック方式、サーマル方式、２色粒子回転方式などの技術を用いた画像表示装置（ディスプレイ）が提案されている。これらの画像表示装置は、ＬＣＤに比べて、通常の印刷物に近い広い視野角が得られる、消費電力が小さい、メモリー機能を有している等のメリットから、次世代の安価な表示装置として考えられ、携帯端末用表示、電子ペーパー等への展開が期待されている。
【０００３】
最近、分散粒子と着色溶液からなる分散液をマイクロカプセル化し、これを対向する基板間に配置する電気泳動方式が提案されている。しかしながら、電気泳動方式では、液中に粒子が泳動するために液の粘性抵抗により応答速度が遅いという問題がある。また、低比重の溶液中に酸化チタンなどの高比重の粒子を分散させているために、沈降しやすく、分散状態の安定性維持が難しく、画像繰り返し安定性に欠けるという問題を抱えている。マイクロカプセル化にしても、セルサイズをマイクロカプセルレベルにし、見かけ上、このような欠点が現れ難くしているだけで、本質的な問題は何ら解決されていない。
【０００４】
以上のような溶液中での挙動を利用した電気泳動方式に対し、溶液を使わず、導電性粒子と電荷輸送層を基板の一部に組み入れた方式も提案されている（例えば、非特許文献１参照）。この方式は、電荷輸送層、更には電荷発生層を配置するための構造が複雑になると共に、導電性粒子から電荷を一定に逃がすことが難しく安定性に欠けるという問題もある。
【０００５】
【非特許文献１】
趙国来、外３名、“新しいトナーディスプレイデバイス（Ｉ）”、１９９９年７月２１日、日本画像学会年次大会（通算８３回）“Japan Hardcopy’99”、p.249-252
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上の問題を解消するために、乾式で応答速度が速く、単純な構造で、安価かつ、安定性に優れる画像表示装置として、透明基板および対向基板の間に、色及び帯電特性の異なる２種類の粒子群または粉流体を封入し、電位の異なる２種類の電極から粒子群または粉流体に電界を与えて、粒子または粉流体を移動させ画像を表示する、隔壁により互いに隔離された１つ以上の画像表示素子を持つ画像表示板を備える画像表示装置が知られている。この画像表示装置では、透明基板と対向基板との間に隔壁を配置することにより画像表示素子を形成している。
【０００７】
従来、この一対の基板に対する隔壁の形成方法のうち、接合に接着剤を用いない場合は、熱プレスで隔壁を多少軟らかくして密着させるという方法をとっている。しかしながら、この方法では、一方の透明な基板として使用するガラス基板のたわみなどで、基板面内での圧力むらが生じ、特に、基板中心部において密着不良が生じていた。そのため、画像表示板を駆動した際、粒子が隔壁で形成されたセルから漏れる現象が発生する不具合があった。また、セル内からガス（空気など）を抜いたり（真空にするなど）、セル内にガス（窒素など）を封入したりしようとしても、この方法では不可能であった。そのため、空気などのガスがセル内に入ったままの状態となり、環境によっては、セル内が結露する、空気膨張によりセルが破裂する、などの不具合が生じる問題があった。
【０００８】
本発明の目的は上述した課題を解消して、接着剤を用いずに隔壁と基板とを接合する際の圧力むらを最小限に抑えることができ、更に、セル内のガスの封入・排出を容易に行うことができる画像表示装置の製造方法および画像表示装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明に係る画像表示装置の製造方法は、少なくとも一方が透明な対向する基板間に粒子群を封入し、粒子群に電界を与えて粒子を移動させ画像を表示する、隔壁により互いに隔離された１つ以上の画像表示素子を持つ画像表示板を備える画像表示装置の製造方法であって、高さが２μｍ〜１０μｍの微小な突起を、金型を予め作製し、作製した金型に樹脂バインダを入れて、隔壁の頭頂部へ転写することで形成するか、あるいは、隔壁の頭頂部にウェットで成膜し、金型を押し付け、熱又は紫外線で硬化後金型を離型することで形成するか、あるいは、金型を予め作製し、基板表面に予め隔壁材料を製膜した後に、作製した金型を直接基板表面に押し付けながら、熱又は紫外線で硬化後、金型を離型することで、一方の基板上に設けた隔壁の頭頂部に形成し、他方の基板を微小な突起に対し押し当てることで、隔壁と他方の基板とを接合したことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第１発明では、一方の基板上に設けた隔壁の頭頂部に微小な突起を設け、他方の基板を微小な突起に対し押し当てることで、隔壁と他方の基板とを接合することで、接着剤を用いずに隔壁と基板とを接合する際の圧力むらを最小限に抑えることができ、更に、セル内のガスの封入・排出を容易に行うことができる。
【００１１】
本発明の第１発明の好適例として、まず、粒子の平均粒子径が０．１〜５０μｍであること、同じ種類のキャリヤを用いてブローオフ法により測定した２種類の粒子の、表面電荷密度の差の絶対値が、５μＣ／ｍ^２〜１５０μＣ／ｍ^２であること、粒子が、その表面と１ｍｍの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、８ＫＶの電圧を印加してコロナ放電を発生させて表面を帯電させた場合に、０．３秒後における表面電位の最大値が３００Ｖより大きい粒子であること、および、粒子の色が白色及び黒色であること、がある。いずれの場合も本発明の画像表示装置の製造方法をより好適に実施することができる。
【００１２】
本発明の第２発明に係る画像表示装置の製造方法は、少なくとも一方が透明な対向する基板間に粉流体を封入し、粉流体に電界を与えて粉流体を移動させ画像を表示する、隔壁により互いに隔離された１つ以上の画像表示素子を持つ画像表示板を備える画像表示装置の製造方法であって、高さが２μｍ〜１０μｍの微小な突起を、金型を予め作製し、作製した金型に樹脂バインダを入れて、隔壁の頭頂部へ転写することで形成するか、あるいは、隔壁の頭頂部にウェットで成膜し、金型を押し付け、熱又は紫外線で硬化後金型を離型することで形成するか、あるいは、金型を予め作製し、基板表面に予め隔壁材料を製膜した後に、作製した金型を直接基板表面に押し付けながら、熱又は紫外線で硬化後、金型を離型することで、一方の基板上に設けた隔壁の頭頂部に形成し、他方の基板を微小な突起に対し押し当てることで、隔壁と他方の基板とを接合したことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の第２発明では、一方の基板上に設けた隔壁の頭頂部に微小な突起を設け、他方の基板を微小な突起に対し押し当てることで、隔壁と他方の基板とを接合することで、接着剤を用いずに隔壁と基板とを接合する際の圧力むらを最小限に抑えることができ、更に、セル内のガスの封入・排出を容易に行うことができる。
【００１４】
本発明の第２発明の好適例として、まず、粉流体の平均粒子径ｄ（０．５）が０．１〜２０μｍであること、粉流体の色が白色又は黒色であること、がある。いずれの場合も本発明の画像表示装置の製造方法をより好適に実施することができる。
【００１５】
また、本発明の画像表示装置は、上述した本発明の第１発明または第２発明に係る画像表示装置の製造方法に従って製造することが特徴となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の画像表示装置を構成する画像表示板の画像表示素子における一例の構成とその表示駆動原理を示す図である。図１（ａ）〜（ｃ）に示す例において、１は透明基板、２は対向基板、３は透明な表示電極、４は対向電極、５は負帯電性粒子（または粉流体）、６は正帯電性粒子（または粉流体）、７は隔壁である。
【００１７】
図１（ａ）は本発明の画像表示装置において、対向する透明基板１と対向基板２との間に負帯電性粒子５及び正帯電性粒子６を配置した状態を示す。この状態のものに、電源により表示電極３側と、対向電極４側に電位差ができるように電圧を付加すると、図１（ｂ）に示すようにクーロン力によって、正帯電性粒子６は表示電極３側に飛翔移動し、負帯電性粒子５は対向電極４側に飛翔移動する。この場合、透明基板１側から見る表示面は正帯電性粒子６の色に見える。次に電源の電位を切り替えて、表示電極３と、対向電極４に前記とは逆の電位差ができるように電圧を付加すると、図１（ｃ）に示すようにクーロン力によって、負帯電性粒子５は表示電極３に飛翔移動し、正帯電性粒子６は対向電極４の側に飛翔移動する。この場合、透明基板１側から見る表示面は負帯電性粒子５の色に見える。
【００１８】
図１（ｂ）と図１（ｃ）の間は電源の電位を反転するだけで繰り返し表示することができ、このように電源の電位を反転することで可逆的に色を変化させることができる。例えば、負帯電性粒子５を白色とし、正帯電性粒子６を黒色とするか、負帯電性粒子５を黒色とし、正帯電性粒子６を白色とすると、表示は白色と黒色間の可逆表示となる。本発明の方式では各粒子は電極に鏡像力により貼り付いた状態にあるので、電源を切った後も表示画像は長期に保持され、メモリー保持性が良い。
【００１９】
なお、上述した説明では、負帯電性粒子５と正帯電性粒子６を例にとって説明したが、これらを、後述するように気体中に固体状物質が分散質として安定に浮遊するエアロゾル状態で高流動性を示す負帯電性粉流体または正帯電性粉流体と置き換えても、同様の駆動原理となる。
【００２０】
本発明の画像表示装置の製造方法における特徴は、上述した構成の画像表示装置を製造するにあたり、画像表示素子を形成する隔壁７の透明基板１または対向基板２に対する接着剤を用いない固定方法を改良した点である。改良方法は、粒子を利用した画像表示装置でも粉流体を利用した画像表示装置でも同じであるため、以下、粒子を例にとって説明する。
【００２１】
図２（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第１発明及び第２発明に係る画像表示装置の製造方法の一例を説明するための図である。まず、図２（ａ）に示すように、ガラス基板からなる透明基板１上に設けた隔壁７の頭頂部７ａに、微小な突起１１を設ける。微小な突起１１の形状は特に限定する必要はないが、半球、円錐、多角錘などの形状とすることが好ましい。また、本例では、ガラス基板からなる透明基板１上に隔壁７を形成し、隔壁７間のセル内に、黒色の負帯電性粒子５及び白色の正帯電性粒子６を散布して予め充填しておく。散布直後の粒子は、隔壁７の先端近傍の高さまで積もっている。
【００２２】
この微小な突起１１の作製は、小さい面積の隔壁７の頭頂部７ａに更に小さい突起１１が形成できるのであればどのような方法で作製しても良いが、フォトリソグラフィーの技術を利用することは難しく、金型を利用することが好ましい。具体的な微小な突起１１の製造方法の好適例としては、微小な突起１１を、金型を予め作製し、作製した金型に樹脂バインダを入れて、隔壁７の頭頂部７ａへ転写することで形成するか、あるいは、隔壁７の頭頂部７ａにある程度ウェットで成膜し、金型を押し付け、熱又は紫外線で硬化後金型を離型することで形成する方法をとることができる。突起１１の製造方法の別の好適例としては、微小な突起１１を、金型を予め作製し、基板表面に予め隔壁材料を製膜した後に、作製した金型を直接基板表面に押し付けながら、熱又は紫外線で硬化後、金型を離型することで形成することができる。
【００２３】
