JP4832074B2 - 電気泳動表示媒体 - Google Patents
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Description
このような電気泳動表示装置は、電界の向きを制御することにより所望の表示を得ることができる表示装置であり、低コストで、視野角が通常の印刷物並に広く、消費電力が小さく、表示のメモリー性を有する等の長所を持つことから安価な表示装置として注目されている。
更に、従来において、電気泳動表示媒体では、表示が繰り返されると泳動粒子の凝集や付着などによって、表示ムラなどが発生し、表示が劣化するという問題も知られている。
これらの問題を解決するため、メッシュ状の薄膜を対向基板間に配置し、表示液を不連続な区画に分断して表示の劣化を低減させる提案がなされているが、一般に壁幅を狭くすることが困難で表示可能面積が狭くなってしまう。さらには、完全に不連続にしてしまうと、一般的な真空充填法で均一に表示液を充填できなくなってしまうという問題がある。
しかしながら、これらの電気泳動表示媒体は、構成が複雑で、かつ、封入体は円もしくは球形であるために必然的に基板との接触部に空間が生じるため、特にベタ表示時の表示ムラがでやすい点に課題がある。
(1) 電極が形成された光透過可能な基板と、該基板と対向配置させた電極を有する基板と、該対向基板間に充填された少なくとも1種類以上の電気泳動粒子を含む電気泳動表示用液と、該表示用液を基板間に封止するシール部とを有すると共に、上記対向基板間に繊維より構成される層を配置した電気泳動表示媒体であって、上記繊維より構成される層の少なくとも一部を該シール部内に固着させたことを特徴とする電気泳動表示媒体。
(2) 繊維より構成される層は、繊維を織って形成される織物体から構成されることを特徴とする上記(1)記載の電気泳動表示媒体。
(3) 繊維より構成される層は、繊維同士を織り込まずに形成される不織体から構成されることを特徴とする上記(1)記載の電気泳動表示媒体。
(4) 繊維より構成される層は、該層を構成する繊維同士を押圧、接着及び溶着のうち、少なくとも一つの処理により、繊維同士を固定することを特徴とする上記(1)記載の電気泳動表示媒体。
(5) 繊維より構成される層の繊維が、少なくとも軟化温度が異なる2種以上の材料からなる複合繊維であることを特徴とする上記(1)〜(4)の何れか一つに記載の電気泳動表示媒体。
図1及び図2は、本発明の電気泳動表示媒体の実施形態の一例(第1実施形態)を示す図面であり、図1(a)は電気泳動表示媒体の概略断面図、(b)は繊維より構成される層(平織りされた織物体)の一例を示す平面図、(c)はその側面図、図2(a)は繊維より構成される層のシール部への接触態様を示す部分分解斜視図、(b)は繊維より構成される層のシール部への接触態様を示す平面図である。
本第1実施形態の電気泳動表示媒体Aは、光透過性を有する電極10aが形成された基板10と、該基板10に対向配置される電極15aが形成された基板15間に、表示部材となる電気泳動粒子を含む電気泳動表示用液20を配置すると共に、特定構造となる繊維よりなる層30を配置したものである。
これら基板10、基板15には、全面に電極を形成したいわゆるベタ電極を用いることもできるし、フォトエッチング法やレーザー加工法のような従来用いられている方法により、パターン形成したものを用いることも可能であり、それぞれを任意に組み合わせることもできる。
更に、電極15aが形成された基板15としては、液晶等で使用されているTFT(Thin Film Transistor)基板等を用いることも可能であるが、これらに限定されるものではない。
本実施形態において、用いる電気泳動表示用液20は、少なくとも1種類以上の電気泳動粒子、分散剤及び分散液媒体を含有するものであれば良く、特に限定されるものではない。
用いることができる電気泳動粒子としては、例えば、有色または無色(白色)の無機顔料粒子、有機顔料粒子、高分子微粒子等を用いることができ、これらは各単独(1種)又は2種以上を混合して用いることができる。また、親油性表面処理されている微粒子であってよいものである。好ましくは、平均粒子径が0.05〜20μmのものが用いられ、特に好ましくは、平均粒子径が0.1〜10μmのものが望ましい。また、これらの微粒子の合計含有量は、電気泳動表示用液全量に対して、好ましくは、3〜50重量%、更に好ましくは、5〜35重量%とすることが望ましい。
