JP2012137528A - 表示素子、その製造方法、及び電気泳動表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低電圧で駆動することができ、かつ良好なコントラストな画像が形成される表示素子、電気泳動表示装置及びそれらの製造方法を提供する。
【解決手段】複数のセルが平面状に配置されているフレキシブル中空構造物と、前記中空構造物の隔壁端部と接着剤層又は粘着剤層、接着剤部又は粘着剤部を介して接合された基材と、前記基材もしくは前記中空構造物の隔壁部に形成された電極と、前記セルに充填された一種以上の電気泳動液とからなる表示素子であって、前記セルは両側が貫通し隔壁で隔てられた形状を有しており、かつ前記電気泳動液は少なくとも一つの電極に接していることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示素子、表示素子の製造方法、及び電気泳動表示素子に関し、詳しくは、電気泳動の原理に基づき、帯電した白色または着色の粒子を電界方向に移動させることにより画像の表示状態、非表示状態を切り替える電気泳動表示素子、その電気泳動表示素子の製造方法、及び電気泳動表示装置に関する。

文字や静止画、動画等の所謂画像の表示用端末としては、ＣＲＴや液晶ディスプレイが広く用いられている。これらはデジタルデータを瞬時に表示し、書き換えることができるが、装置を常に持ち歩くことは容易ではない。また、自発光デバイスであるため長時間の作業では眼が疲労することや、電源をオフにすると表示が維持されないなどの難点がある。

一方、文字や静止画を書類などとして配布や保存するときは、プリンタにて紙媒体に記録される。この紙媒体は、いわゆるハードコピーとして、広く使用されている。ハードコピーは多重散乱による反射を見ることになるので、自発光デバイスより視認性がよく、疲れにくい。また、軽量でハンドリングに優れていることから、自由な姿勢で読むことができる。しかし、ハードコピーは使用された後は廃棄される。一部はリサイクルされるが、そのリサイクルには、多くの労力と費用を要するなど省資源の点からは課題がある。

近年、情報機器の発達に伴い、書類作成などの情報の処理をコンピュータ上で行うようになり、表示用端末上で文章を読む機会が大幅に増えている。
このような状況において、ディスプレイとハードコピーの両方の長所を持った書き換えが可能で、かつ読むという行為に適した、ペーパーライクな表示媒体へのニーズが高まっている。最近は、高分子分散型液晶、双安定性コレステリック液晶、エレクトロクロミック素子、電気泳動表示素子等を用いた表示媒体（表示装置）が、反射型で明るい表示ができ、かつメモリー性のある表示媒体として注目されている。中でも電気泳動素子を用いた表示媒体は、表示品質、表示動作時の消費電力の点で優れており、例えば、特許文献１〜２などにその原理的な発明が開示されている。

電気泳動表示素子を用いた表示媒体は、一組の透明電極の間に、着色した分散媒中に分散媒の色とは異なる色を有する複数の電気泳動粒子を分散させた分散液を封入してある。この場合、その電気泳動粒子（以下、単に、泳動粒子ともいう）は、分散媒中で表面に電荷を帯びており、透明電極間に電場を形成することにより粒子を移動させることができる。

例えば、透明電極の一方に泳動粒子の電荷と逆の電荷を与えた場合には、泳動粒子がそちらに引き寄せられて、電極付近に堆積して泳動粒子の色が観測される。逆に、泳動粒子の電荷と同じ電荷を与えた場合には泳動粒子は反対側に移動するため分散媒の色が観測される。このように電極面の電荷を変化させることにより、観測される色を変化させる原理を応用して各種の表示を行うことができる。

また、カラー表示の開発も行われている。カラー表示可能なペーパーライクな表示媒体として、上記記載の白黒表示の表示媒体にカラーフィルタで色表示を行うものが発表されている。

ところで、電気泳動方式のディスプレイとしては、電気泳動液が充填されたマイクロカプセルを作製し、そのマイクロカプセルを駆動電極が形成された基板上へ塗布し、マイクロカプセルの層を形成する方式が一般的な方法である。しかしながら、マイクロカプセルの粒径を均一にすることが難しいため、粒径の不均一が表示品質の低下につながっている。
そこで、マイクロカプセルを使用しない電気泳動方式のディスプレイとして、電気泳動液を充填するための微小な空間を予め形成し、空間に電気泳動液を充填し、透明な基板などで封止を行う方法が、例えば、特許文献３〜４などに開示されている。この方式は、予め空間を精密に形成することが可能なため、マイクロカプセルよりも表示品質が良いというメリットがある。

