JP5338826B2 - 電気泳動表示装置、電気泳動表示装置の製造方法および電子機器 - Google Patents
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Description
しかしながら、この液晶表示装置には、画面を見る角度や、反射光による文字の見づらさや、光源のちらつき等による視覚への負担が未だ十分に解決されていない。このため視覚への負担の少ない表示装置の研究が盛んに行われている。
この電気泳動表示装置の動作原理を図15に示す。この電気泳動表示装置920は、帯電した電気泳動粒子905と、色素が溶解された着色絶縁性液体(分散媒)906と、着色絶縁性液体906を介して対峙する一対の透明電極903を備える基板901とで構成されている。
この電気泳動表示装置920における表示は、この電気泳動粒子905の色と、着色絶縁性液体906の色との対比により行われる。また、片側の透明電極903を所望の形状にすることにより、所望の情報(画像)を表示することができる。
かかる問題点を解決する電気泳動表示装置として、帯電極性が正負の色(色調)の異なる2種の電気泳動粒子と、無色透明の絶縁性液体とを用いるもの(例えば、特許文献1および特許文献2参照)が提案されている。
一方、特表平8−510790号公報に記載の電気泳動表示装置では、電気泳動粒子の分散性と帯電性とを付与する目的で界面活性剤を使用しているが、電気泳動粒子に付着した界面活性剤同士が絡み合い、その結果、電気泳動粒子の絶縁性液体中での電気泳動が困難となるという問題がある。
この2種の粒子の凝集を改善すべく、一方の粒子の表面をカップリング剤により表面処理する技術が開示されている(例えば、特許文献3)。
しかしながら、この特許文献3に記載の方法では、2種の粒子の構成材料や組み合わせによっては、十分な凝集抑制効果が得られないという問題がある。
本発明の電気泳動表示装置は、第1の基板と、
該第1の基板に対向する第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、絶縁性を有する液相分散媒中に、電界を作用させることにより電気泳動する電気泳動粒子を分散してなる電気泳動分散液を封入したマイクロカプセルと、
前記電気泳動粒子に電界を作用させるための一対の電極と、を備え、
前記電気泳動粒子として、無機粒子と樹脂粒子とを含み、
前記無機粒子は、表面処理剤で前記液相分散媒に対する分散性を向上させるための表面処理がされており、
前記無機粒子の平均粒径をAとし、前記樹脂粒子の平均粒径をBとしたとき、B/Aは、1.5〜200の範囲を満足することを特徴とする。
これにより、無機粒子と樹脂粒子との凝集を確実に防止することができる。
これにより、無機粒子と樹脂粒子との凝集を確実に防止することができる。
本発明の電気泳動表示装置では、前記樹脂粒子は、前記無機粒子の色と異なる色に着色され、かつ、前記無機粒子の帯電極性と反対の帯電極性を有することが好ましい。
これにより、電気泳動粒子の凝集を防止することができる。
これにより、マイクロカプセルを基板上に、容易かつ確実に配置することができる。
本発明の電気泳動表示装置では、前記マイクロカプセルの固定は、前記接着剤を硬化することにより行われることが好ましい。
これにより、マイクロカプセルを基板上に、より容易かつ確実に配置することができる。
これにより、電気泳動表示装置の耐久性および信頼性をより向上させることができる。
本発明の電気泳動表示装置では、マトリクス状に配置された複数のTFT素子を有する事が好ましい。
これにより、より応答速度の速い電気泳動表示装置が得られる。
これにより、表示性能に優れる電気泳動表示装置が得られる。
これにより、表示性能に優れる電子機器が得られる。
本発明の電気泳動表示装置の製造方法は、第2の基板に形成された第2の電極の上に接着剤を供給する第1の工程と、
絶縁性を有する液相分散媒中に、電界を作用させることにより電気泳動する電気泳動粒子を分散してなる電気泳動分散液を封入したマイクロカプセルを前記第2の電極上に供給する第2の工程と、
前記第2の工程の後、接着剤を硬化させて前記マイクロカプセルを前記第2の電極上に固定する第3の工程と、を有し、
前記電気泳動粒子は、無機粒子と樹脂粒子とを含み、
前記無機粒子は、表面処理剤で前記液相分散媒に対する分散性を向上させるための表面処理がされており、
前記無機粒子の平均粒径をAとし、前記樹脂粒子の平均粒径をBとしたとき、B/Aは、1.5〜200の範囲を満足することを特徴とする。
これにより、無機粒子と樹脂粒子との凝集を確実に防止する電気泳動表示装置を得ることができる。
これにより、無機粒子と樹脂粒子との凝集を確実に防止する電気泳動表示装置を得ることができる。