更に、分散液媒体としては、例えば、従来電気泳動表示に用いられている各種タイプのものを用いることができる。具体的には、芳香族系炭化水素、ヘキサン、シクロヘキサン、ケロシン、アイソパー、パラフィン系炭化水素等の脂肪族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、リン酸エステル類、フタル酸エステル類、カルボン酸エステル類、塩素化パラフィン、N,N−ジブチル−2−ブトキシ−5−ターシャリオクチルアニリン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの分散液媒体の含有量としては、用いる電気泳動粒子や分散剤種によって適宜決定されるが、電気泳動表示用液全量に対して、25〜85%となるように含有することが好ましく、更に好ましくは、30〜60%とすることが望ましい。また、上記分散液媒体に対して各種油溶性染料を溶解して着色して用いることが可能である。
また、上記の繊維31aは、マルチフィラメントと呼ばれる多芯繊維の他、モノフィラメント繊維と呼ばれる単芯繊維でもよく、また、該繊維の材質は上記材質を組み合わせた複合材料であったり、複数の材質の繊維をより合わせた複合繊維でもよい。さらには、織物体31、不織体を形成時に複数種の材質の繊維を組み合わせたり、織物体31の縦糸と横糸を異なる材質にしたり、あるいは上記した内容を適宜組み合わせてもよい。
一方で、上記繊維は、予め着色されたものや有色のものを用いることもでき、例えば、電気泳動表示用液と近似色に着色された繊維を用いることで、外観上の表示品位を向上させることも可能となる。
図1(b)と(c)は、織物体31を平織りで構成した場合の平面図と側面図である。また、織物体31は図3(a)や(b)で示すように、三枚斜文や四枚斜文の織物組織で構成してもよく、さらに、図4で示すように、五枚朱子(たて朱子)の織物組織で構成してもよい。
好ましくは、平滑性や形状の安定性の点から、織物体31は平織りで構成されることが望ましい。
また、織物体31の形状の安定性を高めるために、織物体31の形成過程、若しくは形成後に、押圧処理、接着処理、溶着処理等の2次加工を行ってもよい。
なお、この際の押圧量(押圧長)は、所望の厚さ、若しくは反発を勘案して、若干所望の厚さを超えるように設定することが望ましい。
なお、接着剤の種類、塗布面積、塗布態様、塗布量などは、繊維の材質、開口率、織り方などを勘案して好適に組み合わせることができ、例えば、繊維としてポリエチレンテレフタレート(PET)を用いた場合には、接着剤としてアクリレート系接着剤を用いることができる。
加熱手段では、織物体31を構成する繊維31aを、該繊維31aの軟化温度以上に加熱することにより繊維31a、31a……同士を固定することにより、また、超音波溶着では、織物体31を構成する繊維31aに超音波加熱を施すことにより繊維を溶融せしめて繊維31a、31a……同士を固定することにより、更に、振動溶着、レーザー溶着でも、同時に加熱することにより繊維を溶融せしめて繊維31a、31a……同士を固定することにより形状の安定性が高い織物体31が形成される。
なお、より形状の安定性を高めるために、加熱(超音波溶着、振動溶着、レーザー溶着を含む)しながら、又は加熱した後に押圧工程を経てもよいものである。
更に、複合繊維を用いた場合は、繊維を構成する材質のうち、軟化点が最高の材料の軟化点以下の温度に加熱し溶着することで、繊維の形状を維持したまま繊維31a、31a……同士を固定することもできる。
また、任意の面での開口率は、(縦方向のメッシュ数×横糸の繊維径)×(横方向のメッシュ数×縦糸の繊維径)/任意面の面積で算出される。
従って、繊維の直径(線径、d)、繊維の打ち込み本数を好適に組み合わせることにより、任意の開口率及び開口面をもつ平織り、斜文織り、朱子織りなどから構成される織物体31を適宜設定することができる。
なお、一般に、押圧処理、接着処理、溶着処理などの2次加工を行った場合は、繊維自体が変形したり、接着剤が介入するため数%程度開口率が減少する。
また、繊維径dは、平織り、斜文織り、朱子織りの場合、対向基板の間隔(繊維より構成される層の厚さt)の1/2を基準とすることが好ましく、例えば、t=2dの場合、押圧(プレス)した場合、d≦t≦2dまでは繊維径が損なわれず、また、2d≦t≦3dまでは繊維より構成される層30の形状は維持され、繊維より構成される層30としての効果を維持できるものとなる。