特許文献３に記載の発明においては、電気泳動液に予め硬化前の樹脂を混ぜておいている。このとき、樹脂の比重が電気泳動液の溶媒の比重よりも軽いことがポイントであり、空間へ電気泳動液を充填後樹脂が浮いてきて、樹脂の層と電気泳動液の層に分離する。分離後、樹脂を硬化させて封止を行っている。しかしながら、電気泳動液の溶媒よりも比重が軽い樹脂に限定されるため、樹脂の選択範囲が狭い。
また、特許文献４に記載の発明においては、空間を仕切るための隔壁の上部に硬化前の封止膜を予め転写しておき、電気泳動液上に注液後硬化前の封止膜を形成し、硬化することで封止膜と隔壁を強固に接着している。

これら特許文献３、４に記載の発明においては、電気泳動液上に封止材を液体状態で形成し、硬化させることで封止膜を形成している。電気泳動液と液体状態の封止材が相溶しないことや、電気泳動液の溶媒に対する液体状態の封止材の表面張力が充分小さく、電気泳動液の溶媒に液体状態の封止材がはじくことがないことが必要である。以上は、封止膜を形成するための条件であるが、その他にも電気泳動表示素子としての封止膜に必要な条件がある。例えば、封止膜とＩＴＯ付の透明基板などと接着し電気泳動表示素子とするが、ＩＴＯにかかる電界を電気泳動液に伝えるために、封止膜の電気抵抗率があまりにも大きいと電気泳動液に電界が伝わらない。また、電界を伝えるため封止膜の膜厚は薄いほど良いが、電気泳動表示素子の耐久性の面から封止膜は厚いほうが好ましく、封止膜の膜厚はこの２点のバランスをとって決定される。以上のように、電気泳動表示素子の観点からも封止膜の材質が決定される必要があり、全てを満足する封止材が少なく、特別な封止材を必要とするので、材料コストの面で問題となる。

これらの発明は、貫通した中空構造体を使用して貼り合わせることは想定していないため、接着層は片側のみである。
本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、電気泳動液を挟む電極間の距離を小さくして鮮明な画像が得られる電気泳動の表示素子、及びその製造方法を提供することである。本発明の他の目的は、簡単な方法で電気泳動液が充填されたセルの封止を行うことができる、反射率またはコントラストの良好な電気泳動の表示素子、及びその製造方法を提供することである。本発明のさらに他の目的は、この表示素子を用いる電気泳動表示装置を提供することである。

本発明者らは、上記課題を達成するべく検討を重ねた結果、以下の構成をもって、上記の目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

（１）複数のセルが平面状に配置されているフレキシブル中空構造物と、前記中空構造物の隔壁端部と接着剤層、粘着剤層、接着剤部又は粘着剤部を介して接合された基材と、前記基材もしくは前記中空構造物の隔壁部に形成された電極と、前記セルに充填された一種以上の電気泳動液とからなる表示素子であって、
前記セルは両側が貫通し隔壁で隔てられた形状を有しており、かつ前記電気泳動液は少なくとも一つの電極を有する基板に接していることを特徴とする表示素子。

（２）一対の基板間に、両側が貫通し隔壁で隔てられた複数のセルが平面状に配置されている中空構造物を配置し、前記セルに一種以上の電気泳動液が充填され、かつ前記電気泳動液が少なくとも一つの電極に接している表示素子を製造する方法であって、
前記隔壁端部の一方に接着剤部あるいは粘着剤部を形成し、この接着剤部あるいは粘着剤部により、前記中空構造物を基板Ａ上に接合し、
前記セルの開口部から電気泳動液を注液し、
フィルム状の基板Ｂに接着剤層あるいは粘着剤層を形成し、
前記基板Ｂと前記電気泳動液が充填されたセルのもう一方の隔壁端部との間に圧力をかけ、前記接着剤層あるいは粘着剤層を変形させて、前記基板Ｂと前記もう一方の隔壁端部とを接合し、前記中空構造物の開口部を封止する、
ことを特徴とする表示素子の製造方法。

