JP2012226097A - 表示シートの製造方法、表示シート、表示装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 優れた表示特性および機械的強度を両立することのできる表示シートの製造方法、表示シート、表示装置および電子機器を提供すること。
【解決手段】 液相分散媒にバインダー樹脂42で構成されるエマルション粒子42’およびマイクロカプセル41が分散し、エマルション粒子42’とマイクロカプセル41とが会合剤43によって会合してなるマイクロカプセル分散液900を、基板12の上面に塗布して塗布膜400’を形成する塗布工程と、塗布膜400’を乾燥させ、塗布膜400’中の液相分散媒を除去することにより表示層400を形成する形成工程と、表示層400の上面に対向基板11を接着する接着工程とを有する。
【選択図】図4
【解決手段】 液相分散媒にバインダー樹脂42で構成されるエマルション粒子42’およびマイクロカプセル41が分散し、エマルション粒子42’とマイクロカプセル41とが会合剤43によって会合してなるマイクロカプセル分散液900を、基板12の上面に塗布して塗布膜400’を形成する塗布工程と、塗布膜400’を乾燥させ、塗布膜400’中の液相分散媒を除去することにより表示層400を形成する形成工程と、表示層400の上面に対向基板11を接着する接着工程とを有する。
【選択図】図4
Description
本発明は、表示シートの製造方法、表示シート、表示装置および電子機器に関するものである。
例えば、電子ペーパーの画像表示部を構成するものとして、粒子の電気泳動を利用した電気泳動ディスプレイが知られている(例えば、特許文献1参照)。電気泳動ディスプレイは、優れた可搬性および省電力性を有しており、電子ペーパーの画像表示部として特に適している。
電気泳動ディスプレイは、対向配置された一対の電極付基板と、これらの間に設けられた表示層とを有している。また、表示層として、例えば、正に帯電する白色粒子と、負に帯電する黒色粒子とを分散媒に分散してなる分散液を封入した複数のマイクロカプセルをバインダーで保持してなるものが知られている。
電気泳動ディスプレイは、対向配置された一対の電極付基板と、これらの間に設けられた表示層とを有している。また、表示層として、例えば、正に帯電する白色粒子と、負に帯電する黒色粒子とを分散媒に分散してなる分散液を封入した複数のマイクロカプセルをバインダーで保持してなるものが知られている。
このような構成の電気泳動ディスプレイは、例えば、次のように製造される。まず、バインダー樹脂にマイクロカプセルを分散したマイクロカプセル分散液を製造し、このマイクロカプセル分散液を第1の電極付基板上に塗布し、乾燥することにより表示層を形成し、次いで、表示層上に第2の電極付基板を圧着等により接着することにより、電気泳動ディスプレイが得られる。
ここで、上記のような電気泳動ディスプレイでは、機械的強度(外圧耐久性、表示層の電極付基板との接着性)および表示特性をともに優れたものとするために、表示層中のマイクロカプセルの含有量を70〜90wt%程度とするのが望ましい。しかしながら、このようにマイクロカプセルの含有量を高めると、バインダー量が不足し、表示層と電極付基板との接着性が低下する。また、バインダーに比べてマイクロカプセルの比重が大きいために、表示層の形成工程にて、マイクロカプセル分散液の中で、バインダーに対してマイクロカプセルが分離、沈降し、第1の電極付基板側(鉛直方向下側)に偏ってしまう。このような偏りが起こると、第1の電極付基板と接触するバインダーの量(面積)がさらに減り、表示層と第1の電極付基板との接着強度がますます低下するとともに、表示特性の悪化を招く。
本発明の目的は、優れた表示特性および機械的強度を両立することのできる表示シートの製造方法、表示シート、表示装置および電子機器を提供することにある。
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の表示シートの製造方法は、第1の基板と、
前記第1の基板に対して対向配置された第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に設けられ、少なくとも1種の電気泳動粒子を分散媒に分散してなる分散液が封入された複数のマイクロカプセルと、前記複数のマイクロカプセルを保持するバインダー層とを有する表示層と、を有する表示シートの製造方法であって、
液相分散媒にバインダー樹脂で構成されるエマルション粒子および前記マイクロカプセルが分散し、前記エマルション粒子と前記マイクロカプセルとが会合剤によって会合してなるマイクロカプセル分散液を、前記第1の基板の一方の面上に塗布して塗布膜を形成する塗布工程と、
前記塗布膜を乾燥させ、前記塗布膜中の前記液相分散媒を除去することにより、前記バインダー樹脂と前記会合剤とからなる前記バインダー層に前記マイクロカプセルが保持された前記表示層を形成する形成工程と、
前記表示層の前記第1の基板と反対側に前記第2の基板を接着する接着工程とを有することを特徴とする。
これにより、優れた表示特性および機械的強度を両立することのできる表示シートが得られる。
本発明の表示シートの製造方法は、第1の基板と、
前記第1の基板に対して対向配置された第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に設けられ、少なくとも1種の電気泳動粒子を分散媒に分散してなる分散液が封入された複数のマイクロカプセルと、前記複数のマイクロカプセルを保持するバインダー層とを有する表示層と、を有する表示シートの製造方法であって、
液相分散媒にバインダー樹脂で構成されるエマルション粒子および前記マイクロカプセルが分散し、前記エマルション粒子と前記マイクロカプセルとが会合剤によって会合してなるマイクロカプセル分散液を、前記第1の基板の一方の面上に塗布して塗布膜を形成する塗布工程と、
前記塗布膜を乾燥させ、前記塗布膜中の前記液相分散媒を除去することにより、前記バインダー樹脂と前記会合剤とからなる前記バインダー層に前記マイクロカプセルが保持された前記表示層を形成する形成工程と、
前記表示層の前記第1の基板と反対側に前記第2の基板を接着する接着工程とを有することを特徴とする。
これにより、優れた表示特性および機械的強度を両立することのできる表示シートが得られる。
本発明の表示シートの製造方法では、前記塗布工程に先立って、前記マイクロカプセル分散液を製造する製造工程を有していることが好ましい。
これにより、優れた表示特性および機械的強度を両立することのできる表示シートが得られる。
本発明の表示シートの製造方法では、前記接着工程に先立って、前記表示層を該表示層の厚さ方向に押圧する押圧工程を有していることが好ましい。
これにより、表示層中でのマイクロカプセルが適時変形して配設密度が均一となる。
本発明の表示シートの製造方法では、前記押圧工程の後、前記表示層の前記第1の基板と反対側の面上に、該面の凹凸を埋める平坦化層を形成する平坦化層形成工程を有していることが好ましい。
これにより、表示層と第2の基板との接着強度を高めることができる。
これにより、優れた表示特性および機械的強度を両立することのできる表示シートが得られる。
本発明の表示シートの製造方法では、前記接着工程に先立って、前記表示層を該表示層の厚さ方向に押圧する押圧工程を有していることが好ましい。
これにより、表示層中でのマイクロカプセルが適時変形して配設密度が均一となる。
本発明の表示シートの製造方法では、前記押圧工程の後、前記表示層の前記第1の基板と反対側の面上に、該面の凹凸を埋める平坦化層を形成する平坦化層形成工程を有していることが好ましい。
これにより、表示層と第2の基板との接着強度を高めることができる。
本発明の表示シートの製造方法では、前記液相分散媒は、親水性であり、
前記バインダー樹脂は、疎水性であることが好ましい。
これにより、マイクロカプセル分散液にて、マイクロカプセルとバインダー樹脂との接触が液相分散媒によって防止または抑制され、バインダー樹脂を介してマイクロカプセル同士が凝集して沈降したり、マイクロカプセルの殻体にバインダー樹脂が偏析して応力がかかり破損したりすることが効果的に防止される。また、バインダー樹脂が疎水性であるため、耐水性に優れた表示層を形成することができる。
前記バインダー樹脂は、疎水性であることが好ましい。
これにより、マイクロカプセル分散液にて、マイクロカプセルとバインダー樹脂との接触が液相分散媒によって防止または抑制され、バインダー樹脂を介してマイクロカプセル同士が凝集して沈降したり、マイクロカプセルの殻体にバインダー樹脂が偏析して応力がかかり破損したりすることが効果的に防止される。また、バインダー樹脂が疎水性であるため、耐水性に優れた表示層を形成することができる。
本発明の表示シートの製造方法では、前記会合剤は、親水性基と疎水性基とを有する両親媒性ポリマーであることが好ましい。
これにより、液相分散媒に溶解する会合剤となる。
本発明の表示シートの製造方法では、前記会合剤は、親水性基を有する主鎖と、疎水性基を有する分子末端と、を有していることが好ましい。
これにより、液相分散媒に溶解しながら、マイクロカプセルおよびバインダー樹脂を繋ぎ合わせる会合剤の機能が発揮される。