本発明では、上記繊維より構成される層30の少なくとも一部をシール部25,25内に固着させること、具体的には、上記平織り、斜文織り、朱子織り等よりなる繊維より構成される層30の周端30aをシール部25内に埋設し、本実施形態では、図2(a)及び (b)に示すように、基板15上にシール部を構成する熱硬化型接着剤、UV硬化型接着剤、嫌気硬化型接着剤、自然硬化型接着剤、2液混合型(化学反応硬化型)接着剤、などの接着剤を表示部の周囲に塗布し、該接着剤を硬化させてシール部を形成すると共に、繊維より構成された層30の周端30aをシール部25内に固着したものである。
また、本実施形態では、基板10と15間の空間内に電気泳動表示用液などの表示材料20を充填、収容してなるものであるが、該空間においては基板10、15と織物体31の繊維31a、31a……の交差部分ではない部分に面方向に対して隙間があり、各区画部32、32……は全て連続しているため、表示材料が通過可能となっており、一般的な真空充填法などでも均一な充填が可能となる。
更に、織物体31と透明電極10aが形成された基板10との接触面積は小さいために広面積な表+示面が得られ、更に、基板10、15と織物体の面方向隙間から電気泳動表示用液を均一に充填できる電気泳動表示媒体が得られるものとなる。
更に、用いる繊維31aとして、少なくとも2層構造からなり、各層の融点が同じ又は異なる複合繊維を用いてもよく、例えば、図5(c)に示すように、芯部31a1と鞘部31a2とを有し、鞘部の融点(軟化点)が低い芯鞘構造の複合繊維などを用いてもよいものである。
また、図5(b)は、繊維同士を織り込まず、更に繊維同士が重ならないように配置して区画部32を形成した不織布34である。この図5(b)では、他の配置よりも流路を大きく取ることができるため、表示材料の粘度が高い場合や、含まれている泳動粒子が大きい場合にも容易に充填することができる。
この繊維同士を織り込まずに形成される不織体35は、例えば、湿式不織布、乾式不織布(ケミカルボンド、サーマルボンド、エアレイ等)、スパンレース法、スパンボンド、ステッチボンドなどの製法により製造された不織布シートが挙げられる。これらの不織体35は、所望の厚さを得るため、あるいは不織体の形状を維持するため、上述の織物体31と同様に押圧処理、接着処理、溶着処理等の2次加工を行ってもよい。
更に、任意形状となる区画部を形成するように凸部刃を有する孔形成用マイクロビット型で押圧して、図1(b)に示すように各区画部32、32……を形成することもできる。
更に、織物体31と透明電極10aが形成された基板10との接触面積は小さいために広面積な表示面が得られ、更に、基板10、15と織物体の面方向隙間から電気泳動表示用液を均一に充填できる電気泳動表示媒体が得られるものとなる。
図7(a)の電気泳動表示媒体は、光透過性を有する電極が形成された基板(ITO−PETフィルム)10と、該基板10に対向配置される電極が形成された基板15〔表示パターンが形成されたガラスエポキシ基板(FR−4仕様)〕間に、表示部材となる電気泳動粒子を含む電気泳動表示用液20を配置すると共に、平織りからなる繊維よりなる層30を配置したものであり、その周端30aはUV硬化型接着剤から構成されるシール部25内に固着したものである。
図7(b)の電気泳動表示媒体は、光透過性を有する電極が形成された基板15をポリミドフィルム(25μm)上に、電解NiAu層と銅箔層(18μm)とで表示パターンを形成した基板とした点で上記図7(a)と異なるものである。
図8(a)の電気泳動表示媒体は、平織りからなる繊維よりなる層30の周端30aがシール部25内の一部に固着した点で、上記図7(a)のシール部25全体に固着したものと異なるものである。また、図8(b)の電気泳動表示媒体は、平織りからなる繊維よりなる層30の周端30aがシール部25内の一部に固着した点で、上記図7(b)のシール部25全体に固着したものと異なるものである。
これらの図7及び図8における各(a)、(b)の電気泳動表示媒体は、ギャップ安定性が高く変形時も表示品位や駆動特性を損なうことがなく、表示を安定的に保持することができ、また、高コントラスト表示を可能とし、しかも、簡便かつ低コストで製造できるものである。
図9(a)の電気泳動表示媒体は、平織りからなる繊維よりなる層30の周端30aをシール部25の内壁面部に固着した点で、上記図7(a)のシール部25内全体に固着したものと異なるものである。図9(b)の電気泳動表示媒体は、平織りからなる繊維よりなる層30の周端30aをシール部25の内壁面部に固着した点で、上記図7(b)のシール部25内全体に固着したものと異なるものである。
これらの電気泳動表示媒体では、図9(a)及び(b)に示すように、表示媒体の厚みを均一に配置することができず、更に、表示媒体を折り曲げて使用したりした場合等に未だ表示用液の厚みが不均一になりやすく、表示ムラが多い点などに課題があるものであった。
