JP2006058457A - Method for manufacturing image display apparatus and image display apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板の間に１種類以上の画像表示媒体を封入し、基板内に発生させた電界により画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示板を具備する画像表示装置の製造方法および、それにより製造される画像表示装置に関するものである。 The present invention provides an image display in which one or more types of image display media are sealed between two opposing substrates, at least one of which is transparent, and the image display media is moved by an electric field generated in the substrate to display an image. The present invention relates to a method for manufacturing an image display device including a plate, and an image display device manufactured thereby.
従来より、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色粒子回転方式等の技術を用いた画像表示装置が提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, image display devices using techniques such as an electrophoresis method, an electrochromic method, a thermal method, and a two-color particle rotation method have been proposed as image display devices that can replace liquid crystal (LCD).
これら従来技術は、ＬＣＤと比較すると、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、メモリ機能を有している等のメリットがあることから、次世代の安価な画像表示装置に使用可能な技術として考えられており、携帯端末用画像表示、電子ペーパー等への展開が期待されている。特に、最近では、分散粒子と着色溶液とから成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して成る電気泳動方式（例えば、非特許文献１参照）が提案され、期待が寄せられている。 Compared with LCD, these conventional technologies have advantages such as a wide viewing angle close to that of ordinary printed materials, low power consumption, and a memory function. It is considered as a technology that can be used for mobile phones, and is expected to expand to image display for portable terminals, electronic paper, and the like. In particular, recently, an electrophoretic method (for example, see Non-Patent Document 1) in which a dispersion liquid composed of dispersion particles and a colored solution is microencapsulated and disposed between opposing substrates has been proposed and expected. It has been.
しかしながら、電気泳動方式では、液中を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くなるという問題がある。さらに、低比重の溶液中に酸化チタン等の高比重の粒子を分散させているため沈降しやすくなっており、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。また、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て、見かけ上、上述した欠点が現れにくくしているだけであって、本質的な問題は何ら解決されていない。 However, the electrophoresis method has a problem that the response speed becomes slow due to the viscous resistance of the liquid because the particles migrate in the liquid. Furthermore, since particles with high specific gravity such as titanium oxide are dispersed in a solution with low specific gravity, it is easy to settle, and it is difficult to maintain the stability of the dispersed state, and there is a problem of lack of image repetition stability. . Even when microencapsulation is performed, the cell size is set to the microcapsule level, and the above-described drawbacks are hardly made to appear, and the essential problems are not solved at all.
一方、溶液中での挙動を利用する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とを基板の一部に組み入れる方式も提案され始めている（例えば、非特許文献１参照）。しかし、この方式は、電荷輸送層、さらには電荷発生層を配置するために構造が複雑化するとともに、導電性粒子に電荷を一定に注入することは難しいため、安定性に欠けるという問題もある。 On the other hand, a method in which conductive particles and a charge transport layer are incorporated into a part of a substrate without using a solution is proposed instead of an electrophoresis method using behavior in a solution (see, for example, Non-Patent Document 1). ). However, this method has a problem that the structure is complicated because the charge transport layer and further the charge generation layer are arranged, and that it is difficult to inject the charges into the conductive particles, so that the stability is lacking. .
上述した種々の問題を解決するための一方法として、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板の間に１種類以上の画像表示媒体を封入し、基板内に発生させた電界により画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示板を具備する画像表示装置が知られている。この画像表示装置の製造方法の従来技術としては、例えば、基板上に隔壁材料として感光性ドライフィルムを張り、所定のマスクを用いて露光および現像を行うことにより所定の隔壁パターンを形成する製造方法が用いられている。 As one method for solving the various problems described above, at least one image display medium is sealed between two opposing substrates, at least one of which is transparent, and the image display medium is generated by an electric field generated in the substrate. There is known an image display apparatus including an image display board that displays an image by moving the image. As a prior art of the manufacturing method of this image display device, for example, a manufacturing method of forming a predetermined partition pattern by stretching a photosensitive dry film as a partition material on a substrate and performing exposure and development using a predetermined mask Is used.
