JP5895677B2 - 表示シート、表示シートの製造方法、表示装置および電子機器 - Google Patents
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Description
このように、特許文献1では、もともと基板と隔壁との接着強度が弱く、さらに、その構成上、基板からの隔壁の剥離が生じ易いという問題、すなわち機械的強度が低いという問題がある。
本発明の表示シートは、表示面側に設けられた第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の基板の前記第2の基板側に設けられた接着層と、
前記接着層と前記第2の基板との間に設けられた表示層と、を有し、
前記表示層は、該表示層を複数の領域に分割する隔壁と、各前記領域内に充填され、正または負に帯電した少なくとも1種の粒子を分散媒に分散してなる分散液と、を有し、
前記隔壁は、多孔質であり、前記第1の基板側の端部が前記接着層と接着しているとともに、前記端部の空孔内に前記接着層が浸透していることを特徴とする。
これにより、領域間での粒子の移動が防止されるため、粒子の偏りを防止することができる。そのため、優れた表示特性を維持することができる。
本発明の表示シートでは、前記隔壁は、前記第1の基板側へ向けて幅が漸減するテーパー状をなしていることが好ましい。
これにより、隔壁の機械的強度を高めつつ、表示面の開口率を高めることができる。
これにより、隔壁の構成が簡単となる。
本発明の表示シートでは、前記接着層は、熱可塑性を有する材料で構成されていることが好ましい。
これにより、簡単に、接着層を軟化させ、隔壁の空孔内へ浸透させることができる。
前記第2の基板上に多孔質な隔壁を形成し、前記隔壁によって形成された複数の領域内の各々に正または負に帯電した少なくとも1種の粒子を分散媒に分散してなる分散液を充填する工程と、
一方の面上に接着層が形成された前記第1の基板を、前記接着層が前記表示層側に位置するように前記隔壁上に載置し、前記第1の基板および前記第2の基板の少なくとも一方を他方側へ押し付けることにより、前記隔壁の先端部と前記接着層とを接着するとともに、前記接着層の一部を前記隔壁の先端部の空孔内に浸透させる工程と、を有していることを特徴とする。
これにより、簡単に、優れた機械的強度を有する表示シートを製造することができる。
これにより、より確実に、接着層を隔壁の空孔内へ浸透させることができる。
本発明の表示シートの製造方法では、前記隔壁の先端部と前記接着層とを接着する工程の後に、前記隔壁の空孔を介して前記領域内に分散媒を補充する工程を有していることが好ましい。
これにより、各領域内に分散液を充填する際に、分散媒の量を少なくすることができる。そのため、隔壁の先端部に分散媒が付着することを抑制することができ、隔壁と接着層とをより強固に接着することができる。
これにより、優れた信頼性を有する表示装置が得られる。
本発明の表示装置では、前記第2の基板は、シート状の基部と、前記基部の前記第1の基板側に形成された電極とを有し、
前記電極を覆う電極保護層を有していることが好ましい。
これにより、分散液による電極の腐食を防止することができる。
本発明の表示装置では、前記電極保護層は、前記隔壁と一体的に形成されていることが好ましい。
これにより、画素電極保護層を簡単に形成することができる。
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、優れた信頼性を有する電子機器が得られる。
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について説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の表示装置の第1実施形態を示す断面図、図2は、図1に示す表示装置の平面図(上面図)、図3は、図1に示す表示装置の部分拡大断面図、図4は、図1に示す表示装置の効果を説明する断面図、図5は、図1に示す表示装置の駆動を説明する断面図、図6、図7および図8は、それぞれ、図1に示す表示装置の製造方法を説明する断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図1中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。また、図1に示すように、表示装置の平面視にて互いに直交する2方向を「X方向」および「Y方向」とする。他の図についても同様である。
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の下面(電極4の下面)に形成された接着層13と、接着層13と回路基板22との間に位置する表示層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。
また、表示層400は、格子状に形成された隔壁9と、隔壁9によって仕切られた各セルSに充填された分散液100とを有している。分散液100は、負に帯電した第1の粒子(電気泳動粒子)Aと、正に帯電し、第1の粒子Aと異なる色相を有する第2の粒子(電気泳動粒子)Bとを分散媒7に分散させたものである。
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。
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。
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、例えば、10nm以上、100nm以下程度である。
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。
