JP4556403B2 - Display body manufacturing method, display body and electronic device - Google Patents
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Description
本発明は、情報表示素子等、特に、電気泳動材料、液晶等を内包させたカプセルを用いた情報表示素子等の表示体の製造方法、表示体および電子機器に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a display body such as an information display element using a capsule containing an information display element and the like, in particular, an electrophoretic material, liquid crystal, and the like, a display body, and an electronic device.
液体中に微粒子を分散させた懸濁液を、2つの電極の間に挟み、電極間に電圧(電界)を印加すると、微粒子は電界の向きに応じて移動する。これは微粒子が液体中で帯電することによって起こる電気泳動現象である。このとき分散媒(液体)を着色しておくと、微粒子が「見る側」へ泳動してくると微粒子の色が見え、逆に「見る側」の反対側へ泳動すれば分散媒の色が観察される。この色の違いを利用して表示素子とするのが電気泳動表示素子である。分散媒を着色する代わりに、2種類の色の異なる微粒子を分散させ、それぞれの微粒子の帯電を正負異符号に制御することによっても、同様の機能を得ることができる。 When a suspension in which fine particles are dispersed in a liquid is sandwiched between two electrodes and a voltage (electric field) is applied between the electrodes, the fine particles move in accordance with the direction of the electric field. This is an electrophoretic phenomenon that occurs when fine particles are charged in a liquid. If the dispersion medium (liquid) is colored at this time, the color of the microparticles can be seen when the microparticles migrate to the “viewing side”. Observed. An electrophoretic display element is used as a display element by utilizing the difference in color. Instead of coloring the dispersion medium, the same function can be obtained by dispersing fine particles of two different colors and controlling the charge of each fine particle with a positive / negative sign.
この分散液を2枚の電極間に挟む際、懸濁液中の微粒子が面内の一部に偏ってしまわないように、隔壁で分割した微細なセル状領域に分散液を閉じ込める必要がある。セル状領域を形成するのに、大別して2通りの方法が提案されている。
1つ目が、隔壁形成方式で、これは、電極の付いた基板上に隔壁をフォトリソグラフィやモールドによって形成して、これに続いて、隔壁で仕切られたセル状領域に分散液を注入して、その後、蓋をして、電極を形成するものである。2つ目(他方)が、マイクロカプセル方式で、これは、分散液を内包したマイクロカプセルを予め合成しておいて、このマイクロカプセルを電極の付いた基板上に配列・塗布する方法である(例えば、特許文献1参照)。マイクロカプセル方式の利点は、一旦マイクロカプセルを合成すればこれを塗布することによって、大きな面積の素子も容易に低コストで作製が可能である。
マイクロカプセルの直径は20〜200μm程度であり、マイクロカプセルの集合体に流動性を持たせるため、溶剤、あるいは、水と混合した材料を、基板上に塗布することで、マイクロカプセルを基板上に配列する。溶剤、あるいは水に加えて、マイクロカプセルを基板に接着する目的で、樹脂、あるいはモノマーを混合して塗布することもできる。
When this dispersion is sandwiched between two electrodes, it is necessary to confine the dispersion in a fine cell-like region divided by the partition walls so that the fine particles in the suspension are not biased to a part of the surface. . In order to form the cellular region, two broad methods have been proposed.
The first is a partition wall formation method, which forms a partition wall on a substrate with electrodes by photolithography or molding, and subsequently injects a dispersion into a cellular region partitioned by the partition wall. Then, the lid is covered to form an electrode. The second (the other) is a microcapsule method, in which a microcapsule containing a dispersion liquid is synthesized in advance, and this microcapsule is arranged and coated on a substrate with electrodes (see FIG. For example, see Patent Document 1). The advantage of the microcapsule method is that once a microcapsule is synthesized, an element having a large area can be easily produced at a low cost by applying it.
The diameter of the microcapsule is about 20 to 200 μm, and in order to make the assembly of microcapsules fluid, a solvent or a material mixed with water is applied onto the substrate, so that the microcapsule is applied onto the substrate. Arrange. In addition to a solvent or water, a resin or a monomer can be mixed and applied for the purpose of adhering the microcapsule to the substrate.
しかしながら、マイクロカプセルを塗布する際、機械的にマイクロカプセル集合体を、基板全体へと広げるため、マイクロカプセルの塗布領域を精密に制御することが難しかった。例えば、表示素子の、表示領域の枠外にはマイクロカプセルを塗布する必要はなく、むしろ、インターコネクションや、素子の封止の観点からはマイクロカプセルが塗布されないことが望ましい。しかし、ローラーやスキージで流動性のあるマイクロカプセル集合体を基板上で押し広げる方法では、塗布/非塗布領域を精密に制御することは難しかった。 However, when the microcapsules are applied, it is difficult to precisely control the application region of the microcapsules because the microcapsule aggregate is mechanically spread over the entire substrate. For example, it is not necessary to apply the microcapsule outside the display area frame of the display element. Rather, it is desirable that the microcapsule is not applied from the viewpoint of interconnection and element sealing. However, it has been difficult to precisely control the coating / non-coating region by the method of spreading a fluid microcapsule assembly on a substrate with a roller or a squeegee.
また、カラー表示を可能とする電気泳動表示素子を作製するためには、異なる色を有する電気泳動材料をタイル状に配列する必要がある。これを、マイクロカプセル電気泳動材料で実現するためには、さらに、精密に、微細なパターンを塗り分ける必要がある。前述の通り、単純で大きなパターンでさえ困難を伴うため、多色のマイクロカプセルを塗り分けてカラー電気泳動素子を作製することは、極めて困難であった。 Moreover, in order to produce an electrophoretic display element that enables color display, it is necessary to arrange electrophoretic materials having different colors in a tile shape. In order to realize this with a microcapsule electrophoretic material, it is necessary to coat a fine pattern more precisely. As described above, since even a simple and large pattern is difficult, it is extremely difficult to fabricate a color electrophoretic element by separately coating multicolor microcapsules.
本発明の目的は、表示用流動体を内包するカプセルを、精度良く、表示電極上に選択的に設けることができる表示体の製造方法、表示体および電子機器を提供することにある。 The objective of this invention is providing the manufacturing method of a display body, a display body, and an electronic device which can selectively provide the capsule which includes the fluid for a display on a display electrode accurately.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の表示体の製造方法は、表示用流動体(表示媒体)を内包するカプセル(マイクロカプセル)と、表示体電極を有する表示体基板と、対向電極とを、堆積用媒体液中に配置して、前記表示体電極と前記対向電極との間に電圧を印加して、前記カプセルを前記表示体電極方向へ泳動させて前記表示体電極上に付着させることを特徴とする。
これにより、カプセル(マイクロカプセル)を表示体電極上のみに選択的に、堆積させることができ、これによって、マイクロカプセル層の精密、微細なパターニングを容易に行うことができる。
このため、デバイスの小型化に有利であり、例えば信頼性を向上させるための封止を容易に行うことができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
In the method for producing a display body of the present invention, a capsule (microcapsule) enclosing a display fluid (display medium), a display body substrate having a display body electrode, and a counter electrode are disposed in a deposition medium liquid. Then, a voltage is applied between the display electrode and the counter electrode so that the capsule moves in the display electrode direction and adheres to the display electrode.
As a result, capsules (microcapsules) can be selectively deposited only on the display electrode, thereby enabling precise and fine patterning of the microcapsule layer easily.
For this reason, it is advantageous for miniaturization of the device, and for example, sealing for improving reliability can be easily performed.
本発明の表示体の製造方法では、前記表示用流動体として、少なくとも1種類以上の粒子を分散媒中に分散させた懸濁液を用いるのが好ましい。
本発明の表示体の製造方法では、前記表示用流動体として液晶材料を用いるのが好ましい。
本発明の表示体の製造方法では、前記表示体基板を振動させるのが好ましい。
In the method for producing a display body of the present invention, it is preferable to use a suspension in which at least one kind of particles are dispersed in a dispersion medium as the display fluid.
In the method for producing a display body of the present invention, it is preferable to use a liquid crystal material as the display fluid.
In the manufacturing method of the display body of this invention, it is preferable to vibrate the said display body board | substrate.
本発明の表示体の製造方法では、前記表示体基板の近傍の前記堆積用媒体液を振動させるのが好ましい。
本発明の表示体の製造方法では、前記表示体基板上のカプセル堆積を監視する検出器を設け、前記検出器が、カプセル堆積層が1層完成したことを検出して、前記表示体電極と前記対向電極との間の電圧を制御するのが好ましい。
In the display body manufacturing method of the present invention, it is preferable to vibrate the deposition medium liquid in the vicinity of the display body substrate.
In the manufacturing method of the display body of the present invention, a detector for monitoring capsule deposition on the display body substrate is provided, and the detector detects that one capsule deposition layer is completed, and It is preferable to control the voltage between the counter electrodes.
本発明の表示体の製造方法では、1層完成後の電圧がゼロボルトへ切り替わるのが好ましい。 The display body production method of the present invention, that the voltage after one layer completed is switched to zero volts have preferred.