上記従来技術によって基板上に隔壁を形成する場合、隔壁形成工程の後工程において、隔壁によって形成される表示セル内に、スペーサ散布装置を用いて画像表示媒体を充填するので、散布効率が低くなり、無駄になる画像表示媒体量が多くなる。また、上記従来技術を用いる場合、隔壁上部で粘着性の樹脂フィルムを巻いたロールを数回回転することにより隔壁上の画像表示媒体を樹脂フィルムに転写して除去する工程が必要になる。
また、上記従来技術を用いる場合、２枚の基板の貼り合わせ工程（重ね工程、熱プレス工程）において、隔壁上部に形成される接着剤塗布部とその外側に位置するシール材塗布部との間に図７に例示するような「ギャップの段差」が生じるので、熱プレス時に基板内を均一に加圧することができず、シール材の接着不足という不具合が生じ易くなる。さらに、上記従来技術を用いる場合、図７に示すように、シール材塗布部の高さを隔壁高さ以上にする必要があるが、シール材は基板材料に比べてバリア性が低いことから、シール材を介しての水分の侵入が起こり易くなり、表示特性の劣化を招くおそれがある。
When barrier ribs are formed on a substrate by the above-described conventional technique, in a subsequent process of the barrier rib forming process, display cells formed by the barrier ribs are filled with an image display medium using a spacer spraying device, so that the spraying efficiency is lowered. The amount of image display medium that is wasted increases. In addition, when the above-described conventional technology is used, a process of transferring and removing the image display medium on the partition wall onto the resin film by rotating a roll around which the adhesive resin film is wound at the upper part of the partition wall is required.
Further, when using the above-described conventional technique, in the bonding process (stacking process, heat pressing process) of two substrates, between the adhesive application part formed on the upper part of the partition wall and the sealing material application part located outside thereof Since a “gap step” as illustrated in FIG. 7 occurs, the inside of the substrate cannot be uniformly pressurized during hot pressing, and a problem of insufficient adhesion of the sealing material is likely to occur. Furthermore, when using the above prior art, as shown in FIG. 7, it is necessary to make the height of the sealing material application part higher than the partition wall height, but the sealing material has a lower barrier property than the substrate material, Intrusion of moisture through the sealing material is likely to occur, and display characteristics may be deteriorated.
本発明は、ウエットブラスト法によって基板上に隔壁を形成することにより、上述した不具合を解消し得る、画像表示装置の製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an image display device that can eliminate the above-described problems by forming partition walls on a substrate by a wet blast method.
上記目的を達成するため、本発明の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２枚の基板の間に１種類以上の画像表示媒体を封入し、基板内に発生させた電界により画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示板を具備する画像表示装置を製造する画像表示装置の製造方法であって、ウエットブラスト法によって少なくとも一方の基板表面を研削することにより基板上に隔壁および画像表示媒体を収納する空間を形成することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image display device manufacturing method according to the present invention includes an electric field generated in a substrate by enclosing one or more types of image display media between two opposing substrates, at least one of which is transparent. An image display device manufacturing method for manufacturing an image display device including an image display plate that displays an image by moving an image display medium by the method, wherein at least one substrate surface is ground by a wet blast method. A space for housing the partition walls and the image display medium is formed.
基板上に隔壁が一体形成された本発明の画像表示装置は、上記製造方法により製造することができる。 The image display device of the present invention in which the partition wall is integrally formed on the substrate can be manufactured by the above manufacturing method.