これにより、電気泳動粒子の凝集を防止する電気泳動表示装置を得ることができる。
本発明の電気泳動表示装置の製造方法では、前記第3の工程の後、前記第2の基板に形成された前記マイクロカプセル上に、第1の基板をバインダ材を用いて貼り合わせる第4の工程をさらに有することが好ましい。
これにより、電気泳動表示装置の耐久性および信頼性をより向上させた電気泳動表示装置を得ることができる。
前記第1の工程から前記第3の工程までを、各々の複数の所定の種類のマイクロカプセルに応じて、繰り返して行うことが好ましい。
これにより、マイクロカプセルを基板上に、より容易かつ確実に配置することができる。
これにより、多色表示が可能となる。
本発明の電気泳動表示装置の製造方法では、前記第1の電極は、ITOであることが好ましい。
これにより、多色表示が可能となる。
<第1実施形態>
まず、電気泳動表示装置の第1実施形態について説明する。
図1は、電気泳動表示装置の第1実施形態を示す縦断面図、図2は、図1に示す電気泳動表示装置の作動原理を示す模式図である。
なお、以下では、説明の都合上、図1および図2中の上側を「上」または「上方」、下側を「下」または「下方」として説明する。
図1に示す電気泳動表示装置(電気泳動表示体)20は、第1の電極3を備える第1の基板1と、第1の電極3に対向する第2の電極4を備える第2の基板2と、これらの第1の基板1と第2の基板2との間に設けられた電気泳動分散液10とを有している。以下、各部の構成について順次説明する。
各基板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。可撓性を有する基板1、2を用いることにより、可撓性を有する電気泳動表示装置20、すなわち、例えば電子ペーパーを構築する上で有用な電気泳動表示装置20を得ることができる。
第1の電極3と第2の電極4との間に電圧を印加すると、これらの間に電界が生じ、この電界が電気泳動分散液10中の電気泳動粒子に作用する。
また、図1に示すように、第2の電極4と第2の基板2との間には、各個別電極(駆動用電極)4Xに対応して、それぞれ、1つのTFT素子(スイッチング素子)8が電気的に接続するように配置されている。これにより、各個別電極4Xと第1の電極3との間に、個々独立して電圧を印加できるよう設計されている。
本実施形態では、各個別電極4Xがマトリクス状に配置され、これに対応して、各TFT素子8もマトリクス状に配置されている。
なお、第1の電極3も、第2の電極4と同様に複数に分割するようにしてもよい。
このような複合材料の具体例としては、例えば、ゴム材料中に導電性材料を混合した導電性ゴム、エポキシ系、ウレタン系、アクリル系等の接着剤組成物中に導電性材料を混合した導電性接着剤または導電性ペースト、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ABS樹脂、ナイロン(ポリアミド)、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂等のマトリクス樹脂中に導電性材料を混合した導電性樹脂等が挙げられる。
なお、各基板1、2および各電極3、4のうち、表示面側に配置される基板および電極(本実施形態では、第1の基板1および第1の電極3)は、それぞれ、光透過性を有するもの、すなわち、好ましくは実質的に透明(無色透明、有色透明または半透明)とされる。これにより、後述する電気泳動分散液10中における電気泳動粒子の状態、すなわち、電気泳動表示装置20に表示された情報(画像)を目視により容易に認識することができる。
また、電気泳動表示装置20の側部近傍であって、第1の基板1と第2の基板2との間には、第1の電極3と第2の電極4との間隔を規定する機能を有するスペーサ7が設けられている。
スペーサ7の構成材料としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂等の各種樹脂材料や、シリカ、アルミナ、チタニア等の各種セラミックス材料等が挙げられ、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。
なお、スペーサ7は、電気泳動表示装置20の外周を囲むようにして設けられる構成に限定されず、例えば、複数のスペーサ7を所定間隔おいて、電気泳動表示装置20の側部近傍に配設するようにしてもよい。この場合、スペーサ7同士の間隙は、他の封止材(シール材)により封止するようにすればよい。
電気泳動分散液(電気泳動表示体用分散液)10は、絶縁性を有する液相分散媒6中に、電界を作用させることにより電気泳動する電気泳動粒子を分散してなるものである。
電気泳動粒子として、無機粒子と樹脂粒子とを組み合わせて用いることにより、電気泳動粒子の凝集を防止することができる。
