JP4443203B2 - 電気泳動表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
そこで本発明は上述の諸事情を鑑み、高温高湿下においても表示状態が劣化せずに優れたコントラスト比と表示安定性を向上することが可能な電気泳動表示装置とその製造方法とを提供することにある。
また本発明の電気泳動表示の製造方法によれば、上述の優れた電気泳動表示装置を容易に実現することが可能となる。
(1):電極にマイクロカプセルが密着しており、マイクロカプセルに電流が発生していた。その為に、マイクロカプセル壁と電極間で電気化学的な反応を引き起こし、マイクロカプセル壁材が変質していた。
(2):マイクロカプセルの吸湿により、マイクロカプセルの電気伝導度が上がり、マイクロカプセル表層を通る直流電流量が増加していた。このため電気泳動粒子に電場が印加されず、電気泳動が妨げられていた。
以下、本発明の電気泳動表示装置を詳細に説明する。
図2は本発明を説明する要部断面図である。この電気泳動表示装置2は、第一基板2と、第一基板2上に形成された第一電極5と、第一電極5上に形成された窒化珪素膜に代表される絶縁性被膜11と、絶縁性被膜上11に形成され液相分散媒9と電気泳動粒子7を含む分散系を封入してなる複数のマイクロカプセル6を含有するマイクロカプセル層12と、及びマイクロカプセル層12上に形成された導電膜付き基板13とを有する。ここに示す導電膜付き基板13は、第二基板3と、第二基板3上に形成された第二電極4とを示す。第一基板2と第一電極5、或いは第二基板3と第二電極4のどちらか一方の組は透明である必要がある。図2中では第一電極5と第二電極4とは一対の電極を成しているが、電極数に限定は無く複数の駆動電極で構成されても良い。
(a)ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、ポリプロピレン、ABS樹脂、メタクリル酸メチル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニルアクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル−メタクリル酸共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、エチレン−ビニルアルコール−塩化ビニル共重合体、プロピレン−塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、セルロース系樹脂等の熱可塑性樹脂。
(b)ポリアミド系樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリアミノビスマレイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルホン、ポリアリレート、グラフト化ポリフィニレンエーテル、ポリエーテルエテルケトン、ポリエーテルイミド等の耐熱性で、機械的強度に優れる高分子。
(c)ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化エチレンプロピレン、四フッ化エチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重合体、エチレン−四フッ化エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリ三フッ化塩化エチレン、フッ素ゴム等のフッ素系樹脂。
(d)シリコーン樹脂、シリコンゴム等の珪素樹脂。
その他の絶縁性合成樹脂基材として、メタクリル酸−スチレン共重合体、ポリブチレン、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体等を用いることができる。
分散系に使用される液相分散媒9としては、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール、メチルセルソルブ等のアルコール系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等の各種エステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ペンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、カルボン酸塩又はその他の種々の油類等の単独又はこれらの混合物に界面活性剤等を配合したものを用いることができる。
使用できるバインダ樹脂8としては、マイクロカプセル6と親和性が良好で電極との密着性に優れ、かつ絶縁性を有するものであれば特に制限はない。かかるバインダ樹脂8として、上述した絶縁性合成樹脂基材と同様、下記に例示するものを用いることができる。
従って絶縁性被膜の容量CISがマイクロカプセルの容量Cmcよりも十分に大きければ(約10倍以上で有れば)、
CIS >> Cmc
CIS > 10Cmc
マイクロカプセルには略電源電圧が印可されることになり、
電気泳動粒子には有効に電界が加わる。この結果電気泳動表示装置は良好な表示性能を有することになる。
7.9/400(nm)≦ε/d
との関係を満たせば電気泳動表示装置が機能し、しかも高温高湿などの環境試験にも強い優良な電気泳動表示装置が実現することになる。
第二電極4を有する第二基板3としてはITO付きPETフィルムを利用し、第二電極4上に絶縁性皮膜11となる窒化珪素膜をCVD法により形成した。窒化珪素膜の厚みを100nmと200nm、300nm、400nmの4条件として電気泳動表示装置を作製した。
まず本実施例1の電気泳動表示装置では窒化珪素膜から成る絶縁性被膜11の厚みが100nmから400nmであった。斯様な絶縁性被膜は電極間の電流を遮断した上で電気泳動表示液に十分強い電場を印可しうる。従って本実施例の電気泳動装置は優良なる表示特性を示した。更に斯うして得られた電気泳動装置を高温且つ高湿度下に放置しても良好な表示特性を維持した。具体的には以下の外部環境の影響による表示安定性試験を行った。まず電気泳動表示装置の電極間に±15Vの電圧を印加したときの表示状態を反射濃度計を用いて測定し、初期の表示性能(コントラスト)を調べた。次に此の電気泳動表示装置の高温・高湿環境下での表示安定性試験を行った。即ち、本実施例の電気泳動表示装置を60℃、90%RHの高温且つ高湿下に置き、6時間後に取り出した後、±15Vの電圧を印加して表示状態を反射濃度計により調べた。本実施例にて作成された電気泳動表示装置の特性と窒化珪素膜の厚みとの関係を表1に示す。本実施例の電気泳動装置では二電極間のリーク電流量が15V印加時でも数nA/cm-2オーダーと窮めて微量に押さえられ、電流を遮断する効果が認められた。この為にマイクロカプセル6の変色と劣化も全く観測されなかった。又、高温高湿環境に放置後の表示に於いても良好なコントラスト比を示し、初期値に比べて高温高湿環境試験後もコントラスト値が10%程度低下するに止まった。室温環境下に放置した場合、50日後でも初期と同様な良好なる表示特性が維持された。