上記本発明の画像表示装置の製造方法によれば、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板の間に１種類以上の画像表示媒体を封入し、基板内に発生させた電界により画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示板を具備する画像表示装置を製造する際には、ウエットブラスト法によって少なくとも一方の基板表面を研削することにより基板上に隔壁および画像表示媒体を収納する空間を形成するから、後に説明する実施例のように、上述した不具合を全て解消し得る、画像表示装置の製造方法を提供することができる。 According to the method for manufacturing an image display device of the present invention, at least one image display medium is sealed between two opposing substrates, at least one of which is transparent, and the image display medium is generated by an electric field generated in the substrate. When manufacturing an image display device having an image display plate that displays an image by moving the substrate, a space for accommodating a partition and an image display medium on the substrate by grinding at least one substrate surface by a wet blast method Therefore, as in the embodiments described later, it is possible to provide a method for manufacturing an image display device that can eliminate all the above-described problems.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
まず、本発明の製造方法により製造する画像表示装置の画像表示板の構成について説明する。本発明方法により製造する画像表示装置では、対向する基板間に画像表示媒体を封入した画像表示板の基板内に何らかの手段で電界が付与される。電界方向に従って帯電した画像表示媒体が電界による力やクーロン力などによって引き寄せられ、画像表示媒体が電界方向の切換によって往復運動することにより、画像表示がなされる。従って、画像表示媒体が、均一に移動し、かつ、繰り返し時あるいは保存時の安定性を維持できるように、画像表示板を設計する必要がある。ここで、画像表示媒体に例えば用いる粒子または粉流体にかかる力は、粒子同士または粉流体同士のクーロン力により引き付けあう力の他に、電極との電気影像力、分子間力、液架橋力、重力などが考えられる。 First, the configuration of the image display plate of the image display device manufactured by the manufacturing method of the present invention will be described. In the image display device manufactured by the method of the present invention, an electric field is applied by some means in the substrate of the image display plate in which the image display medium is sealed between the opposing substrates. The image display medium charged according to the electric field direction is attracted by an electric field force or a Coulomb force, and the image display medium is reciprocated by switching the electric field direction, thereby displaying an image. Therefore, it is necessary to design the image display plate so that the image display medium moves uniformly and can maintain stability during repetition or storage. Here, for example, the force applied to the particles or powder fluid used for the image display medium is not only the force attracted by the Coulomb force between the particles or powder fluid, but also the electric image force with the electrode, intermolecular force, liquid crosslinking force, Gravity is considered.
本発明の画像表示装置に用いる画像表示板の例を、図１〜図３に基づき説明する。
図１に示す例では、２種以上の色の異なる粒子３（ここでは白色粒子３Ｗと黒色粒子３Ｂを示す）を、基板１、２の外部から加えられる電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させ、黒色粒子３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色粒子３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、図１に示す例では、基板１、２の間に例えば格子状に隔壁４を設けて表示セルを画成している。
図２に示す例では、２種以上の色の異なる粒子３（ここでは白色粒子３Ｗと黒色粒子３Ｂを示す）を、基板１に設けた電極５と基板２に設けた電極６との間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させ、黒色粒子３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色粒子３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、図２に示す例では、基板１、２の間に例えば格子状に隔壁４を設けて表示セルを画成している。
図３に示す例では、１種の色の粒子３（ここでは白色粒子３Ｗ）を、基板１上に設けた電極５と電極６との間に電圧を印加させることにより発生する電界に応じて、基板１、２と平行方向に移動させ、白色粒子３Ｗを観察者に視認させて白色表示を行うか、あるいは、電極６または基板１の色を観察者に視認させて電極６または基板１の色の表示を行っている。なお、図３に示す例では、基板１、２の間に例えば格子状に隔壁４を設けて表示セルを画成している。
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できる。
An example of an image display board used in the image display device of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the example shown in FIG. 1, two or more different types of particles 3 (here,
In the example shown in FIG. 2, two or more kinds of particles 3 having different colors (here,
In the example shown in FIG. 3, according to the electric field generated by applying a voltage between the
The above description can be similarly applied to the case where the
以下、本発明の特徴となるウエットブラスト法を用いた画像表示装置の製造方法を図４（ａ）〜（ｆ）に基づいて詳細に説明する。なお、「ウエットブラスト法」とは、研磨剤と、溶媒と、圧縮気体とを、ブラスト装置の噴射ノズル（ブラストガン）から混合して噴出させることにより、基板表面を研削する方法のことであり、本発明では、ウエットブラスト法によって基板上に隔壁を形成するようにしている。 Hereinafter, a method for manufacturing an image display device using the wet blast method, which is a feature of the present invention, will be described in detail with reference to FIGS. The “wet blasting method” is a method of grinding a substrate surface by mixing and ejecting an abrasive, a solvent, and a compressed gas from an injection nozzle (blast gun) of a blasting device. In the present invention, the partition walls are formed on the substrate by wet blasting.