（３）上記（２）に記載の表示素子の製造方法において、
前記基板Ａが透明電極が形成された基板であり、
前記接着剤部あるいは粘着剤部を前記中空構造物の隔壁端部上に形成し、
前記基板Ａと前記中空構造物を接着し、
前記基板Ｂが剥離フィルム上に接着剤層あるいは粘着剤層が塗布された基板であり、
前記基板Ｂを圧着封止し接着硬化後、剥離フィルムを剥がし、駆動電極を含む半導体素子から構成される基板と接着することを特徴とする表示素子の製造方法。

（４）上記（２）に記載の表示素子の製造方法において、
前記基板Ａが駆動電極を含む半導体素子から構成される基板であり、
前記接着剤部あるいは粘着剤部を前記中空構造物の隔壁端部上に形成し、
前記基板Ａと前記中空構造物を接着し、
前記基板Ｂが透明電極が形成された透明フィルム上に接着剤層あるいは粘着剤層が塗布された基板であり、
前記基板Ｂを圧着封止し接着硬化することを特徴とする表示素子の製造方法。

（５）上記（３）または（４）に記載の製造方法を用いて作製されたことを特徴とする電気泳動表示装置。

上記（１）の発明によれば、電圧降下を防ぎ封止された電気泳動液を低い電圧で駆動させることができる。また、各セルの隔壁厚さが薄いので、反射率あるいはコントラストの良い電気泳動の表示素子を提供することができる。
上記（２）、（３）、（４）の発明によれば、接着剤あるいは粘着剤を両側貫通セルの端部だけに設けて電圧降下を防いでいるので、封止された電気泳動液を低い電圧で駆動させることができる。
上記（５）の発明によれば、色の表示品質が良い電気泳動表示装置を提供することができる。

両側貫通のセルを用いて、電気泳動液が充填されているセルを封止するプロセスを示す図である。 実施例１に記載の表示素子、電気泳動表示装置の作製プロセスを示す図である。 実施例４に記載の表示素子、電気泳動表示装置の作製プロセスを示す図である。 本発明に係る画像表示装置（電気泳動表示装置）の一例を示す斜視図である。 本発明における中空構造物の一例を示す斜視図である。 本発明における中空構造物の他の一例を示す斜視図である。 比較例におけるセルの封止を説明するためのもので、（ａ）は電気泳動液が充填されているセルを封止する様子を概念的に示す図、（ｂ）は封止された状態を概念的に示す図である。 比較例で作製された、電気泳動液が充填され封止された状態のセルの顕微鏡写真である。 従来のセルの封止を説明するためのもので、（ａ）は電気泳動液が充填されているセルを封止する様子を概念的に示す図、（ｂ）は封止された状態を概念的に示す図である。

以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明の表示素子は、複数のセルが平面状に配置されている中空構造物と、前記中空構造物の隔壁端部と接着剤層又は粘着剤層、接着剤部又は粘着剤部を介して接合された基材と、前記基材もしくは前記中空構造物の隔壁部に形成された電極と、前記セルに充填された一種以上の電気泳動液とからなり、前記セルは両側が貫通し隔壁で隔てられた形状を有しており、かつ前記電気泳動液は少なくとも一つの電極を有する基板に接していることを特徴とするものである。
電極を有する基板は、ＩＴＯなどの透明電極が形成された透明基板、駆動電極を含む半導体素子が形成された基板のことを指す。更に、ＩＴＯや駆動電極の耐久性を向上させるため、保護膜が形成されていても構わない。

両側が貫通し隔壁で隔てられた複数のセルが平面状に配置されている中空構造物（以降、特に断らないかぎり、「中空構造物」は“両側が貫通し隔壁で隔てられた複数のセルが平面状に配置されている中空構造物”をいう）は、例えば、図５に示すような正方格子や、図６に示すようなハニカム状の構造体などである。セルの中に電気泳動液を入れることで表示機能などさまざまな機能を持たせることができる。

ところで、本発明の中空構造物はその作製段階では、通常一方に開口部を持つが他方は非開口部のものである。しかし、非開口部を有する中空構造物をそのままＴＦＴ回路基板上に貼りあわせると、画像表示装置（電気泳動表示装置）の場合には電極間の距離が長くなり、高電圧が必要となる欠点がある。

片方に開口部を持つ中空構造物は、減圧発泡法で形成することができる。減圧発泡法を簡単に説明する。孔が六方最密に配置された基板上に、紫外線硬化性の樹脂を孔に空気を保持したまま塗布する。この樹脂が塗布された基板を減圧環境下に設置し、空気の膨張を利用して樹脂を変形させる。樹脂の形状が六方最密の中空構造体に変形した時点で、紫外線を照射し。樹脂を硬化させ、中空構造体の形状を保持させる。基板から中空構造体を剥がし、片方に開口部を有する中空構造体を得ることができる。