これにより、液相分散媒に溶解する会合剤となる。
本発明の表示シートの製造方法では、前記会合剤は、親水性基を有する主鎖と、疎水性基を有する分子末端と、を有していることが好ましい。
これにより、液相分散媒に溶解しながら、マイクロカプセルおよびバインダー樹脂を繋ぎ合わせる会合剤の機能が発揮される。
本発明のでは、前記両親媒性ポリマーの平均分子量は、1000以上、100000以下であることが好ましい。
これにより、揮発することなくバインダー樹脂内に安定して存在でき、マイクロカプセルとエマルション粒子とをより確実に連結することができる。
本発明の表示シートの製造方法では、前記エマルション粒子の平均粒径は、0.1μm以上、10μm以下であることが好ましい。
これにより、エマルション粒子を充分に小さくすることができ、エマルション粒子がマイクロカプセル間の隙間やマイクロカプセルと第1の基板との間の隙間などの微小隙間に入り込み易くなる。
これにより、揮発することなくバインダー樹脂内に安定して存在でき、マイクロカプセルとエマルション粒子とをより確実に連結することができる。
本発明の表示シートの製造方法では、前記エマルション粒子の平均粒径は、0.1μm以上、10μm以下であることが好ましい。
これにより、エマルション粒子を充分に小さくすることができ、エマルション粒子がマイクロカプセル間の隙間やマイクロカプセルと第1の基板との間の隙間などの微小隙間に入り込み易くなる。
本発明の表示シートの製造方法では、前記表示層中の前記マイクロカプセルの含有量は、70wt%以上、90wt%以下であることが好ましい。
これにより、表示層と第1、第2の基板との接着強度を高く維持するとともに、優れた表示特性を発揮することができる。
本発明の表示シートの製造方法では、前記マイクロカプセルは、前記第1の基板に対して非接触で配置されていることが好ましい。
これにより、表示層と第1の基板との接着強度がより向上する。
これにより、表示層と第1、第2の基板との接着強度を高く維持するとともに、優れた表示特性を発揮することができる。
本発明の表示シートの製造方法では、前記マイクロカプセルは、前記第1の基板に対して非接触で配置されていることが好ましい。
これにより、表示層と第1の基板との接着強度がより向上する。
本発明の表示シートの製造方法では、マイクロカプセル分散液の粘度は、100mPa・s以上、1000mPa・s以下であることが好ましい。
これにより、マイクロカプセル分散液の粘度が適度なものとなり、マイクロカプセル分散液のマイクロカプセル沈降防止と塗布性、形状維持性を両立することができる。そのため、表示層を簡単かつ確実に形成することができる。
これにより、マイクロカプセル分散液の粘度が適度なものとなり、マイクロカプセル分散液のマイクロカプセル沈降防止と塗布性、形状維持性を両立することができる。そのため、表示層を簡単かつ確実に形成することができる。
本発明の表示シートは、本発明の表示シートの製造方法によって製造されたことを特徴とする。
これにより、優れた表示特性および機械的強度を両立した表示シートが得られる。
本発明の表示装置は、本発明の表示シートを備えることを特徴とする。
これにより、優れた表示特性および機械的強度を両立した表示装置が得られる。
本発明の電子機器は、本発明の表示装置を備えることを特徴とする。
これにより、優れた表示特性および機械的強度を両立した電子機器が得られる。
これにより、優れた表示特性および機械的強度を両立した表示シートが得られる。
本発明の表示装置は、本発明の表示シートを備えることを特徴とする。
これにより、優れた表示特性および機械的強度を両立した表示装置が得られる。
本発明の電子機器は、本発明の表示装置を備えることを特徴とする。
これにより、優れた表示特性および機械的強度を両立した電子機器が得られる。
以下、本発明の表示シートの製造方法、表示シート、表示装置および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
1.表示装置
まず、本発明の表示シートを組み込んだ表示装置の第1実施形態について説明する。
図1は、本発明の表示装置の好適な実施形態を示す断面図、図2は、図1に示す表示装置の作動を示す断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1の上側を「上」、下側を「下」と言う。
<第1実施形態>
1.表示装置
まず、本発明の表示シートを組み込んだ表示装置の第1実施形態について説明する。
図1は、本発明の表示装置の好適な実施形態を示す断面図、図2は、図1に示す表示装置の作動を示す断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1の上側を「上」、下側を「下」と言う。
図1に示す表示装置(本発明の表示装置)20は、粒子の泳動を利用して所望の画像を表示する電気泳動表示装置である。この表示装置20は、表示シート(フロントプレーン)21と、回路基板(バックプレーン)22とを有している。
図1に示すように、表示シート21は、平板状の基部2と基部2の下面に設けられた第2の電極4とを備える基板(第1の基板)12と、基板12上に設けられた表示層400とを有している。このような表示シート21では、基板12の上面が表示面121を構成している。
図1に示すように、表示シート21は、平板状の基部2と基部2の下面に設けられた第2の電極4とを備える基板(第1の基板)12と、基板12上に設けられた表示層400とを有している。このような表示シート21では、基板12の上面が表示面121を構成している。
一方、回路基板22は、平板状の基部1と基部1の上面に設けられた複数の第1の電極3とを備える対向基板(第2の基板)11と、この対向基板11に設けられた図示しない回路とを有している。この回路は、例えば、マトリックス状に配列されたTFT(スイッチング素子)と、TFTに対応して形成されたゲート線およびデータ線と、ゲート線に所望の電圧を印加するゲートドライバーと、データ線に所望の電圧を印加するデータドライバーと、ゲートドライバーおよびデータドライバーの駆動を制御する制御部とを有している。
このような表示装置20では、対向基板11が表示シート21の第2の基板を兼ねている。
このような表示装置20では、対向基板11が表示シート21の第2の基板を兼ねている。
以下、各部の構成について順次説明する。
基部1および基部2は、それぞれ、シート状(平板状)の部材で構成され、これらの間に配置される各部材を支持および保護する機能を有する。各基部1、2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。可撓性を有する基部1、2を用いることにより、可撓性を有する表示装置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装置20を得ることができる。
基部1および基部2は、それぞれ、シート状(平板状)の部材で構成され、これらの間に配置される各部材を支持および保護する機能を有する。各基部1、2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。可撓性を有する基部1、2を用いることにより、可撓性を有する表示装置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装置20を得ることができる。
基部1、2が可撓性を有するものとする場合、その構成材料としては、透明性の高いガラスまたは樹脂が挙げられる。また、樹脂としては、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)等のポリエステル、ポリエチレン等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリアミド、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリウレタン系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を混合して用いることができる。
このような基部1、2の平均厚さは、それぞれ、構成材料、用途等により適宜設定され、特に限定されないが、可撓性を有するものとする場合、20μm以上500μm以下程度であるのが好ましく、25μm以上250μm以下程度であるのがより好ましい。これにより、表示装置20の柔軟性と強度との調和を図りつつ、表示装置20の小型化(特に薄型化)を図ることができる。
これらの基部1、2の表示層400側の面、すなわち、基部1の上面および基部2の下面に、それぞれ、層状(膜状)をなす第1の電極3および第2の電極4が設けられている。本実施形態では、第2の電極4が共通電極とされ、第1の電極3がマトリックス状(行列状)に分割された個別電極(TFTに接続された画素電極)とされている。このような表示装置20では、1つの第1の電極3と第2の電極4とが重なる領域が1画素を構成する。