本発明の表示体の製造方法では、前記カプセルが、前記表示体電極全体を覆い尽くした後、前記カプセルの泳動に必要な印加電圧と逆極性の電圧を、一定時間印加するのが好ましい。
本発明の表示体の製造方法では、前記カプセルが、前記表示体電極全体を覆い尽くした後、前記表示体基板を前記堆積用媒体液から取り出して、堆積したカプセルを乾燥させるのが好ましい。
The display body production method of the present invention, the capsule, after said exhausted had covered the entire display body electrodes, a migration applied voltage and reverse polarity voltage required for the capsule, preferably applied a certain time.
The display body production method of the present invention, the capsule, after the exhausted had covered the entire display body electrodes, remove the display body substrate from the deposition liquid medium, it is preferable to dry the deposited capsules.
本発明の表示体の製造方法では、乾燥の前、最中または後に、接着剤を堆積したカプセルに付与するのが好ましい。
本発明の表示体の製造方法では、前記接着剤で、表示用対向電極を有する対向基板を、前記堆積したカプセル上に貼り合わせるのが好ましい。
本発明の表示体の製造方法では、表示用対向電極を有する対向基板を、前記堆積したカプセル上に貼り合わせた後、カプセルが堆積していない非電極領域に、樹脂、または、無機材料を注入して固化・乾燥させるのが好ましい。
In the method for producing a display body of the present invention, it is preferable to apply the adhesive to the deposited capsule before, during or after drying.
In the method for manufacturing a display body according to the present invention, it is preferable that a counter substrate having a counter electrode for display is bonded onto the deposited capsule with the adhesive.
In the method for manufacturing a display body of the present invention, after a counter substrate having a display counter electrode is bonded onto the deposited capsule, a resin or an inorganic material is injected into a non-electrode region where the capsule is not deposited. It is preferable to solidify and dry.
本発明の表示体の製造方法では、前記樹脂、または、無機材料が接着剤であるのが好ましい。
本発明の表示体の製造方法では、カプセルが堆積していない非電極領域の幅が3ミリメートル以下であるのが好ましい。
本発明の表示体の製造方法では、前記表示体基板上に設けられた、それぞれが電気的に分離された複数の表示体電極のうち、一部の表示体電極にのみ、電圧を印加して、前記一部の表示体電極に選択的に前記カプセルを付着させるのが好ましい。
これにより、例えば、精密なカラー表示用の表示体(表示素子)を、カプセル(マイクロカプセル)を用いて容易に製造することができる。
In the manufacturing method of the display body of this invention, it is preferable that the said resin or an inorganic material is an adhesive agent.
In the manufacturing method of the display body of the present invention, it is preferable that the width of the non-electrode region where the capsule is not deposited is 3 mm or less.
In the display body manufacturing method of the present invention, a voltage is applied only to some of the display body electrodes provided on the display body substrate, each of which is electrically separated. It is preferable that the capsule is selectively attached to the partial display electrode.
Thereby, for example, a display body (display element) for precise color display can be easily manufactured using capsules (microcapsules).
本発明の表示体の製造方法では、前記表示体基板上に設けられた、それぞれが電気的に分離された複数の表示体電極のうち、一部の表示体電極にのみ、電圧を印加して、前記一部の表示体電極に選択的に前記カプセルを付着させる工程を、カプセルの種類と、電圧を印加する表示体電極を変えて繰り返すことによって、2種類以上の異なるカプセルを、別々に、別の表示体電極上に付着させるのが好ましい。
これにより、例えば、精密なカラー表示用の表示体(表示素子)を、カプセル(マイクロカプセル)を用いて容易に製造することができる。
In the display body manufacturing method of the present invention, a voltage is applied only to some of the display body electrodes provided on the display body substrate, each of which is electrically separated. , By selectively repeating the step of attaching the capsules to the partial display electrodes, by changing the type of capsules and the display electrodes to which the voltage is applied, separately two or more different capsules, It is preferable to deposit on another display electrode.
Thereby, for example, a display body (display element) for precise color display can be easily manufactured using capsules (microcapsules).
本発明の表示体の製造方法では、異なるカプセルが、表示色の異なるカプセルであるのが好ましい。
本発明の表示体の製造方法では、前記表示色が少なくとも、青、緑、赤および白を含むものであるのが好ましい。
本発明の表示体の製造方法では、前記分散媒が、染料または顔料で着色されているのが好ましい。
In the method for producing a display body of the present invention, it is preferable that the different capsules are capsules having different display colors.
In the manufacturing method of the display body of this invention, it is preferable that the said display color contains at least blue, green, red, and white.
In the manufacturing method of the display body of this invention, it is preferable that the said dispersion medium is colored with dye or a pigment.
本発明の表示体の製造方法では、前記粒子として、色の異なる2種類以上の粒子を用いるのが好ましい。
本発明の表示体の製造方法では、前記粒子として、少なくとも、無機粒子と、該無機粒子の色と異なる色に着色され、かつ、前記無機粒子の帯電極性と反対の帯電極性を有する樹脂粒子とを用いるのが好ましい。
In the method for producing a display body of the present invention, it is preferable to use two or more kinds of particles having different colors as the particles.
In the method for producing a display body of the present invention, as the particles, at least inorganic particles, and resin particles that are colored in a color different from the color of the inorganic particles and have a charging polarity opposite to the charging polarity of the inorganic particles; Is preferably used.
本発明の表示体の製造方法では、前記無機粒子として、主としてチタニアで構成される粒子を含むのが好ましい。
本発明の表示体の製造方法では、カプセルの壁材として水溶性の高分子を用いるのが好ましい。
本発明の表示体の製造方法では、前記水溶性の高分子が、ゼラチン、または、アラビアガムを含むのが好ましい。
In the manufacturing method of the display body of this invention, it is preferable that the said inorganic particle contains the particle | grains mainly comprised by titania.
In the method for producing a display body of the present invention, it is preferable to use a water-soluble polymer as the capsule wall material.
In the manufacturing method of the display body of this invention, it is preferable that the said water-soluble polymer contains gelatin or gum arabic.
本発明の表示体の製造方法では、前記水溶性の高分子が、ポリビニルアルコールであるのが好ましい。
本発明の表示体の製造方法では、前記堆積用媒体液が、前記表示用流体と混和しないのが好ましい。
本発明の表示体の製造方法では、前記堆積用媒体液が水を主成分とし、前記表示用流体が水と混和しないのが好ましい。
本発明の表示体の製造方法では、前記堆積用媒体液が水を主成分とし、前記表示用流体の分散媒が水と実質的に混和しない有機溶媒であるのが好ましい。
In the manufacturing method of the display body of this invention, it is preferable that the said water-soluble polymer is polyvinyl alcohol.
The display body production method of the present invention, the deposition medium liquid is preferably not hydrated the display fluid and mixed.
The display body production method of the present invention, the deposition medium solution composed mainly of water, preferably wherein the display fluid is not hydrated and mixed.
In the display body manufacturing method of the present invention, it is preferable that the deposition medium liquid is mainly composed of water, and the dispersion medium of the display fluid is an organic solvent that is substantially immiscible with water.
本発明の表示体は、表示体電極を有する表示体基板と、該表示体基板上に設けられ、表示用流動体を内包するカプセルとを備える表示体であって、
前記カプセルは、該カプセルと、前記表示体基板と、対向電極とを、堆積用媒体液中に配置し、前記表示体電極と前記対向電極との間に電圧を印加して、そのカプセルを前記表示体電極方向へ泳動させて前記表示体電極上に付着させたものであることを特徴とする。
これにより、低コストで、表示性能に優れる表示体を提供することができる。
本発明の電子機器は、本発明の表示体を備えることを特徴とする。
これにより、低コストで、表示性能に優れる表示体を有する電子機器を提供することができる。
A display body of the present invention is a display body comprising a display body substrate having a display body electrode, and a capsule provided on the display body substrate and containing a display fluid.
In the capsule, the capsule, the display substrate, and a counter electrode are arranged in a deposition medium liquid, and a voltage is applied between the display electrode and the counter electrode, and the capsule is It is characterized in that it migrates in the direction of the display body electrode and is deposited on the display body electrode.
Thereby, the display body which is low-cost and excellent in display performance can be provided.
The electronic device of the present invention includes the display body of the present invention.
Thereby, it is possible to provide an electronic device having a display body with excellent display performance at low cost.
以下、本発明の表示体の製造方法、表示体および電子機器を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
まず、本発明の表示体の第1実施形態およびその製造方法(製造方法の第1実施形態)について説明するが、ここでは、代表的に本発明の表示体を電気泳動表示装置(電気泳動表示体)に適用した場合について説明する。
Hereinafter, the manufacturing method of a display body of the present invention, a display body, and electronic equipment are explained in detail based on a suitable embodiment shown in an accompanying drawing.
<First Embodiment>
First, the first embodiment of the display body of the present invention and the manufacturing method thereof (the first embodiment of the manufacturing method) will be described. Here, the display body of the present invention is typically represented by an electrophoretic display device (electrophoretic display). The case where it is applied to the body will be described.