次に、図２（ｂ）に示すように、他方の基板となる対向基板２を微小な突起１１に対し加圧して押し当てる。こうして、隔壁７と対向基板２とを接合する。本発明では、隔壁７の頭頂部７ａに設けた微小な突起１１が以下のような作用効果を発現する。すなわち、まず、加圧により、頭頂部７ａは図３（ａ）、（ｂ）に示すように平面時よりもストローク域が広がるため、封止に要する圧力範囲も広がり、圧力むらにも追従することができる。加えて、接合後頭頂部７ａにわずかな隙間ができ、セル内のガスを抜く（もしくはガスを入れる）ことが可能となる。この隙間は、実使用にあたっては後にセル周辺を封止することで、塞ぐことができる。
【００２４】
また、微小な突起１１の高さの設計については、２〜１０μｍが好ましく、より好ましくは３〜６μｍである。微小な突起１１の高さが２μｍより小さいとセル内からのガス抜きに支障をきたすので好ましくなく、微小な突起１１の高さが１０μｍより大きいと基板の撓みを生じ、画像表示板としての厚み精度が損なわれたり、セル内の粒子群あるいは粉流体が隔壁頭頂部の隙間から抜け易くなる不都合を生じたりするので好ましくない。
【００２５】
このようにして隔壁７を形成することにより、透明基板１と対向基板２との間に貼り合わせむらを最小限に抑えた状態で隔壁７を形成することができ、更にセル内のガスの封入・排出を容易にすることができる。
【００２６】
以下、本発明の画像表示装置を構成する各部材について詳細に説明する。
基板については、少なくとも一方の基板は装置外側から粒子の色が確認できる透明基板１であり、可視光の透過率が高くかつ耐熱性の良い材料が好適である。対向基板２は透明でも不透明でもかまわない。基板の可撓性の有無は用途により適宜選択され、例えば、電子ペーパー等の用途には可撓性のある材料、携帯電話、ＰＤＡ、ノートパソコン類の携帯機器表示等の用途には可撓性のない材料が好適である。基板材料を例示すると、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、アクリルなどのポリマーシートや、ガラス、石英などの無機シートが挙げられる。基板の厚みは、２〜５０００μｍが好ましく、特に５〜１０００μｍが好適であり、薄すぎると、強度、基板間の間隔均一性を保ちにくくなり、厚すぎると、表示機能としての鮮明さ、コントラストの低下が発生し、特に、電子ペーパー用途の場合にはフレキシビリティー性に欠ける。
【００２７】
電極については、図１に示す例では、電位の異なる２種類の電極である表示電極３及び対向電極４はそれぞれ透明基板１上及び対向基板２上に設けられている。他の電極配置方法としては、図４のように表示電極３及び対向電極４のいずれをも対向基板２の透明基板１と対向する側に配置する方式もある。なお、図４において、８は絶縁体である。図４に示す例では、表示電極３と対向電極４の両者は不透明な電極で良いので、銅、アルミニウム等の安価で、かつ抵抗の低い金属電極が使用できる。外部電圧印加は、直流あるいはそれに交流を重畳しても良い。各電極は帯電した粒子の電荷が逃げないように絶縁性のコート層を形成することが好ましい。このコート層は、負帯電性粒子に対しては正帯電性の樹脂を、正帯電性粒子に対しては負帯電性の樹脂を用いると粒子の電荷が逃げ難いので特に好ましい。
【００２８】
本発明の画像表示装置では、各図に示すような隔壁７を各表示素子の四周に設けるのが好ましい。隔壁を平行する２方向に設けることもできる。これにより、基板平行方向の余分な粒子移動を阻止し、耐久繰り返し性、メモリー保持性を介助すると共に、基板間の間隔を均一にかつ補強し画像表示板の強度を上げることもできる。
【００２９】
隔壁７の形成方法としては、好適例の一例として金型により基板上に直接形成する方法を用いる場合があるが、その他の場合は特に限定されず、例えば、スクリーン版を用いて所定の位置にペーストを重ね塗りするスクリーン印刷法や、基板上に所望の厚さの隔壁材をベタ塗りし、隔壁として残したい部分のみレジストパターンを隔壁材上に被覆した後、ブラスト材を噴射して隔壁部以外の隔壁材を切削除去するサンドブラスト法や、該基板上に感光性樹脂を用いてレジストパターンを形成し、レジスト凹部へペーストを埋込んだ後レジスト除去するリフトオフ法（アディティブ法）や、該基板上に、隔壁材料を含有した感光性樹脂組成物を塗布し、露光・現像により所望のパターンを得る感光性ペースト法や、該基板上に隔壁材料を含有するペーストを塗布した後、凹凸を有する金型等を圧着・加圧成形して隔壁形成する鋳型成形法等、種々の方法が採用される。さらに鋳型成形法を応用し、鋳型として感光性樹脂組成物により設けたレリーフパターンを使用する、レリーフ型押し法も採用される。
【００３０】
次に、本発明の第１発明で利用する粒子について詳細に説明する。
本発明の画像表示装置で表示のための粒子は、負又は正帯電性の着色粒子で、クーロン力により飛翔移動するものであればいずれでも良いが、特に、帯電性に優れ、球形で比重の小さい粒子が好適である。粒子には単一の色のものであり、白色又は黒色の粒子が好適に用いられる。粒子の平均粒子径は０．１〜５０μｍが好ましく、特に１〜３０μｍが好ましい。粒子径がこの範囲より小さいと粒子の電荷密度が大きすぎて電極や基板への鏡像力が強すぎ、メモリー性はよいが、電界を反転した場合の追随性が悪くなる。反対に粒子径がこの範囲より大きいと、追随性は良いが、メモリー性が悪くなる。
【００３１】
粒子を負又は正に帯電させる方法は、特に限定されないが、コロナ放電法、電極注入法、摩擦法等の粒子を帯電する方法が用いられる。粒子の帯電量は当然その測定条件に依存するが、画像表示装置における粒子の帯電量はほぼ、初期帯電量、基板との接触、種類の異なる粒子との接触、経過時間に伴う電荷減衰に依存し、特に「種類の異なる粒子との接触」、すなわち２粒子間の接触に伴う帯電挙動の飽和値が支配因子となっているということが分かっている。したがって、帯電量においてはこの２粒子間の帯電特性の差、すなわち仕事関数の差を知ることが重要であるが、これは簡易測定では難しい。
【００３２】
本発明者らは鋭意検討の結果、ブローオフ法において同じキャリヤを用いて、それぞれの粒子の帯電量測定を行うことにより相対的に評価できることを見出し、これを表面電荷密度によって規定することにより、画像表示装置として適当な粒子の帯電量を予測できることを見出した。
【００３３】
測定方法は詳しくは後に述べるが、ブローオフ法によって、粒子とキャリヤ粒子とを十分に接触させ、その飽和帯電量を測定することにより該粒子の単位重量あたりの帯電量を測定することができる。そして、該粒子の粒子径と比重を別途求めることにより該粒子の表面電荷密度を算出することができる。
【００３４】
画像表示装置においては、用いる粒子の粒子径は小さく、重力の影響はほぼ無視できるほど小さいため、粒子の比重は粒子の動きに対して影響しない。しかし、粒子の帯電量においては、同じ粒子径の粒子で単位重量あたりの平均帯電量が同じであっても、粒子の比重が２倍異なる場合に保持する帯電量は２倍異なることとなる。従って、画像表示装置に用いられる粒子の帯電特性は粒子の比重に無関係な表面電荷密度（単位：μC/m²）で評価するのが好ましいことが分かった。
【００３５】
そして、粒子間においてこの表面電荷密度の差が十分にある時、２種類の粒子はお互いの接触により異なる極性の帯電量を保持し、電界により移動する機能を保持するのである。
【００３６】
ここで、表面電荷密度は２粒子の帯電極性を異なるものにするためにある程度の差が必要であるが、大きいほどよいというものではない。粒子移動による画像表示装置においては粒子の粒子径が大きいときは主に電気影像力が粒子の飛翔電界(電圧)を決定する因子となる傾向が強いため、この粒子を低い電界(電圧)で動かすためには帯電量が低いほうがよいこととなる。また、粒子の粒子径が小さいときは分子間力・液架橋力等の非電気的な力が飛翔電界(電圧)決定因子となることが多いため、この粒子を低い電界(電圧)で動かすためには帯電量が高いほうがよいこととなる。しかし、これは粒子の表面性(材料・形状)にも大きく依存するため一概に粒子径と帯電量で規定することはできない。
【００３７】
本発明者らは平均粒子径が０．１〜５０μmの粒子においては、同じ種類のキャリヤを用いてブローオフ法により測定した２種類の粒子の、表面電荷密度の差の絶対値が5μC/m²〜150μC/m²である場合に画像表示装置として使用できる粒子と成り得ることを見出した。
【００３８】
ブローオフ測定原理及び方法は以下の通りである。ブローオフ法においては、両端に網を張った円筒容器中に粉体とキャリヤの混合体を入れ、一端から高圧ガスを吹き込んで粉体とキャリヤとを分離し、網の目開きから粉体のみをブローオフ(吹き飛ばし)する。この時、粉体が容器外に持ち去った帯電量と等量で逆の帯電量がキャリヤに残る。そして、この電荷による電束の全てはファラデーケージで集められ、この分だけコンデンサーは充電される。そこでコンデンサー両端の電位を測定することにより粉体の電荷量Qは、Q=CV（C:コンデンサー容量、V:コンデンサー両端の電圧）として求められる。
【００３９】
ブローオフ粉体帯電量測定装置としては東芝ケミカル社製のTB-200を用いた。本発明ではキャリヤとして正帯電性・負帯電性の２種類のものを用いて測定を行い、別途測定により求めた粒子比重を用いて、それぞれの場合の単位表面積あたり電荷密度（単位：μC/ｍ^２）を算出した。すなわち、正帯電性キャリヤ(相手を正に帯電させ自らは負になりやすいキャリヤ)としてはパウダーテック社製のF963-2535を、負帯電性キャリヤ(相手を負に帯電させ自らは正に帯電しやすいキャリヤ)としてはパウダーテック社製のF921-2535を用いた。
【００４０】
粒子はその帯電電荷を保持する必要があるので、体積固有抵抗が１×１０¹⁰Ω・cm以上の絶縁性粒子が好ましく、特に１×１０¹²Ω・cm以上の絶縁性粒子が好ましい。
【００４１】
また、本発明の画像表示装置における粒子は、以下に述べる方法で評価した電荷減衰性の遅い粒子が更に好ましい。即ち、粒子を、別途、プレス、加熱溶融、キャストなどにより、厚み５〜１００μｍ範囲のフィルム状にして、そのフィルム表面と１ｍｍの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、８ＫＶの電圧を印加してコロナ放電を発生させて表面を帯電させ、その表面電位の変化を測定し判定する。この場合、０．３秒後における表面電位の最大値が３００Ｖより大きく、好ましくは４００Ｖより大きくなるように、粒子構成材料を選択、作製することが望ましい。
【００４２】
なお、上記表面電位の測定は、例えば図５に示した装置（ＱＥＡ社製ＣＲＴ２０００）により行なうことが出来る。この装置の場合は、前述したフィルムを表面に配置したロールシャフト両端部をチャック３１にて保持し、小型のスコロトロン放電器３２と表面電位計３３とを所定間隔離して併設した計測ユニットを上記フィルムの表面と１ｍｍの間隔を持って対向配置し、上記のロールシャフトを静止した状態のまま、上記計測ユニットを該ロールシャフトの一端から他端まで一定速度で移動させることにより、表面電荷を与えつつその表面電位を測定する方法が好適に採用される。なお、測定環境は温度２５±３℃、湿度５５±５ＲＨ％とする。
【００４３】