（１）まず、図４（ａ）に示すように、基板（例えばガラス基板）１上に、マスク材料を用いて所定のマスクパターン１１を形成する（基板のマスキング工程）。その際、マスク材料としては、感光性レジスト等の感光性材料またはメタルを露光現像したものを用いるものとする。
（２）次に、図４（ｂ）に示すように、基板上部に配置したブラスト装置の噴射ノズル１２から、図示矢印のように基板に向けて、「研磨剤と、溶媒（例えば水）と、圧縮気体（例えば圧縮エア）との混合液」を噴出させ、基板表面上に図示のような形状を形成する（ブラスト処理工程）。
（３）次に、図４（ｃ）に示すように、基板上の感光性レジストを除去する（マスキング除去工程）。これにより、基板上には、図示のように、画像表示媒体充填部（表示セルに対応する）１３と、隔壁１４と、シール材塗布部１５とが形成され、隔壁１４の上面とシール材塗布部１５とは同一平面上に位置することになる。
（４）次に、図４（ｄ）に示すように、画像表示媒体充填部１３の表面にＩＴＯ電極１６を成膜して、所定の電極パターンを形成する（ＩＴＯ電極形成工程）。
（５）次に、図４（ｅ）に示すように、画像表示媒体充填部１３に画像表示媒体（例えば粉流体３Ｗ、３Ｂ）を充填する（画像表示媒体充填工程）
（６）次に、図４（ｆ）に示すように、シール材塗布部１５にシール材１６を塗布するとともに隔壁上部に接着剤１７を塗布した基板上に、もう１枚の基板２（対向基板、例えばガラス基板）を配置して、アライメントを調整した後、熱プレスによって２枚の基板を貼り合わせる（基板貼り合わせ工程）。
(1) First, as shown in FIG. 4A, a predetermined mask pattern 11 is formed on a substrate (for example, a glass substrate) 1 using a mask material (substrate masking step). At that time, as a mask material, a photosensitive material such as a photosensitive resist or a material obtained by exposing and developing a metal is used.
(2) Next, as shown in FIG. 4 (b), "abrasive, solvent (for example, water) , A mixed liquid with compressed gas (for example, compressed air) "is ejected to form a shape as shown on the surface of the substrate (blast treatment step).
(3) Next, as shown in FIG. 4C, the photosensitive resist on the substrate is removed (masking removal step). As a result, an image display medium filling portion (corresponding to a display cell) 13, a
(4) Next, as shown in FIG. 4D, an
(5) Next, as shown in FIG. 4E, the image display
(6) Next, as shown in FIG. 4 (f), another substrate 2 (opposing) A substrate (for example, a glass substrate) is arranged and alignment is adjusted, and then two substrates are bonded together by hot pressing (substrate bonding step).
本発明の画像表示装置の製造方法によれば、ウエットブラスト法によって基板表面を研削することにより基板上に隔壁および画像表示媒体を収納する空間を形成するから、上述した従来技術の不具合を全て解消することができる。すなわち、（１）隔壁の上面とシール材塗布部とが同一平面上に位置するので、隔壁の接着剤塗布部の基板間ギャップとシール材塗布部の基板間ギャップとが同一になって段差が解消され、熱プレス時に基板内を均一に加圧することができるようになり、（２）基板に一体形成された隔壁は力を加えても破壊されにくいので、画像表示媒体充填工程においてスリキリ法（ヘラのような部材を基板と水平に移動させることにより隔壁上の画像表示媒体を表示セル内に掻き落として充填する方法）を使用可能になり、画像表示媒体の充填効率が向上するとともに「隔壁上の画像表示媒体を転写除去する工程」が不要になり、（３）シール材塗布部の高さを上記従来技術よりも大幅に低くした図４（ｆ）の構造が実現可能になるので、シール材を介しての水分の侵入を軽減することができるようになる。 According to the image display device manufacturing method of the present invention, the substrate surface is ground by the wet blast method to form a space for accommodating the partition walls and the image display medium on the substrate, thus eliminating all the above-mentioned problems of the prior art. can do. (1) Since the upper surface of the partition wall and the sealing material application portion are located on the same plane, the gap between the substrates of the adhesive application portion of the partition wall and the inter-substrate gap of the sealing material application portion are the same, resulting in a step. This eliminates the problem that the inside of the substrate can be uniformly pressed during hot pressing, and (2) the partition wall formed integrally with the substrate is not easily broken even if force is applied. By moving a member such as a spatula horizontally with the substrate, the image display medium on the partition wall is scraped and filled into the display cells, and the efficiency of filling the image display medium is improved. The process of “transferring and removing the image display medium above” becomes unnecessary, and (3) the structure of FIG. 4 (f) in which the height of the sealing material application portion is significantly lower than the above prior art can be realized. Through sealing material Reducing the moisture penetration of Te so that it is.