無機粒子5aおよび樹脂粒子5bとしては、それぞれ、荷電を有し、電界が作用することにより、液相分散媒6中を電気泳動し得る粒子であれば、いかなるものをも用いることができ、特に限定はされない。
また、無機粒子5aは、その表面に液相分散媒6に対する分散性を向上させる処理が施されたものであるのが好ましい。これにより、無機粒子5aの液相分散媒6への分散性が向上し、結果として、樹脂粒子5bとの凝集をより確実に防止することができる。
特に、表面処理剤としては、チタネート系カップリング剤(味の素社製、「KR TTS」)、アルミニウム系カップリング剤(味の素社製、「AL−M」)が好ましい。
この樹脂粒子5bを構成する樹脂材料としては、例えば、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、メラミン樹脂、ポリスチレン、ポリエステル、ジビニルベンゼン等が挙げられ、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。
また、前記樹脂は、その分子構造中に、例えば、水酸基、アミノ基、カルボキシル基等の極性基を有するものが好ましい。かかる極性基を導入することにより、樹脂の分子構造中に極性基が導入さ、溶剤に不溶化する。その結果、樹脂粒子5bの液相分散媒6に対する耐性を向上させることができる。
かかる観点からは、極性基としては、水酸基およびアミノ基のうちの少なくとも一方であるのが好ましく、特に、アミノ基が好適である。
このようなアクリル系樹脂は、例えば、アクリル系樹脂に、極性基を有するアクリル系モノマーを共重合させて、極性基を導入することにより得ることができる。かかる方法によれば、極性基を有するアクリル系樹脂を、比較的容易かつ高収率で得ることができる。
また、樹脂粒子5bは、例えば、染料、顔料等の色素を混合することにより、赤、緑、青および黒のいずれかの色に着色されている。これにより、電気泳動表示装置20では、無機粒子5aの色、樹脂粒子5bの色およびこれらの混色の表示が可能となっている。
すなわち、無機粒子5aの平均粒径をA[μm]とし、樹脂粒子5bの平均粒径をB[μm]としたとき、B/Aが1.5〜200なる関係を満足するのが好ましく、5〜50なる関係を満足するのがより好ましい。これにより、各粒子5a、5bの液相分散媒6中での分散性を好適に維持しつつ、無機粒子5aと樹脂粒子5bとの凝集を効果的に防止することができる。
なお、無機粒子5aを界面活性剤で表面処理(無機粒子5aの表面への界面活性剤の吸着)を行った場合には、樹脂粒子5bの平均粒径Bが小さ過ぎると、界面活性剤の疎水鎖中に無機粒子5aが入り込んでしまい、その結果、無機粒子5aと樹脂粒子5bとの凝集が生じるおそれがある。ところが、無機粒子5aを界面活性剤で表面処理を行った場合でも、樹脂粒子5bの平均粒径Bを0.5μm以上(特に、2μm以上)とすることにより、無機粒子5aと樹脂粒子5bとの凝集を効果的に防止することができる。
一方、無機粒子5aの平均粒径Aは、0.1〜10μm程度であるのが好ましく、0.1〜7.5μm程度であるのがより好ましく、特に0.2〜0.3μm程度であるのが好適である。
また、液相分散媒6(電気泳動分散液10)中には、必要に応じて、例えば、電解質、界面活性剤、金属石鹸、樹脂材料、ゴム材料、油類、ワニス、コンパウンド等の粒子からなる荷電制御剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シラン系カップリング剤等の分散剤、潤滑剤、安定化剤等の各種添加剤を添加するようにしてもよい。
例えば、無機粒子5aとして正荷電、樹脂粒子5bとして負荷電を有するものを用いた場合、個別電極4Xを正電位とすると、図2(A)に示すように、無機粒子5aは、第1の電極3側に移動して第1の電極3上に集まり、一方、樹脂粒子5bは、個別電極4X側に移動して個別電極4X上に集まる。このため、電気泳動表示装置20を上方(表示面側)から見ると、無機粒子5aの色が見えることになる。
したがって、各TFT素子8のON/OFF、すなわち、各個別電極4Xと第1の電極3との間への電圧の印加や、個別電極4Xの極性等を適宜設定することにより、電気泳動表示装置20の表示面側には、無機粒子5aの色および樹脂粒子5bの色の組み合わせにより、所望の情報(画像)が表示される。
このような電気泳動表示装置20は、例えば、次のようにして製造される。
[A2]次に、スペーサ7を介して、第1の電極3を備える第1の基板1と、TFT素子8および個別電極4Xを備える第2の基板2とを接合する。
なお、このとき、スペーサ7の一部に密閉空間71に電気泳動分散液10を充填するための貫通孔を形成しておく。