電極3、4の構成材料としては、それぞれ、実質的に導電性を有するものであれば特に限定されず、例えば、金、銀、銅、アルミニウムまたはこれらを含む合金等の金属材料、カーボンブラック、グラフェン、カーボンナノチューブ、フラーレン等の炭素系材料、ポリアセチレン、ポリフルオレン、ポリチオフェンまたはこれらの誘導体等の電子導電性高分子材料、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート等のマトリックス樹脂中に、NaCl、Cu(CF3SO3)2等のイオン性物質を分散させたイオン導電性高分子材料、インジウム酸化物(IO)、インジウムスズ酸化物(ITO)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、酸化亜鉛等の導電性酸化物材料のような各種導電性材料が挙げられ、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。
また、電極3、4の平均厚さは、それぞれ、構成材料、用途等により適宜設定され、特に限定されないが、10nm以上、1000nm以下程度であるのが好ましい。
また、電極3、4の平均厚さは、それぞれ、構成材料、用途等により適宜設定され、特に限定されないが、10nm以上、1000nm以下程度であるのが好ましい。
ここで、各基部1、2および各電極3、4のうち、表示面121側に配置される基部および電極は、それぞれ、光透過性を有するもの、すなわち、実質的に透明(無色透明、有色透明または半透明)とされる。本実施形態では、基板12の上面が表示面121を構成するため、少なくとも基部2および第2の電極4は、実質的に透明とされる。これにより、表示装置20に表示された画像を表示面121側から目視により容易に認識することができる。
基板12と対向基板11との間には、それらの縁部に沿って封止部5が設けられている。この封止部5により、表示層400が気密的に封止されている。これにより、表示装置20内への水分の浸入を防止して、表示装置20の表示性能の劣化をより確実に防止することができる。
封止部5の構成材料としては、特に限定されず、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂のような熱可塑性樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂のような熱硬化性樹脂等の各種樹脂材料等が挙げられ、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。
封止部5の構成材料としては、特に限定されず、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂のような熱可塑性樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂のような熱硬化性樹脂等の各種樹脂材料等が挙げられ、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。
表示層400は、複数のマイクロカプセル41と、複数のマイクロカプセル41を保持するバインダー層44とで構成されている。
マイクロカプセル41は、略球状のシェル(殻体)411と、このシェル411の内部空間に充填(封入)された分散液100とを有している。分散液100は、正に帯電した第1の粒子Aと、負に帯電し、第1の粒子Aと異なる色相を有する第2の粒子Bとを、疎水性で比較的絶縁性の高い分散媒7に分散してなるものである。
マイクロカプセル41は、略球状のシェル(殻体)411と、このシェル411の内部空間に充填(封入)された分散液100とを有している。分散液100は、正に帯電した第1の粒子Aと、負に帯電し、第1の粒子Aと異なる色相を有する第2の粒子Bとを、疎水性で比較的絶縁性の高い分散媒7に分散してなるものである。
シェル411は、その内側に存在する第1、第2の粒子A、Bを、シェル411の外部から視認可能とするために、実質的に無色透明となっている。また、シェル411(マイクロカプセル41)の平均粒径としては、解像度、隠蔽率などの観点から、10μm以上、200μm以下程度であることが好ましく、20μm以上、60μm以下程度であることがより好ましい。
シェル411の構成材料としては、例えば、ゼラチン、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、尿素樹脂、フェノール系樹脂、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエステル、ポリビニルアルコール等の各種樹脂材料が挙げられ、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。中でも、シェル411は、メラミン系樹脂や尿素樹脂を主材料して構成されたものが好ましい。これにより、このような樹脂が3次元網目構造を形成するので、シェル411の強度を向上させることができ、例えば球形状をより確実に形成することができる。
第1、第2の粒子A、Bは、互いに色相および極性が異なっている。第1、第2の粒子A、Bの色相としては、特に限定されず、白色、黒色、灰色などの無彩色や、赤色、青色、緑色などの有彩色のうちから、2色を任意に選択することができる。
第1、第2の粒子A、Bには、それぞれ、電荷を有するものであれば、いかなるものをも用いることができ、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化クロム、酸化ジルコニウム等の酸化物系粒子や、窒化ケイ素、窒化チタン等の窒化物系粒子、硫化亜鉛等の硫化物系粒子、硼化チタン等の硼化物系粒子、クロム酸ストロンチウム、アルミン酸コバルト、亜クロム銅、ウルトラマリン等の無機顔料粒子、アゾ系、キナクリドン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、ペリレン系等の有機顔料粒子などを用いることができる。また、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、ポリスチレン、ポリエステル等で構成された樹脂粒子の表面に顔料を塗布した複合粒子を用いることもできる。
また、粒子の帯電付与のためや、凝集防止のために、粒子の表面に、アミン化合物やアルミナなどの正帯電材料、カルボキシル基やスルホン基、酸化ケイ素などの負帯電材料、シランカップリング剤、チタンカップリング剤などのカップリング剤、界面活性剤などによるコーティングを施してもよい。
第1、第2の粒子A、Bには、それぞれ、電荷を有するものであれば、いかなるものをも用いることができ、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化クロム、酸化ジルコニウム等の酸化物系粒子や、窒化ケイ素、窒化チタン等の窒化物系粒子、硫化亜鉛等の硫化物系粒子、硼化チタン等の硼化物系粒子、クロム酸ストロンチウム、アルミン酸コバルト、亜クロム銅、ウルトラマリン等の無機顔料粒子、アゾ系、キナクリドン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、ペリレン系等の有機顔料粒子などを用いることができる。また、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、ポリスチレン、ポリエステル等で構成された樹脂粒子の表面に顔料を塗布した複合粒子を用いることもできる。
また、粒子の帯電付与のためや、凝集防止のために、粒子の表面に、アミン化合物やアルミナなどの正帯電材料、カルボキシル基やスルホン基、酸化ケイ素などの負帯電材料、シランカップリング剤、チタンカップリング剤などのカップリング剤、界面活性剤などによるコーティングを施してもよい。
また、第1、第2の粒子A、Bの平均粒径は、それぞれ、特に限定されないが、10nm以上、500nm以下程度であるのが好ましく、20nm以上、300nm以下程度であるのがより好ましい。平均粒径が10nm未満であると充分な色度が得られず、表示コントラストが低下して表示が不鮮明になることがある。逆に、平均粒径が300nmを超えると、粒子の沈降が起こり易くなり、また、樹脂粒子の場合には、着色度を高くするのに無機顔料の使用量が増大することや、表示のために電圧を印加した部分で粒子の速やかな移動が困難となり、その応答速度が低下することがある。
なお、第1、第2の粒子A、Bの平均粒径は、それぞれ、動的光散乱式粒度分布測定装置(例えば、製品名:LB−500、(株)堀場製作所製)で測定した体積平均粒径を意味する。
なお、第1、第2の粒子A、Bの平均粒径は、それぞれ、動的光散乱式粒度分布測定装置(例えば、製品名:LB−500、(株)堀場製作所製)で測定した体積平均粒径を意味する。
分散媒7としては、第1、第2の粒子A、Bに10〜15ポルト程度の電圧で必要な電荷がかかるようにするため、電流量を抑えるよう適度な絶縁性(抵抗率)に調整したものが好適に使用される。また、分散媒7としては、疎水性で、かつ常温にて流動性のある材料が好ましく、容易に気化しにくい沸点150℃以上のものが好ましい。これにより、信頼性の高いマイクロカプセル41が得られる。
このような分散媒7としては、例えばトリメチルベンゼン、ナフタレンなどの芳香族系、アイソパー(エクソンモービル製)などの石油系溶媒、n−デカンなどの脂肪族系溶媒などの炭化水素系溶媒や、シリコーンオイルなどがある。また、第1、第2の粒子A、Bの凝集を防ぐ非イオン系界面活性剤などの分散剤や、導電性の制御に用いるアミン化合物などの導電調整剤などが少量添加されていても良い。