本発明の画像表示装置における粒子は帯電性能等の特性が満たされれば、いずれの材料から構成されても良い。例えば樹脂、荷電制御剤、着色剤、無機添加剤等から、或いは着色剤単独等で形成することができる。樹脂の例としては、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、アクリルフッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレンアクリル樹脂、ポリオレフイン樹脂、ブチラール樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂などが挙げられ、特に基板との付着力を制御する上から、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、アクリルフッ素樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂が好適である。２種以上混合することもできる。
【００４４】
荷電制御剤としては、特に制限はないが、負荷電制御剤としては例えば、サリチル酸金属錯体、含金属アゾ染料、含金属（金属イオンや金属原子を含む）の油溶性染料、４級アンモニウム塩系化合物、カリックスアレン化合物、含ホウ素化合物（ベンジル酸ホウ素錯体）、ニトロイミダゾール誘導体等が挙げられる。正荷電制御剤としては例えば、ニグロシン染料、トリフェニルメタン系化合物、４級アンモニウム塩系化合物、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体等が挙げられる。その他、超微粒子シリカ、超微粒子酸化チタン、超微粒子アルミナ等の金属酸化物、ピリジン等の含窒素環状化合物及びその誘導体や塩、各種有機顔料、弗素、塩素、窒素等を含んだ樹脂等も荷電制御剤として用いることもできる。
【００４５】
着色剤としては、以下に例示すような、有機又は無機の各種、各色の顔料、染料が使用可能である。
黒色顔料としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭などがある。
黄色顔料としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキなどがある。
橙色顔料としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダスレンブリリアントオレンジＧＫなどがある。
【００４６】
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレツド、カルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂなどがある。
紫色顔料としては、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキなどがある。
青色顔料としては、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣなどがある。
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧなどがある。
また、白色顔料としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛などがある。
【００４７】
体質顔料としては、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイトなどがある。
更に、塩基性、酸性、分散、直接染料などの各種染料として、ニグロシン、メチレンブルー、ローズベンガル、キノリンイエロー、ウルトラマリンブルーなどがある。
これらの着色剤は、単独で或いは複数組合せて用いることができる。
特に黒色着色剤としてカーボンブラックが、白色着色剤として酸化チタンが好ましい。
粒子の製造例については特に限定されないが、例えば、電子写真のトナーを製造する場合に準じた粉砕法および重合法が使用出来る。また無機または有機顔料の粉体の表面に樹脂や荷電制御剤等をコートする方法も用いられる。
【００４８】
本発明の画像表示装置における透明基板１と対向基板２の間隔は、粒子が飛翔移動でき、コントラストを維持できれば良いが、通常１０〜５０００μｍ、好ましくは３０〜５００μｍに調整される。
粒子充填量（体積占有率）は、基板間の空間体積に対して、１０〜８０％、好ましくは１０〜７０％を占める体積になるように充填するのが良い。
【００４９】
次に、本発明の第２発明で利用する粉流体について詳細に説明する。
本発明における「粉流体」は、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。例えば、液晶は液体と固体の中間的な相と定義され、液体の特徴である流動性と固体の特徴である異方性（光学的性質）を有するものである（平凡社：大百科事典）。一方、粒子の定義は、無視できるほどの大きさであっても有限の質量をもった物体であり、重力の影響を受けるとされている（丸善：物理学事典）。ここで、粒子でも、気固流動層体、液固流動体という特殊状態があり、粒子に底板から気体を流すと、粒子には気体の速度に対応して上向きの力が作用し、この力が重力とつりあう際に、流体のように容易に移動できる状態になるものを気固流動層体と呼び、同じく、流体により流動化させた状態を液固流動体と呼ぶとされている（平凡社：大百科事典）。このように気固流動層体や液固流動体は、気体や液体の流れを利用した状態である。本発明では、このような気体の力も、液体の力も借りずに、自ら流動性を示す状態の物質を、特異的に作り出せることが判明し、これを粉流体と定義した。
【００５０】
すなわち、本発明における粉流体は、液晶（液体と固体の中間相）の定義と同様に、粒子と液体の両特性を兼ね備えた中間的な状態で、先に述べた粒子の特徴である重力の影響を極めて受け難く、高流動性を示す特異な状態を示す物質である。このような物質はエアロゾル状態、すなわち気体中に固体状もしくは液体状の物質が分散質として安定に浮遊する分散系で得ることができ、本発明の画像表示装置で固体状物質を分散質とするものである。
【００５１】
エアロゾル状態の範囲は、粉流体の最大浮遊時の見かけ体積が未浮遊時の２倍以上であることが好ましく、更に好ましくは２．５倍以上、特に好ましくは３倍以上である。上限は特に限定されないが、１２倍以下であることが好ましい。
粉流体の最大浮遊時の見かけ体積が未浮遊時の２倍より小さいと表示上の制御が難しくなり、また、１２倍より大きいと粉流体を装置内に封入する際に舞い過ぎてしまうなどの取り扱い上の不便さが生じる。なお、最大浮遊時の見かけ体積は次のようにして測定される。すなわち、粉流体が透過して見える密閉容器に粉流体を入れ、容器自体を振動或いは落下させて、最大浮遊状態を作り、その時の見かけ体積を容器外側から測定する。具体的には、直径（内径）６ｃｍ、高さ１０ｃｍのポリプロピレン製の蓋付き容器（商品名アイボーイ：アズワン（株）製）に、未浮遊時の粉流体として１／５の体積相当の粉流体を入れ、振とう機に容器をセットし、６ｃｍの距離を３往復／ｓｅｃで３時間振とうさせる。振とう停止直後の見かけ体積を最大浮遊時の見かけ体積とする。
【００５２】
また、本発明の画像表示装置は、粉流体の見かけ体積の時間変化が次式を満たすものが好ましい。
Ｖ_１０／Ｖ_５＞０．８
ここで、Ｖ_５は最大浮遊時から５分後の見かけ体積（ｃｍ^３）、Ｖ_１０は最大浮遊時から１０分後の見かけ体積（ｃｍ^３）を示す。なお、本発明の画像表示装置は、粉流体の見かけ体積の時間変化Ｖ_１０／Ｖ_５が０．８５よりも大きいものが好ましく、０．９よりも大きいものが特に好ましい。Ｖ_１０／Ｖ_５が０．８以下の場合は、通常のいわゆる粒子を用いた場合と同様となり、本発明のような高速応答、耐久性の効果が確保できなくなる。
【００５３】
また、粉流体を構成する粒子物質の平均粒子径（ｄ（０．５））は、好ましくは０．１〜２０μｍ、更に好ましくは０．５〜１５μｍ、特に好ましくは０．９〜８μｍである。０．１μｍより小さいと表示上の制御が難しくなり、２０μｍより大きいと、表示はできるものの隠蔽率が下がり装置の薄型化が困難となる。なお、粉流体を構成する粒子物質の平均粒子径（ｄ（０．５））は、次の粒子径分布Spanにおけるｄ（０．５）と同様である。
【００５４】
粉流体を構成する粒子物質は、下記式に示される粒子径分布Spanが５未満であることが好ましく、更に好ましくは３未満である。
粒子径分布Span＝（ｄ（０．９）−ｄ（０．１））／ｄ（０．５）
ここで、ｄ（０．５）は粉流体を構成する粒子物質の５０％がこれより大きく、５０％がこれより小さいという粒子径をμｍで表した数値、ｄ（０．１）はこれ以下の粉流体を構成する粒子物質の比率が１０％である粒子径をμｍで表した数値、ｄ（０．９）はこれ以下の粉流体を構成する粒子物質が９０％である粒子径をμｍで表した数値である。粉流体を構成する粒子物質の粒子径分布Spanを５以下とすることにより、サイズが揃い、均一な粉流体移動が可能となる。
【００５５】
なお、以上の粒子径分布及び粒子径は、レーザー回折／散乱法などから求めることができる。測定対象となる粉流体にレーザー光を照射すると空間的に回折／散乱光の光強度分布パターンが生じ、この光強度パターンは粒子径と対応関係があることから、粒子径及び粒子径分布が測定できる。この粒子径及び粒子径分布は、体積基準分布から得られる。具体的には、Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)測定機を用いて、窒素気流中に粉流体を投入し、付属の解析ソフト（Mie理論を用いた体積基準分布を基本としたソフト）にて、測定を行うことができる。
【００５６】
粉流体の作製は、必要な樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤を混練り粉砕しても、モノマーから重合しても、既存の粒子を樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤でコーティングしても良い。以下、粉流体を構成する樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤を例示する。
【００５７】
樹脂の例としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン変性アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ナイロン樹脂、エポキシ樹脂、スチレン樹脂、ブチラール樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂などが挙げられ、２種以上混合することもでき、特に、基板との付着力を制御する上から、アクリルウレタン樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂が好適である。
【００５８】
荷電制御剤の例としては、正電荷付与の場合には、４級アンモニウム塩系化合物、ニグロシン染料、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール誘導体などが挙げられ、負電荷付与の場合には、含金属アゾ染料、サリチル酸金属錯体、ニトロイミダゾール誘導体などが挙げられる。
着色剤の例としては、塩基性、酸性などの染料が挙げられ、ニグロシン、メチレンブルー、キノリンイエロー、ローズベンガルなどが例示される。