図1は、本発明の表示体の製造方法の第1実施形態を説明するための図であって、マイクロカプセルを表示体電極に選択的に堆積させる方法について示しており、図2は、第1実施形態における原理を説明するための図、図3は、第1実施形態の製造方法を説明するための図である。
図3(b)に示すように、表示体20は、表示体電極102を有する表示体基板101と、表示体電極102に対向する表示体用の対向電極(表示用対向電極)302を有する対向基板301と、これら表示体基板101の表示体電極102と対向基板301の対向電極302との間に配設され、表示用流動体(表示媒体)として懸濁液44を内包する複数のマイクロカプセル(カプセル)103とを備えている。
FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of a method for manufacturing a display body according to the present invention, and shows a method for selectively depositing microcapsules on a display body electrode, and FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining the principle in the first embodiment, and FIG. 3 is a diagram for explaining the manufacturing method of the first embodiment.
As shown in FIG. 3B, the
表示体基板101および対向基板301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。
表示体基板101および対向基板301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。可撓性を有する表示体基板101、対向基板301を用いることにより、可撓性を有する表示体20、すなわち、例えば電子ペーパーを構築する上で有用な表示体20を得ることができる。
なお、対向基板301を省略することもでき、また、対向電極302に相当する電極を、表示体電極102とともに、表示体基板101側に設けることもできる。
また、表示体電極102、対向電極302の形状、寸法、数、基板上の位置等は、それぞれ、図示のものに限定されないことは、言うまでもない。
Each of the
The
Note that the
Needless to say, the shape, size, number, position on the substrate, and the like of the
図2に示すように、マイクロカプセル103は、1種類以上の微粒子(粒子)42を分散媒43中に分散(懸濁)させた懸濁液44をカプセル本体41内に閉じ込めて(封入して)構成されている。このマイクロカプセル103を合成するには、後述するように、既知のマイクロカプセル化技術を用いることができる。
カプセル本体41の構成材料(マイクロカプセル103の壁材)としては、特に限定されないが、例えば、ウレタン、メラミン、ポリビニルアルコール、尿素ホルマリン、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ゼラチン、アラビアガム、ゼラチンとアラビアガムとの複合材料等が挙げられ、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。
As shown in FIG. 2, in the
The constituent material of the capsule body 41 (wall material of the microcapsule 103) is not particularly limited. For example, urethane, melamine, polyvinyl alcohol, urea formalin, polymethyl methacrylate (PMMA), gelatin, gum arabic, gelatin and gum arabic The composite material etc. are mentioned, Among these, it can be used combining 1 type (s) or 2 or more types.
ここで、カプセル本体41の構成材料としては、水溶性の高分子を用いるのが好ましく、水溶性の高分子として、ゼラチン、または、アラビアガムが含まれるのが好ましい。また、水溶性の高分子は、ポリビニルアルコールであるのも好ましい。
このようなマイクロカプセル103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、表示体20は、より優れた表示性能を発揮することができる。
なお、均一な大きさのマイクロカプセル103は、例えば、濾過法、比重差分級法等を用いることにより得ることができる。
マイクロカプセル103の平均粒径は、20〜200μm程度であるのが好ましく、30〜150μm程度であるのがより好ましい。
Here, the constituent material of the
The
The average particle size of the
マイクロカプセル103は、表示体基板101と対向基板301との間に、縦横に並列するように単層で(厚み方向に重なることなく1個ずつ)配設され、それぞれ、表示体電極102および対向電極302に接触している。
なお、表示体基板101、対向基板301、表示体電極102および対向電極302のうち、表示面側(見る側)に配置される基板および電極は、それぞれ、光透過性を有するもの、すなわち、好ましくは実質的に透明(無色透明、有色透明または半透明)とされる。これにより、懸濁液中における微粒子の状態、すなわち表示体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。
The
Of the
このような表示体20では、表示体電極102と対向電極302との間に電圧を印加すると、これらの間に生じる電界にしたがって、マイクロカプセル103中の微粒子42は、いずれかの電極に向かって電気泳動(移動)する。
例えば、図3中下方を表示面側とし、微粒子42として正荷電を有するものを用いた場合、対向電極302を正電位とすると、微粒子42は、表示体電極102側に、移動して集まる。このため、表示体20を図3中下方(表示面側)から見ると、微粒子42の色が見えることになる。
In such a
For example, in the case where the lower side in FIG. 3 is the display surface side and the
これとは逆に、対向電極302を負電位とすると、微粒子42は、対向電極302側に、移動して集まる。このため、表示体20を図3中下方(表示面側)から見ると、分散媒43の色が見えることになる。
したがって、微粒子42の物性(例えば色、正負、帯電量等)や、表示体電極102、対向電極302の極性、表示体電極102と対向電極302との間の電位差(電圧)等を適宜設定することにより、表示体20の表示面側には、微粒子42の色および分散媒43の色の組み合わせにより、所望の情報(画像)が表示される。
On the contrary, when the
Accordingly, the physical properties (for example, color, positive / negative, charge amount) of the
次に、表示体20の製造方法について説明する。
まず、図1に示すように、マイクロカプセル103を堆積槽(塗布槽)105中に貯留されている堆積用媒体液106中に浮遊するように供給する。マイクロカプセル103が均一に浮遊するように、堆積槽105中に攪拌装置や、マイクロカプセル供給口などを設けることもできる。
Next, a method for manufacturing the
First, as shown in FIG. 1, the
また、表示体電極102が予め形成してある表示体基板101を、堆積用媒体液(堆積用媒体液体)106中に浸漬する。
この堆積用媒体液106としては、前記懸濁液(表示用流動体)44と実質的に混和(溶解)しないものを用いるのが好ましい。
この場合、堆積用媒体液106として、例えば、水等、水を主成分とするものを用い、前記懸濁液(表示用流動体)44として、水と実質的に混和しないものを用いるのが好ましい。すなわち、懸濁液44における分散媒43として、水と実質的に混和しない例えば有機溶媒を用いるのが好ましい。
Further, the
As the
In this case, as the
また、堆積用の対向電極(堆積用対向電極)104(表示体用の対向電極302とは異なる)を同様に、堆積用媒体液106中に浸漬する。この場合、表示体基板101の表示体電極102と、対向電極104とが、互いに対向し、略平行になるように、これらを配置するのが好ましい。そして、表示体電極102と対向電極104間に、電圧発生装置107によって電圧を印加する。これにより電界が生じる。以下、表示体電極102と対向電極104間に電圧を印加して電界を生じさせることを、単に、「電界の印加」とも言う。
Similarly, the deposition counter electrode (deposition counter electrode) 104 (different from the display counter electrode 302) is immersed in the
マイクロカプセル103(カプセル本体41)は、堆積用媒体液106中に浮遊させると帯電するのが一般的である。帯電は、イオンの吸着や、表面双極子の発生、界面での電荷移動などの原因によって引き起こされる。帯電状態を制御するために、堆積用媒体液106の種類を選ぶことができる。さらに界面活性剤、帯電制御剤などを堆積用媒体液106に添加することも有効である。このマイクロカプセル103の帯電時の極性(正/負)は、カプセル本体41の構成材料と堆積用媒体液106との組み合わせ、帯電制御剤の種類等によって決まり、例えば、カプセル本体41の構成材料の選択により、マイクロカプセル103の帯電時の極性を任意に設定することができる。特に、堆積用媒体液106が水に代表される極性溶媒を用いる場合、帯電量は大きく制御が安定化する。
The microcapsule 103 (capsule body 41) is generally charged when suspended in the
帯電したマイクロカプセル103に対し、表示体電極102と対向電極104間への電圧の印加によって生じた電界が作用すると、マイクロカプセル103の帯電の極性、電界の向きに応じて、マイクロカプセル103は、堆積用媒体液106中を泳動(移動)する。この場合、マイクロカプセル103が表示体電極102に向かって泳動するように、電界の向きが設定されている。
When an electric field generated by applying a voltage between the
このように、マイクロカプセル103が表示体電極102に向かって泳動するように、電界の向きを選んで、電界を印加し続けると、マイクロカプセル103は、表示体電極102に到達して、そこに付着する(電着する)。
マイクロカプセル103は、表示体電極102上には付着するが、表示体基板101の表示体電極102がない領域には付着しない。そこには、マイクロカプセル103を泳動・付着させるための電界が作用していないためである。
In this way, when the direction of the electric field is selected so that the
The
また、マイクロカプセル103は、すでに表示体電極102上に付着しているマイクロカプセル103を避けるように移動し、マイクロカプセル103の間隙を埋める(補填する)ように、表示体電極102上に付着する。これは、マイクロカプセル103同士は、同じ極性に帯電しており、互いに反発するためである。
