JP4657923B2 - 画像表示用パネルの製造方法 - Google Patents
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Description
以上の説明は、白色粒子3Wを白色粉流体に、黒色粒子3Bを黒色粉流体に、それぞれ置き換えた場合も同様に適用することが出来る。
隔壁用レジスト材料は、光硬化性樹脂を主成分とし、場合によって熱硬化性樹脂、無機粉体、溶剤、添加剤等を含むことがある。光硬化性樹脂としてはアクリル系樹脂が好適に用いられるが、紫外線等の光によって硬化するものであればよい。無機粉体とは、セラミック粉体やガラス粉体であり、1種あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。
セラミック粉体を例示すると、ZrO2、Al2O3、CuO、MgO、TiO2、ZnO2 などの酸化物系セラミック、SiC、AlN、Si3O4などの非酸化物系セラミックが挙げられる。
ガラス粉体を例示すると、原料となるSiO2、Al2O3、B2O3、ZnOを溶融、冷却、粉砕したものが挙げられる。なお、ガラス粉体のガラス転移点Tgは、300〜500℃にあることが好ましく、この範囲では焼成プロセスでの低温化が図られるので、樹脂へのダメージが少ないメリットがある。
Span=(d(0.9)−d(0.1))/d(0.5)
(但し、d(0.5)は粒子の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)はこれ以下の粒子の比率が10%である粒子径をμmで表した数値、d(0.9)はこれ以下の粒子が90%である粒子径をμmで表した数値である。)
Spanを8以下の範囲とすることにより、材料中の無機粉体のサイズが揃い、先に述べた材料を積層〜硬化するプロセスを繰り返しても、精度良い隔壁形成を行うことができる。
なお、上記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。測定対象となる粒子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。
本発明における粒子径及び粒子径分布は、体積基準分布から得られたものである。具体的には、Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)測定機を用いて、窒素気流中に粒子を投入し、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、粒子径及び粒子径分布の測定を行なうことができる。
該隔壁用レジスト材料には、その他、必要に応じて、染料、重合禁止剤、可塑剤、増粘剤、分散剤、酸化防止剤、硬化剤、硬化促進剤、沈降防止剤を加えても良い。
基板については、少なくとも一方の基板はパネル外側から画像表示媒体の色が確認できる透明な前面基板2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。背面基板1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。
本発明に例えば用いる粉流体とは、先に述べたように、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。この粉流体は、特にエアロゾル状態とすることができ、本発明の画像表示装置では、気体中に固体状の物質が分散質として比較的安定に浮遊する状態で用いられる。
粒子には、その主成分となる樹脂に、必要に応じて、従来と同様に、荷電制御剤、着色剤、無機添加剤等を含ますことができる。以下に、樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤を例示する。
青色着色剤としては、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15、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等がある。
赤色着色剤としては、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、ウォッチングレッド、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、C.I.ピグメントレッド2等がある。
緑色着色剤としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、C.I.ピグメントグリーン7、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等がある。
橙色着色剤としては、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、C.I.ピグメントオレンジ31等がある。
紫色着色剤としては、マンガン紫、ファーストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等がある。