バインダー層44は、複数のマイクロカプセル41を保持(固定)するための層である。バインダー層44は、後述する表示装置20の製造方法で述べるように、バインダー樹脂42中に会合剤43が僅かに混合(溶解)した混合物で構成されている。
バインダー樹脂42の構成材料としては、適度な導電性と光透過性を有する接着性材料が好適に用いられる。このような構成材料としては、特に限定されないが、疎水性を有する熱可塑性樹脂(熱可塑性ポリマー)が好ましい。これにより、バインダー樹脂42を後述する表示装置20の製造方法に、好適に用いることができる。
バインダー樹脂42の構成材料としては、適度な導電性と光透過性を有する接着性材料が好適に用いられる。このような構成材料としては、特に限定されないが、疎水性を有する熱可塑性樹脂(熱可塑性ポリマー)が好ましい。これにより、バインダー樹脂42を後述する表示装置20の製造方法に、好適に用いることができる。
疎水性を有する熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリウレタン、尿素樹脂、ポリエステル、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレンメタクリル酸メチル共重合体(EMMA)、エチレン環状オレフィン共重合体(COC樹脂)、その他ポリエチレン共重合体、アクリル樹脂、ブタジエンエラストマー、イソプレンエラストマー(天然ゴム)、クロロプレンエラストマーなどの熱可塑性樹脂(熱可塑性ポリマー)が挙げられる。また、これらの熱可塑性樹脂の一部に、カルボン酸やスルホン酸などの親水性基を有することで、後述するエマルション化工程を容易にすることができる。
また、バインダー樹脂42の構成材料としては、0.01GPa以上、1GPa以下程度の弾性率を有する高分子材料が好ましい。
以上、表示装置20の構成について説明した。
また、バインダー樹脂42の構成材料としては、0.01GPa以上、1GPa以下程度の弾性率を有する高分子材料が好ましい。
以上、表示装置20の構成について説明した。
このような表示装置20は、例えば、次のようにして駆動する。
電極3、4の間に電圧を印加すると、これらの間に電界が生じる。この電界に従って第1、第2の粒子A、Bは、電極3、4のいずれかに向かって移動(電気泳動)する。以下では、説明の便宜上、第1の粒子Aとして、正に帯電した白色の粒子を用い、第2の粒子Bとして、負に帯電した黒色の粒子を用いた場合について代表して説明する。また、以下では、説明の便宜上、1つの画素について代表して説明する。
電極3、4の間に電圧を印加すると、これらの間に電界が生じる。この電界に従って第1、第2の粒子A、Bは、電極3、4のいずれかに向かって移動(電気泳動)する。以下では、説明の便宜上、第1の粒子Aとして、正に帯電した白色の粒子を用い、第2の粒子Bとして、負に帯電した黒色の粒子を用いた場合について代表して説明する。また、以下では、説明の便宜上、1つの画素について代表して説明する。
−白色表示状態−
第1の電極3と第2の電極4との間に、第1の電極3が正電位、第2の電極4が負電位となる電圧を印加すると、当該電圧印加により発生した電界が表示層400中の第1、第2の粒子A、Bに作用する。すると、第1の粒子Aが第2の電極4側に泳動し、第2の電極4に集まるとともに、第2の粒子Bが第1の電極3側に泳動し、第1の電極3に集まる。これにより、図2(a)に示すように、表示面121に第1の粒子Aの色である白色が表示される。
第1の電極3と第2の電極4との間に、第1の電極3が正電位、第2の電極4が負電位となる電圧を印加すると、当該電圧印加により発生した電界が表示層400中の第1、第2の粒子A、Bに作用する。すると、第1の粒子Aが第2の電極4側に泳動し、第2の電極4に集まるとともに、第2の粒子Bが第1の電極3側に泳動し、第1の電極3に集まる。これにより、図2(a)に示すように、表示面121に第1の粒子Aの色である白色が表示される。
−黒色表示状態−
第1の電極3と第2の電極4との間に、第1の電極3が負電位、第2の電極4が正電位となる電圧を印加すると、当該電圧印加により発生した電界が表示層400中の第1、第2の粒子A、Bに作用する。すると、第1の粒子Aが第1の電極3側に泳動し、第1の電極3に集まるとともに、第2の粒子Bが第2の電極4側に泳動し、第2の電極4に集まる。これにより、図2(b)に示すように、表示面121に第2の粒子Bの色である黒色が表示される。
このような表示装置20では、画素毎に、白色表示状態か黒色表示状態を選択することにより、すなわち、白色表示状態の画素と黒色表示状態の画素とを組み合わせることにより、表示面121に所望の画像を表示することができる。
第1の電極3と第2の電極4との間に、第1の電極3が負電位、第2の電極4が正電位となる電圧を印加すると、当該電圧印加により発生した電界が表示層400中の第1、第2の粒子A、Bに作用する。すると、第1の粒子Aが第1の電極3側に泳動し、第1の電極3に集まるとともに、第2の粒子Bが第2の電極4側に泳動し、第2の電極4に集まる。これにより、図2(b)に示すように、表示面121に第2の粒子Bの色である黒色が表示される。
このような表示装置20では、画素毎に、白色表示状態か黒色表示状態を選択することにより、すなわち、白色表示状態の画素と黒色表示状態の画素とを組み合わせることにより、表示面121に所望の画像を表示することができる。
2.表示装置の製造方法
次いで、表示装置20の製造方法(本発明の製造方法)について説明する。
図3は、マイクロカプセル分散液中のマイクロカプセルおよびエマルション粒子の状態を示す模式図、図4は、図1に示す表示装置の製造方法を説明するための断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図3および図4中の上側を「上」、下側を「下」と言いう。
次いで、表示装置20の製造方法(本発明の製造方法)について説明する。
図3は、マイクロカプセル分散液中のマイクロカプセルおよびエマルション粒子の状態を示す模式図、図4は、図1に示す表示装置の製造方法を説明するための断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図3および図4中の上側を「上」、下側を「下」と言いう。
表示装置20の製造方法は、マイクロカプセル分散液900を製造する製造工程[1]と、マイクロカプセル分散液900を基板12の一方の面上に塗布して塗布膜400’を形成する塗布工程[2]と、塗布膜400’を乾燥させ、塗布膜400’中の水系分散媒を除去することにより、バインダー樹脂42と会合剤43とからなるバインダー層44にマイクロカプセル41が保持された表示層400を形成する形成工程[3]と、表示層400をその厚さ方向に押圧する押圧工程[4]と、表示層400の上面に対向基板11(回路基板22)を接着する接着工程[5]と、表示層400の周囲に封止部5を形成する封止工程[6]とを有している。
以下、これら各工程について詳細に説明する。
[1] 準備工程
本工程は、水系分散媒(親水性の液相分散媒)にバインダー樹脂42で構成されるエマルション粒子42’およびマイクロカプセル41が分散し、エマルション粒子42’とマイクロカプセル41とが会合剤43によって会合してなるマイクロカプセル分散液900を製造する工程である。
[1] 準備工程
本工程は、水系分散媒(親水性の液相分散媒)にバインダー樹脂42で構成されるエマルション粒子42’およびマイクロカプセル41が分散し、エマルション粒子42’とマイクロカプセル41とが会合剤43によって会合してなるマイクロカプセル分散液900を製造する工程である。
(1) まず、分散媒7および第1、第2の粒子A、Bを有する電気泳動分散液が封入されたマイクロカプセル41を作製する。マイクロカプセル41の作製手法(シェル411への分散液100の封入方法)としては、特に限定されないが、例えば、相分離法、溶融分散冷却法、スプレードライング法、パンコーティング法、界面重合法、液中硬化被膜法などの各種マイクロカプセル化手法を用いることができる。
例えば、相分離法を用いた方法では、まず、水槽に溜められた水を主成分とする液相分散媒(水系分散媒)に、水溶性のシェル411の原料(例えばゼラチン等、前述したシェル411の構成材料から選択される材料)を投入する。次いで、水槽内の液体を加熱攪拌しながら、その中に第1、第2の粒子A、Bが分散媒7中に分散した分散液100を投入し乳化する。これにより、水系分散媒中で分散液100が微細な粒子状に分散した状態となる。次いで、水系分散媒を冷却することで、粒子状の分散液100のまわり(水との界面付近)に殻体411を形成する。以上の工程により、マイクロカプセル41が得られる。得られたマイクロカプセル41を必要に応じて分級、洗浄してもよい。