このようにして、表示体基板101上の、表示体電極102の部分にだけマイクロカプセル103を堆積させる(配設する)ことができる。この場合、複数のマイクロカプセル103を、表示体電極102上に、高い密度に、かつ厚み方向に重ならないように1個ずつ(単層に)配設するのが好ましい。
In addition, the
In this way, the
図2に示すように、例えば、マイクロカプセル103が正に帯電する(帯電している)場合には、堆積用媒体液106中の負のイオンはマイクロカプセル103の近傍に集まり、全体としては、略中性の状態に保たれる。
この場合には、表示体電極102が陰極、対向電極104が陽極となるように、表示体電極102と対向電極104間に、電圧発生装置107によって電圧を印加する。これにより、対向電極104側から表示体電極102側に向って電界が生じ、この電界が正に帯電しているマイクロカプセル103に作用して、そのマイクロカプセル103は、表示体電極102に向って泳動し、表示体電極102上に付着する。
なお、マイクロカプセル103が負に帯電する場合には、電界の方向が前記と逆方向となるように、表示体電極102と対向電極104間に前記と逆極性の電圧を印加する。
As shown in FIG. 2, for example, when the
In this case, a voltage is applied between the
Note that when the
ここで、電界を印加し続けると、マイクロカプセル103が表示体電極102上に堆積し続けることになる。しかし、マイクロカプセル103は1層だけ整然と表示体電極102上に配列されることが望ましい。マイクロカプセル103が2層以上堆積すると、表示体用の対向電極302(堆積用の対向電極104とは異なる)と表示体電極102の間に電圧を加えたとき、マイクロカプセル103に作用する電界が減少して、表示速度やコントラストが低下するためである。
Here, when the electric field is continuously applied, the
このマイクロカプセル103の多層化を避けるためには、表示体基板101(表示体電極102)に振動を与えるか、または、表示体基板101の周辺(近傍)の堆積用媒体液106に振動を与えるか、または、これら両方を行うことが有効である。局所的に多層化した場合も、このような振動の助けで、1層へと再配列が起こる。そして、1層が完成した時点で、電界印加(電圧印加)を終了することによって、望ましいマイクロカプセル103の配列を得ることができる。
In order to avoid the multilayering of the
この電界印加の終了のタイミングを決定(電界印加の終了を検出)するために、表示体電極102上をモニタする(マイクロカプセル103の堆積を監視する)検出器を配置することが望ましい。この検出器により(検出器からの検出結果に基づいて)マイクロカプセル103の堆積層が1層完成したことが検出されると、前記電界印加を終了する(表示体電極102と対向電極104間の電圧を0Vに切り替える)。この場合、前記電界印加を終了するだけでなく、検出器によりマイクロカプセル103の堆積層が1層完成したことを検出して、前記電界、すなわち、表示体電極102と対向電極104間の電圧を所望に制御することもできる。
In order to determine the end timing of the electric field application (detect the end of the electric field application), it is desirable to arrange a detector that monitors the display electrode 102 (monitors the deposition of the microcapsules 103). When this detector detects that one layer of the
前記検出器としては、特に限定されず、例えば、表示体電極102上を光学的にモニタする受光素子(光電変換素子)等を用いることができる。この受光素子により、表示体電極102からの反射光を受光し、その受光光量(表示体電極102に相当する部位の反射率)が飽和した時点で、マイクロカプセル103の堆積層が1層完成したものと判別する。あるいは、表示体基板101の裏側から光を照射して透過してくる光を検出して、1層完成を判別することも有効である。マイクロカプセル103中には染料で着色した分散媒や不透明な顔料を含むため、マイクロカプセル103は光を透過しない。透過光はマイクロカプセル103の堆積と伴に低下して、一層完成した時点で、ほぼ遮光される。もっとも完全に遮光されるわけではないので、一定の閾値を設定する必要がある。
The detector is not particularly limited, and for example, a light receiving element (photoelectric conversion element) that optically monitors the
また、マイクロカプセル103の多層化を防ぐためには、堆積用媒体液106中へのマイクロカプセル103の供給量(供給数)を調整することも有効である。マイクロカプセル103の1層を得るために十分かつ必要なマイクロカプセル103の個数(表示体電極102の全体を覆うのに、実質的に、十分かつ必要なマイクロカプセル103の個数)は、表示体電極102の面積をマイクロカプセル103の平均断面積で割ることによって概算することができる。その個数を、表示体電極102上にマイクロカプセル103を堆積させる毎に供給してやれば、表示体電極102上には、過不足のない量のマイクロカプセル103が配列することになる。もちろん、上述の概算は、あくまで、およその個数を示すだけなので、実際の装置で、マイクロカプセル103の供給量は最適化することが好ましい。
In order to prevent the
さらに、マイクロカプセル103の多層化を防ぐためには、電界をコントロールすること(表示体電極102と対向電極104間の電圧を制御すること)も有効である。1層目のマイクロカプセル103は、表示体電極102に一番近く、2層目以降は、それから遠ざかることになる。従って、1層目のマイクロカプセル103が、一番強く、表示体電極102に付着している。そのため、マイクロカプセル103の堆積後(マイクロカプセル103が、表示体電極102全体を実質的に覆い尽くした後)、堆積に用いた電界と逆向きの電界を所定時間(一定時間)印加してやると(マイクロカプセル103の泳動に必要な印加電圧と逆極性の電圧を、表示体電極102と対向電極104間に所定時間印加してやると)、付着力の弱い、2層目以降のマイクロカプセル103が、表示体電極102から脱離していく。電界(電圧)の大きさと、印加時間を調整してやることで、多層化してしまったマイクロカプセル配列も、1層へと改善することが可能である。
なお、前記多層化を防止する複数の方法のうちの任意の2以上を用いてもよい。
Furthermore, in order to prevent the
Any two or more of the plurality of methods for preventing the multi-layering may be used.
このようにして、マイクロカプセル103が表示体電極102全体を実質的に覆い尽くし、マイクロカプセル103の堆積の終了した表示体基板101は、堆積用媒体液106中から引き上げられる。そして、表示体基板101(マイクロカプセル103)を乾燥させる。乾燥と共に、球状だったマイクロカプセル103は、マイクロカプセル103が柔軟性を持つ場合、自然に扁平化する。そして、隣接するマイクロカプセル103同士が密着する。ただしこの状態では、マイクロカプセル103は物理吸着しているだけなので、より強固な接着が必要な場合は、接着剤を浸透させることが有効である。そして、表示体用の対向電極302を、堆積したマイクロカプセル103上に設けることによって表示体(デバイス)20は、完成する。表示体用の対向電極302を作製するには、導電性のペーストをマイクロカプセル103上に塗布したり、対向電極302を有する対向基板301を、接着剤等で貼り合わせる(接合する)方法を用いることができる。
In this way, the
表示体基板101と上述の対向基板301を貼り合わせる際、マイクロカプセル表面、またはマイクロカプセル上に接着剤を配置して、貼り合わせることができる。この場合、電極のない領域(マイクロカプセル103が堆積していない非電極領域)は、基板間の間隙となる。ここに、樹脂、または、無機材料、または、樹脂および無機材料の両方を注入し、それを固化、乾燥させることによって、マイクロカプセル103を外気から遮断(封止)して、信頼性を向上させることができる。カプセル本体(マイクロカプセル壁)41がゼラチンやアラビアガムのような吸湿性の高い材料から構成される場合、このような封入方法は特に有効である。前記樹脂、無機材料として、それぞれ、接着剤を用いることもできる。
前述した接着剤の供給(付与)は、表示体基板101(マイクロカプセル103)の乾燥の前、乾燥の最中、または乾燥の後に行われる。
When the
The above-described supply (application) of the adhesive is performed before, during, or after the display substrate 101 (microcapsule 103) is dried.
表示体基板101と上述の対向基板301を貼り合わせる際、マイクロカプセル表面、またはマイクロカプセル上には接着剤を付与しないで、電極のない領域に接着剤を注入して貼り合わせることも、また可能である。以下、この1例を、図3に基づいて説明する。
表示体基板101と上述の対向基板301を貼り合わせる際は、まず、図3(a)に示すように、対向基板301を表示体基板101に対向させる。すなわち、対向基板301の対向電極302がマイクロカプセル103と対向するように、対向基板301と表示体基板101とを重ねる。そして、基板間の電極のない領域、すなわち、外周部における対向電極302、表示体電極102およびマイクロカプセル103のない領域に、1周に渡って、未硬化の紫外線硬化樹脂(紫外線硬化性樹脂)304を注入(供給)する。
When the
When the
次に、前記紫外線硬化樹脂304に対し、所定時間、紫外線を照射し、その紫外線硬化樹脂304を硬化させる。これにより、図3(b)に示すように、硬化した紫外線硬化樹脂305が接着剤となって表示体基板101と対向基板301とが貼り合わされ、表示体20が得られる。
また、硬化した紫外線硬化樹脂305によって封止がなされ、これにより、マイクロカプセル103は、外気から遮断され、信頼性、耐久性が向上する。
Next, the ultraviolet
In addition, sealing is performed by the cured ultraviolet
ここで、前記電極のない領域(マイクロカプセル103が堆積していない非電極領域)の幅は、3ミリメートル以下にすることができる。すなわち、電極のない領域の幅を3ミリメートル以下にしても、マイクロカプセル103を、表示体電極102上のみに堆積させることができる。これによって、非表示領域の大きさを最小化することができて、デバイス全体の大きさを小さくすることに有効である。また、例えば、堆積条件(電圧、時間、マイクロカプセル量等)を最適化することによって、電極のない領域の幅を1ミリメートル以下にすることも可能である。
Here, the width of the region without the electrode (non-electrode region where the
以下、具体例を説明する。
例えば、プラスチック基板(表示体基板101)として、ポリエチレンテレフタレート上に、酸化珪素(SiO2)を100nm、インジウムチンオキサイド(ITO)の薄膜を100nm堆積する。SiO2は酸素や水分がプラスチック基板を透過することを防ぐバリア層である。そのため、SiO2層は基板全体を覆うように形成されている。ITO(表示体電極102)は透明電極である。ITOは、フォトリソグラフィによってパターニングされている。
Specific examples will be described below.