無機系添加剤の例としては、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、酸化アンチモン、炭酸カルシウム、鉛白、タルク、シリカ、ケイ酸カルシウム、アルミナホワイト、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、カドミウムオレンジ、チタンイエロー、紺青、群青、コバルトブルー、コバルトグリーン、コバルトバイオレット、酸化鉄、カーボンブラック、銅粉、アルミニウム粉などが挙げられる。
【００５９】
しかしながら、このような材料を工夫無く混練り、コーティングなどを施しても、エアロゾル状態を示す粉流体を作製することはできない。エアロゾル状態を示す粉流体の決まった製法は定かではないが、例示すると次のようになる。
【００６０】
まず、粉流体を構成する粒子物質の表面に、平均粒子径が２０〜１００ｎｍ、好ましくは２０〜８０ｎｍの無機微粒子を固着させることが適当である。更に、その無機微粒子がシリコーンオイルで処理されていることが適当である。ここで、無機微粒子としては、二酸化珪素（シリカ）、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化セリウム、酸化鉄、酸化銅等が挙げられる。この無機微粒子を固着させる方法が重要であり、例えば、ハイブリダイザー（奈良機械製作所（株）製）やメカノフュージョン（ホソカワミクロン（株）製）などを用いて、ある限定された条件下（例えば処理時間）で、エアロゾル状態を示す粉流体を作製することができる。
【００６１】
ここで繰り返し耐久性を更に向上させるためには、粉流体を構成する樹脂の安定性、特に、吸水率と溶剤不溶率を管理することが効果的である。基板間に封入する粉流体を構成する樹脂の吸水率は、３重量％以下、特に２重量％以下とすることが好ましい。なお、吸水率の測定は、ＡＳＴＭ−Ｄ５７０に準じて行い、測定条件は２３℃で２４時間とする。粉流体を構成する樹脂の溶剤不溶率に関しては、下記関係式で表される粉流体の溶剤不溶率を５０％以上、特に７０％以上とすることが好ましい。
溶剤不溶率（％）＝（Ｂ／Ａ）×１００
（但し、Ａは樹脂の溶剤浸漬前重量、Ｂは良溶媒中に樹脂を２５℃で２４時間浸漬した後の重量を示す）
【００６２】
この溶剤不溶率が５０％未満では、長期保存時に粉流体を構成する粒子物質粒子表面にブリードが発生し、粉流体との付着力に影響を及ぼし粉流体の移動の妨げとなり、画像表示耐久性に支障をきたす場合がある。なお、溶剤不溶率を測定する際の溶剤（良溶媒）としては、フッ素樹脂ではメチルエチルケトン等、ポリアミド樹脂ではメタノール等、アクリルウレタン樹脂では、メチルエチルケトン、トルエン等、メラミン樹脂ではアセトン、イソプロパノール等、シリコーン樹脂ではトルエン等が好ましい。
【００６３】
また、粉流体の充填量については、粉流体の占有体積が、対向する基板間の空隙部分の５〜８５％、好ましくは１０〜６５％、更に好ましくは１０〜５５％になるように調整することが好ましい。粉流体がエアロゾル状態を示すために、表示装置内への封入は通常の方法では困難であり、静電塗装機を用いて、強制的に基板に粉流体を付着させることが、取り扱いの上で、好適である。この場合は、片方の基板にのみ、あるいは、両方の基板に付着させて合わせる、のいずれかの方法でも良い。
【００６４】
更に、本発明においては基板間の粒子群あるいは粉流体を取り巻く空隙部分の気体の管理が重要であり、表示安定性向上に寄与する。具体的には、空隙部分の気体の湿度について、２５℃における相対湿度を６０％ＲＨ以下、好ましくは５０％ＲＨ以下、更に好ましくは３５％ＲＨ以下とすることが重要である。以上の空隙部分とは、透明基板１、対向基板２に挟まれる部分から、粒子群あるいは粉流体の専有部分、隔壁７の占有部分、装置シール部分を除いた、いわゆる粒子群あるいは粉流体が接する気体部分を指すものとする。
【００６５】
空隙部分の気体は、先に述べた湿度領域であれば、その種類は問わないが、乾燥空気、乾燥窒素、乾燥アルゴン、乾燥ヘリウムなどが好適である。この気体は、その湿度が保持されるように装置に封入することが必要であり、例えば、粒子群あるいは粉流体の充填、基板の組み立てなどを所定湿度環境下にて行い、更に、外からの湿度侵入を防ぐシール材、シール方法を施すことが肝要である。
【００６６】
なお、本発明の画像表示装置は、ノートパソコン、ＰＤＡ、携帯電話などのモバイル機器の表示部、電子ブック、電子新聞などの電子ペーパー、看板、ポスター、黒板などの提示板、電卓、家電製品、自動車用品等の表示部、ポイントカードなどのカード表示部などに用いられる。
【００６７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の粒子を利用した第１発明及び粉流体を利用した第２発明では、一方の基板上に設けた隔壁の頭頂部に微小な突起を設け、他方の基板を微小な突起に対し押し当てることで、隔壁と他方の基板とを接合しているため、接着剤を用いずに隔壁と基板とを接合する際の圧力むらを最小限に抑えることができ、更に、セル内のガスの封入・排出を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の画像表示装置における表示素子の一例とその表示作動原理を示す説明図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示装置の製造方法における画像表示素子を形成する隔壁の製造方法の一例を示す図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示装置の製造方法における隔壁の頭頂部に設けた微小な突起の作用効果を説明するための図である。
【図４】本発明の画像表示装置における表示素子の他の例として、表示電極及び対向電極のいずれをも対向基板の透明基板と対向する側に配置した場合を示す説明図である。
【図５】本発明の画像表示装置における粒子の表面電位測定するための測定装置の説明図である。
【符号の説明】
１透明基板
２対向基板
３表示電極
４対向電極
５負帯電性粒子（粉流体）
６正帯電性粒子（粉流体）
７隔壁
７ａ頭頂部
８絶縁体
１１微小な突起
３１チャック
３２スコロトロン放電器
３３表面電位計[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an image display device including an image display plate capable of repeatedly displaying and erasing an image with the movement of particles flying or the movement of powder fluid using electrostatic force, and an image display device manufactured according to the manufacturing method. It is.
[0002]
[Prior art]
As an image display device that replaces a liquid crystal (LCD), an image display device (display) using a technique such as an electrophoretic method, an electrochromic method, a thermal method, or a two-color particle rotation method has been proposed. These image display devices are considered as next-generation inexpensive display devices because of their advantages such as a wide viewing angle close to that of ordinary printed materials, low power consumption, and memory function compared to LCDs. Therefore, it is expected to expand to displays for portable terminals, electronic paper, and the like.
[0003]
Recently, an electrophoretic method has been proposed in which a dispersion composed of dispersed particles and a colored solution is microencapsulated and disposed between opposing substrates. However, the electrophoresis method has a problem that the response speed is slow due to the viscous resistance of the liquid because the particles migrate into the liquid. In addition, since particles having a high specific gravity such as titanium oxide are dispersed in a solution having a low specific gravity, there is a problem that they are liable to settle, it is difficult to maintain the stability of the dispersed state, and the stability of image repetition is lacking. Even with microencapsulation, the cell size is reduced to the microcapsule level, and such defects are hardly made to appear, and the essential problems are not solved.
[0004]
In contrast to the electrophoresis method using the behavior in the solution as described above, a method in which the conductive particles and the charge transport layer are incorporated in a part of the substrate without using the solution has been proposed (for example, non-patent document). 1). This method has a problem in that the structure for arranging the charge transport layer and further the charge generation layer is complicated, and it is difficult to release the charge from the conductive particles to a certain degree and the stability is insufficient.