下記方法により電気泳動表示媒体を得た。
下記各工程により、電気泳動表示媒体を得た。
1)繊維より構成される層30(2種)
A.用いた繊維: 材質:ポリアリレート
繊維径(d):23μm
層の仕様:平織りされた織物体(低圧のローラープレス処理)
厚さ 50μm
開口率(a):79%
B.用いた繊維: 材質:ポリエステル
繊維径(d):160μm
層の仕様:平織りされた織物体(低圧のローラープレス処理)
厚さ 300μm
開口率(a):50%
前面基板10:厚さ125μmのITO−PETフィルム表面に、表面抵抗値が
300Ω/□となるように形成された基板
背面基板15:厚さ400μmのポリイミドフィルム基板に銅の薄膜を形成し、
そこにエッチング法で7セグメントパターンが形成された基板
3)用いた電気泳動用表示液
キシレン中に、親油化処理された酸化チタン(粒径約0.3μm)とカーボンブラックにて着色された樹脂粒子(粒径約1μm)とヒドロキシラウリルアミンとを添加して得られたインキ。
図7(b)のように、背面基板15の3辺にシール部25としてアクリレート系UV硬化型接着剤を塗布し、上記各織物体31を載せると共に、周端が接着剤層内にかかるようにし、更にその上から前面基板10を載せ、該織物体31を該基板10と15で狭持したまま、UV光を照射し、該織物体31と対向基板10、15とを一体化させて電気泳動表示用液が充填されない電気泳動表示媒体を作製した。また、上記で得た電気泳動表示媒体に下記組成の電気泳動表示用液を真空充填法にて充填後、開放されていた充填孔をアクリレート系UV硬化型接着剤で封止して、各電気泳動表示媒体を得た。
一方、 図9(b)のように、背面基板15の3辺にシール部25としてアクリレート系UV硬化型接着剤を塗布し、上記各織物体31を載せると共に、周端が接着剤の内壁面に接触するようにし、更にその上から前面基板10を載せ、該織物体31を該基板10と15で狭持したまま、UV光を照射し、該織物体31と対向基板10、15とを一体化させて電気泳動表示用液が充填されない電気泳動表示媒体を得た。また、上記で得た電気泳動表示媒体に電気泳動表示用液を真空充填法にて充填後、開放されていた充填孔をアクリレート系UV硬化型接着剤で封止して、各電気泳動表示媒体を得た。
キシレン中に親油化処理された酸化チタン(平均粒径約0.3μm)とカーボンブラックにて着色された樹脂粒子(平均粒径約0.1μm)とヒドロキシラウリルアミンとを添加して得た電気泳動表示用液。
評価基準:
○:厚さが均一で、表示の均一性が期待できる。
△:厚さが不均一で、操作はするが、表示の均一さは期待できない。
×:厚さが著しく不均一で動作・表示そのものが期待できない。
次に、上記で得られた各電気泳動表示媒体について、所望の電圧(50V)を印加して電気泳動表示媒体の表示性能を下記評価基準で評価した。
これらの結果を下記表2に示す。
評価基準:
◎:高コントラストの白黒表示となり優れた表示性能。
○:識別可能な白黒表示。
△:動作はするが、表示ムラ・にじみなどで識別困難。
×:操作せず、表示できない。
10 基板
10a 電極
15 基板
20 電気泳動表示用液
25 シール部
30 繊維より構成された層
31 織物体
32 区画部
33 不織体
34 不織体
Claims (5)
- 電極が形成された光透過可能な基板と、該基板と対向配置させた電極を有する基板と、該対向基板間に充填された少なくとも1種類以上の電気泳動粒子を含む電気泳動表示用液と、該表示用液を基板間に封止するシール部と、上記対向基板間に繊維より構成される層を配置した電気泳動表示媒体であって、上記繊維より構成される層の少なくとも一部をシール部内に固着させたことを特徴とする電気泳動表示媒体。
- 繊維より構成される層は、繊維を織って形成される織物体から構成されることを特徴とする請求項1記載の電気泳動表示媒体。
- 繊維より構成される層は、繊維同士を織り込まずに形成される不織体から構成されることを特徴とする請求項1記載の電気泳動表示媒体。
- 繊維より構成される層は、該層を構成する繊維同士を押圧、接着及び溶着のうち、少なくとも一つの処理により、繊維同士を固定することを特徴とする請求項1記載の電気泳動表示媒体。
- 繊維より構成される層の繊維が、少なくとも軟化温度が異なる2種以上の材料からなる複合繊維であることを特徴とする請求項1〜4の何れか一つに記載の電気泳動表示媒体。
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