For example, 100 nm of silicon oxide (SiO 2 ) and 100 nm of a thin film of indium tin oxide (ITO) are deposited on polyethylene terephthalate as a plastic substrate (display substrate 101). SiO 2 is a barrier layer that prevents oxygen and moisture from permeating through the plastic substrate. Therefore, the SiO 2 layer is formed so as to cover the entire substrate. ITO (display body electrode 102) is a transparent electrode. ITO is patterned by photolithography.
この基板を、マイクロカプセルを分散させた水中に浸潤させて、アルミニウムでできた堆積用の対向電極とITOとの間に電圧、5Vから150Vを印加したところ、マイクロカプセルはITOへ向かって泳動した。泳動する速度は、電圧に依存した。マイクロカプセルが浮き上がってしまうのを防ぐために、水を緩やかに攪拌した。ITO電極に到着したマイクロカプセルは、到着点近傍に留まりそこへ付着した。あとからITO電極に到着したマイクロカプセルは、すでにITO上に付着しているマイクロカプセルの間を埋めるように、移動した後、ITO(基板)上に付着した。 This substrate was immersed in water in which microcapsules were dispersed, and when a voltage of 5 V to 150 V was applied between the counter electrode for deposition made of aluminum and ITO, the microcapsules migrated toward ITO. . The speed of migration was dependent on the voltage. In order to prevent the microcapsules from floating, the water was gently stirred. The microcapsules that arrived at the ITO electrode remained in the vicinity of the arrival point and adhered thereto. The microcapsules that arrived at the ITO electrode later moved so as to fill in the space between the microcapsules already adhered on the ITO, and then adhered on the ITO (substrate).
一定時間たつと、ITO電極表面はマイクロカプセルで覆われたので、基板ごと水より引き上げ、乾燥した。
乾燥後、表示体用の対向基板として上記と同じ構造のポリエチレンテレフタレート製の基板を、水溶性のアクリルエマルジョン接着剤を用いて、マイクロカプセル上に貼り付けた後、80℃でアニールして、乾燥させた。また、デバイスの外周部のITO、マイクロカプセルのない領域には紫外線硬化樹脂を浸透させた後、紫外線を照射して硬化させた。
前述の水溶性のアクリルエマルジョン接着剤の代わりに、紫外線硬化樹脂を全面に塗布して、基板同士を貼り合わせ、紫外線を照射して硬化させる方法も同じく有効であった。
After a certain period of time, the ITO electrode surface was covered with microcapsules, and the substrate was pulled up from the water and dried.
After drying, a substrate made of polyethylene terephthalate having the same structure as above as a counter substrate for a display body is attached on a microcapsule using a water-soluble acrylic emulsion adhesive, and then annealed at 80 ° C. to dry. I let you. Further, an ultraviolet curable resin was infiltrated into a region without ITO and microcapsules on the outer peripheral portion of the device, and then cured by irradiating with ultraviolet rays.
In place of the water-soluble acrylic emulsion adhesive described above, a method in which an ultraviolet curable resin is applied to the entire surface, the substrates are bonded to each other, and cured by irradiation with ultraviolet rays is also effective.
ところで、マイクロカプセル103は、次のように合成する。懸濁液を、これに混和しない液体(媒体液体)中に加え攪拌して懸濁液の液滴を媒体液体中に生じせしめる。懸濁液の液滴と媒体液体との界面に、界面重合法やin situ重合法などによって高分子薄膜を合成することができる。この方法で、ウレタン、メラミン、ポリビニルアルコール、尿素ホルマリン、ポリメチルメタクリレート(PMMA)などの高分子薄膜で懸濁液の液滴を覆い閉じ込めることができる。また、媒体液体が水の場合、ゼラチン、ゼラチン・アラビアガムなどを媒体液体に溶解して、それからの相分離現象(コアセルベーション)によって、懸濁液の液滴と媒体液体との界面に高分子薄膜を得ることもできる。
By the way, the
ここでは、マイクロカプセル中に懸濁液を封入する例を説明したが、液晶性材料(例えば、ポリマー分散型液晶等)を入れることによって、液晶表示用のマイクロカプセルを得ることができる。すなわち、本発明におけるマイクロカプセル(カプセル)は、前記懸濁液を内包するものに限らず、例えば、液晶性材料を内包するもの等、表示用流動体(表示媒体)を内包し、かつ帯電可能なカプセルであれば、いかなるものであってもよい。 Here, an example in which a suspension is sealed in a microcapsule has been described. However, a microcapsule for liquid crystal display can be obtained by inserting a liquid crystalline material (for example, a polymer-dispersed liquid crystal or the like). That is, the microcapsule (capsule) in the present invention is not limited to the one containing the suspension, and includes a display fluid (display medium) such as one containing a liquid crystal material and can be charged. Any capsule may be used as long as it is a capsule.
以上説明したように、本実施形態の表示体20の製造方法によれば、容易、迅速かつ確実に、複数のマイクロカプセル103を表示体電極102上のみに選択的に設ける(堆積させる)ことができる。これにより、マイクロカプセル103による層の精密、微細なパターニングを容易かつ確実に行うことができる。
このため、表示体20の小型化に有利であり、例えば信頼性や耐久性を向上させるための封止等の処理を容易に行うことができる。
また、複数のマイクロカプセル103を、容易かつ確実に、表示体電極102上に、高い密度に、かつマイクロカプセル103が厚み方向に重ならないように1個ずつ(単層に)配設することができる。これによって、コントラストが高く、表示性能に優れた表示体20を提供することができる。
As described above, according to the method for manufacturing the
For this reason, it is advantageous for miniaturization of the
In addition, a plurality of
<第2実施形態>
次に、本発明の表示体の第2実施形態およびその製造方法(製造方法の第2実施形態)について説明する
図4は、本発明の表示体の製造方法の第2実施形態を説明するための図であって、カラー表示が可能な表示体を作製するため、マイクロカプセルを、電極群の一部の電極のみに選択的に堆積させる方法について示している。なお、図4では、図1に示す堆積槽105は、図示されていない。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the display body of the present invention and a manufacturing method thereof (second embodiment of the manufacturing method) will be described. FIG. 4 illustrates a second embodiment of the display body manufacturing method of the present invention. FIG. 4 shows a method for selectively depositing microcapsules only on a part of electrodes of an electrode group in order to produce a display body capable of color display. In FIG. 4, the
以下、第2実施形態について、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
前述した第1実施形態では、1種類のマイクロカプセルを、表示体基板101上の表示体電極102のみに選択的に堆積する方法について説明した。これに対して、第2実施形態では、2種類以上のマイクロカプセルを、異なる電極上に選択的に分配するように堆積させる方法について説明する。
Hereinafter, the second embodiment will be described with a focus on the differences from the first embodiment described above, and the description of the same matters will be omitted.
In the first embodiment described above, the method of selectively depositing one type of microcapsule only on the
1種類のマイクロカプセルを表示用に利用した場合、単色表示になる。これをカラー化する方法の1つに、2種類以上、一般的には3種類以上の、異なる色を表示できるマイクロカプセルを、特定の電極上にパターニングする方法がある。例えば、赤と白、緑と白、青と白というスイッチングが可能なマイクロカプセル(3種類のマイクロカプセル)を、それぞれ、赤表示用電極(表示体電極)、緑表示用電極(表示体電極)、青表示用電極(表示体電極)上に配置すれば、カラー表示が可能になる。この選択的な配置・パターニングには一般的に1ミリメートル以下の、解像度が必要になるため、従来の方法では極めて困難で、本発明の有効性が、最も顕著に示される形態といえる。 When one type of microcapsule is used for display, the display is monochromatic. One method for colorizing this is to pattern two or more types, typically three or more types of microcapsules capable of displaying different colors on a specific electrode. For example, red and white, green and white, and blue and white switching microcapsules (three types of microcapsules) are respectively used as a red display electrode (display body electrode) and a green display electrode (display body electrode). If it is arranged on the blue display electrode (display electrode), color display is possible. Since this selective arrangement / patterning generally requires a resolution of 1 mm or less, it is extremely difficult by the conventional method, and it can be said that the effectiveness of the present invention is shown most remarkably.