電気泳動表示装置を絶縁性皮膜11を形成しない以外は実施例1と同様にして、図3(B)に示す比較例1の電気泳動表示装置を作製した。
比較例1で作製した電気泳動表示装置は絶縁性皮膜を有していない。比較例1の電気泳動表示装置は室温環境下で良好な表示特性を示した。しかしながら高温・高湿環境下での表示安定性試験の結果は無惨で有った。此等の結果を表1に記す。60℃ 90%RHの高温且つ高湿下に6時間放置後に二電極間のリーク電流量は15V印加時で数百μA/cm-2オーダーに増大していた。更に高温高湿維持後の±15V電圧印加時表示状態はコントラスト比が著しく低下していた。初期値に比べてコントラストは95%程度も劣化していることが確認された。加えてマイクロカプセル6も茶色に変色し、劣化していた。
絶縁性皮膜11で有る窒化珪素膜の厚みを50nmとした事以外は総て実施例1と同じ電気泳動表示装置を作製した。
比較例2で作製された窒化珪素膜の厚みが50nmの電気泳動表示装置は、窒化珪素膜が十分な絶縁性を有して居らず、比較例1に示した絶縁性皮膜を有していない電気泳動表示装置と全く同じ表示特性を示した。表1に此等の結果を記す。
絶縁性皮膜11で有る窒化珪素膜の厚みを500nmとした事以外は総て実施例1と同じ電気泳動表示装置を作製した。
比較例3で作製された窒化珪素膜の厚みが500nmの電気泳動表示装置は、電極とカプセルを十分に電気的に遮断しうる。しかしながら、初期状態に於いてすら15V印加時のコントラスト比が十分に得られなかった。これは窒化珪素膜の厚みが増加すると、絶縁性皮膜の容量値が小さくなり、それ故に電極間に印加した電圧が絶縁性皮膜にて大きく降下する為である。この結果、マイクロカプセル層12に印加される実効電圧は激減し、電気泳動粒子を泳動させるほどの電界が生じなくなる。電気泳動表示装置が表示装置として機能するには絶縁性皮膜の厚みは500nm未満でなければならない。此等の結果も表1に記す。
2第一基板
3第二基板
4第一電極
5、51〜53第二電極
6マイクロカプセル
7電気泳動粒子
8バインダ材(バインダ樹脂)
9液相分散媒
10電気泳動装置2
11絶縁性皮膜
12マイクロカプセル層
13透明導電膜付き基板
14電気泳動表示用分散液
15電気泳動表示装置3
16電気泳動表示装置4
17駆動電圧発生装置
Claims (9)
- 少なくとも一方が透明な材料で形成された第一電極及び第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極間に設けられ、液相分散媒と電気泳動粒子を含む分散系を封入してなる複数のマイクロカプセルを含有するマイクロカプセル層とを有する電気泳動表示装置において、
前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の前記マイクロカプセル層側の面上には、絶縁性を有し、かつ膜厚が100nm以上400nm以下の窒化珪素膜が設けられていることを特徴とする電気泳動表示装置。 - 請求項1記載の電気泳動表示装置において、前記窒化珪素膜は、前記第二電極の前記マイクロカプセル層側の面上にのみ設けられていることを特徴とする電気泳動表示装置。
- 請求項1または2記載の電気泳動表示装置において、前記窒化珪素膜は前記マイクロカプセル層との接着層として機能することを特徴とする電気泳動表示装置。
- 少なくとも一方が透明な材料で形成された第一電極及び第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極間に設けられ、液相分散媒と電気泳動粒子を含む分散系を封入してなる複数のマイクロカプセルを含有するマイクロカプセル層とを有する電気泳動表示装置の製造方法において、
前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の前記マイクロカプセル層側の面上に絶縁性を有する窒化珪素膜を有機溶媒を用いた液相から形成する工程を含み、前記窒化珪素膜の膜圧は、100nm以上400nm以下であることを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法。 - 請求項4記載の電気泳動表示装置の製造方法において、前記窒化珪素膜はスピンコート法によって形成される電気泳動表示装置の製造方法。
- 請求項4記載の電気泳動表示装置の製造方法において、前記窒化珪素膜はディップ法によって形成される電気泳動表示装置の製造方法。
- 請求項4記載の電気泳動表示装置の製造方法において、前記窒化珪素膜はスクリーン印刷法によって形成される電気泳動表示装置の製造方法。
- 少なくとも一方が透明な材料で形成された第一電極及び第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極間に設けられ、液相分散媒と電気泳動粒子を含む分散系を封入してなる複数のマイクロカプセルを含有するマイクロカプセル層とを有する電気泳動表示装置の製造方法において、
前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の前記マイクロカプセル層側の面上に絶縁性を有する窒化珪素膜を化学気相堆積法を用いて製膜する工程を含み、前記窒化珪素膜の膜圧は、100nm以上400nm以下であることを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法。 - 請求項8記載の電気泳動表示装置の製造方法において、前記窒化珪素膜はプラズマ化学気層堆積法(PECVD法)によって形成される電気泳動表示装置の製造方法。
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