水系分散媒としては、例えば、水、または、水と親水性有機溶媒との混合溶媒を用いることができる。混合溶媒に混合される親水性有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、アリルアルコール等のアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘプタンジオール、ジプロピレングリコール等のグリコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸メチル、アセト酢酸メチル等のエステル類、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル類等が挙げられ、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。
水と親水性有機溶媒との混合溶媒を用いる場合、混合溶媒中における水の配合量は、70質量%以上、99質量%以下であるのが好ましい。
水と親水性有機溶媒との混合溶媒を用いる場合、混合溶媒中における水の配合量は、70質量%以上、99質量%以下であるのが好ましい。
(2) 次いで、ケトン系有機溶媒中で合成した高分子量のバインダー樹脂を、高温加圧釜内で水槽に溜められた水系分散媒に投入し、高速攪拌しながら、この水系分散媒中でバインダー樹脂42(前述したバインダー樹脂42の構成材料から選択される疎水性の熱可塑性樹脂材料)を強制乳化して分散させる。その後、ケトン系有機溶媒を加熱除去して、微細なエマルション粒子となって水系分散媒中に分散した状態となる。なお、以下では、説明の便宜上、バインダー樹脂42で構成されたエマルション粒子を「エマルション粒子42’」とも言う。
なお、水系分散媒としては、前記(1)にて説明した水系分散媒と同様のものを用いることができる。
なお、水系分散媒としては、前記(1)にて説明した水系分散媒と同様のものを用いることができる。
水系分散媒中でのエマルション粒子42’の平均粒径は、特に限定されないが、0.1μm以上、10μm以下程度であるのが好ましい。これにより、エマルション粒子42’を充分に小さくすることができ、エマルション粒子42’がマイクロカプセル41間の隙間などの微小隙間に入り込み易くなる。そのため、バインダー層44とマイクロカプセル41との接着強度等が向上し、優れた機械的強度を有する表示装置20を製造することができる。
次いで、エマルション粒子42’が分散している水系分散媒中に、前記(1)で得たマイクロカプセル41を投入するとともに、会合剤43を投入する。会合剤43は、マイクロカプセル41とエマルション粒子42’とを連結(会合)する機能を有しており、この会合剤43の機能により、図3に示すように、エマルション粒子42’とマイクロカプセル41とが連結した集合体45が水系分散媒中に分散した状態となる。
以上の工程により、マイクロカプセル分散液900が得られる。なお、水系分散媒へのバインダー樹脂42、マイクロカプセル41および会合剤43の投入順は、上記の順に限定されず、例えば、バインダー樹脂42、マイクロカプセル41および会合剤43を同時に投入してもよい。
マイクロカプセル分散液900中の水系分散媒/バインダー樹脂42/マイクロカプセル41/会合剤43の重量比としては、特に限定されないが、例えば、45〜55/5〜20/30〜45/0.01〜1程度であるのが好ましい。
マイクロカプセル分散液900中の水系分散媒/バインダー樹脂42/マイクロカプセル41/会合剤43の重量比としては、特に限定されないが、例えば、45〜55/5〜20/30〜45/0.01〜1程度であるのが好ましい。
また、マイクロカプセル分散液900の粘度としては、特に限定されないが、100mPa・s以上、10000mPa・s以下程度であるのが好ましい。これにより、マイクロカプセル分散液900の粘度が適度なものとなり、マイクロカプセル分散液900の塗布性と形状維持性とを両立することができる。そのため、表示層400を簡単かつ確実に形成することができる。
図3に示すように、会合剤43は、親水性基と疎水性基とを有する両親媒性ポリマーである。これにより、上記のような効果を確実に発揮することができる。このような会合剤43としては、特に限定されないが、エーテル基、アミノ基、ウレア基、ウレタン基等の親水性基を有する主鎖と、アルキル基、フェニル基、ビニル基、アリル基等の疎水基を有する分子末端とを有する水溶性のポリマーであるのが好ましい。分子構造としては、直鎖状で両末端にのみ疎水基が形成されているものでも良いし、直鎖状の親水基に対して枝分かれ状に複数の疎水基を有しているものでも良い。
より具体的には、会合剤43としては、例えば、アクリル酸ポリマー、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリエチレングリコール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、スルホン酸ポリマー、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリアミン等の水溶性ポリマーを主鎖とし、側鎖に疎水基を付けた変性ポリマーが挙げられる。
より具体的には、会合剤43としては、例えば、アクリル酸ポリマー、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリエチレングリコール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、スルホン酸ポリマー、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ポリアミン等の水溶性ポリマーを主鎖とし、側鎖に疎水基を付けた変性ポリマーが挙げられる。
会合剤43は、疎水性である複数の末端のうちの少なくとも1つがマイクロカプセル41と結び付くとともに、他の末端がエマルション粒子42’に結び付くことにより、水系分散媒中にて、マイクロカプセル41とエマルション粒子42’とを連結する。これにより、マイクロカプセル41の周囲にエマルション粒子42’が保持された、すなわちマイクロカプセル41の周囲をエマルション粒子42’が覆う集合体45が形成される。その結果、マイクロカプセル分散液900でのマイクロカプセル41の凝集を効果的に防止または抑制することができる。また、マイクロカプセル41は、水系分散媒に対して比重が大きく水系分散媒中にて沈降し易いが、前述のようにマイクロカプセル41がエマルション粒子42’に連結されていることにより、マイクロカプセル41の沈降を防止または抑制することができる。特に、会合剤43同士が互いに結び付き、3次元網目構造ネットワークを形成することで、より一層、マイクロカプセル41の沈降を防止または抑制することができる。
ここで、このような会合剤43によるエマルション粒子42’とマイクロカプセル41の連結や、会合剤43による3次元網目構造ネットワークは、後述する乾燥工程にて水系分散媒を蒸発等により除去することで破壊され、この破壊によってマイクロカプセル41とエマルション粒子42’とが直接結び付くことにより、強固な表示層400が形成される。そのため、会合剤43は、バインダー樹脂42と相溶するように、バインダー樹脂42と同じ材料系(例えば、ともにウレタン系樹脂)であるのが好ましい。バインダー層44が均質化され、より強固な表示層400を形成することができる。
会合剤43の分子量としては、特に限定されないが、1000以上、100000以下程度であるのが好ましい。これにより、上記の会合機能をより効果的に発揮することができる。なお、会合剤43の分子量が前記数値未満であると、上記の会合機能を充分に発揮することができないおそれがある。反対に、会合剤43の分子量が上記上限値を超えると、会合剤43がエマルション粒子42’やマイクロカプセル41に絡みついて、これらの凝集が起こり易くなるおそれがある。
このような会合剤43のマイクロカプセル分散液900中の含有量は、特に限定されないが、例えは、全固形分重量(マイクロカプセル41およびバインダー樹脂42の総重量)の0.01wt%以上、1wt%以下であるのが好ましい。これにより、会合剤43の過剰な投与を防止しつつ、上記の効果を効果的に発揮することができる。
さらに、エマルションにするために親水性基を一部に有するバインダー樹脂42の耐水性を向上させるエポキシ化合物やイソシアネート化合物などの架橋剤で、バインダー樹脂42の親水性基を架橋させて耐水性を向上させても良い。
さらに、エマルションにするために親水性基を一部に有するバインダー樹脂42の耐水性を向上させるエポキシ化合物やイソシアネート化合物などの架橋剤で、バインダー樹脂42の親水性基を架橋させて耐水性を向上させても良い。
[2]塗布工程
まず、図4(a)に示すように、基板12を用意する。次いで、図4(b)に示すように、基板12の第2の電極4上に、前記準備工程(2)で得られたマイクロカプセル分散液900を塗布することで塗布膜400’を形成する。マイクロカプセル分散液900を基板12上に塗布する方法としては、特に限定されず、スピンコート法、ディップコート法、スプレーコート法、ダイコート法、コンマコート法等の各種塗布法を用いることができる。
前述したように、マイクロカプセル分散液900では、会合剤43の機能によってマイクロカプセル41の沈降が防止されているため、塗布膜400’においても、同様に、マイクロカプセル41の沈降が防止されている。そのため、塗布膜マイクロカプセル41が基板12側(鉛直方向下側)へ偏るのを防止することができる。