図4は、このようなカラー表示が可能な表示体の製造方法を示している。同図に示すように、表示体基板101上には、赤表示用電極(表示体電極)201a、緑表示用電極(表示体電極)201b、青表示用電極(表示体電極)201cが、互いに電気的に分離されるようにパターニングされている(設けられている)。ここでは、ストライプ状にパターニングされている例を示したが、この形状に限定されるものではない。
FIG. 4 shows a method of manufacturing a display body capable of such color display. As shown in the figure, on the
図4には、青表示用電極201cに、青と白とにスイッチング(表示色の切り替え)が可能な青白マイクロカプセル202を堆積する様子が示されている。電界は、青表示用電極201cと対向電極104の間に印加されていて、他の電極、つまり赤表示用電極201aおよび緑表示用電極201bの近傍(赤表示用電極201aと対向電極104の間や、緑表示用電極201bと対向電極104の間)には、有効な電界が作用していない。これは、電極切り替え器203によって、青表示用電極201cのみが選択され、青表示用電極201cと対向電極104間のみに電圧が印加されているためである。
FIG. 4 shows a state in which blue-
図4に示すように、まず、青白マイクロカプセル202を堆積槽105(図4では省略されている)中に貯留されている堆積用媒体液106中に浮遊するように供給(投入)する。そして、電極切り替え器203によって、青表示用電極201cのみを選択し、青表示用電極201cと対向電極104間のみに電圧を印加して電界を生じさせる。
堆積用媒体液106中を浮遊する青白マイクロカプセル202は、青表示用電極201cと対向電極104の間の電界と作用して、青表示用電極201cへと引かれていく。やがて、青白マイクロカプセル202は青表示用電極201cに選択的に付着(堆積)して、青白マイクロカプセル202の層(堆積層)が、青表示用電極201c上にのみ形成される。
As shown in FIG. 4, first, the blue /
The blue and
これに続いて、青白マイクロカプセル202を堆積用媒体液106から、除去して、今度は、緑と白とにスイッチング(表示色の切り替え)が可能な緑白マイクロカプセル(図示せず)を堆積用媒体液106へと投入する。そして、電極切り替え器203によって、緑表示用電極201bのみを選択し、緑表示用電極201bと対向電極104間のみに電圧を印加して電界を生じさせる。
Following this, the blue-
堆積用媒体液106中を浮遊する緑白マイクロカプセルは、緑表示用電極201bと対向電極104の間の電界と作用して、緑表示用電極201bへと引かれていく。やがて、緑白マイクロカプセルは緑表示用電極201bに選択的に付着(堆積)して、緑白マイクロカプセルの層(堆積層)が、緑表示用電極201b上にのみ形成される。
これに続いて、前記と同様に、赤と白とにスイッチング(表示色の切り替え)が可能な赤白マイクロカプセル(図示せず)を赤表示用電極201a上に選択的に付着(堆積)させ、赤白マイクロカプセルの層(堆積層)を赤表示用電極201a上にのみ形成する。
The green and white microcapsules floating in the
Subsequently, as described above, red-white microcapsules (not shown) capable of switching between red and white (switching display color) are selectively attached (deposited) on the
このように、一部の表示体電極に選択的にマイクロカプセルを付着させる工程を、マイクロカプセルの種類と、電圧を印加する表示体電極を変えて繰り返すことによって、多種類(本実施形態では、3種類)のマイクロカプセルを、それぞれ、対応する表示体電極上に付着させる。すなわち、多種類(本実施形態では、3種類)のマイクロカプセルの対応する表示体電極上への選択的堆積を繰り返すことによって(この他の工程は、第1実施形態と同様)、カラー表示の可能な表示体20を作製する。
As described above, by repeating the process of selectively attaching the microcapsules to some of the display electrodes, by changing the type of microcapsules and the display electrodes to which the voltage is applied, various types (in this embodiment, Three types of microcapsules are respectively deposited on the corresponding display electrodes. That is, by repeating selective deposition of many types (three types in the present embodiment) of microcapsules on the corresponding display electrode (other steps are the same as those in the first embodiment), color display can be performed. A
異なる種類のマイクロカプセルへと切り替える際に、表示体基板101を堆積用媒体液106中から引き上げて、堆積済みのマイクロカプセルを乾燥させて、固着させることが、安定的なパターニングには有効である。また、乾燥させるだけでなく、前述したように、接着成分(接着剤)を浸透させて、堆積済みのマイクロカプセルを表示体電極上に強固に接着することがさらに有効である。
When switching to a different type of microcapsule, it is effective for stable patterning to lift the
以下、具体例を説明する。
例えば、プラスチック基板(表示体基板101)として、ポリエチレンナフタレート上に、酸化アルミニウム(Al2O3)を100nm、インジウムチンオキサイド(ITO)の薄膜を100nm堆積する。Al2O3は酸素や水分がプラスチック基板を透過することを防ぐバリア層である。そのため、Al2O3層は基板全体を覆うように形成されている。ITO(表示体電極)は透明電極である。ITOは、フォトリソグラフィによって複数のストライプ状にパターニングされている。
Specific examples will be described below.
For example, as a plastic substrate (display substrate 101), 100 nm of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and 100 nm of a thin film of indium tin oxide (ITO) are deposited on polyethylene naphthalate. Al 2 O 3 is a barrier layer that prevents oxygen and moisture from permeating through the plastic substrate. Therefore, the Al 2 O 3 layer is formed so as to cover the entire substrate. ITO (display electrode) is a transparent electrode. ITO is patterned into a plurality of stripes by photolithography.
この基板を、青と白とにスイッチング(表示色の切り替え)が可能な青白マイクロカプセルを分散させた水中に浸潤させて、プラチナでできた堆積用の対向電極とITO電極との間に電圧、5Vから150Vを印加したところ、青白マイクロカプセルはITO電極へ向かって泳動した。このとき、複数のITO電極の中から、青表示を行なうための電極のみを選択して電圧を印加した。青白マイクロカプセルが浮き上がってしまうのを防ぐために、水を緩やかに攪拌した。ITO電極に到着した青白マイクロカプセルは、到着点近傍に留まりそこへ付着した。一定時間たつと、選択したITO電極表面は青白マイクロカプセルで覆われた。 This substrate is immersed in water in which blue and white microcapsules that can be switched between blue and white (display color switching) are dispersed, and a voltage is applied between the counter electrode for deposition made of platinum and the ITO electrode. When 5 V to 150 V was applied, the blue-white microcapsules migrated toward the ITO electrode. At this time, only the electrode for performing blue display was selected from the plurality of ITO electrodes, and the voltage was applied. In order to prevent the blue and white microcapsules from floating, water was gently stirred. The blue and white microcapsules that arrived at the ITO electrode remained in the vicinity of the arrival point and adhered thereto. After a certain time, the selected ITO electrode surface was covered with blue and white microcapsules.
次に、青白マイクロカプセルを水から除去して、変わりに赤と白とにスイッチング(表示色の切り替え)が可能な赤白マイクロカプセルを水中に分散させた。そして、電圧印加のための接続へ変え、赤表示を行なうためのITO電極のみを選択して前記と同様に電圧を印加した。赤白マイクロカプセルはITO電極へ向かって泳動し、ITO電極に到着した赤白マイクロカプセルは、到着点近傍に留まりそこへ付着した。一定時間たつと、選択したITO電極表面は赤白マイクロカプセルで覆われた。 Next, the blue-white microcapsules were removed from the water, and red-white microcapsules that can be switched between red and white (display color switching) were dispersed in water. Then, the connection was changed to voltage application, and only the ITO electrode for red display was selected and the voltage was applied in the same manner as described above. The red and white microcapsules migrated toward the ITO electrode, and the red and white microcapsules that arrived at the ITO electrode remained near the arrival point and adhered thereto. After a certain time, the selected ITO electrode surface was covered with red and white microcapsules.
次に、赤白マイクロカプセルを水から除去して、代わりに緑と白とにスイッチング(表示色の切り替え)が可能な緑白マイクロカプセルを水中に分散させた。そして、電圧印加のための接続へ替え、緑表示を行なうためのITO電極のみを選択して前記と同様に電圧を印加した。緑白マイクロカプセルはITO電極へ向かって泳動し、ITO電極に到着した緑白マイクロカプセルは、到着点近傍に留まりそこへ付着した。一定時間たつと、選択したITO電極表面は緑白マイクロカプセルで覆われた。そして、基板ごと水より引き上げ、乾燥した。 Next, the red-white microcapsules were removed from the water, and instead, green-white microcapsules capable of switching between green and white (switching of display colors) were dispersed in water. Then, instead of connection for voltage application, only the ITO electrode for green display was selected and the voltage was applied in the same manner as described above. The green and white microcapsules migrated toward the ITO electrode, and the green and white microcapsules that arrived at the ITO electrode remained in the vicinity of the arrival point and adhered thereto. After a certain time, the selected ITO electrode surface was covered with green and white microcapsules. Then, the entire substrate was pulled up from the water and dried.