[0005]
[Non-Patent Document 1]
趙 Kuniori and three others, “New Toner Display Device (I)”, July 21, 1999, Annual Meeting of the Imaging Society of Japan (83 times in total) “Japan Hardcopy'99”, p.249-252
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In order to solve the above problems, two types of dry and fast response speed, simple structure, inexpensive and excellent stability as an image display device having different colors and charging characteristics between a transparent substrate and a counter substrate One or more particles separated from each other by a partition wall that encloses a particle group or powder fluid and applies an electric field to the particle group or powder fluid from two types of electrodes having different potentials to move the particle or powder fluid and display an image. There is known an image display apparatus including an image display board having the image display elements. In this image display device, an image display element is formed by disposing a partition wall between a transparent substrate and a counter substrate.
[0007]
Conventionally, among the formation methods of the partition walls for the pair of substrates, when an adhesive is not used for bonding, a method is adopted in which the partition walls are somewhat softened and adhered by hot pressing. However, in this method, pressure unevenness occurs in the substrate surface due to the deflection of the glass substrate used as one transparent substrate, and in particular, poor adhesion occurs at the center of the substrate. Therefore, when the image display plate is driven, there is a problem that a phenomenon that particles leak from a cell formed of partition walls occurs. In addition, it is impossible with this method to remove gas (air, etc.) from the cell (for example, to make a vacuum) or to enclose gas (nitrogen, etc.) in the cell. For this reason, gas such as air remains in the cell, and depending on the environment, there are problems such as condensation inside the cell and rupture of the cell due to air expansion.
[0008]
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to minimize the pressure unevenness when joining the partition wall and the substrate without using an adhesive, and to further enclose and discharge the gas in the cell. An object of the present invention is to provide an image display device manufacturing method and an image display device that can be easily performed.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an image display device comprising: a partition wall that encloses a particle group between opposing substrates at least one of which is transparent, and applies an electric field to the particle group to move the particle and display an image. A method of manufacturing an image display device including an image display plate having one or more image display elements isolated from each other, wherein a mold is prepared by forming a mold with a minute protrusion having a height of 2 μm to 10 μm in advance. mold put resin binder, or be formed by transferring to the top portion of the partition wall, or deposited by c jet on top of the partition wall, pressing the mold, leaving the cured posterior mold by heat or ultraviolet light After forming a mold in advance and forming a partition wall material on the substrate surface in advance, the mold is pressed against the substrate surface directly and cured with heat or ultraviolet light, and then the mold Is released on one substrate. It is formed at the top of the partition wall and the other substrate is pressed against a minute protrusion to join the partition wall to the other substrate.
[0010]
In the first invention of the present invention, a minute protrusion is provided on the top of the partition provided on one substrate, and the other substrate is pressed against the minute protrusion, thereby joining the partition and the other substrate. Thus, it is possible to minimize the pressure unevenness when joining the partition wall and the substrate without using an adhesive, and it is possible to easily enclose and discharge the gas in the cell.
[0011]
Suitable examples of the first aspect of the present invention, firstly, the average particle diameter of the particle element is 0.1 to 50 [mu] m, two types of particles, as determined from the blow-off method using the same type of carrier, the surface charge density The absolute value of the difference of 5 μC / m ^{2 to} 150 μC / m ² is applied, and a corona discharge is generated by applying a voltage of 8 KV to a corona discharger in which particles are arranged with a 1 mm interval from the surface. When the surface is charged, the maximum value of the surface potential after 0.3 seconds is a particle larger than 300 V, and the color of the particle is white and black. In any case, the manufacturing method of the image display device of the present invention can be more suitably carried out.
[0012]
A method of manufacturing an image display device according to a second aspect of the present invention includes: a partition wall that encloses a powder fluid between opposing substrates at least one of which is transparent, and applies an electric field to the powder fluid to move the powder fluid and display an image Is a manufacturing method of an image display device including an image display plate having one or more image display elements separated from each other by forming a mold with a minute protrusion having a height of 2 μm to 10 μm in advance put resin binder in a mold, or formed by transferring to the top portion of the partition wall, or deposited by c jet on top of the partition wall, pressing the mold, the curing posterior mold by heat or ultraviolet light Either by forming the mold, or by preparing the mold in advance and forming the partition wall material on the substrate surface in advance, and then curing the mold with heat or ultraviolet rays while pressing the prepared mold directly on the substrate surface. By releasing the mold on one substrate It is characterized in that it is formed on the top of the provided partition wall and the other substrate is pressed against a minute protrusion to join the partition wall to the other substrate.
[0013]
In the second invention of the present invention, the partition wall and the other substrate are joined by providing a minute protrusion on the top of the partition wall provided on one substrate and pressing the other substrate against the minute protrusion. Thus, it is possible to minimize the pressure unevenness when joining the partition wall and the substrate without using an adhesive, and it is possible to easily enclose and discharge the gas in the cell.
[0014]
As a preferred example of the second invention of the present invention, first , the average particle diameter d (0.5) of the powder fluid is 0.1 to 20 μm, and the color of the powder fluid is white or black . In any case, the manufacturing method of the image display device of the present invention can be more suitably carried out.
[0015]
The image display device of the present invention is characterized by being manufactured according to the method for manufacturing the image display device according to the first or second invention of the present invention described above.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIGS. 1A to 1C are diagrams showing an example configuration of an image display element of an image display board constituting the image display apparatus of the present invention and the display driving principle thereof. In the example shown in FIGS. 1A to 1C, 1 is a transparent substrate, 2 is a counter substrate, 3 is a transparent display electrode, 4 is a counter electrode, 5 is negatively charged particles (or powdered fluid), and 6 is Positively charged particles (or powder fluid), 7 is a partition wall.
[0017]
FIG. 1A shows a state in which negatively chargeable particles 5 and positively chargeable particles 6 are arranged between a transparent substrate 1 and a counter substrate 2 facing each other in the image display device of the present invention. When a voltage is applied to the display electrode 3 in this state so that a potential difference is generated between the display electrode 3 side and the counter electrode 4 side by the power source, the positively chargeable particles 6 are displayed by the Coulomb force as shown in FIG. The negatively chargeable particles 5 fly and move to the counter electrode 4 side. In this case, the display surface viewed from the transparent substrate 1 side looks like the color of the positively chargeable particles 6. Next, when the potential of the power source is switched and a voltage is applied to the display electrode 3 and the counter electrode 4 so as to create a potential difference opposite to the above, negatively charged particles are generated by Coulomb force as shown in FIG. 5 jumps to the display electrode 3 and the positively chargeable particles 6 fly to the counter electrode 4 side. In this case, the display surface viewed from the transparent substrate 1 side looks like the color of the negatively charged particles 5.
[0018]
Between FIG. 1 (b) and FIG. 1 (c), it is possible to repeatedly display only by reversing the potential of the power source, and the color can be reversibly changed by reversing the potential of the power source in this way. . For example, when the negatively charged particles 5 are white and the positively charged particles 6 are black, or the negatively charged particles 5 are black and the positively charged particles 6 are white, the display is reversible between white and black. It becomes. In the method of the present invention, since each particle is stuck to the electrode by mirror image force, the display image is retained for a long time even after the power is turned off, and the memory retainability is good.
[0019]
In the above description, the negatively chargeable particles 5 and the positively chargeable particles 6 have been described as examples. However, as will be described later, these particles are high in an aerosol state in which a solid substance is stably suspended as a dispersoid in a gas. The same driving principle can be obtained by replacing with a negatively charged powder fluid or a positively charged powder fluid exhibiting fluidity.
[0020]
The manufacturing method of the image display device according to the present invention is characterized in that, in manufacturing the image display device having the above-described configuration, a fixing method that does not use an adhesive to the transparent substrate 1 or the counter substrate 2 of the partition wall 7 that forms the image display element. This is an improvement. Since the improvement method is the same for both an image display device using particles and an image display device using powdered fluid, the following description will be made taking particles as an example.
[0021]
FIGS. 2A and 2B are views for explaining an example of a method for manufacturing an image display device according to the first and second inventions of the present invention, respectively. First, as shown in FIG. 2A, a minute protrusion 11 is provided on the top portion 7a of the partition wall 7 provided on the transparent substrate 1 made of a glass substrate. The shape of the minute protrusion 11 is not particularly limited, but is preferably a hemisphere, a cone, a polygonal pyramid, or the like. Further, in this example, the partition walls 7 are formed on the transparent substrate 1 made of a glass substrate, and the black negatively charged particles 5 and the white positively charged particles 6 are dispersed and filled in the cells between the partition walls 7 in advance. Keep it. The particles just after spreading are piled up to a height near the tip of the partition wall 7.
[0022]
The minute projections 11 can be produced by any method as long as the projections 11 can be formed on the tops 7a of the partition walls 7 having a small area. However, it is possible to use the technique of photolithography. It is difficult to use a mold. As a preferred example of a specific method for manufacturing the minute protrusions 11, the minute protrusions 11 are prepared in advance by a mold, and a resin binder is put into the prepared mold and transferred to the tops 7 a of the partition walls 7. Alternatively, a method may be employed in which a film is formed to some extent wet on the top portion 7a of the partition wall 7, the mold is pressed, and the mold is released after curing with heat or ultraviolet rays. As another suitable example of the manufacturing method of the protrusion 11, a minute protrusion 11 is prepared in advance, a partition material is formed on the substrate surface in advance, and then the manufactured mold is pressed directly against the substrate surface. It can be formed by releasing the mold after curing with heat or ultraviolet rays.
[0023]
Next, as shown in FIG. 2B, the counter substrate 2 as the other substrate is pressed against and pressed against the minute protrusions 11. Thus, the partition wall 7 and the counter substrate 2 are bonded. In the present invention, the minute protrusions 11 provided on the top portion 7a of the partition wall 7 exhibit the following effects. That is, first, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the top area 7a has a stroke area wider than that when flat, so that the pressure range required for sealing is widened and follows pressure unevenness. be able to. In addition, a slight gap is formed in the parietal portion 7a after joining, and the gas in the cell can be extracted (or gas can be introduced). This gap can be closed by sealing the periphery of the cell later in actual use.