[A3]次に、貫通孔を介して、密閉空間71に電気泳動分散液10を充填した後、貫通孔を封止する。
以上のような電気泳動表示装置20では、無機粒子5aと樹脂粒子5bとの凝集が好適に防止されているため、安定した表示性能が長期に亘って発揮される。
次に、電気泳動表示装置の第2実施形態について説明する。
図3は、電気泳動表示装置の第2実施形態を示す斜視図(一部を示す)、図4は、図3に示す電気泳動表示装置の製造工程の一工程を示す図である。なお、図3では、第1の基板および第1の電極を省略して示した。
第2実施形態の電気泳動表示装置20は、電気泳動分散液10が分割して配置され、それ以外は、前記第1実施形態の電気泳動表示装置20と同様である。
図3に示すように、第2実施形態では、各個別電極4Xは、それぞれ、その平面形状が六角形をなしており、各個別電極4Xの縁部に沿って、隔壁11が立設されている。これにより、隔壁11は、その全体形状がハニカム形状をなしている。
前述したように、各個別電極4Xには、それぞれ、1つのTFT素子8が電気的に接続されている。したがって、各セル空間12に対応して、それぞれ、1つのTFT素子8が設けられることになる。
また、この隔壁11の高さは、前述したような電極間距離となるように設定される。
第2実施形態では、斜めに配列された1列のセル空間12には、同一色に着色された樹脂粒子5bを含む電気泳動分散液10が充填されている。具体的には、赤色用の電気泳動分散液10a、緑色用の電気泳動分散液10bおよび青色用の電気泳動分散液10cが充填されたセル空間12の列が順番に繰り返し設けられている。
このような構成により、第2実施形態の電気泳動表示装置20では、多色(カラー)で所望の情報(画像)を表示することができる。
このような電気泳動表示装置20は、例えば、次のようにして製造することができる。
次に、各個別電極4Xの縁部に沿って、隔壁11を形成する。この隔壁11は、例えば、硬化性樹脂先駆体を含む液体を各種塗布法(インクジェット法、印刷法等)を供給した後、硬化させる方法、フォトリソグラフィー法等により形成することができる。
次に、各隔壁11により囲まれる空間(セル空間12)に、電気泳動分散液10を充填する。このセル空間12への電気泳動分散液10の充填には、各種の方法を用いることができるが、ディスペンサーを用いる方法またはインクジェット法により行うのが好ましい。かかる方法によれば、セル空間12への電気泳動分散液10の充填を、より容易かつ確実に行うことができる。
なお、本実施形態では、隔壁11にスペーサ7と同様の機能を付与することもできる。この場合、必要に応じてスペーサ7を省略するようにしてもよい。
このような第2実施形態の電気泳動表示装置20によっても、前記第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。
次に、電気泳動表示装置の第3実施形態について説明する。
図5は、電気泳動表示装置の第3実施形態を示す平面図(一部を示す)である。
以下、第3実施形態の電気泳動表示装置について、前記第1および第2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。
図5に示すように、第3実施形態の電気泳動表示装置20では、互いに接する3つのセル空間12に、それぞれ、赤色用の電気泳動分散液10a、緑色用の電気泳動分散液10b、青色用の電気泳動分散液10cが充填されている。
かかる構成において、3つのセル空間12の組み合わせにより、1画素が構成されている。
このような第3実施形態の電気泳動表示装置20によっても、前記第1および第2実施形態と同様の作用・効果が得られる。
次に、電気泳動表示装置の第4実施形態について説明する。
図6は、電気泳動表示装置の第4実施形態を示す平面図(一部を示す)である。
以下、第4実施形態の電気泳動表示装置について、前記第1〜第3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。
図6に示すように、第4実施形態の電気泳動表示装置20では、隣接する4つのセル空間12に、それぞれ、赤色用の電気泳動分散液10a、緑色用の電気泳動分散液10b、青色用の電気泳動分散液10cと、黒色用の電気泳動分散液10dが充填されている。
かかる構成により、電気泳動表示装置20では、表示された情報(画像)において、より黒色を鮮明にすることができる。
このような第4実施形態の電気泳動表示装置20によっても、前記第1〜第3実施形態と同様の作用・効果が得られる。
次に、電気泳動表示装置の第5実施形態について説明する。
図7は、電気泳動表示装置の第5実施形態を示す平面図(一部を示す)である。
以下、第5実施形態の電気泳動表示装置について、前記第1および第2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。