乾燥後、表示体用の対向基板としてアクティブマトリックス駆動が可能な、複数のピクセルに薄膜トランジスタが接続されたアクティブマトリックス駆動素子が形成されたポリエチレンナフタレート製の基板を用意し、この表示体用の対向基板と、乾燥されたマイクロカプセルを有する表示体基板とを貼り合わせた。このとき、目的の表示色のマイクロカプセルとアクティブマトリックス駆動素子中の画素電極(表示体用の対向電極)とが一致するように、前記マイクロカプセル付基板と、前記アクティブマトリックス駆動素子付基板とをアライメントした。貼り合わせる際には、紫外線硬化樹脂を全面に塗布して、基板同士を貼り合わせ、紫外線を照射して硬化させた。 After drying, prepare a substrate made of polyethylene naphthalate on which an active matrix driving element in which a thin film transistor is connected to a plurality of pixels, which can be driven in an active matrix as a counter substrate for a display body, is prepared. The substrate and a display substrate having dried microcapsules were bonded to each other. At this time, the substrate with microcapsules and the substrate with active matrix driving elements are arranged so that the microcapsules of the target display color and the pixel electrodes in the active matrix driving elements (counter electrodes for display bodies) match. Aligned. At the time of bonding, an ultraviolet curable resin was applied to the entire surface, the substrates were bonded together, and cured by irradiation with ultraviolet rays.
ところで、本実施形態では、複数の異なる色表示に対応したマイクロカプセルを用いて説明した。このようなマイクロカプセルは、分散媒43を異なる色の染料または顔料で着色することによって容易に得ることができる。また、微粒子42として、異なる色の顔料を用いることによって、様々な色に対応が可能である。
なお、マイクロカプセルの構成は、前記のものには限定されない。
この場合、マイクロカプセルとしては、例えば、微粒子42として、色(色相)および帯電極性の異なる2種類の微粒子を用いたものが挙げられる。また、微粒子42として、色の異なる3種類以上の微粒子を用いたものであってもよい。
By the way, in this embodiment, it demonstrated using the microcapsule corresponding to a several different color display. Such microcapsules can be easily obtained by coloring the
Note that the configuration of the microcapsules is not limited to that described above.
In this case, examples of the microcapsule include those using two kinds of fine particles having different colors (hue) and charging polarities as the
ここで、微粒子42として、色の異なる2種類以上の微粒子を用いたもののうちでは、微粒子42として、無機粒子と、この無機粒子の色と異なる色に着色され、かつ、無機粒子の帯電極性と反対の帯電極性を有する樹脂粒子とを含むのが好ましい。
微粒子42として、無機粒子と樹脂粒子とを組み合わせて用いることにより、微粒子42の凝集を防止することができる。
Here, among the particles using two or more kinds of fine particles having different colors as the
By using a combination of inorganic particles and resin particles as the
本実施形態では、微粒子42として、白色の無機粒子と有色の樹脂粒子との2種のものが用いられている。
無機粒子および樹脂粒子としては、それぞれ、荷電を有し、電界が作用することにより、分散媒43中を電気泳動し得る粒子であれば、いかなるものをも用いることができ、特に限定はされない。
In the present embodiment, as the
As the inorganic particles and the resin particles, any particles can be used as long as they are charged and can be electrophoresed in the
無機粒子としては、例えば、酸化チタン(チタニア:TiO2)、紺青、群青、フタロシアニンブルー、クロムイエロー、カドミウムイエロー、リトポン、モリブデートオレンジ、ファーストイエロー、ベンズイミダゾリンイエロー、フラバンスイエロー、ナフトールイエロー、ベンズイミダゾロンオレンジ、ペリノンオレンジ、ベンガラ、カドミウムレッド、マダレーキ、ナフトールレッド、ジオキサジンバイオレット、フタロシアニンブルー、アルカリブルー、セルリアンブルー、エメラルドグリーン、フタロシアニングリーン、ピグメントグリーン、コバルトグリーン、アニリンブラックのような顔料、その他、亜鉛華、硫酸バリウム、酸化クロム、炭酸カルシウム、石膏、鉛白、カーボンブラック、鉄黒等の各種化合物を用いることができる。 Examples of inorganic particles include titanium oxide (titania: TiO 2 ), bitumen, ultramarine blue, phthalocyanine blue, chrome yellow, cadmium yellow, lithopone, molybdate orange, first yellow, benzimidazoline yellow, flavans yellow, naphthol yellow, and benz. Pigments such as imidazolone orange, perinone orange, bengara, cadmium red, madder lake, naphthol red, dioxazine violet, phthalocyanine blue, alkali blue, cerulean blue, emerald green, phthalocyanine green, pigment green, cobalt green, aniline black, In addition, various compounds such as zinc white, barium sulfate, chromium oxide, calcium carbonate, gypsum, lead white, carbon black and iron black can be used. Can.
これらの中でも、無機粒子は、主として酸化チタンで構成されるものが好ましい。かかる酸化チタンを主としてなる無機粒子は、高い白色度を有し、樹脂粒子との凝集性が特に低いことから好ましい。
また、無機粒子は、その表面に分散媒43に対する分散性を向上させる処理が施されたものであるのが好ましい。これにより、無機粒子の分散媒43への分散性が向上し、結果として、樹脂粒子との凝集をより確実に防止することができる。
Among these, the inorganic particles are preferably composed mainly of titanium oxide. Such inorganic particles mainly composed of titanium oxide are preferable because they have high whiteness and particularly low cohesiveness with resin particles.
Moreover, it is preferable that the inorganic particle is subjected to a treatment for improving the dispersibility with respect to the
このような無機粒子の表面処理としては、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤等の表面処理剤による処理が好適である。
特に、表面処理剤としては、チタネート系カップリング剤(味の素社製、「KR TTS」)、アルミニウム系カップリング剤(味の素社製、「AL−M」)が好ましい。
As the surface treatment of such inorganic particles, a treatment with a surface treatment agent such as a silane coupling agent, a titanate coupling agent, an aluminum coupling agent, or a zirconium coupling agent is suitable.
In particular, as the surface treatment agent, a titanate coupling agent (Ajinomoto Co., “KR TTS”) and an aluminum coupling agent (Ajinomoto Co., “AL-M”) are preferable.
一方、樹脂粒子としては、例えば乳化重合法等により得られる粒子を用いることができる。
この樹脂粒子を構成する樹脂材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、尿素系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン樹脂、ポリスチレン、ポリエステル、ジビニルベンゼン等が挙げられ、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。
これらの中でも、樹脂粒子を構成する樹脂材料としては、アクリル系樹脂を主成分とするものが好ましい。樹脂粒子を主としてアクリル系樹脂で構成することにより、無機粒子との凝集をより確実に防止することができる。
On the other hand, as the resin particles, for example, particles obtained by an emulsion polymerization method or the like can be used.
Examples of the resin material constituting the resin particles include acrylic resins, urethane resins, urea resins, epoxy resins, melamine resins, polystyrene, polyester, divinylbenzene, and the like. Two or more kinds can be used in combination.
Among these, as a resin material which comprises resin particles, what has an acrylic resin as a main component is preferable. By constituting the resin particles mainly with an acrylic resin, aggregation with inorganic particles can be more reliably prevented.
また、前記樹脂は、その分子構造中に、例えば、水酸基、アミノ基、カルボキシル基等の極性基を有するものが好ましい。かかる極性基を導入することにより、樹脂の分子構造中に極性基が導入され、溶剤に不溶化する。その結果、樹脂粒子の分散媒43に対する耐性を向上させることができる。
かかる観点からは、極性基としては、水酸基およびアミノ基のうちの少なくとも一方であるのが好ましく、特に、アミノ基が好適である。
以上のことを考慮した場合、前記樹脂としては、水酸基およびアミノ基のうちの少なくとも一方を極性基として有するアクリル系樹脂が好適である。
In addition, the resin preferably has a polar group such as a hydroxyl group, an amino group, or a carboxyl group in its molecular structure. By introducing such a polar group, the polar group is introduced into the molecular structure of the resin and insolubilized in the solvent. As a result, the resistance of the resin particles to the
From this point of view, the polar group is preferably at least one of a hydroxyl group and an amino group, and particularly preferably an amino group.
In view of the above, the resin is preferably an acrylic resin having at least one of a hydroxyl group and an amino group as a polar group.
このようなアクリル系樹脂は、例えば、アクリル系樹脂に、極性基を有するアクリル系モノマーを共重合させて、極性基を導入することにより得ることができる。かかる方法によれば、極性基を有するアクリル系樹脂を、比較的容易かつ高収率で得ることができる。
なお、極性基の導入量を適宜設定することにより、樹脂粒子の分散媒43中での帯電性を調節することができる。
Such an acrylic resin can be obtained, for example, by copolymerizing an acrylic resin having a polar group and introducing the polar group into the acrylic resin. According to this method, an acrylic resin having a polar group can be obtained relatively easily and with a high yield.