中空構造物を作製するための基板材料としては、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリ尿素−ポリウレタン、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、ポリアミド、ポリエステル、ポリスルホンアミド、ポリカーボネート、ポリスルフィネート、エポキシリ、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、酢酸ビニル、ゼラチン等が挙げられる。

セルの壁厚となる開口間の樹脂の幅は１〜１０μｍ、セル間のピッチは５０〜５００μｍの範囲内で形成する。セルの深さ（隔壁の高さ）となる樹脂の厚さは、後に非開口部が除去されることから任意であり、例えば３０〜２００μｍである。

本発明の中空構造物（両側貫通の中空構造体）は、前記の非開口部を有する中空構造物の非開口部を何らかの加工手段、例えば一般に知られている、刃物や工具による機械加工や、レーザや微小噴流の衝突による除去加工、熱による除去加工などで開口化して作製することができる。このとき隔壁の高さを所望の高さに制御するために隔壁部の除去加工を行い、開口部を形成することで両側貫通の中空構造体を作製してもよい。

図１は、一方に開口部を持つが他方は非開口部である中空構造物を用いて、表示素子が作製されるまでの過程を示す図である。
図１（ａ）は一方に非開口部１１を有し、他方に開口部１２する中空構造物１’を示している。図１（ｂ）は前記非開口部１１が除去され、両側が貫通し隔壁１３で隔てられた複数のセル１４が平面状に配置されている中空構造物（両側貫通の中空構造物）１の一方の隔壁端部１３’が、接着剤又は粘着剤により基材２１（例えばＩＴＯ膜付ＰＥＴフィルム、樹脂、ガラス、金属など）に接合されることで、中空構造物１が基材２に固定される様子を示している。図中、３は接着剤部又は粘着剤部である。

図１（ｃ）は電気泳動液（Ｌ）が充填された各セル１４を封止する様子を示している。こうした電気泳動液（Ｌ）を充填する過程においては、各セル１４の容積よりも多い量の電気泳動液（Ｌ）を各セル１４内へ充填する。
次に、別の基材２２（例えばＩＴＯ膜付ＰＥＴフィルム、樹脂、ガラス、金属など）を用いて、開口部全域の封止を行う。ここでの基材２２は電気泳動液（Ｌ）を充填された中空構造物１の開口部側に接着剤層または粘着剤層３が設けられており、基材２２をローラ４１で開口部側の隔壁端部１３’に圧着することにより前記開口部全域の封止がなされる。
前記の封止には、両面剥離基材タイプの粘着シート（粘着シート：熱硬化型あるいは紫外線硬化型）を用い、セル１４内へ電気泳動液（Ｌ）を充填後、片側の剥離基材を剥がした状態の粘着シートをローラーで圧着し、圧着状態（１０〜１０００ ｋＰａ）で温度を例えば８０〜１００℃程度で熱硬化させ、熱硬化後、残りの剥離基材を剥がすようにしてもよい。

本発明においては、接着剤での封止に加えて、粘着剤での封止も行っている。
図１（ｄ）は、基材２２に設けられる接着剤層または粘着剤層３が「粘着剤層」である場合を示している。

電気泳動液（Ｌ）は、例えば、正帯電性を有する粒子、負帯電性を有する粒子、電荷制御剤、および非極性溶媒から構成される。

正帯電性又は負帯電性を有する白色粒子としては、二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタンなどの金属酸化物の固体粒子が使用できる。黒色の着色粒子としては、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、ファーネスブラック、ランプブラック等が使用できる。着色粒子としては、例えば、フタロシアニンブルー、メチレンブルー、ビクトリアブルー、メチルバイオレット、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、ローダミン６Ｇレーキ、ジメチルキナクリドン、ウォッチングレッド、ローズベンガル、ローダミンＢ、アリザリンレーキ、クロムイエロ、ベンジジンイエロ、ハンザイエロ、ナフトールイエロ、モリブデンオレンジ、キノリンイエロ、タートラジン等が使用できる。

電荷制御剤としては、例えばナフテン酸、オクテン酸、オイレン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸あるいはラウリン酸などの脂肪酸の金属塩、スルホコハク酸エステル類の金属塩類、油溶性スルホン酸金属塩、リン酸エステル金属塩、アビエチン酸などの金属、芳香族カルボン酸金属塩、芳香族スルホン酸金属塩類などが使用できる。