図7に示すように、第5実施形態の電気泳動表示装置20では、各個別電極4X(セル空間12)の平面形状が正方形をなし、隔壁11の全体形状が格子形状をなしている。
このような構成において連続する3つのセル空間12に、それぞれ、赤色用の電気泳動分散液10a、緑色用の電気泳動分散液10b、青色用の電気泳動分散液10cが充填されている。
かかる構成において、3つのセル空間12の組み合わせにより、1画素が構成されている。
このような第5実施形態の電気泳動表示装置20によっても、前記第1および第2実施形態と同様の作用・効果が得られる。
次に、電気泳動表示装置の第6実施形態について説明する。
図8は、電気泳動表示装置の第6実施形態を示す平面図(一部を示す)である。
以下、第6実施形態の電気泳動表示装置について、前記第1、第2および第5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。
図8に示すように、第6実施形態の電気泳動表示装置20では、各個別電極4X(セル空間12)の平面形状が長方形をなし、隔壁11の全体形状が格子形状をなしている。
このような第6実施形態の電気泳動表示装置20によっても、前記第1、第2および第5実施形態と同様の作用・効果が得られる。
次に、電気泳動表示装置の第7実施形態について説明する。
図9は、電気泳動表示装置の第7実施形態を示す平面図(一部を示す)である。
以下、第7実施形態の電気泳動表示装置について、前記第1、第2および第5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。
図9に示すように、第7実施形態の電気泳動表示装置20では、縦3つ×横3つ(合計9つ)のセル空間12の組み合わせにより、1画素が構成されている。
かかる構成により、電気泳動表示装置20では、面積階調表示が可能となるとともに、1色あたり4階調の表示も可能となることから、よりフルカラーに近い情報(画像)の表示が可能となる。
このような第7実施形態の電気泳動表示装置20によっても、前記第1、第2および第5実施形態と同様の作用・効果が得られる。
次に、本発明の電気泳動表示装置の第8実施形態について説明する。
図10は、本発明の電気泳動表示装置の第8実施形態を示す斜視図(一部を示す)である。なお、図10では、第1の基板および第1の電極を省略して示した。
以下、第8実施形態の電気泳動表示装置について、前記第1および第2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。
図10に示すように、第8実施形態の電気泳動表示装置20では、赤色用の電気泳動分散液10aを封入した赤色用のマイクロカプセル40a、緑色用の電気泳動分散液10bを封入した緑色用のマイクロカプセル40bおよび青色用の電気泳動分散液10cを封入した青色用のマイクロカプセル40cの列が順番に繰り返し設けられている。
また、マイクロカプセル40の作製手法(マイクロカプセル40への電気泳動分散液10の封入方法)としては、特に限定されないが、例えば、界面重合法、in−situ重合法、相分離法(または、コアセルベーション法)、界面沈殿法、スプレードライング法等の各種マイクロカプセル化手法を用いることができる。なお、前記のマイクロカプセル化手法は、マイクロカプセル40の構成材料等に応じて、適宜選択するようにすればよい。
マイクロカプセル40の大きさ(平均粒径)は、特に限定されないが、通常、10〜150μm程度であるのが好ましく、30〜100μm程度であるのがより好ましい。
このバインダ材は、例えば、マイクロカプセル40を固定する目的や、電極3、4間の絶縁性を確保する目的等により供給される。これにより、電気泳動表示装置20の耐久性および信頼性をより向上させることができる。
このバインダ材には、各電極3、4およびマイクロカプセル40との親和性(密着性)に優れ、かつ、絶縁性に優れる樹脂材料が好適に使用される。
このような電気泳動表示装置20は、例えば、次のようにして製造される。
次に、目的とする個別電極4X(第2の基板2)上に、接着剤を供給した後、例えば、赤色用のマイクロカプセル40aを供給し、接着剤を硬化させることにより、マイクロカプセル40aを個別電極4Xに固定する。これにより、目的とするTFT素子8にマイクロカプセル40aが電気的に接続される。
かかる操作(工程)を、マイクロカプセル40の異なる色の種類(40b、40c)に応じた回数、繰り返す。
かかる方法によれば、マイクロカプセル40を第2の基板2上に、より容易かつ確実に配置することができる。
このような第8実施形態の電気泳動表示装置20によっても、前記第1および第2実施形態と同様の作用・効果が得られる。