まず、図4(a)に示すように、基板12を用意する。次いで、図4(b)に示すように、基板12の第2の電極4上に、前記準備工程(2)で得られたマイクロカプセル分散液900を塗布することで塗布膜400’を形成する。マイクロカプセル分散液900を基板12上に塗布する方法としては、特に限定されず、スピンコート法、ディップコート法、スプレーコート法、ダイコート法、コンマコート法等の各種塗布法を用いることができる。
前述したように、マイクロカプセル分散液900では、会合剤43の機能によってマイクロカプセル41の沈降が防止されているため、塗布膜400’においても、同様に、マイクロカプセル41の沈降が防止されている。そのため、塗布膜マイクロカプセル41が基板12側(鉛直方向下側)へ偏るのを防止することができる。
基板12上に供給するマイクロカプセル分散液900に含まれるマイクロカプセル41の数Nとしては、特に限定されないが、基板12上(基板12の平面視にて、表示層400に対応する領域)に単層で配設可能なマイクロカプセル41の最大数Nmax程度であるのが好ましい。具体的には、マイクロカプセル41の数Nは、0.9Nmax以上、1.1Nmax以下程度であるのが好ましい。数Nを上記範囲とすることにより、マイクロカプセル41を単層で配置すると、複数のマイクロカプセル41を、隣り合うマイクロカプセル41同士が接触するように、かつ各マイクロカプセル41の過度な形状変化を防止しつつ、最密に配置することができる。
[3]乾燥工程
上述のようにして得られた塗布膜400’を乾燥し、塗布膜400’から水(溶媒)を除去する。塗布膜400’の乾燥は、特に限定されず、例えば、熱風を当てたり、赤外線ヒーターを用いたりして行うことができる。また、乾燥は、減圧下で行ってもよいし、大気圧下で行ってもよい。
上述のようにして得られた塗布膜400’を乾燥し、塗布膜400’から水(溶媒)を除去する。塗布膜400’の乾燥は、特に限定されず、例えば、熱風を当てたり、赤外線ヒーターを用いたりして行うことができる。また、乾燥は、減圧下で行ってもよいし、大気圧下で行ってもよい。
このような乾燥工程にて、塗布膜400’から水が除去されると、会合剤43によるエマルション粒子42’とマイクロカプセル41の連結や、会合剤43による3次元網目構造ネットワークが破壊されるとともに、エマルション粒子42’が粒子形状を保てなくなり崩壊する。そのため、エマルション粒子42’を構成するバインダー樹脂42が互いに集まって集合体を形成するとともに、この集合体に会合剤43が溶解し、バインダー樹脂42と会合剤43からなるバインダー層44が形成される。これにより、表示層400が得られる。
エマルション粒子42’は、マイクロカプセル41の周囲に保持されているため、例えば、隣り合うマイクロカプセル41間の隙間や、基板12とマイクロカプセル41との隙間などの微少領域にも多数存在している。そのため、前述のような崩壊を起こした後もバインダー樹脂42が前記微少領域に留まる。その結果、バインダー層44によるマイクロカプセル41の保持性が向上するとともに、基板12との接着性が向上するため、優れた機械的強度を有する表示装置20を製造することができる。同時に、表示層400中での空気層の形成が効果的に防止され、リーク電流の発生等を防止でき、優れた表示特性を発揮することができるとともに、省電力化を図ることができる。
[4]押圧工程
まず、平板状の押圧用基板(ホットプレート)19を用意し、表示層400に重なるように配置する。次いで、押圧用基板19によって、表示層400を加熱しながら、その厚さ方向に加圧(押圧)する。これにより、図4(c)に示すように、表示層400中に重なるように存在するマイクロカプセル41が移動し、マイクロカプセル41間の隙間を減少させつつマイクロカプセル41が単層となる。また、表示層400中でのマイクロカプセル41の配設密度が均一化される。すなわち、本工程により、マイクロカプセル41は、表示層400の面方向に対して互いに接触した状態で配列し、かつ、その厚さ方向に対して重なることなく1列に配列することとなる。
まず、平板状の押圧用基板(ホットプレート)19を用意し、表示層400に重なるように配置する。次いで、押圧用基板19によって、表示層400を加熱しながら、その厚さ方向に加圧(押圧)する。これにより、図4(c)に示すように、表示層400中に重なるように存在するマイクロカプセル41が移動し、マイクロカプセル41間の隙間を減少させつつマイクロカプセル41が単層となる。また、表示層400中でのマイクロカプセル41の配設密度が均一化される。すなわち、本工程により、マイクロカプセル41は、表示層400の面方向に対して互いに接触した状態で配列し、かつ、その厚さ方向に対して重なることなく1列に配列することとなる。
ここで、前述したように、塗布膜400’中では、マイクロカプセル41の沈降が防止または抑制されている。そのため、マイクロカプセル41と基板12との接触面積を小さくし、反対に、バインダー層44と基板12との接触面積を大きくすることができる。その結果、表示層400と基板12との接着強度が向上し、機械的強度に優れた表示装置20を製造することができる。
バインダー層44と基板12との接触面積は、特に限定されないが、表示層400と基板12との接触面積の70%以上であるのが好ましく、100%であるのがより好ましい。すなわち、バインダー層44により、マイクロカプセル41を基板12に対して非接触で保持するのがより好ましい。これにより、表示層400と基板12との接着強度がより向上し、機械的強度に優れた表示装置20を製造することができる。
本工程は、表示層400を50℃以上、120℃以下程度に加熱しながら行うことが好ましい。これにより、バインダー層44を適度に軟化させることができ、本工程を確実かつ円滑に行うことができる。
また、本工程では、平均粒径付近の粒径を有するマイクロカプセル41は、ほとんど変形せずに略球形状を維持するが、それよりも大きい粒径のマイクロカプセル41は、表示層400の厚さ方向に偏平した略楕円状に変形し、反対に、小さい粒径のマイクロカプセル41は、隣り合うマイクロカプセル41に押圧されることにより、表示層400の面方向に偏平した略楕円状に変形する。これにより、隣り合うマイクロカプセル41間の隙間をより小さくすることができ、優れた表示特性を発揮することができる。
また、本工程では、平均粒径付近の粒径を有するマイクロカプセル41は、ほとんど変形せずに略球形状を維持するが、それよりも大きい粒径のマイクロカプセル41は、表示層400の厚さ方向に偏平した略楕円状に変形し、反対に、小さい粒径のマイクロカプセル41は、隣り合うマイクロカプセル41に押圧されることにより、表示層400の面方向に偏平した略楕円状に変形する。これにより、隣り合うマイクロカプセル41間の隙間をより小さくすることができ、優れた表示特性を発揮することができる。
変形後のマイクロカプセル41のアスペクト比(表示層400の面方向の長さ/厚さ方向の長さ)としては、特に限定されないが、0.5以上、1.5以下程度であるのが好ましい。このような数値範囲とすることにより、マイクロカプセル41の過度な変形による破損を防止しつつ、優れた表示特性を発揮することができる。
また、表示層400の厚さとしては、特に限定されないが、マイクロカプセル41の平均粒径とほぼ等しいか、それよりも僅かに厚いことが好ましい。これにより、マイクロカプセル41を前述したように1列に並べることが容易となるとともに、表示層400の厚さを薄くすることができる。
また、表示層400の厚さとしては、特に限定されないが、マイクロカプセル41の平均粒径とほぼ等しいか、それよりも僅かに厚いことが好ましい。これにより、マイクロカプセル41を前述したように1列に並べることが容易となるとともに、表示層400の厚さを薄くすることができる。
なお、本工程は、押圧用基板(ホットプレート)19に変えて、加熱ロールを用いて行ってもよい。また、押圧用基板19によって表示層400を押圧した状態で、例えば紫外線等の照射によりバインダー層44を硬化させてもよい。この場合は、バインダー樹脂42中に紫外線重合開始剤などの硬化剤の添加をすればよい。これにより、押圧時の形状が維持されるため、例えば、表示層400の厚さや、マイクロカプセル41の形状の制御等をより簡単に行うことができる。
表示層400中のマイクロカプセル41の含有量は、特に限定されないが、70wt%以上、90wt%以下程度であるのが好ましい。これにより、表示層400(バインダー層44)と基板12および対向基板11との接着強度を高く維持するとともに、優れた表示特性を発揮することができる。
表示層400中のマイクロカプセル41の含有量は、特に限定されないが、70wt%以上、90wt%以下程度であるのが好ましい。これにより、表示層400(バインダー層44)と基板12および対向基板11との接着強度を高く維持するとともに、優れた表示特性を発揮することができる。
[5]接着工程
まず、対向基板11(回路基板22)を用意する。
次いで、図4(d)に示すように、対向基板11を第1の電極3が表示層400側に位置するようにして、表示層400の上面(基板12と反対側の面)に貼り付け、バインダー層44の接着力を利用して両者を接着する。このような貼り付けは、例えば、ロールラミネーターにより行うことができる。
本工程は、表示層400を50℃以上、120℃以下程度に加熱しながら行うことが好ましい。これにより、バインダー層44を適度に軟化させることができ、バインダー層44と対向基板11とをより確実に接着することができる。