以下、本発明の対象となる画像表示装置の画像表示板を構成する各部材について説明する。 Hereinafter, each member which comprises the image display board of the image display apparatus used as the object of this invention is demonstrated.
基板については、少なくとも一方の基板は装置外側から画像表示媒体の色が確認できる透明な基板であり、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。もう一方の基板となる背面基板は透明でも不透明でもかまわない。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、金属シートのように可とう性のあるもの、および、ガラス、石英などの可とう性のない無機シートが挙げられる。基板の厚みは、２〜５０００μｍが好ましく、さらに５〜２０００μｍ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、５０００μｍより厚いと、薄型画像表示装置とする場合に不都合がある。 Regarding the substrate, at least one of the substrates is a transparent substrate from which the color of the image display medium can be confirmed from the outside of the apparatus, and a material having high visible light transmittance and good heat resistance is preferable. The back substrate as the other substrate may be transparent or opaque. Examples of substrate materials include polymer sheets such as polyethylene terephthalate, polyethersulfone, polyethylene, polycarbonate, polyimide, and acrylic, flexible materials such as metal sheets, and flexible materials such as glass and quartz. There are no inorganic sheets. The thickness of the substrate is preferably from 2 to 5000 μm, more preferably from 5 to 2000 μm. If it is too thin, it will be difficult to maintain the strength and the uniform spacing between the substrates, and if it is thicker than 5000 μm, a thin image display device will be obtained. There is an inconvenience.
必要に応じて設ける電極５、６の電極形成材料としては、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等の金属類やＩＴＯ、酸化インジウム、導電性酸化錫、導電性酸化亜鉛等の透明導電金属酸化物類、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性高分子類が例示され、適宜選択して用いられる。電極の形成方法としては、上記例示の材料をスパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ（化学蒸着）法、塗布法等で薄膜状に形成する方法や、導電剤を溶媒や合成樹脂バインダーに混合して塗布したりする方法が用いられる。なお、電極厚みは、導電性が確保でき光透過性に支障がなければ良く、３〜１０００ｎｍ、好ましくは５〜４００ｎｍが好適である。背面基板１側に設ける電極５の材質や厚みなどは上述した電極６と同様であるが、透明である必要はない。なお、この場合の外部電圧入力は、直流あるいは交流を重畳しても良い。
Electrode forming materials for the
画像表示媒体を充填する空間を設ける際に基板に形成される隔壁４については、その形状は表示にかかわる画像表示媒体の種類により適宜最適設定され、一概には限定されないが、隔壁の幅は２〜１００μｍ、好ましくは３〜５０μｍに、隔壁の高さは１０〜５００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍに調整される。また、隔壁を形成するにあたり、対向する両基板の各々にリブを形成した後に接合する両リブ法、片側の基板上にのみリブを形成する片リブ法が考えられるが、本発明では、どちらの方式でも採用することが可能である。
The shape of the
これらのリブからなる隔壁により形成される表示セルは、図５に示すごとく、基板平面方向からみて四角状、三角状、ライン状、円形状、六角状が例示され、配置としては格子状やハニカム状や網目状が例示される。表示側から見える隔壁断面部分に相当する部分（表示セルの枠部の面積）はできるだけ小さくした方が良く、画像表示の鮮明さが増す。 As shown in FIG. 5, the display cells formed by the partition walls made up of these ribs are exemplified by a square shape, a triangular shape, a line shape, a circular shape, and a hexagonal shape as viewed from the substrate plane direction. The shape and the mesh shape are exemplified. It is better to make the portion corresponding to the cross section of the partition wall visible from the display side (the area of the frame portion of the display cell) as small as possible, and the sharpness of the image display increases.
次に、本発明の対象となる画像表示板で画像表示媒体として用いる粉流体について説明する。
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流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。
Next, the powder fluid used as an image display medium in the image display board which is the subject of the present invention will be described.
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 flow when it balances with gravity, and it is also called a liquid-solid fluidized state that is fluidized by a 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.
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。 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.
本発明の対象となる画像表示板は、少なくとも一方が透明な、対向する基板間に、例えば気体中に固体粒子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粉流体を封入するものであり、このような粉流体は、低電圧の印加でクーロン力などにより容易に安定して移動させることができる。
本発明に用いる粉流体とは、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。
An image display board that is an object of the present invention encloses a powder fluid that exhibits high fluidity in an aerosol state in which solid particles are stably suspended as a dispersoid, for example, in a gas, between opposed substrates, at least one of which is transparent. Such a powder fluid can be easily and stably moved by a Coulomb force or the like by applying a low voltage.