なお、マイクロカプセル40(40a、40b、40c)の配置パターンに、前記第3〜第7実施形態の配置パターンを適用するようにしてもよい。
次に、本発明の電気泳動表示装置の第9実施形態について説明する。
図11は、本発明の電気泳動表示装置の第9実施形態を示す平面図(一部を示す)である。
以下、第9実施形態の電気泳動表示装置について、前記第1、第7および第8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。
すなわち、第9実施形態の電気泳動表示装置20は、第7実施形態の電気泳動表示装置20の構成と第8実施形態の電気泳動表示装置20の構成とを組み合わせたものでる。
このような構成により、マイクロカプセル40を、より正確な位置に配置することができる。
このような第9実施形態の電気泳動表示装置20によっても、前記第1、第7および第8実施形態と同様の作用・効果が得られる。
次に、本発明の電気泳動表示装置の第10実施形態について説明する。
図12は、本発明の電気泳動表示装置の第10実施形態を示す縦断面図(一部を示す)である。
以下、第10実施形態の電気泳動表示装置について、前記第1および第8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。
このような電気泳動表示装置20では、図12に示すように、個別電極4Xの極性の組み合わせにより、電気泳動表示装置20を上方(表示面側)から見ると、左側のマイクロカプセル40では、無機粒子5aの色(白色)が、中央のマイクロカプセル40では、無機粒子5aの色と樹脂粒子5bの色とが混ざった色(混色)が、右側のマイクロカプセル40では、樹脂粒子5bの色(有色)が、それぞれ見えることになる。
このような第10実施形態の電気泳動表示装置20によっても、前記第1および第8実施形態と同様の作用・効果が得られる。
以上のような電気泳動表示装置20は、各種電子機器に組み込むことができる。以下、電気泳動表示装置20を備える本発明の電子機器について説明する。
次に、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について説明する。
図13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13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、前述したような電気泳動表示装置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14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14中(a)は断面図、(b)は平面図である。
図14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13に示す構成と同様のものである。
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。
また、このようなディスプレイ800では、電子ペーパー600が、前述したような電気泳動表示装置20で構成されている。
また、本発明の電気泳動表示装置は、前記第8〜第10実施形態のうちの任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
また、各前記実施形態では、一対の電極が対向して設けられた構成のものについて示したが、本発明の電気泳動表示装置は、一対の電極を同一基板上に設ける構成のものに適用することもできる。
(参考例1)
1.電気泳動分散液の準備
赤色に染色されたアクリル系樹脂粒子(綜研化学社製、「ケミスノー」)8gと、味の素社製の表面処理剤により処理したチタニア粒子(石原産業社製、「CR−90」)8gとを、ドデシルベンゼン80mLに超音波分散して、赤色用の電気泳動分散液を作成した。
これと同様にして、緑色用の電気泳動分散液および青色用の電気泳動分散液を作製した。
なお、緑色に染色されたアクリル系樹脂粒子には、綜研化学社製、「ケミスノー」を用い、青色に染色されたアクリル系樹脂粒子には、綜研化学社製、「ケミスノー」を用いた。
まず、薄膜トランジスタ素子を有する基板(TFTガラス基板)を得た。これは、液晶ディスプレイに使用されるTFT基板と同じ方法により作製した。
次に、このTFTガラス基板上に、レジスト材料を塗布し露光、現像の工程を経て、レジスト層を形成した。このレジスト層は、目的とする隔壁のパターン(図7に示す格子状パターン)の凹部を有するように形成した。
なお、隔壁は、その高さが30μm、幅が10μm、ピッチが100μmであり、2次元に広がるものであった。