非極性溶媒は前記の微粒子を適当に分散し、かつ非導電性である液体が選ばれる。このような液体としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン等のパラフィン系炭化水素、イソヘキサン、イソオクタン、イソドデカン等のイソパラフィン系炭化水素、流動パラフィン等のアルキルナフテン系炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、アルキルベンゼン、ソルベントナフサ等の芳香族炭化水素、ジメチルシリコーンオイル、フェニルメチルシリコーンオイル、ジアルキルシリコーンオイル、アルキルフェニルシリコーンオイル、環状ポリジアルキルシロキサン又は環状ポリアルキルフェニルシロキサン等のシリコーン系オイルなどが挙げられる。

本発明の一対の基板間に中空構造物を配置し、前記セルに一種以上の電気泳動液が充填され、かつ前記電気泳動液が少なくとも一つの電極に接している電気泳動の表示素子の製造方法は、
前記中空構造物の一方の隔壁端部に接着剤部あるいは粘着剤部を形成し、この接着剤部あるいは粘着剤部を基板Ａ上に接合し、
前記セルの開口部から電気泳動液を注液し、
基板Ｂに接着剤層あるいは粘着剤層を形成し、
前記基板Ｂと前記電気泳動液が充填されたセルのもう一方の隔壁端部との間に圧力をかけ、接着剤層あるいは粘着剤層を変形させて封止し、
接着剤層あるいは粘着剤層と前記中空構造物の隔壁端部とを接着させる、
というものである。

中空構造体の一方の隔壁部に接着剤あるいは粘着剤の形成する方法は、以下のようにして行った。
まず、平坦な基板上に接着剤あるいは粘着剤を所定の膜厚になるように塗布を行う。本発明においては、１〜３０μｍ程度の膜厚で塗布を行った。この接着剤あるいは粘着剤が塗布された基板とローラーとの間に、中空構造体のシートを圧着して通す。中空構造体がフレキシブルなため、容易に圧着を行うことができる。
圧着後、基材から中空構造体を剥がす。
更に、基板Ａとローラーとの間に、接着剤あるいは粘着剤が基板Ａと接するように中空構造体のシートを圧着して通す。このときも、中空構造体がフレキシブルなため、容易に圧着、接着を行うことができる。

そして、前記の基板Ａが駆動電極を含む半導体素子から構成され、前記の基板Ｂが透明導電膜で形成された透明フィルム（ＩＴＯ基板）である場合には、接着剤部あるいは粘着剤部を中空構造物上に形成し、別の接着剤層あるいは粘着剤層を透明導電膜上に形成することによって、本発明の電気泳動表示装置を製造することができる。
また、前記基板Ａが透明導電膜で形成された透明基板であり、前記基板Ｂが剥離フィルムで接着剤層あるいは粘着剤層を形成したものである場合には、接着剤部あるいは粘着剤部を前記中空構造物上に形成し、前記粘着剤層と中空構造物の隔壁端部との接着後、前記剥離フィルムを粘着剤層から剥がし、及び駆動電極を含む半導体素子から構成される基板Ｃと前記電気泳動表示素子部とを、前記駆動電極面と前記粘着剤層面とで接着することによって、本発明の電気泳動表示装置を製造することができる。

図２は、半導体素子（ＴＦＴ回路基板）５上に、透明導電膜６１で覆われ電気泳動液（Ｌ）を充填した中空構造物を設けた表示素子、この表示素子を表示素子部として有する電気泳動表示装置の作製プロセスを示す図である。

図２（ａ）はＴＦＴ回路基板５の全体図であり、５１は基板、５２はソース電極、５３はドレイン電極、５４はゲート電極、５５は駆動電極、５６は絶縁体（保護膜）である。
図２（ｂ）は、中空構造物の隔壁端部１３’に接着剤又は粘着剤を付着させ、ＴＦＴ回路基板５に中空構造物１を固着させ、セル１４を形成することを示している。
図２（ｃ）及び（ｄ）はセル１４に電気泳動液（Ｌ）を充填（注液）、封止する様子を示しており、これは前記図１に基づいて説明したのと同様である。また、ここでは、基材に透明導電膜６１を有する透明フィルム６２、即ちＩＴＯ基板６が用いられるのが好ましい。ＩＴＯ基板６の透明導電膜６１面には接着剤層又は粘着剤層３が積層されている。このため、ＩＴＯ基板６はローラー４で圧着されながら中空構造物の開口部側の隔壁端部に固着する。なお図中、４２はスキージである。
図２（ｅ）は電気泳動液（Ｌ）を充填した後、これらを金属板７１、７２で挟み圧着して、ＩＴＯ基板６を確実に中空構造物の開口部側の隔壁端部１３’に固着させて、電気泳動表示素子が作製されることを示している。なお、前記の金属板７１、７２は電気泳動表示素子の作製後は、当然取り除かれる。