[0024]
Moreover, about the design of the height of the microprotrusion 11, 2-10 micrometers is preferable, More preferably, it is 3-6 micrometers. If the height of the minute projections 11 is smaller than 2 μm, it will be unfavorable because it will hinder the gas venting from the inside of the cell. If the height of the minute projections 11 is larger than 10 μm, the substrate will be bent, resulting in a thickness as an image display board. This is not preferable because accuracy may be impaired, and inconveniences that the particles or powder fluid in the cell easily escape from the gap at the top of the partition wall.
[0025]
By forming the partition wall 7 in this way, it is possible to form the partition wall 7 with the non-uniformity of bonding between the transparent substrate 1 and the counter substrate 2 being minimized, and to enclose the gas in the cell.・ Easy to discharge.
[0026]
Hereafter, each member which comprises the image display apparatus of this invention is demonstrated in detail.
As for the substrate, at least one of the substrates is the transparent substrate 1 from which the color of the particles can be confirmed from the outside of the apparatus, and a material having high visible light transmittance and good heat resistance is preferable. The counter substrate 2 may be transparent or opaque. Whether the substrate is flexible or not is appropriately selected depending on the application. For example, a flexible material for applications such as electronic paper, and flexibility for applications such as mobile phones, PDAs, and notebook PCs. A material with no is preferred. Examples of the substrate material include polymer sheets such as polyethylene terephthalate, polyethersulfone, polyethylene, polycarbonate, polyimide, and acrylic, and inorganic sheets such as glass and quartz. The thickness of the substrate is preferably 2 to 5000 μm, and particularly preferably 5 to 1000 μm. If it is too thin, it will be difficult to maintain the strength and the uniformity of the distance between the substrates, and if it is too thick, the display function will have sharpness and contrast. Decrease occurs, and in particular in the case of electronic paper use, flexibility is lacking.
[0027]
Regarding the electrodes, in the example shown in FIG. 1, the display electrode 3 and the counter electrode 4, which are two kinds of electrodes having different potentials, are provided on the transparent substrate 1 and the counter substrate 2, respectively. As another electrode arrangement method, there is a method in which both the display electrode 3 and the counter electrode 4 are arranged on the side of the counter substrate 2 facing the transparent substrate 1 as shown in FIG. In FIG. 4, 8 is an insulator. In the example shown in FIG. 4, since both the display electrode 3 and the counter electrode 4 may be opaque electrodes, a metal electrode having a low resistance such as copper or aluminum can be used. The external voltage application may be a direct current or an alternating current superimposed thereon. Each electrode is preferably formed with an insulating coating layer so that the charge of the charged particles does not escape. In this coating layer, it is particularly preferable to use a positively chargeable resin for the negatively chargeable particles and a negatively chargeable resin for the positively chargeable particles because the charge of the particles is difficult to escape.
[0028]
In the image display device of the present invention, it is preferable to provide partition walls 7 as shown in the drawings on the four sides of each display element. The partition walls can be provided in two parallel directions. Thereby, excessive particle movement in the substrate parallel direction can be prevented, durability repeatability and memory retention can be assisted, and the space between the substrates can be uniformly and reinforced to increase the strength of the image display plate.
[0029]
As a method of forming the partition wall 7, as a preferred example, there is a case where a method of directly forming on the substrate by a mold is used. However, there is no particular limitation in other cases, and for example, a screen plate is used to form a predetermined position. The screen printing method, in which the paste is overcoated, or the barrier rib material of the desired thickness is solidly coated on the substrate, the resist pattern is coated on the barrier rib material only for the portions that are to be left as the barrier ribs, and then the blast material is sprayed to the barrier rib portions A sand blast method for cutting and removing partition materials other than the above, a lift-off method (additive method) for forming a resist pattern on the substrate using a photosensitive resin, embedding a paste in the resist recess, and then removing the resist; On top of this, a photosensitive resin composition containing a partition wall material is applied and a desired pattern is obtained by exposure and development, or a partition wall material is included on the substrate. After applying the paste, molded method of forming barrier ribs by crimping, press molding dies, etc. having irregularities, various methods are employed. Furthermore, a relief molding method using a relief pattern provided by a photosensitive resin composition as a mold is also applied by applying a mold forming method.
[0030]
Next, the particles used in the first invention of the present invention will be described in detail.
The particles for display in the image display device of the present invention may be any negative or positively-charged colored particles that can move and move by Coulomb force. Particularly, the particles are excellent in chargeability, spherical and specific gravity. Small particles are preferred. The particles are of a single color, and white or black particles are preferably used. The average particle diameter of the particles is preferably from 0.1 to 50 μm, particularly preferably from 1 to 30 μm. If the particle diameter is smaller than this range, the charge density of the particles is too large and the mirror image force to the electrode or substrate is too strong, and the memory property is good, but the followability when the electric field is reversed is poor. On the other hand, if the particle diameter is larger than this range, the followability is good, but the memory property is poor.
[0031]
A method of charging the particles negatively or positively is not particularly limited, and a method of charging the particles such as a corona discharge method, an electrode injection method, and a friction method is used. The charge amount of particles naturally depends on the measurement conditions, but the charge amount of particles in the image display device is almost dependent on the initial charge amount, contact with the substrate, contact with different types of particles, and charge decay with elapsed time. In particular, it has been found that the “contact with different types of particles”, that is, the saturation value of the charging behavior associated with the contact between two particles is the dominant factor. Therefore, it is important to know the difference in charging characteristics between the two particles, that is, the difference in work function, in terms of the charge amount, but this is difficult by simple measurement.
[0032]
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the same carrier can be used in the blow-off method to perform relative evaluation by measuring the charge amount of each particle, and by defining this by the surface charge density, the image can be obtained. It has been found that the charge amount of particles suitable as a display device can be predicted.
[0033]
Although the measurement method will be described in detail later, the charge amount per unit weight of the particles can be measured by bringing the particles and carrier particles into sufficient contact by the blow-off method and measuring the saturation charge amount. Then, the surface charge density of the particles can be calculated by separately obtaining the particle diameter and specific gravity of the particles.
[0034]
In the image display device, the particle diameter of the particles used is small and the influence of gravity is so small that it can be ignored. Therefore, the specific gravity of the particles does not affect the movement of the particles. However, regarding the charge amount of the particles, even if the average charge amount per unit weight is the same for the particles having the same particle diameter, the charge amount to be held when the specific gravity of the particles is two times different will be two times different. Therefore, it was found that the charging characteristics of the particles used in the image display device are preferably evaluated by the surface charge density (unit: μC / m ² ) irrespective of the specific gravity of the particles.
[0035]
When there is a sufficient difference in surface charge density between the particles, the two kinds of particles retain the charge amounts of different polarities due to contact with each other, and retain the function of moving by the electric field.
[0036]
Here, the surface charge density needs to have a certain difference in order to make the two particles have different charging polarities, but the larger the surface charge density, the better. In the image display device by particle movement, when the particle size of the particle is large, the electric image force tends to be a factor that mainly determines the flying electric field (voltage) of the particle, so this particle is moved with a low electric field (voltage). For this purpose, a lower charge amount is better. In addition, when the particle size of the particle is small, non-electric forces such as intermolecular force and liquid crosslinking force are often determinants of the flying electric field (voltage), so this particle is moved with a low electric field (voltage). Therefore, a higher charge amount is better. However, since this greatly depends on the surface properties (material / shape) of the particles, it cannot be generally defined by the particle diameter and the charge amount.
[0037]
In the case of particles having an average particle diameter of 0.1 to 50 μm, the present inventors have an absolute value of the difference in surface charge density of two types of particles measured by the blow-off method using the same type of carrier is 5 μC / m ^2. It has been found that particles of ˜150 μC / m ² can be used as an image display device.
[0038]
The blow-off measurement principle and method are as follows. In the blow-off method, a mixture of powder and carrier is placed in a cylindrical container with nets at both ends, high pressure gas is blown from one end to separate the powder and carrier, and only the powder is removed from the mesh opening. Blow off. At this time, the charge amount equal to the charge amount taken away from the container by the powder remains on the carrier. All of the electric flux due to this charge is collected by the Faraday cage, and the capacitor is charged by this amount. Therefore, by measuring the potential across the capacitor, the charge amount Q of the powder can be obtained as Q = CV (C: capacitor capacity, V: voltage across the capacitor).
[0039]
TB-200 manufactured by Toshiba Chemical Co. was used as a blow-off powder charge measuring device. In the present invention, the carrier is measured using two types of positively charged and negatively charged ones, and the charge density per unit surface area (unit: μC / m) in each case using the particle specific gravity determined by the measurement. ² ) was calculated. In other words, F963-2535 manufactured by Powdertech Co., Ltd. is used as a positively chargeable carrier (a carrier that tends to be negatively charged when the other party is positively charged). As an easy carrier, F921-2535 made by Powdertech was used.
[0040]
Since the particles need to retain their charged charges, insulating particles having a volume resistivity of 1 × 10 ¹⁰ Ω · cm or more are preferable, and insulating particles having 1 × 10 ¹² Ω · cm or more are particularly preferable.
[0041]
The particles in the image display device of the present invention are more preferably particles having a slow charge decay property evaluated by the method described below. That is, the particles are separately formed into a film having a thickness of 5 to 100 μm by pressing, heat melting, casting, or the like, and a voltage of 8 KV is applied to a corona discharger disposed with a 1 mm interval from the film surface. Corona discharge is generated to charge the surface, and the change in surface potential is measured and judged. In this case, it is desirable to select and prepare the particle constituent material so that the maximum value of the surface potential after 0.3 seconds is greater than 300V, preferably greater than 400V.