まず、対向基板11(回路基板22)を用意する。
次いで、図4(d)に示すように、対向基板11を第1の電極3が表示層400側に位置するようにして、表示層400の上面(基板12と反対側の面)に貼り付け、バインダー層44の接着力を利用して両者を接着する。このような貼り付けは、例えば、ロールラミネーターにより行うことができる。
本工程は、表示層400を50℃以上、120℃以下程度に加熱しながら行うことが好ましい。これにより、バインダー層44を適度に軟化させることができ、バインダー層44と対向基板11とをより確実に接着することができる。
[6]封止工程
図4(e)に示すように、基板12と対向基板11との間であって、それらの縁部に沿うように、かつ表示層400を囲むようにして封止部5を形成する。これにより、表示層400が気密的に封止され、表示装置20内への水分の浸入を防止され、表示装置20の表示性能の劣化をより確実に防止することができる。
図4(e)に示すように、基板12と対向基板11との間であって、それらの縁部に沿うように、かつ表示層400を囲むようにして封止部5を形成する。これにより、表示層400が気密的に封止され、表示装置20内への水分の浸入を防止され、表示装置20の表示性能の劣化をより確実に防止することができる。
以上の工程により、表示装置20を製造することができる。
このような製造方法によれば、優れた表示特性および機械的強度を両立することのできる表示装置20を簡単に製造することができる。特に、マイクロカプセル41中の疎水性の分散媒に、疎水性のバインダー樹脂42(油分)がくっついてしまうと、多数のマイクロカプセル41の凝集を引き起こして沈殿してしまったり、極めて薄い殻体411にバインダー樹脂42が多数吸着して殻体411に偏った応力をかけることで破壊し、分散媒7があふれてしまうおそれがある。前述の製造方法によれば、マイクロカプセル分散液900にて、水系分散媒にマイクロカプセル41を分散させることによりマイクロカプセル41とバインダー樹脂42との接触が防止または抑制されているため、マイクロカプセル41の破損が効果的に防止され、これにより、機械的強度および信頼性に優れる表示層400を形成することができる。
また、バインダー樹脂42が疎水性であるため、耐水性に優れた表示層400を形成することができる。その結果、水分の浸入による表示層400からの基板12、対向基板11の剥離を効果的に防止でき、優れた信頼性を有する表示装置20となる。
このような製造方法によれば、優れた表示特性および機械的強度を両立することのできる表示装置20を簡単に製造することができる。特に、マイクロカプセル41中の疎水性の分散媒に、疎水性のバインダー樹脂42(油分)がくっついてしまうと、多数のマイクロカプセル41の凝集を引き起こして沈殿してしまったり、極めて薄い殻体411にバインダー樹脂42が多数吸着して殻体411に偏った応力をかけることで破壊し、分散媒7があふれてしまうおそれがある。前述の製造方法によれば、マイクロカプセル分散液900にて、水系分散媒にマイクロカプセル41を分散させることによりマイクロカプセル41とバインダー樹脂42との接触が防止または抑制されているため、マイクロカプセル41の破損が効果的に防止され、これにより、機械的強度および信頼性に優れる表示層400を形成することができる。
また、バインダー樹脂42が疎水性であるため、耐水性に優れた表示層400を形成することができる。その結果、水分の浸入による表示層400からの基板12、対向基板11の剥離を効果的に防止でき、優れた信頼性を有する表示装置20となる。
<第2実施形態>
1.表示装置
まず、本発明の表示装置の第2実施形態について説明する。
図5は、本発明の表示装置の第2実施形態を示す断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図5中の上側を「上」、下側を「下」と言いう。
1.表示装置
まず、本発明の表示装置の第2実施形態について説明する。
図5は、本発明の表示装置の第2実施形態を示す断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図5中の上側を「上」、下側を「下」と言いう。
以下、第2実施形態の表示装置について、前述した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。
本発明の第2実施形態にかかる表示装置は、表示層と対向基板との間に平坦化層を有する以外は、第1実施形態の電気泳動表示装置と同様である。なお、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
本発明の第2実施形態にかかる表示装置は、表示層と対向基板との間に平坦化層を有する以外は、第1実施形態の電気泳動表示装置と同様である。なお、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図5に示す表示装置20は、表示層400と対向基板11との間に、平坦化層410を有している。平坦化層410は、表示層400の下面(対向基板11側の面)の凹凸を埋め平坦化するための層である。このような平坦化層410を有することにより、対向基板11と表示層400との間に気泡(空気層)が形成されるのを防止することができるとともに、表示層400と対向基板12とをより高い強度で接着することができる。
なお、平坦化層410の膜厚は、特に限定されないが、5μm以上、50μm以下程度であるのが好ましい。このような数値範囲とすることにより、表示層400の凹凸をより確実に埋めることができるとともに、平坦化層410の膜厚をより薄くすることができる。
なお、平坦化層410の膜厚は、特に限定されないが、5μm以上、50μm以下程度であるのが好ましい。このような数値範囲とすることにより、表示層400の凹凸をより確実に埋めることができるとともに、平坦化層410の膜厚をより薄くすることができる。
このような平坦化層410の構成材料としては、特に限定されないが、ポリウレタン、尿素樹脂、ポリエステル、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレンメタクリル酸メチル共重合体(EMMA)、エチレン環状オレフィン共重合体(COC樹脂)、エチレン重合体、アクリル樹脂、ブタジエンエラストマー、イソプレンエラストマー(天然ゴム)、クロロプレンエラストマーなどの熱可塑性樹脂や、アクリル系樹脂、エポキシ化合物、メラミン系樹脂、シリコーン系樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることができる。また、これら材料中に、シランカップリング剤などの接着助剤、金属粒子などの導電性付与剤、表示面121からの外圧に耐えるためにクッション性を付与する樹脂微粒子や中空微粒子などを添加したものを用いてもよい。
また、平坦化層410の構成材料としては、表示層400との接着性を高める観点から、バインダー樹脂42と同じ材料系を用いるのが好ましい。
また、平坦化層410の構成材料としては、表示層400との接着性を高める観点から、バインダー樹脂42と同じ材料系を用いるのが好ましい。
2.表示装置の製造方法
次いで、表示装置20の製造方法について説明する。
図6は、図5に示す表示装置の製造方法を説明するための断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図6中の上側を「上」、下側を「下」と言いう。
表示装置20の製造方法は、マイクロカプセル分散液900を製造するする製造工程[1]と、マイクロカプセル分散液900を基板12の一方の面上に塗布して塗布膜400’を形成する塗布工程[2]と、塗布膜400’を乾燥させ、塗布膜400’中の水系分散媒を除去することにより、バインダー樹脂42と会合剤43とからなるバインダー層44にマイクロカプセル41が保持された表示層400を形成する形成工程[3]と、表示層400をその厚さ方向に押圧する押圧工程[4]と、表示層400の基板12と反対側の面上に、当該面の凹凸を埋める平坦化層410を形成する平坦化層形成工程[5]と、平坦化層410の上面に対向基板11(回路基板22)を接着する接着工程[6]と、表示層400の周囲に封止部5を形成する封止工程[7]とを有している。
なお、工程[1]〜[4]、[6]、[7]については、前述した第1実施形態と同様であるため、以下では、主に工程[5]について説明する。
次いで、表示装置20の製造方法について説明する。
図6は、図5に示す表示装置の製造方法を説明するための断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図6中の上側を「上」、下側を「下」と言いう。
表示装置20の製造方法は、マイクロカプセル分散液900を製造するする製造工程[1]と、マイクロカプセル分散液900を基板12の一方の面上に塗布して塗布膜400’を形成する塗布工程[2]と、塗布膜400’を乾燥させ、塗布膜400’中の水系分散媒を除去することにより、バインダー樹脂42と会合剤43とからなるバインダー層44にマイクロカプセル41が保持された表示層400を形成する形成工程[3]と、表示層400をその厚さ方向に押圧する押圧工程[4]と、表示層400の基板12と反対側の面上に、当該面の凹凸を埋める平坦化層410を形成する平坦化層形成工程[5]と、平坦化層410の上面に対向基板11(回路基板22)を接着する接着工程[6]と、表示層400の周囲に封止部5を形成する封止工程[7]とを有している。