As described above, the pulverized fluid used in the present invention is a substance in the intermediate state of both fluid and particle characteristics that exhibits fluidity by itself without borrowing the force of gas or liquid. This powder fluid can be in an aerosol state in particular, and in the image display device of the present invention, a solid substance is used in a state of relatively stably floating as a dispersoid in the gas.
次に、本発明の対象となる画像表示板で画像表示媒体として用いる粒子について説明する。
粒子は、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。
Next, the particles used as the image display medium on the image display board that is the subject of the present invention will be described.
The particles can contain a charge control agent, a colorant, an inorganic additive, and the like, if necessary, in the resin as the main component, as in the conventional case. Examples of resins, charge control agents, colorants, and other additives will be given below.
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、ポリオレフィン樹脂、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、ポリアミド樹脂等が挙げられ、２種以上混合することもできる。特に、基板との付着力を制御する観点から、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。 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 Acrylic resin, polyolefin resin, butyral resin, vinylidene chloride resin, melamine resin, phenol resin, fluororesin, polycarbonate resin, polysulfone resin, polyether resin, polyamide resin and the like can be mentioned, and two or more kinds can be mixed. In particular, acrylic urethane resin, acrylic silicone resin, acrylic fluororesin, acrylic urethane silicone resin, acrylic urethane fluororesin, fluororesin, and silicone resin are suitable from the viewpoint of controlling the adhesive force with the substrate.
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、フッ素、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。 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, 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.
着色剤としては、以下に例示するような、有機または無機の各種、各色の顔料、染料が使用可能である。 As the colorant, various organic or inorganic pigments and dyes as exemplified below can be used.
黒色着色剤としては、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、活性炭等がある。
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。
Examples of the black colorant include carbon black, copper oxide, manganese dioxide, aniline black, activated carbon and the like.
Examples of blue colorants include C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I.
Examples of red colorants 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, Alizarin Lake,
黄色着色剤としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファーストイエロー、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、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２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。
Yellow colorants include chrome yellow, zinc yellow, cadmium yellow, yellow iron oxide, mineral first yellow, nickel titanium yellow, navel yellow, naphthol yellow S, Hansa Yellow G, Hansa Yellow 10G, Benzidine Yellow G, Benzidine Yellow GR, Quinoline Yellow Lake, Permanent Yellow NCG, Tartrazine Lake, C.I. I. Pigment Yellow 12 etc.
Examples of green colorants include chrome green, chromium oxide, pigment green B, C.I. I. Pigment Green 7, Malachite Green Lake, Final Yellow Green G, etc.
Examples of the orange colorant include red chrome yellow, molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, Vulcan orange, indanthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, indanthrene brilliant orange GK, C.I. I. Pigment Orange 31 etc.
Examples of purple colorants include manganese purple, first violet B, and methyl violet lake.
Examples of white colorants include zinc white, titanium oxide, antimony white, and zinc sulfide.
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、アルミナホワイト等がある。また、塩基性、酸性、分散、直接染料等の各種染料として、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等がある。 Examples of extender pigments include barite powder, barium carbonate, clay, silica, white carbon, talc, and alumina white. Examples of various dyes such as basic, acidic, disperse, and direct dyes include nigrosine, methylene blue, rose bengal, quinoline yellow, and ultramarine blue.
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、マンガンフェライトブラック、コバルトフェライトブラック、銅粉、アルミニウム粉などが挙げられる。
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。
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 blue, cobalt blue, cobalt green, cobalt violet, iron oxide, carbon black, manganese ferrite black, cobalt ferrite black, copper powder, and aluminum powder.
These pigments and inorganic additives can be used alone or in combination. Of these, carbon black is particularly preferable as the black pigment, and titanium oxide is preferable as the white pigment.