次に、この上に、全面にITOの付いたガラス基板を張り合わせ、荷重を加えつつ、一対の基板の外周部を、エポキシ樹脂(日本チバガイギー社製、「アラルボンド」)で封止した。これにより、電気泳動表示装置を得た。
得られた電気泳動表示装置の端子部を、電源と結線し駆動したところ、黒、赤、緑、青、白等のマルチカラー駆動できた。また、これら色の混合駆動も可能であった。
隔壁の形状が異なること、および、4色の電気泳動分散液を用いた以外は、前記実施例1と同様にして、電気泳動表示装置を製造した。
1.電気泳動分散液の準備
前記実施例1と同様にして、赤色用の電気泳動分散液、緑色用の電気泳動分散液、青色用の電気泳動分散液および黒色用の電気泳動分散液を作製した。
なお、黒色に染色されたアクリル系樹脂粒子には、綜研化学社製、「ケミスノー」を用いた。
隔壁の形状を図6に示すハニカム形状に形成し、赤色用、緑色用、青色用および黒色用の電気泳動分散液を、図6に示す配置パターンで充填した。
その結果、参考例1に比べて、より黒表示に優れた電気泳動表示装置を得ることができた。
1.マイクロカプセルの準備
前記参考例1と同様にして作製した電気泳動分散液を、ゼラチン4gおよびアラビヤゴム4gを溶解した60mLの水溶液に添加し、800回転/分で攪拌してカプセル化した。
その後、酢酸、炭酸ソーダ等によるPH処理、ホルマリンによる架橋、乾燥等の工程を経て、各色に対応するマイクロカプセルをそれぞれ作製した。
まず、薄膜トランジスタ素子を有する基板(TFTガラス基板)を得た。これは、液晶ディスプレイに使用されるTFT基板と同じ方法により作製した。
なお、各色のマイクロカプセル(実施例2においても同様である)は、それぞれ、その平均粒径が50〜60μmであった。
次に、赤色用のマイクロカプセルを基板上に、ばら撒いた(供給した)後、硬化させて接着固定した。
次に、以上の工程と同様の工程を繰り返して、緑色用のマイクロカプセルおよび青色用のマイクロカプセルを順次、駆動電極上に接着固定した。
得られた電気泳動表示装置の端子部を、電源と結線し駆動したところ、黒、赤、緑、青、白等のマルチカラー駆動できた。また、これら色の混合駆動も可能であった。
前記参考例2と同様にして作製した電気泳動分散液を用いて作製した、4色のマイクロカプセルを用いた以外は、前記実施例1と同様にして、電気泳動表示装置を製造した。
その結果、実施例1に比べて、より黒表示に優れた電気泳動表示装置を得ることができた。
前記参考例2で用いたアクリル系樹脂粒子100重量部に対して、水酸基を有するアクリルモノマー3重量部となるように共重合させて、水酸基を導入したアクリル系樹脂粒子(水酸基を有するアクリル系樹脂粒子)を用いた以外は、参考例2と同様にして、電気泳動表示装置を製造した。
その結果、未処理のアクリル系樹脂粒子を用いた電気泳動表示装置(実施例2)より、より優れたコントラストの電気泳動表示装置が得られた。
前記参考例3と同様の水酸基を有するアクリル系樹脂粒子を用いた以外は、前記実施例2と同様にして、電気泳動表示装置を製造した。
その結果、未処理のアクリル系樹脂粒子を用いた電気泳動表示装置(実施例2)より、より優れたコントラストの電気泳動表示装置が得られた。
前記参考例2で用いたアクリル系樹脂粒子100重量部に対して、アミノ基を有するアクリルモノマー3重量部となるように共重合させて、アミノ基を導入したアクリル系樹脂粒子(アミノ基を有するアクリル系樹脂粒子)を用いた以外は、参考例2と同様にして、電気泳動表示装置を製造した。
その結果、未処理のアクリル系樹脂粒子を用いた電気泳動表示装置(参考例2)より、より優れたコントラストの電気泳動表示装置が得られた。
前記参考例4と同様のアミノ基を有するアクリル系樹脂粒子を用いた以外は、前記実施例2と同様にして、電気泳動表示装置を製造した。
その結果、未処理のアクリル系樹脂粒子を用いた電気泳動表示装置(実施例2)より、より優れたコントラストの電気泳動表示装置が得られた。
まず、前記実施例4と同様にして作製した、黒色のマイクロカプセルと、エマルジョン接着剤(信越化学社製、「ポロン」)と混合して、マイクロカプセルインクを調整した。
次に、このマイクロカプセルインクをITO付きポリエチレンテレフタレートフイルム上に塗布し、90℃×10分間で乾燥を行った。
次に、マイクロカプセルが配置された基板と、TFT素子基板とをラミネートした。これにより、電気泳動表示装置を得た。
得られた電気泳動表示装置の端子部を、電源と結線し駆動したところ、黒、白等のモノクロ駆動できた。また、これら色の混合駆動も可能であった。
Claims (16)
- 第1の基板と、