[0042]
The surface potential can be measured by, for example, the apparatus shown in FIG. 5 (CRT2000 manufactured by QEA). In the case of this apparatus, both ends of the roll shaft on which the above-described film is arranged are held by the chuck 31, and a measuring unit in which a small scorotron discharger 32 and a surface potential meter 33 are separated from each other by a predetermined distance is provided on the film. A surface charge is applied by moving the measurement unit at a constant speed from one end of the roll shaft to the other end while keeping the roll shaft stationary with a 1 mm gap from the surface of the roll. A method for measuring the surface potential is preferably employed. The measurement environment is a temperature of 25 ± 3 ° C. and a humidity of 55 ± 5 RH%.
[0043]
The particles in the image display apparatus of the present invention may be composed of any material as long as characteristics such as charging performance are satisfied. For example, it can be formed from a resin, a charge control agent, a colorant, an inorganic additive or the like, or a colorant alone. Examples of the resin include urethane resin, urea resin, acrylic resin, polyester resin, acrylic urethane resin, acrylic urethane silicone resin, acrylic urethane fluororesin, acrylic fluororesin, silicone resin, acrylic silicone resin, epoxy resin, polystyrene resin, styrene Examples include acrylic resin, polyolefin resin, butyral resin, vinylidene chloride resin, melamine resin, phenol resin, fluororesin, polycarbonate resin, polysulfone resin, polyether resin, polyamide resin, etc. Therefore, acrylic urethane resin, acrylic silicone resin, acrylic fluororesin, acrylic urethane silicone resin, acrylic urethane fluororesin, fluororesin, and silicone resin are suitable. Two or more kinds can be mixed.
[0044]
The charge control agent is not particularly limited. Examples of the negative charge control agent include salicylic acid metal complexes, metal-containing azo dyes, metal-containing oil-soluble dyes (including metal ions and metal atoms), and quaternary ammonium salt systems. Examples thereof include compounds, calixarene compounds, boron-containing compounds (benzyl acid boron complexes), and nitroimidazole derivatives. Examples of the positive charge control agent include nigrosine dyes, triphenylmethane compounds, quaternary ammonium salt compounds, polyamine resins, imidazole derivatives, and the like. In addition, metal oxides such as ultrafine silica, ultrafine titanium oxide and ultrafine alumina, nitrogen-containing cyclic compounds such as pyridine and derivatives and salts thereof, various organic pigments, resins containing fluorine, chlorine, nitrogen, etc. are also charged. It can also be used as a control agent.
[0045]
As the colorant, various organic or inorganic pigments and dyes as exemplified below can be used.
Examples of black pigments include carbon black, copper oxide, manganese dioxide, aniline black, and activated carbon.
Yellow pigments include yellow lead, zinc yellow, cadmium yellow, yellow iron oxide, mineral fast yellow, nickel titanium yellow, navel yellow, naphthol yellow S, Hansa Yellow G, Hansa Yellow 10G, Benzidine Yellow G, Benzidine Yellow GR, and quinoline. There are yellow rake, permanent yellow NCG, tartrage rake and so on.
Examples of the orange pigment include red yellow lead, molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, Vulcan orange, indanthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, and indanthrene brilliant orange GK.
[0046]
Examples of red pigments include bengara, cadmium red, red lead, mercury sulfide, cadmium, permanent red 4R, risor red, pyrazolone red, watching red, calcium salt, lake red D, brilliant carmine 6B, eosin lake, rhodamine lake B, There are Alizarin Lake and Brilliant Carmine 3B.
Examples of purple pigments include manganese purple, fast violet B, and methyl violet lake.
Examples of blue pigments include bitumen, cobalt blue, alkali blue lake, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue partially chlorinated, first sky blue, and induslen blue BC.
Examples of the green pigment include chrome green, chromium oxide, pigment green B, malachite green lake, final yellow green G, and the like.
Examples of white pigments include zinc white, titanium oxide, antimony white, and zinc sulfide.
[0047]
Examples of extender pigments include barite powder, barium carbonate, clay, silica, white carbon, talc, and alumina white.
Furthermore, various dyes such as basic, acidic, disperse, and direct dyes include nigrosine, methylene blue, rose bengal, quinoline yellow, and ultramarine blue.
These colorants can be used alone or in combination.
In particular, carbon black is preferable as the black colorant, and titanium oxide is preferable as the white colorant.
Examples of the production of the particles are not particularly limited. For example, a pulverization method and a polymerization method according to the case of producing an electrophotographic toner can be used. Further, a method of coating the surface of the inorganic or organic pigment powder with a resin, a charge control agent or the like is also used.
[0048]
The distance between the transparent substrate 1 and the counter substrate 2 in the image display device of the present invention is adjusted to 10 to 5000 μm, preferably 30 to 500 μm, as long as the particles can fly and maintain the contrast.
The particle filling amount (volume occupancy) may be filled so as to be 10 to 80%, preferably 10 to 70% of the space volume between the substrates.
[0049]
Next, the powder fluid used in the second invention of the present invention will be described in detail.
The “powder fluid” in the present invention is a substance in an intermediate state of both fluid and particle characteristics that exhibits fluidity by itself without borrowing the force of gas or liquid. For example, liquid crystal is defined as an intermediate phase between a liquid and a solid, and has fluidity that is a characteristic of liquid and anisotropy (optical properties) that is a characteristic of solid (Heibonsha: Encyclopedia) . On the other hand, the definition of particle is an object with a finite mass even if it is negligible, and is said to be affected by gravity (Maruzen: Physics Encyclopedia). Here, even in the case of particles, there are special states of gas-solid fluidized bed and liquid-solid fluids. When gas is flowed from the bottom plate to the particles, upward force is applied to the particles according to the velocity of the gas. Is a gas-solid fluidized bed that is in a state where it can easily move when it balances with gravity, and it is also called a liquid-solid fluidized state that is fluidized by the fluid (ordinary) Company: Encyclopedia). As described above, the gas-solid fluidized bed body and the liquid-solid fluid are in a state of using a gas or liquid flow. In the present invention, it has been found that a substance in a state of fluidity can be produced specifically without borrowing the force of such gas and liquid, and this is defined as powder fluid.
[0050]
That is, the pulverulent fluid in the present invention is in an intermediate state having both the characteristics of particles and liquid, as in the definition of liquid crystal (liquid and solid intermediate phase), and is the characteristic of the above-mentioned particles. It is a substance that is extremely unaffected and exhibits a unique state with high fluidity. Such a substance can be obtained in an aerosol state, that is, a dispersion system in which a solid or liquid substance is stably suspended as a dispersoid in a gas, and the solid substance is used as a dispersoid in the image display device of the present invention. Is.
[0051]
The range of the aerosol state is preferably such that the apparent volume of the pulverized fluid when it is floated is twice or more that when it is not suspended, more preferably 2.5 times or more, and particularly preferably 3 times or more. Although an upper limit is not specifically limited, It is preferable that it is 12 times or less.
If the apparent volume of the pulverized fluid is less than twice that of the unfloating state, it is difficult to control the display, and if it is more than 12 times, the powder fluid will be overloaded when sealed in the device. Inconvenience in handling occurs. The apparent volume at the maximum floating time is measured as follows. That is, the powdered fluid is put into a closed container that allows the powdered fluid to permeate, and the container itself is vibrated or dropped to create a maximum floating state, and the apparent volume at that time is measured from the outside of the container. Specifically, in a container with a lid (trade name: iBoy: manufactured by ASONE Co., Ltd.) having a diameter (inner diameter) of 6 cm and a height of 10 cm, the powder fluid corresponding to 1/5 of the volume of the fluid when not floating. And set the container on a shaker, and shake at a distance of 6 cm at 3 reciprocations / sec for 3 hours. The apparent volume immediately after stopping shaking is the apparent volume at the maximum floating time.
[0052]
In addition, the image display device of the present invention preferably has a temporal change in the apparent volume of the powder fluid that satisfies the following formula.
V ₁₀ / V ₅ > 0.8
Here, V ₅ represents an apparent volume (cm ³ ) 5 minutes after the maximum floating time, and V ₁₀ represents an apparent volume (cm ³ ) 10 minutes after the maximum floating time. In the image display device of the present invention, the apparent volumetric change V ₁₀ / V ₅ of the powder fluid is preferably larger than 0.85, and more preferably larger than 0.9. When V ₁₀ / V ₅ is 0.8 or less, it becomes the same as when ordinary so-called particles are used, and it becomes impossible to ensure the effect of high-speed response and durability as in the present invention.
[0053]
Moreover, the average particle diameter (d (0.5)) of the particulate material constituting the powder fluid is preferably 0.1 to 20 μm, more preferably 0.5 to 15 μm, and particularly preferably 0.9 to 8 μm. . If it is smaller than 0.1 μm, it is difficult to control the display, and if it is larger than 20 μm, it is possible to display but the concealment rate is lowered and it is difficult to make the device thin. The average particle diameter (d (0.5)) of the particulate material constituting the powder fluid is the same as d (0.5) in the next particle diameter distribution Span.
[0054]
The particle substance constituting the powder fluid preferably has a particle size distribution Span represented by the following formula of less than 5, more preferably less than 3.
Particle size distribution Span = (d (0.9) -d (0.1)) / d (0.5)
Here, d (0.5) is a numerical value expressed in μm of the particle diameter that 50% of the particulate material constituting the powder fluid is larger than this and 50% is smaller than this, and d (0.1) is less than this. A numerical value in which the ratio of the particle substance constituting the powder fluid is 10%, expressed in μm, and d (0.9) is the particle diameter in which the particulate substance constituting the powder fluid is 90% μm It is a numerical value expressed by By setting the particle size distribution Span of the particulate material constituting the powder fluid to 5 or less, the sizes are uniform and uniform powder fluid movement becomes possible.
[0055]
The above particle size distribution and particle size can be obtained from a laser diffraction / scattering method or the like. When laser light is irradiated to the powder fluid to be measured, a light intensity distribution pattern of diffracted / scattered light is generated spatially, and this light intensity pattern has a corresponding relationship with the particle diameter, so the particle diameter and particle diameter distribution are measured. it can. This particle size and particle size distribution are obtained from a volume-based distribution. Specifically, using a Mastersizer2000 (Malvern Instruments Ltd.) measuring machine, the powdered fluid was introduced into the nitrogen stream, and the attached analysis software (software based on volume reference distribution using Mie theory) Measurements can be made.