また、本発明で用いる粒子は平均粒子径d(0.5)が、０．１〜２０μｍの範囲であり、均一で揃っていることが好ましい。平均粒子径d(0.5)がこの範囲より大きいと表示上の鮮明さに欠け、この範囲より小さいと粒子同士の凝集力が大きくなりすぎるために粒子の移動に支障をきたすようになる。 The particles used in the present invention preferably have an average particle diameter d (0.5) in the range of 0.1 to 20 μm and are uniform and uniform. If the average particle diameter d (0.5) is larger than this range, the display is not clear, and if it is smaller than this range, the cohesive force between the particles becomes too large, which hinders the movement of the particles.
さらに、本発明では、各粒子の粒子径分布に関して、下記式に示される粒子径分布Spanを５未満、好ましくは３未満とする。
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。
Furthermore, in the present invention, regarding the particle size distribution of each particle, the particle size distribution Span represented by the following formula is set to less than 5, preferably less than 3.
Span = (d (0.9) −d (0.1)) / d (0.5)
(However, d (0.5) is a numerical value expressed in μm that the particle size is 50% larger than this and 50% smaller than this, and d (0.1) is a particle whose proportion of particles below this is 10%. (Numerical value expressed in μm, d (0.9) is a numerical value expressed in μm for a particle size of 90% or less)
By keeping Span within a range of 5 or less, the size of each particle is uniform and uniform particle movement is possible.
さらにまた、各粒子の相関について、使用した粒子の内、最大径を有する粒子のd(0.5)に対する最小径を有する粒子のd(0.5)の比を５０以下、好ましくは１０以下とすることが肝要である。たとえ粒子径分布Spanを小さくしたとしても、互いに帯電特性の異なる粒子が互いに反対方向に動くので、互いの粒子サイズが近く、互いの粒子が当量ずつ反対方向に容易に移動できるようにするのが好適であり、それがこの範囲となる。 Furthermore, regarding the correlation between the particles, the ratio of d (0.5) of the particles having the minimum diameter to d (0.5) of the particles having the maximum diameter among the used particles is set to 50 or less, preferably 10 or less. It is essential. Even if the particle size distribution Span is reduced, particles with different charging characteristics move in opposite directions, so that the particle size is close to each other and each particle can be easily moved in the opposite direction by the equivalent amount. This is within this range.
なお、上記の粒子径分布および粒子径は、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、粒子径および粒子径分布が測定できる。
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。
The particle size distribution and the particle size can be obtained from a laser diffraction / scattering method or the like. When laser light is irradiated onto particles to be measured, a light intensity distribution pattern of diffracted / scattered light is spatially generated, and this light intensity pattern has a corresponding relationship with the particle diameter, so that the particle diameter and particle diameter distribution can be measured. .
Here, the particle size and particle size distribution in the present invention are obtained from a volume-based distribution. Specifically, using a Mastersizer2000 (Malvern Instruments Ltd.) measuring machine, particles are introduced into a nitrogen stream and the attached analysis software (software based on volume-based distribution using Mie theory) The diameter and particle size distribution can be measured.
さらに、本発明において画像表示媒体として粒子群または粉流体を用いる場合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。
この空隙部分とは、図１〜図３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、粒子群（あるいは粉流体）３の占有部分、隔壁４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。
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、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。
Further, in the present invention, when a particle group or powder fluid is used as the image display medium, it is important to manage the gas in the voids surrounding the particle group or powder fluid between the substrates, which contributes to improved display stability. Specifically, it is important that the relative humidity at 25 ° C. is 60% RH or less, preferably 50% RH or less, more preferably 35% RH or less with respect to the humidity of the gas in the gap.
1 to 3, the gaps between the opposing
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, dry carbon dioxide, dry methane, 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 powder 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.
本発明の対象となる画像表示板における基板と基板との間隔は、画像表示媒体が移動できて、コントラストを維持できればよいが、通常１０〜５００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍに調整される。
対向する基板間の空間における粒子群又は粉流体の体積占有率は５〜７０％が好ましく、さらに好ましくは５〜６０％である。７０％を超える場合には粒子又は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。
本発明に用いる画像表示媒体として、気体中で用いる粒子群や粉流体について説明してきたが、本発明は電気泳動粒子群が内包されたマイクロカプセル型などの画像表示媒体を充填する場合にも適用できる。
The distance between the substrates in the image display plate that is the subject of the present invention is not limited as long as the image display medium can be moved and the contrast can be maintained, but is usually adjusted to 10 to 500 μm, preferably 10 to 200 μm.