以上のようなプロセスで作製した電気泳動表示装置は、従来の方法に比べて、接着層あるいは粘着層の厚さが薄くなるため低い電圧で駆動することができる。また前記の例では、中空構造物の非開口部を開口化させてからＴＦＴ回路基板５に接合したが、先にＴＦＴ回路基板５と中空構造物の開口部側の隔壁端部１３’とを接合させた後、中空構造物の非開口部を開口化させてもよい。

図３は、半導体素子（ＴＦＴ回路基板）５上に、透明絶縁膜６で覆われ電気泳動液（Ｌ）を充填した中空構造物を設けた表示素子、電気泳動表示素子の別の作製プロセスを示す図である。

図３（ａ）、（ｂ）はＩＴＯ基板６を用意し、中空構造物の隔壁端部１３’に接着剤又は粘着剤３を付着させ、これによりＩＴＯ基板６の透明導電膜６１に中空構造物１の隔壁端部１３’を固着させてセル１４を形成することを示している。
図３（ｃ）、（ｄ）はセル１４に電気泳動液（Ｌ）を充填（注液）、封止する様子を示しており、これは前記図１、図２（ｃ）及び（ｄ）に基づいて説明したのと同様である。ただし、ここでは、封止には剥離基材タイプの熱硬化性接着又は粘着シート８が使用されるのが好ましい。このシート８は、剥離基材８１上に熱硬化性接着剤あるいは熱硬化性粘着剤３が塗工されたものである。剥離基材タイプの熱硬化性接着又は粘着シート８としては、市販の例えば、パナック社製のＨＭ３０などが挙げられる。
図３（ｅ）はセル１４に電気泳動液（Ｌ）を充填後、これを金属板７１、７２で挟み、加熱・圧着して接着又は粘着シート８を確実に中空構造物の開口部側の隔壁端部１３’に固着させ、次いで、金属板７１、７２を取り除き、さらに剥離基材８１が除かれて表示素子９が作製されることを示している。
図３（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）は表示素子９上の剥離基材８１が除かれ、一方、ＴＦＴ回路基板５の表面に熱硬化性の接着剤又は粘着剤３を塗工し、これと前記の表示素子９とを合わせ、圧着（１０〜１０００ ｋＰａ）しながら８０〜１００℃程度の温度で熱硬化することで、電気泳動表示装置１００が作製されることを示している。この際、表示素子９の表面には剥離基材８１が除かれた後に熱硬化性接着剤あるいは熱硬化性粘着剤３が露出されるので、ＴＦＴ回路基板５の表面への熱硬化性の接着剤又は粘着剤３の塗工は省略することができる。また、ＴＦＴ回路基板５と表示素子９との接合は、熱硬化性の接着剤又は粘着剤に替えて紫外線硬化剤を用いてもよく、この場合には、熱硬化に替えて紫外線照射を行うようにする。

以上のようなプロセスで作製した電気泳動表示装置は、従来の方法に比べて、接着層あるいは粘着層の厚さが薄くなるため低い電圧で駆動することができる。また接着剤でなく粘着剤を用いれば、作製したセル内へ粘着剤の延伸は発生せず、セル内で均一に粒子の移動が行われるため、良好なコントラストが得られる。

本発明の上記作製プロセスで得られる電気泳動表示装置の一例を図４に示す。本発明の電気泳動表示装置１００は画像表示素子１０１を備え、そして、情報入力手段１０２，図示しない駆動回路、演算回路、内部メモリ、電源手段等を備えている。画像表示素子１０１における電極は、ドットマトリックスを形成し、指定のドットをＯＮ表示することにより、全体として画像を表示する。図４において、１０３は筺体である。また、電源手段としては、電池等の内部電力を備えていても、外部の電源から受電するコンセントなどの受電装置でも良い。