[0056]
Preparation of powder fluid can be done by kneading and crushing the necessary resin, charge control agent, colorant and other additives, polymerizing from monomers, adding existing particles to resin, charge control agent, colorant and other It may be coated with an agent. Hereinafter, the resin, charge control agent, colorant, and other additives constituting the powder fluid will be exemplified.
[0057]
Examples of the resin include urethane resin, acrylic resin, polyester resin, urethane-modified acrylic resin, silicone resin, nylon resin, epoxy resin, styrene resin, butyral resin, vinylidene chloride resin, melamine resin, phenol resin, fluorine resin, etc. Two or more types can also be mixed. In particular, acrylic urethane resin, acrylic urethane silicone resin, acrylic urethane fluororesin, urethane resin, and fluororesin are preferable from the viewpoint of controlling the adhesive force with the substrate.
[0058]
Examples of charge control agents include quaternary ammonium salt compounds, nigrosine dyes, triphenylmethane compounds, imidazole derivatives and the like in the case of imparting positive charges, and metal-containing azo compounds in the case of imparting negative charges. Examples thereof include dyes, salicylic acid metal complexes, and nitroimidazole derivatives.
Examples of the colorant include basic and acidic dyes such as nigrosine, methylene blue, quinoline yellow, and rose bengal.
Examples of inorganic additives include titanium oxide, zinc white, zinc sulfide, antimony oxide, calcium carbonate, lead white, talc, silica, calcium silicate, alumina white, cadmium yellow, cadmium red, cadmium orange, titanium yellow, Examples include bitumen, ultramarine, cobalt blue, cobalt green, cobalt violet, iron oxide, carbon black, copper powder, and aluminum powder.
[0059]
However, even if such a material is kneaded and coated without any ingenuity, a powder fluid that shows an aerosol state cannot be produced. The production method of the powder fluid showing the aerosol state is not clear, but is exemplified as follows.
[0060]
First, it is appropriate to fix inorganic fine particles having an average particle diameter of 20 to 100 nm, preferably 20 to 80 nm, to the surface of the particulate material constituting the powder fluid. Furthermore, it is appropriate that the inorganic fine particles are treated with silicone oil. Here, examples of the inorganic fine particles include silicon dioxide (silica), zinc oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, cerium oxide, iron oxide, and copper oxide. The method of fixing the inorganic fine particles is important. For example, using a hybridizer (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.) or mechanofusion (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.) or the like, under certain limited conditions (for example, processing time) ), A powder fluid showing an aerosol state can be produced.
[0061]
Here, in order to further improve the repeated durability, it is effective to manage the stability of the resin constituting the powder fluid, particularly the water absorption rate and the solvent insolubility rate. The water absorption rate of the resin constituting the powder fluid to be sealed between the substrates is preferably 3% by weight or less, particularly preferably 2% by weight or less. The water absorption is measured according to ASTM-D570, and the measurement condition is 23 ° C. for 24 hours. Regarding the solvent insolubility of the resin constituting the powder fluid, the solvent insolubility of the powder fluid represented by the following relational expression is preferably 50% or more, particularly 70% or more.
Solvent insolubility (%) = (B / A) × 100
(However, A represents the weight of the resin before dipping in the solvent, and B represents the weight after dipping the resin in a good solvent at 25 ° C. for 24 hours.)
[0062]
If the solvent insolubility is less than 50%, bleeding occurs on the surface of the particulate matter that constitutes the powder fluid during long-term storage, which affects the adhesion with the powder fluid and hinders the movement of the powder fluid, resulting in image display durability. May cause problems. The solvent (good solvent) for measuring the solvent insolubility is methyl ethyl ketone, etc. for fluororesins, methanol, etc. for polyamide resins, methyl ethyl ketone, toluene, etc. for acrylic urethane resins, acetone, isopropanol, etc. for melamine resins, silicone resins, etc. In this case, toluene or the like is preferable.
[0063]
Further, the filling amount of the powder fluid is adjusted so that the occupied volume of the powder fluid is 5 to 85%, preferably 10 to 65%, more preferably 10 to 55% of the space between the opposing substrates. It is preferable. Since the powder fluid shows an aerosol state, it is difficult to enclose it in the display device by a normal method. For handling, it is necessary to force the powder fluid to adhere to the substrate using an electrostatic coating machine. Is preferable. In this case, either one of the methods may be employed, in which only one of the substrates is attached or the two substrates are attached and matched.
[0064]
Furthermore, in the present invention, it is important to manage the gas in the voids surrounding the particle group or the powder fluid between the substrates, which contributes to the improvement of display stability. Specifically, it is important that the relative humidity at 25 ° C. is 60% RH or less, preferably 50% RH or less, and more preferably 35% RH or less with respect to the humidity of the gas in the void portion. The above-described void portion is in contact with a so-called particle group or powder fluid excluding a portion occupied by the particle group or powder fluid, a portion occupied by the partition wall 7 and a device seal portion from a portion sandwiched between the transparent substrate 1 and the counter substrate 2. It shall refer to the gas part.
[0065]
The gas in the gap is not limited as long as it is in the humidity region described above, but dry air, dry nitrogen, dry argon, dry helium and the like are preferable. This gas needs to be sealed in the apparatus so that the humidity is maintained. For example, filling of particles or powdered fluid, assembly of the substrate, etc. are performed in a predetermined humidity environment, It is important to apply a sealing material and a sealing method to prevent moisture intrusion.
[0066]
The image display device of the present invention includes a display unit of a mobile device such as a notebook computer, a PDA, and a mobile phone, an electronic paper such as an electronic book and an electronic newspaper, a signboard, a poster, a display board such as a blackboard, a calculator, a home appliance, It is used for display parts such as automobile supplies, card display parts such as point cards.
[0067]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, in the first invention using the particles of the present invention and the second invention using the powder fluid, a minute protrusion is provided on the top of the partition provided on one substrate, and the other By pressing the substrate against the minute protrusions, the partition and the other substrate are joined, so pressure unevenness when joining the partition and the substrate can be minimized without using an adhesive. Furthermore, the gas in the cell can be easily sealed and discharged.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1C are explanatory views showing an example of a display element and its display operation principle in an image display device of the present invention, respectively.
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing an example of a method for manufacturing a partition wall for forming an image display element in the method for manufacturing an image display device of the present invention.
FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining the operational effects of minute protrusions provided on the tops of the partition walls in the method for manufacturing an image display device of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a case where both the display electrode and the counter electrode are arranged on the side of the counter substrate facing the transparent substrate as another example of the display element in the image display device of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a measuring device for measuring the surface potential of particles in the image display device of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent substrate 2 Counter substrate 3 Display electrode 4 Counter electrode 5 Negatively charged particle (powder fluid)
6 Positively charged particles (powder fluid)
7 Bulkhead 7a Top 8 Insulator 11 Minute protrusion 31 Chuck 32 Scorotron discharger 33 Surface potential meter

Claims

An image display board having one or more image display elements separated from each other by a partition wall, in which the particle group is enclosed between opposing substrates at least one of which is transparent, and an electric field is applied to the particle group to move the particle and display an image A method of manufacturing an image display device comprising: forming a mold with a fine protrusion having a height of 2 μm to 10 μm in advance, placing a resin binder in the manufactured mold, and transferring the protrusion to the top of the partition wall in either form, or deposited by c jet on top of the partition wall, pressing the mold, or formed by releasing the cured posterior mold with heat or ultraviolet light, or, in advance to prepare a mold After the partition wall material is formed on the substrate surface in advance, the mold is released from the mold by releasing the mold after curing with heat or ultraviolet rays while pressing the mold directly on the substrate surface. Formed on the top of the head and the other substrate with a small protrusion A method of manufacturing an image display device, wherein the partition wall and the other substrate are bonded to each other by being pressed against the substrate.

The method for producing an image display device according to claim 1, wherein the average particle diameter of the particles is 0.1 to 50 μm.

3. The image display device according to claim 1, wherein an absolute value of a difference in surface charge density between two kinds of particles measured by a blow-off method using the same kind of carrier is 5 μC / m ^{2 to} 150 μC / m ^2. Manufacturing method.

When the surface is charged by applying a voltage of 8 KV to a corona discharger in which particles are arranged at a distance of 1 mm from the surface to charge the surface, the maximum value of the surface potential after 0.3 seconds The method for manufacturing an image display device according to claim 1, wherein the particle size is larger than 300V.

The method for manufacturing an image display device according to claim 1, wherein the color of the particles is white and black.

An image display having one or more image display elements separated from each other by partition walls, in which powder fluid is enclosed between opposing substrates at least one of which is transparent, and an electric field is applied to the powder fluid to move the powder fluid to display an image. A method of manufacturing an image display device including a plate, in which a minute protrusion having a height of 2 μm to 10 μm is prepared in advance, and a resin binder is put into the manufactured mold and transferred to the top of the partition wall. or formed by, or deposited by c jet on top of the partition wall, pressing the mold, or formed by releasing the cured posterior mold with heat or ultraviolet light, or pre-fabricated molds Then, after the barrier rib material is formed on the substrate surface in advance, the barrier rib provided on one of the substrates by releasing the die after curing with heat or ultraviolet rays while pressing the prepared die directly against the substrate surface Formed on the top of the head and the other substrate A method of manufacturing an image display device, wherein the partition wall and the other substrate are joined by pressing against the starting member.

The method for producing an image display device according to claim 6, wherein the average particle diameter d (0.5) of the powder fluid is 0.1 to 20 μm.

The method of manufacturing an image display device according to claim 6 or 7, wherein the color of the powder fluid is white or black.

An image display device manufactured by the method for manufacturing an image display device according to claim 1.