The volume occupancy of the particle group or powder fluid in the space between the opposing substrates is preferably 5 to 70%, more preferably 5 to 60%. If it exceeds 70%, the movement of particles or powder fluid is hindered, and if it is less than 5%, the contrast tends to be unclear.
The particle group and powder fluid used in the gas have been described as the image display medium used in the present invention, but the present invention is also applicable to the case of filling an image display medium such as a microcapsule type in which the electrophoretic particle group is encapsulated. it can.
以下、本発明の実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples of the present invention. However, the present invention is not limited to the following examples.
＜実施例１＞
図４（ａ）〜（ｆ）に示すウエットブラスト法を用いた画像表示装置の製造方法によって、図４（ｆ）に示す画像表示装置の画像表示板を作製した。その際、図６に示す構成のブラスト装置（マコー（株）製）を用いて、研磨材（粒径４μｍの球状アルミナ）と、水と、０．２ＭＰａの圧縮エアとの混合物を噴射ノズルから高圧で基板１に対して噴射して、基板１の表面を研削した。
<Example 1>
The image display plate of the image display device shown in FIG. 4 (f) was manufactured by the method for manufacturing the image display device using the wet blast method shown in FIGS. 4 (a) to 4 (f). At that time, a mixture of abrasive (spherical alumina having a particle size of 4 μm), water, and compressed air of 0.2 MPa was injected from the injection nozzle using a blasting apparatus (manufactured by Macau Corporation) having the configuration shown in FIG. The surface of the
上記のようにして作製した図４（ｆ）に示す画像表示板の基板１は、（Ａ）基板表面上に隔壁１４が一体形成されているため、力を加えても隔壁１４が破壊されにくい構造になっており、（Ｂ）隔壁１４の上面とシール材塗布部１５とは同一平面上に位置しており、（Ｃ）シール材塗布部１５の高さが上記従来技術よりも大幅に低くなっている、という構造上の特徴を有している。そのため、（Ａ）に対応して、熱プレス時に基板内を均一に加圧することができるようになり、（Ｂ）に対応して、画像表示媒体充填工程においてスリキリ法を使用して、「隔壁上の画像表示媒体を転写除去する工程」を省略するとともに画像表示媒体の散布効率を向上させることができ、（Ｃ）に対応して、シール材を介しての水分の進入を軽減することができる。
In the
本発明の製造方法により製造した画像表示装置は、ノートパソコン、ＰＤＡ、携帯電話、ハンディターミナル等のモバイル機器の表示部、電子ブック、電子新聞等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板等の掲示板、電卓、家電製品、自動車用品等の表示部、ポイントカード、ＩＣカード等のカード表示部、電子広告、電子ＰＯＰ、電子値札、電子楽譜、ＲＦ−ＩＤ機器の表示部などに好適に用いられる。 An image display device manufactured by the manufacturing method of the present invention includes a display unit of a mobile device such as a notebook computer, a PDA, a mobile phone, and a handy terminal, an electronic book such as an electronic book and an electronic newspaper, a signboard, a poster, a bulletin board such as a blackboard, It is suitably used for display units such as calculators, home electric appliances, and car supplies, card display units such as point cards and IC cards, electronic advertisements, electronic POPs, electronic price tags, electronic musical scores, and display units for RF-ID devices.
１，２ 基板
３ 画像表示媒体（粒子、粉流体）
３Ｗ 白色粒子、白色粉流体
３Ｂ 黒色粒子、黒色粉流体
４ 隔壁
５ 電極
６ 電極
１１ マスク材料
１２ ブラスト装置の噴射ノズル（ブラストガン）
１３ 画像表示媒体充填部
１４ 隔壁
１５ シール材充填部
１６ シール材
１７ 接着剤
1, 2 Substrate 3 Image display medium (particle, powder fluid)
3W White particles,
DESCRIPTION OF
Claims (2)
ウエットブラスト法によって少なくとも一方の基板表面を研削することにより基板上に隔壁および画像表示媒体を収納する空間を形成することを特徴とする画像表示装置の製造方法。 One or more types of image display media are sealed between two opposing substrates, at least one of which is transparent, and an image display plate for displaying an image by moving the image display media by an electric field generated in the substrate is provided. An image display device manufacturing method for manufacturing an image display device,
A method of manufacturing an image display device, wherein a space for accommodating a partition wall and an image display medium is formed on a substrate by grinding at least one substrate surface by a wet blast method.
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