該第1の基板に対向する第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、絶縁性を有する液相分散媒中に、電界を作用させることにより電気泳動する電気泳動粒子を分散してなる電気泳動分散液を封入したマイクロカプセルと、
前記電気泳動粒子に電界を作用させるための一対の電極と、を備え、
前記電気泳動粒子として、無機粒子と樹脂粒子とを含み、
前記無機粒子は、表面処理剤で前記液相分散媒に対する分散性を向上させるための表面処理がされており、
前記無機粒子の平均粒径をAとし、前記樹脂粒子の平均粒径をBとしたとき、B/Aは、1.5〜200の範囲を満足することを特徴とする電気泳動表示装置。 - 前記表面処理剤は、少なくともシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤またはジルコニウム系カップリング剤を含む請求項1に記載の電気泳動表示装置。
- 前記樹脂粒子は、前記無機粒子の色と異なる色に着色され、かつ、前記無機粒子の帯電極性と反対の帯電極性を有する請求項1または2に記載の電気泳動表示装置。
- 前記マイクロカプセルは、少なくとも前記第1の基板に形成された第1の電極上または前記第2の基板に形成された第2の電極上に形成された接着剤により固定されている請求項1ないし3のいずれかに記載の電気泳動表示装置。
- 前記マイクロカプセルの固定は、前記接着剤を硬化することにより行われる請求項4に記載の電気泳動表示装置。
- 前記第1の電極と前記第2電極との間であって、前記マイクロカプセルの外周部にバインダ材が供給されている請求項1ないし5のいずれかに記載の電気泳動表示装置。
- マトリクス状に配置された複数のTFT素子を有する請求項1ないし6のいずれかに記載の電気泳動表示装置。
- 前記第1の基板と前記第2の基板との間には、異なる色に着色された前記樹脂粒子を含む複数種の前記マイクロカプセルが設けられ、各前記マイクロカプセルには、それぞれ、少なくとも1つの前記TFT素子が対応して設けられている請求項7に記載の電気泳動表示装置。
- 請求項1ないし8のいずれかに記載の電気泳動表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
- 第2の基板に形成された第2の電極の上に接着剤を供給する第1の工程と、
絶縁性を有する液相分散媒中に、電界を作用させることにより電気泳動する電気泳動粒子を分散してなる電気泳動分散液を封入したマイクロカプセルを前記第2の電極上に供給する第2の工程と、
前記第2の工程の後、接着剤を硬化させて前記マイクロカプセルを前記第2の電極上に固定する第3の工程と、を有し、
前記電気泳動粒子は、無機粒子と樹脂粒子とを含み、
前記無機粒子は、表面処理剤で前記液相分散媒に対する分散性を向上させるための表面処理がされており、
前記無機粒子の平均粒径をAとし、前記樹脂粒子の平均粒径をBとしたとき、B/Aは、1.5〜200の範囲を満足することを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法。 - 前記表面処理剤は、少なくともシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤またはジルコニウム系カップリング剤を含む請求項10に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記樹脂粒子は、前記無機粒子の色と異なる色に着色され、かつ、前記無機粒子の帯電極性と反対の帯電極性を有する請求項10または11に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記第3の工程の後、前記第2の基板に形成された前記マイクロカプセル上に、第1の基板をバインダ材を用いて貼り合わせる第4の工程をさらに有する請求項10ないし12のいずれかに記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記マイクロカプセルは、所定の色に着色された前記樹脂粒子を含む複数の所定の種類のマイクロカプセルを有し、
前記第1の工程から前記第3の工程までを、各々の複数の所定の種類のマイクロカプセルに応じて、繰り返して行う請求項10ないし13のいずれかに記載の電気泳動表示装置の製造方法。 - 前記第2の基板には、薄膜トランジスタが形成され、前記第2の電極を介して前記マイクロカプセルと電気的に接続されている請求項10ないし14のいずれかに記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記第1の電極は、ITOである請求項10ないし15のいずれかに記載の電気泳動表示装置の製造方法。
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