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、これらの実施例だけで本発明が限定されるものではない。

〔比較例１〕
本発明の効果を確認するために比較用のサンプルを以下の手順で作製した。
ＴＦＴ回路基板上に、フォトレジストＳＵ８（商品名、日本化薬社製）を用いフォトエッチング法により、隔壁厚２５μｍ、深さ６０μｍ、ピッチ２００μｍとなる正方格子のセルを作製する。次に、このセル内へ電気泳動液（Ｌ）を充填する。電気泳動液（Ｌ）は、正帯電性を有するカーボン粒子０．５〜５．０質量部、負帯電性を有するＴｉＯ_２粒子２０〜５０質量部、電荷制御剤Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ１７０００（商品名：アビシア社製）０．０１〜１．０質量部、および非極性溶媒ＩｓｏｐａｒＧ（商品名、エクソンモービル社製、イソパラフィン系炭化水素）から構成される。
図７（ａ）に示すように、各セルの容積よりも多い量の電気泳動液（Ｌ）を各セル中へ充填する。封止にはＩＴＯ膜付ＰＥＴフィルム６を用い、ＩＴＯ膜上に紫外線硬化接着剤（３０４２Ｃ、スリーボンドなど）３を厚さ５〜１０μｍ程度膜形成する。
作製したセル内へ電気泳動液（Ｌ）を充填後、接着剤付のＩＴＯ膜付ＰＥＴフィルムをローラー４１で圧着し、次いで、石英ガラス間に挟み、加圧（１５〜３０ｋＰａ）した状態で紫外線を１５００〜２０００ｍＪ／ｃｍ^２照射する。
図７（ｂ）はこのようにして作製された電気泳動表示装置の一部を構成する表示素子を示す。
フォトレジストＳＵ８で正方格子のセルを形成しているため、隔壁厚が２５μｍ程度あり、開口部の比率が７７％のため、色のコントラストが低下する。
また、ＴＦＴ回路基板上に直接フォトエッチング法によりセルを形成するというのは、歩留まりの面からコスト上昇を招くという不具合が生じることがあり、問題である。

〔実施例１〕
減圧発泡法により、片側に開口部を有する、隔壁厚１〜１０μｍ、深さ３０〜８０μｍ、ピッチ２００μｍとなる六方最密格子の複数のセルを集めたフレキシブル中空構造体を作製する。更に、開口部と反対の面を研磨処理などにより、孔を空け、両側に開口部を有する中空構造体とする。
この中空構造体の一方の隔壁端部に接着剤または粘着剤を塗布して、接着剤層または粘着剤層を形成する。ここで注意することは、図９に示すように、中空構造体の開口部全域にわたって接着剤層または粘着剤層３が形成されるようにしてはならないことである。その理由は、接着剤層または粘着剤層３の厚みによって電圧降下が生じてしまうからである。
本発明においては、隔壁端部にのみ塗工された接着剤層または粘着剤層により、中空構造物を基材である樹脂（ＩＴＯ膜付ＰＥＴフィルム、ガラス、金属などの基材であってもよい）に接合する。
次に、中空構造物の各セルに比較例１で用いたのと同様な電気泳動液を充填する。この充填の操作においては、セルの容積よりも多い量の電気泳動液をセル内へ充填する。
次に、封止には剥離基材タイプの熱硬化性接着又は粘着シートを用いる。剥離基材タイプの熱硬化性接着又は粘着シート８としては、HM30（パナック社製）を使用する。圧着封止（圧力：５０ｋＰａ）し、熱硬化（温度９０℃）させた後に、剥離基材を剥がす。
減圧発泡法により形成された中空構造体をセルに使用しているため、比較例のＳＵ８のセル隔壁厚よりも薄くすることができる。そのため、開口部の比率が向上し、コントラストが向上する。
この表示素子とＴＦＴ回路基板とを、接着剤または粘着剤により接合し電気泳動表示装置を作製する。この電気泳動表示装置は、ＩＴＯ電極に直接電気泳動液が接しているため、低い電圧で駆動することができる。