白色着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等がある。
これらの顔料および無機系添加剤は、単独であるいは複数組み合わせて用いることができる。このうち特に黒色顔料としてカーボンブラックが、白色顔料として酸化チタンが好ましい。
Span=(d(0.9)−d(0.1))/d(0.5)
(但し、d(0.5)は粒子の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)はこれ以下の粒子の比率が10%である粒子径をμmで表した数値、d(0.9)はこれ以下の粒子が90%である粒子径をμmで表した数値である。)
Spanを5以下の範囲に納めることにより、各粒子のサイズが揃い、均一な粒子移動が可能となる。
ここで、本発明における粒子径および粒子径分布は、体積基準分布から得られたものである。具体的には、Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)測定機を用いて、窒素気流中に粒子を投入し、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、粒子径および粒子径分布の測定を行なうことができる。
この空隙部分とは、図1(a)、(b)〜図3(a)、(b)において、対向する基板1、基板2に挟まれる部分から、電極5、6、画像表示媒体3(粒子群あるいは粉流体)の占有部分、隔壁4の占有部分(不完全なセルを画成している隔壁が存在する部分)、装置シール部分を除いた、いわゆる画像表示媒体が接する気体部分を指すものとする。
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、乾燥二酸化炭素、乾燥メタンなどが好適である。この気体は、その湿度が保持されるように画像表示用パネルに封入することが必要であり、例えば、画像表示媒体の充填、画像表示用パネルの組み立てなどを所定湿度環境下にて行い、さらに、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。
対向する基板間の空間における画像表示媒体の体積占有率は5〜70%が好ましく、さらに好ましくは5〜60%である。70%を超える場合には画像表示媒体(粒子群又粉流体)の移動の支障をきたし、5%未満の場合にはコントラストが不明確となり易い。
<実施例1>
30Ω/□のITOガラス基板(前面基板1に対応、t=0.7mm)に、フォトレジスト法によって、300μm□の開口部を有し、線幅が100μmで高さが100μmの隔壁4を形成して、隔壁付き電極基板11を得た。また、光硬化型樹脂としてスリーボンド製TB3052を10g、熱硬化型樹脂としてスリーボンド製TB2202を10g、混練りして接着剤混合物を得た。次に、図4(a)に示すように、ロールコーター法を利用して隔壁4上に接着剤混合物を塗布して接着剤層12を形成した。
熱硬化型樹脂としてスリーボンド製TB2210を10g使用し、熱プレスの条件を90℃、60分、10MPaとした以外、実施例1と同様にして、画像表示用パネルを作製し、実施例1と同様にして、作製した画像表示用パネルの評価を行った。結果を以下の表1に示す。
ラジカル系光硬化樹脂とエポキシ系熱硬化樹脂の混合物である協立化学産業社製WR798を用いて隔壁4上に接着剤層12を形成した。その後、高圧水銀灯を用いて紫外光を2000mJ/cm2の条件で接着剤層12に照射し、接着剤層12を微硬化させた。その後、実施例1と同様にして粒子の充填を行ったところ、この接着剤を用いたものは不要粒子の除去が完全にできた。これを熱プレスにて10MPa、120℃、60分かけて硬化させた。そして、実施例1と同様にして、画像表示用パネルを作製し、実施例1と同様にして、作製した画像表示用パネルの評価を行った。得られた画像表示用パネルに対し実施例1と同様の引っ張り試験をしたところ、十分な接着力を得ることができた。結果を以下の表1に示す。
接着剤として、ラジカル系光硬化樹脂とエポキシ系熱硬化樹脂の混合物である協立化学産業社製WR798Hを用いた以外、実施例3と同様にして画像表示用パネルを作製した。この画像表示用パネルに対し実施例1と同様の引っ張り試験したところ十分な接着力を得ることができた。結果を以下の表1に示す。
接着剤として、光硬化型樹脂であるスリーボンド製TB3052のみを使用して、実施例1と同様に、画像表示用パネルの作製を試みた。その結果、本例では、接着剤のタックが原因となり不要粒子を除去することができず、接着力の評価を行うことができなかった。結果を以下の表1に示す。
接着剤として、熱硬化型樹脂であるスリーボンド製TB2202のみを使用して、実施例1と同様に、画像表示用パネルの作製を試みた。その結果、本例では、接着剤のタックが原因となり不要粒子を除去することができず、接着力の評価を行うことができなかった。結果を以下の表1に示す。