The chargeability of the resin particles in the
また、樹脂粒子は、例えば、染料、顔料等の色素を混合することにより、赤、緑、青および黒のいずれかの色に着色されている。これにより、表示体20では、無機粒子の色、樹脂粒子の色およびこれらの混色の表示が可能となっている。
このような無機粒子の平均粒径と樹脂粒子の平均粒径とは、次のような関係を満足するのが好ましい。
The resin particles are colored in any one of red, green, blue and black by mixing pigments such as dyes and pigments. Thereby, in the
It is preferable that the average particle diameter of such inorganic particles and the average particle diameter of the resin particles satisfy the following relationship.
すなわち、無機粒子の平均粒径をA[μm]とし、樹脂粒子の平均粒径をB[μm]としたとき、B/Aが1.5〜200なる関係を満足するのが好ましく、5〜50なる関係を満足するのがより好ましい。これにより、無機粒子および樹脂粒子の分散媒43中での分散性を好適に維持しつつ、無機粒子と樹脂粒子との凝集を効果的に防止することができる。
具体的には、樹脂粒子の平均粒径Bは、0.5〜20μm程度であるのが好ましく、2〜10μm程度であるのがより好ましい。樹脂粒子の平均粒径Bを前記範囲とすることにより、前記効果がより好適に発揮されるとともに、表示体20の膜厚化の防止、製造効率低下の防止等の効果が発揮される。
That is, when the average particle diameter of the inorganic particles is A [μm] and the average particle diameter of the resin particles is B [μm], it is preferable that B / A satisfies the relationship of 1.5 to 200, It is more preferable to satisfy the relationship of 50. Thereby, aggregation of an inorganic particle and a resin particle can be prevented effectively, maintaining the dispersibility in the
Specifically, the average particle diameter B of the resin particles is preferably about 0.5 to 20 μm, and more preferably about 2 to 10 μm. By making the average particle diameter B of the resin particles in the above range, the above effects are more suitably exhibited, and effects such as prevention of the
なお、無機粒子を界面活性剤で表面処理(無機粒子の表面への界面活性剤の吸着)を行った場合には、樹脂粒子の平均粒径Bが小さ過ぎると、界面活性剤の疎水鎖中に無機粒子が入り込んでしまい、その結果、無機粒子と樹脂粒子との凝集が生じるおそれがある。ところが、無機粒子を界面活性剤で表面処理を行った場合でも、無機粒子の平均粒径Bを0.5μm以上(特に、2μm以上)とすることにより、無機粒子と樹脂粒子との凝集を効果的に防止することができる。
かかる観点からも、無機粒子の界面活性剤による表面処理は、省略することが好ましい。
In addition, when the surface treatment (adsorption of the surfactant to the surface of the inorganic particles) is performed on the inorganic particles with the surfactant, if the average particle size B of the resin particles is too small, As a result, the inorganic particles and the resin particles may be aggregated. However, even when the inorganic particles are surface-treated with a surfactant, the average particle size B of the inorganic particles is set to 0.5 μm or more (especially 2 μm or more), thereby effectively aggregating the inorganic particles and the resin particles. Can be prevented.
Also from this viewpoint, it is preferable to omit the surface treatment of the inorganic particles with the surfactant.
一方、無機粒子の平均粒径Aは、0.1〜10μm程度であるのが好ましく、0.1〜7.5μm程度であるのがより好ましく、特に0.2〜0.3μm程度であるのが好適である。
また、無機粒子および樹脂粒子の比重は、それぞれ、分散媒43の比重とほぼ等しくなるよう設定されているのが好ましい。これにより、無機粒子および樹脂粒子は、それぞれ、表示体20の電極間への電圧の印加を停止した後においても、分散媒43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、表示体20に表示された情報が長時間保持されることとなる。
なお、この第2実施形態で述べた種々の構成のマイクロカプセルは、それぞれ、前述した第1実施形態でも用いることができる。
On the other hand, the average particle size A of the inorganic particles is preferably about 0.1 to 10 μm, more preferably about 0.1 to 7.5 μm, and particularly about 0.2 to 0.3 μm. Is preferred.
The specific gravity of the inorganic particles and the resin particles is preferably set to be approximately equal to the specific gravity of the
Note that the microcapsules having various configurations described in the second embodiment can also be used in the first embodiment described above.
以上説明したように、本実施形態の表示体20の製造方法によれば、前述した第1実施形態と同様の効果が得られる。
そして、本実施形態では、コントラストが高く、表示性能に優れ、精密なカラー表示用の表示体20を容易に製造することができる。
以上のような表示体20は、各種電子機器に組み込むことができる。以下、表示体20を備える本発明の電子機器について説明する。
As described above, according to the method for manufacturing the
In the present embodiment, the
The
<<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5は、本発明の電子機器を電子ペーパーに適用した場合の実施形態を示す斜視図である。
図5に示す電子ペーパー600は、紙と同様の質感および柔軟性を有するリライタブルシートで構成される本体601と、表示ユニット602とを備えている。
このような電子ペーパー600では、表示ユニット602が、前述したような表示体20で構成されている。
<< Electronic Paper >>
First, an embodiment when the electronic apparatus of the present invention is applied to electronic paper will be described.
FIG. 5 is a perspective view showing an embodiment when the electronic apparatus of the present invention is applied to electronic paper.
An
In such
<<ディスプレイ>>
次に、本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態について説明する。
図6は、本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態を示す図である。このうち、図6(a)は断面図、(b)は平面図である。
図6に示すディスプレイ(表示装置)800は、本体部801と、この本体部801に対して着脱自在に設けられた電子ペーパー600とを備えている。なお、この電子ペーパー600は前述したような構成、すなわち、図5に示す構成と同様のものである。
<< Display >>
Next, an embodiment when the electronic apparatus of the present invention is applied to a display will be described.
FIG. 6 is a diagram showing an embodiment when the electronic apparatus of the present invention is applied to a display. Among these, FIG. 6A is a sectional view and FIG. 6B is a plan view.
A display (display device) 800 shown in FIG. 6 includes a
本体部801は、その側部(図6中、右側)に電子ペーパー600を挿入可能な挿入口805が形成され、また、内部に二組の搬送ローラ対802a、802bが設けられている。電子ペーパー600を、挿入口805を介して本体部801内に挿入すると、電子ペーパー600は、搬送ローラ対802a、802bにより挟持された状態で本体部801に設置される。
The
また、本体部801の表示面側(図6(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。
A
また、電子ペーパー600の挿入方向先端部(図6(a)中、左側)には、端子部806が設けられており、本体部801の内部には、電子ペーパー600を本体部801に設置した状態で端子部806が接続されるソケット807が設けられている。このソケット807には、コントローラー808と操作部809とが電気的に接続されている。
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、前述したような表示体20で構成されている。
Further, a
In such a
Moreover, in such a
なお、本発明の電子機器は、以上のようなものへの適用に限定されず、例えば、テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、電子新聞、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等を挙げることができ、これらの各種電子機器の表示部に、本発明の表示体20を適用することが可能である。
Note that the electronic apparatus of the present invention is not limited to the application to the above, and for example, a television, a viewfinder type, a monitor direct view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, an electronic notebook, a calculator, an electronic Examples include newspapers, word processors, personal computers, workstations, videophones, POS terminals, and devices equipped with touch panels. The
以上、本発明を、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、他の任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
As described above, the present invention has been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each unit can be replaced with any configuration having the same function. . Moreover, other arbitrary structures and processes may be added to the present invention.
Further, the present invention may be a combination of any two or more configurations (features) of the above embodiments.
20…表示体 41…カプセル本体 42…微粒子 43…分散媒 44…懸濁液 101…表示体基板 102…表示体電極 103…マイクロカプセル 104…堆積用の対向電極 105…堆積槽 106…堆積用媒体液 107…電圧発生装置 201a…赤表示用電極 201b…緑表示用電極 201c…青表示用電極 202…青白マイクロカプセル 203…電極切り替え器 301…対向基板 302…表示体用の対向電極 303…領域 304…未硬化の紫外線硬化樹脂 305…硬化した紫外線硬化樹脂 600…電子ペーパー 601…本体 602…表示ユニット 800…ディスプレイ 801…本体部 802a、802b…搬送ローラ対 803…孔部 804…透明ガラス 805…挿入口 806…端子部 807…ソケット 808…コントローラー 809…操作部
DESCRIPTION OF
Claims (29)
前記カプセルは、該カプセルと、前記表示体基板と、対向電極とを、堆積用媒体液中に配置し、前記表示体電極と前記対向電極との間に電圧を印加して、そのカプセルを前記表示体電極方向へ泳動させて前記表示体電極上に付着させたものであることを特徴とする表示体。 A display body comprising a display body substrate having a display body electrode, and a capsule provided on the display body substrate and containing a display fluid,
In the capsule, the capsule, the display substrate, and a counter electrode are arranged in a deposition medium liquid, and a voltage is applied between the display electrode and the counter electrode, and the capsule is A display body, wherein the display body is moved in the direction of the display body electrode and attached to the display body electrode.
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