〔実施例２〕
実施例１で作製した両側貫通の中空構造体の片方の隔壁端部に、接着層あるいは粘着層を形成し、ＴＦＴ回路基板とはり合わせる。
次に、前記の中空構造体の各セルに比較例１で用いたのと同様な電気泳動液を充填する。セルの容積よりも多い量の電気泳動液をセル中へ充填する。この充填の操作においては、セルの容積よりも多い量の電気泳動液をセル内へ充填する。
ＩＴＯ膜付ＰＥＴフィルムのＩＴＯ膜上に水溶性のアクリルエマルジョン系粘着剤（Ｏｒｉｂａｉｎ ＢＰＷ、東洋インキ製造社製）を厚さ５〜１０μｍ程度膜形成したものを用いて、開口部全域の封止を行なう。
セル内へ電気泳動液を充填後、粘着剤付ＰＥＴフィルムをローラーで圧着する。更に、ＰＥＴフィルムの周辺部をシール剤でＴＦＴ回路基板と接着を行なう。
以上のようなプロセスで作製した電気泳動表示装置は、従来の方法に比べて、接着層あるいは粘着層がＴＦＴ回路基板上にないため、低い電圧で駆動することができる。

１ 両側貫通の中空構造体
１’ 一方に非開口部１１を有する中空構造体
３ 接着剤、粘着剤、接着剤層、粘着剤層
５ ＴＦＴ基板
６ ＩＴＯ基板
８ 剥離基材タイプの熱硬化性接着又は粘着シート
９ 表示素子
１１ 非開口部
１２ 開口部
１３ 隔壁
１３’ 隔壁端部
１４ セル
２１、２２ 基材
４１ ローラ
４２ スキージ
５１ 基板
５２ ソース電極
５３ ドレイン電極
５４ ゲート電極
５５ 駆動電極
５６ 絶縁体（保護膜）
６１ 透明導電膜
６２ 透明フィルム
７１、７２ 金属板
８１ 剥離基材
１００ 電気泳動表示装置
１０１ 画像表示素子
１０２ 情報入力手段
１０３ 筺体

特開平５−１７３１９４号公報 特開平１−３００２３１号公報 特許３９２６７４０号公報 特許３９２７８９７号公報

Claims (5)

1. 複数のセルが平面状に配置されているフレキシブル中空構造物と、
   前記中空構造物の隔壁端部と接着剤層、粘着剤層、接着剤部又は粘着剤部を介して接合された基材と、
   前記基材もしくは前記中空構造物の隔壁部に形成された電極と、
   前記セルに充填された一種以上の電気泳動液と
   からなる表示素子であって、
   前記セルは両側が貫通し隔壁で隔てられた形状を有しており、かつ前記電気泳動液は少なくとも一つの電極を有する基板に接していることを特徴とする表示素子。
2. 一対の基板間に、両側が貫通し隔壁で隔てられた複数のセルが平面状に配置されている中空構造物を配置し、前記セルに一種以上の電気泳動液が充填され、かつ前記電気泳動液が少なくとも一つの電極に接している表示素子を製造する方法であって、
   前記隔壁端部の一方に接着剤部あるいは粘着剤部を形成し、この接着剤部あるいは粘着剤部により、前記中空構造物を基板Ａ上に接合し、
   前記セルの開口部から電気泳動液を注液し、
   フィルム状の基板Ｂに接着剤層あるいは粘着剤層を形成し、
   前記基板Ｂと前記電気泳動液が充填されたセルのもう一方の隔壁端部との間に圧力をかけ、前記接着剤層あるいは粘着剤層を変形させて、前記基板Ｂと前記もう一方の隔壁端部とを接合し、前記中空構造物の開口部を封止する、
   ことを特徴とする表示素子の製造方法。
3. 請求項２に記載の表示素子の製造方法において、
   前記基板Ａが透明電極が形成された基板であり、
   前記接着剤部あるいは粘着剤部を前記中空構造物の隔壁端部上に形成し、
   前記基板Ａと前記中空構造物を接着し、
   前記基板Ｂが剥離フィルム上に接着剤層あるいは粘着剤層が塗布された基板であり、
   前記基板Ｂを圧着封止し接着硬化後、剥離フィルムを剥がし、駆動電極を含む半導体素子から構成される基板と接着することを特徴とする表示素子の製造方法。
4. 請求項２に記載の表示素子の製造方法において、
   前記基板Ａが駆動電極を含む半導体素子から構成される基板であり、
   前記接着剤部あるいは粘着剤部を前記中空構造物の隔壁端部上に形成し、
   前記基板Ａと前記中空構造物を接着し、
   前記基板Ｂが透明電極が形成された透明フィルム上に接着剤層あるいは粘着剤層が塗布された基板であり、
   前記基板Ｂを圧着封止し接着硬化することを特徴とする表示素子の製造方法。
5. 請求項３または４に記載の製造方法を用いて作製されたことを特徴とする電気泳動表示装置。