接着剤として、ホットメルト接着剤である熱可塑性樹脂(スリーボンド製TB1571)のみを使用し、隔壁4上に接着剤層12を形成後、120℃、30分の条件で乾燥させた点、及び、熱プレスの条件を120℃、10分、10MPaとした点以外、実施例1と同様にして、画像表示用パネルを作製し、実施例1と同様にして、作製した画像表示用パネルの評価を行った。結果を以下の表1に示す。
接着剤として、光硬化型樹脂として上記TB3052を18g、熱硬化型樹脂として上記TB2202を2gからなる組成のものを使用した以外は、実施例1と同様に、画像表示用パネルの作製を試みた。その結果、本例では、不要粒子の除去はできるものの基板と隔壁との接着ができず、接着力の評価を行うことができなかった。結果を以下の表1に示す。
また、同様の実験を粉流体に対しても行ったところ、粒子群についての実施例1〜4及び比較例1〜4と同様の傾向の結果を得ることができ、粉流体についても本発明の有用性を確認できた。
<実施例11>
図7(a)〜(e)に示す各工程に従って画像表示用パネルを作製した。まず、図7(a)に示すように、30Ω/□のITOガラス基板(前面基板2に対応)に、フォトレジスト法によって、300μm□の開口部を有し、線幅が100μmで高さが100μmの隔壁4を形成して、隔壁付き電極基板11を得た。次に、図7(b)に示すように、白粒子群3W、黒粒子群3Bをそれぞれ6g/m2ずつセル13内に自由落下法にて充填した。そして、微粘着ロール15(あるいは微粘着シート)を用いて、隔壁4上の不要粒子を除去した。
ドライ処理による洗浄として、低圧水銀灯(アイグラフィックUVオゾン洗浄装置:25W×6灯用/OC−2506)で5分間ドライ処理した以外、実施例11と同様にして、画像表示用パネルを作製し、実施例11と同様にして、作製した画像表示用パネルの評価を行った。結果を以下の表2に示す。
ドライ処理による洗浄として、エキシマランプで1分間ドライ処理した以外、実施例11と同様にして、画像表示用パネルを作製し、実施例11と同様にして、作製した画像表示用パネルの評価を行った。なお、エキシマランプとしては、ウシオ電機製エキシマランプ:UEM20−172を使用した。結果を以下の表2に示す。
ドライ処理による洗浄として、エキシマランプ(ウシオ電機製エキシマランプ:UEM20−172)で2分間ドライ処理した以外、実施例13と同様にして、画像表示用パネルを作製し、実施例13と同様にして、作製した画像表示用パネルの評価を行った。結果を以下の表2に示す。
ドライ処理による洗浄を行わなかった以外、実施例11と同様にして、画像表示用パネルを作製し、実施例11と同様にして、作製した画像表示用パネルの評価を行った。結果を以下の表2に示す。
また、同様の実験を粉流体に対しても行ったところ、粒子群についての実施例11〜14及び比較例11と同様の傾向の結果を得ることができ、粉流体についても本発明の有用性を確認できた。
図4(a)〜(c)の例に従って、着色隔壁を作製した。まず、ITOガラス基板21(透明な前面基板2を構成)上に透明なレジストを塗布し、マスクを介して露光を行った後、現像、洗浄して、隔壁22をITOガラス基板21上に作製した。次に、予め黒色顔料とフィラー24(平均粒子径:1〜3の粒度分布)とを分散させた接着剤を、オフセット印刷機により、隔壁22上に転写して接着剤層23を形成した。次に、隔壁22間に所定の画像表示媒体を封入した後、接着剤層23を介して基板25(対向基板1を構成)を圧着し、本発明例の画像表示用パネルを作製した。比較のため、フィラー24を含まない接着剤層により、同様の方法で画像表示用パネルを作製し、比較例とした。
Claims (4)
- 少なくとも一方が透明である2枚の対向する基板間に、画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を与え、画像表示媒体を移動させて画像を表示する、隔壁により互いに隔離された1つ以上の画像表示媒体を収納するセルおよび複数の画像表示素子を持つ画像表示用パネルの製造方法において、一方の基板上に隔壁を形成して隔壁付き基板を作製し、作製した隔壁付き基板の隔壁上に、光硬化型樹脂と熱硬化型樹脂とを混合して得た接着剤混合物を塗布し、ついで、接着剤混合物を一旦光硬化させた後、画像表示媒体を隔壁間に充填し、他方の基板と隔壁とを接着剤混合物を加圧状態で熱硬化させて接合することにより、画像表示媒体を隔壁間に封入するとともに他方の基板を接着剤混合物を介して隔壁に接合することを特徴とする画像表示用パネルの製造方法。
- 接着剤混合物の組成が、光硬化型樹脂1〜80wt%、熱硬化型樹脂20〜99wt%である請求項1に記載の画像表示用パネルの製造方法。
- 光硬化型樹脂が光開始剤を含むとともに、熱硬化型樹脂が硬化剤を含む請求項1または2に記載の画像表示用パネルの製造方法。
- 画像表示媒体を隔壁間に充填後、他方の基板を隔壁に接合する前に、隔壁上に残った画像表示媒体を除去する請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像表示用パネルの製造方法。
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