なお、工程[1]〜[4]、[6]、[7]については、前述した第1実施形態と同様であるため、以下では、主に工程[5]について説明する。
[5]平坦化層形成工程
図6(a)に示すように、工程[1]〜[4]にて製造された製造物は、表示層400の上面に、マイクロカプセル41の表面形状に起因する凹凸を有する場合がある、これは、表示層400中のバインダー層の含有率が低いほど発生する問題である。このような凹凸が発生すると、表示層400と対向基板11との接触面積が少なくなり、これらの接着強度が低下するだけでなく、これらの間に空気層が形成され、表示特性が悪化してしまう。そこで、本実施形態では、表示層400の上面の凹凸を埋める平坦化層410を形成し、上記問題を解消する。
具体的には、図6(b)に示すように、表示層400の上面に、平坦化層410の原料を塗布することにより、表示層400の上側に平坦化層410を形成する。これにより、表示層400の上面の凹凸が埋まり、図6(c)に示すように、表示層400と対向基板12とを強固に接着することができる。
図6(a)に示すように、工程[1]〜[4]にて製造された製造物は、表示層400の上面に、マイクロカプセル41の表面形状に起因する凹凸を有する場合がある、これは、表示層400中のバインダー層の含有率が低いほど発生する問題である。このような凹凸が発生すると、表示層400と対向基板11との接触面積が少なくなり、これらの接着強度が低下するだけでなく、これらの間に空気層が形成され、表示特性が悪化してしまう。そこで、本実施形態では、表示層400の上面の凹凸を埋める平坦化層410を形成し、上記問題を解消する。
具体的には、図6(b)に示すように、表示層400の上面に、平坦化層410の原料を塗布することにより、表示層400の上側に平坦化層410を形成する。これにより、表示層400の上面の凹凸が埋まり、図6(c)に示すように、表示層400と対向基板12とを強固に接着することができる。
以上説明したような表示装置20は、それぞれ、各種電子機器に組み込むことができる。電気泳動表示装置を備える本発明の電子機器としては、例えば、電子ペーパー、電子ブック、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る。
これらの電子機器のうちから、電子ペーパーを例に挙げ、具体的に説明する。
図7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7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装置20で構成されている。
図7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7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装置20で構成されている。
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8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8中(a)は断面図、(b)は平面図である。
図8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7に示す構成と同様である。
図8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8中(a)は断面図、(b)は平面図である。
図8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7に示す構成と同様である。
本体部801は、その側部(図8(a)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。
また、本体部801の表示面側(図8(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。
また、電子ペーパー600の挿入方向先端部(図8(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。これにより、利便性が向上する。
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。これにより、利便性が向上する。
以上、本発明の表示シートの製造方法、表示シート、表示装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて詳細に説明したが、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が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
1‥‥基部 2‥‥基部 3‥‥第1の電極 4‥‥第2の電極 7‥‥分散媒 100‥‥分散液 11‥‥対向基板 12‥‥基板 121‥‥表示面 19‥‥押圧用基板 20‥‥表示装置 21‥‥表示シート 22‥‥回路基板 400‥‥表示層 400’‥‥塗布膜 41‥‥マイクロカプセル 411‥‥殻体 410‥‥平坦化層 42‥‥バインダー樹脂 42’‥‥エマルション粒子 43‥‥会合剤 44‥‥バインダー層 45‥‥集合体 5‥‥封止部 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‥‥透明ガラス板 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 900‥‥マイクロカプセル分散液 A‥‥第1の粒子 B‥‥第2の粒子
Claims (15)
- 第1の基板と、
前記第1の基板に対して対向配置された第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に設けられ、少なくとも1種の電気泳動粒子を分散媒に分散してなる分散液が封入された複数のマイクロカプセルと、前記複数のマイクロカプセルを保持するバインダー層とを有する表示層と、を有する表示シートの製造方法であって、
液相分散媒にバインダー樹脂で構成されるエマルション粒子および前記マイクロカプセルが分散し、前記エマルション粒子と前記マイクロカプセルとが会合剤によって会合してなるマイクロカプセル分散液を、前記第1の基板の一方の面上に塗布して塗布膜を形成する塗布工程と、
前記塗布膜を乾燥させ、前記塗布膜中の前記液相分散媒を除去することにより、前記バインダー樹脂と前記会合剤とからなる前記バインダー層に前記マイクロカプセルが保持された前記表示層を形成する形成工程と、
前記表示層の前記第1の基板と反対側に前記第2の基板を接着する接着工程とを有することを特徴とする表示シートの製造方法。 - 前記塗布工程に先立って、前記マイクロカプセル分散液を製造する製造工程を有している請求項1に記載の表示シートの製造方法。
- 前記接着工程に先立って、前記表示層を該表示層の厚さ方向に押圧する押圧工程を有している請求項1または2に記載の表示シートの製造方法。
- 前記押圧工程の後、前記表示層の前記第1の基板と反対側の面上に、該面の凹凸を埋める平坦化層を形成する平坦化層形成工程を有している請求項3に記載の表示シートの製造方法。
- 前記液相分散媒は、親水性であり、
前記バインダー樹脂は、疎水性である請求項1ないし4のいずれかに記載の表示シートの製造方法。 - 前記会合剤は、親水性基と疎水性基とを有する両親媒性ポリマーである請求項1ないし5のいずれかに記載の表示シートの製造方法。
- 前記会合剤は、親水性基を有する主鎖と、疎水性基を有する分子末端と、を有している請求項6に記載の表示シートの製造方法。
- 前記両親媒性ポリマーの平均分子量は、1000以上、100000以下である請求項7に記載の表示シートの製造方法。
- 前記エマルション粒子の平均粒径は、0.1μm以上、10μm以下である請求項1ないし8のいずれかに記載の表示シートの製造方法。
- 前記表示層中の前記マイクロカプセルの含有量は、70wt%以上、90wt%以下である請求項1ないし9のいずれかに記載の表示シートの製造方法。
- 前記マイクロカプセルは、前記第1の基板に対して非接触で配置されている請求項1ないし10のいずれかに記載の表示シートの製造方法。
- マイクロカプセル分散液の粘度は、100mPa・s以上、1000mPa・s以下である請求項1ないし11のいずれかに記載の表示シートの製造方法。
- 請求項1ないし12のいずれかに記載の表示シートの製造方法によって製造されたことを特徴とする表示シート。
- 請求項13に記載の表示シートを備えることを特徴とする表示装置。
- 請求項14に記載の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
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