このような接着層13は、後述するように、表示層400が有する隔壁9と基板12とを接合するのに用いられる層である。また、接着層13は、電極4と分散媒7との接触を防止する機能も有しており、これにより、電極4の腐食劣化を防止することができる。また、電極4と第1、第2の粒子A、Bとの接触を阻止し、第1、第2の粒子A、Bの電極4への固着を防止する機能も有している。
接着層13の平均厚さとしては、特に限定されないが、1μm以上、5μm以下程度であるのが好ましい。これにより、接着層13を充分に隔壁9の先端部へ浸透させることができる。また、電極3、4間の電圧降下を抑制できるため、第1、第2の粒子A、Bの保持性の低下を抑制することができる。
画素電極保護層14の厚さとしては、特に限定されないが、0.1μm以上、2μm以下程度であるのが好ましい。これにより、画素電極保護層14の機能を発揮することができるとともに、その厚さを薄く抑えることができる。そのため、電極3、4間の電圧降下をより効果的に抑制することができる。
隔壁9は、対向基板11の上面に形成されている。図2に示すように、隔壁9は、表示層400の平面視にて、X方向に延在し、X方向と直交するY方向に等間隔に並設された第1の隔壁91と、Y方向に延在し、X方向に等間隔に並設された第2の隔壁92とを有し、これらが互いに交差している。
図3に示すように、第1の隔壁91は、多孔質体であり多数の空孔911を有している。第1の隔壁91は、対向基板11から基板12側へ突出して形成されており、その先端部が接着層13と接着されている。また、第1の隔壁91の先端部の空孔911内に、接着層13が浸透している。これにより、第1の隔壁91と接着層13との接触面積(接着に寄与する面積)を大きくすることができるため、第1の隔壁91と接着層13とを強固に接着することができる。また、不規則に形成された空孔911内に接着層13が浸透することにより、アンカー効果が発揮され、これにより、第1の隔壁91と接着層13との接着強度がより向上する。
また、表示面121の開口率を高くするために、先端側の幅W2をなるべく狭くするのが好ましい。幅W2としては、特に限定されないが、1μm以上、5μm以下程度であるのが好ましい。これにより、第1の隔壁91と接着層13との接触面積を充分に大きく確保しつつ、表示面121の開口率を高くすることができる。
また、第1、第2の粒子A、Bを、収容されたセルSからそれ以外のセルSに移動することができなくしているため、第1、第2の粒子A、Bの偏りを確実に防止でき、優れた画像表示特性を経時的に維持することができる。
また、隔壁9の軟化温度は、分散媒7の沸点よりも低いことが好ましく、分散媒7の沸点よりも20℃以上低いことがより好ましい。これにより、表示装置20の製造中に、隔壁9を軟化させるために加える熱によって、分散媒7が蒸発してしまうのを効果的に防止することができる。
なお、第1、第2の粒子A、Bの平均粒子径は、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子径を意味する。後述する白色粒子Aについても同様である。
−第1の粒子の色表示状態−
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、負に帯電する第1の粒子Aが第2の電極4側に泳動して第2の電極4に集まるとともに、正に帯電する第2の粒子Bが第1の電極3側に泳動して第1の電極3に集まる。これにより、図5(a)に示すように、表示面121に、第1の粒子Aの色が表示される。
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、負に帯電する第1の粒子Aが第1の電極3側に泳動して第1の電極3に集まるとともに、正に帯電する第2の粒子Bが第2の電極4側に泳動して第2の電極4に集まる。これにより、図5(b)に示すように、表示面121に、第2の粒子Bの色が表示される。
このような表示色の選択をセルS(画素)毎に行うことにより、表示面121に所望の画像を表示することができる。
表示装置20の製造方法は、対向基板11上に隔壁9を形成し、隔壁9によって形成された複数のセルS内の各々に分散液100を充填することにより表示層400を形成する工程と、接着層13が形成された基板12を、接着層13が表示層400側に位置するように表示層400上に載置し、基板12および対向基板11の少なくとも一方を他方側へ押し付けることにより、隔壁9の先端部と接着層13とを接着するとともに、接着層13の一部を隔壁9の先端部の空孔911内に浸透させる工程とを有している。以下、各工程について詳細に説明する。
まず、図6(a)に示すように、対向基板11を用意し、この対向基板11に隔壁9および画素電極保護層14を同時形成(一体形成)する。隔壁9および画素電極保護層14の形成方法としては、特に限定されず、フォトリソグラフィー技法とエッチング技法によりパターニングする方法や、スクリーン印刷などの印刷法や、金型で凹凸を付けるインプリント法などを用いることができるが、代表して、インプリント法を用いる場合について説明する。
次に、図6(c)に示すように、対向基板12を熱可塑性樹脂90’の軟化温度よりも高い温度(例えば、150〜200℃程度)に加熱しながら、樹脂層90に金型900を押し当て、対向基板11上に隔壁形状を転写形成する。この際、対向基板12が熱可塑性樹脂90’の軟化温度以上に加熱されているため、樹脂層90の対向基板11付近の領域では粒子状の熱可塑性樹脂90’が軟化して互いに一体化する。すなわち、樹脂層90の対向基板11付近の領域は、熱可塑性樹脂90’が粒子としての形状を維持できず、加えて金型900によって押し潰されることにより、内部にほとんど隙間のないシート状に形成される。
次に、図7(b)に示すように、各セルSに分散液100を充填する。この際、分散媒7をセルSいっぱいに充填せず、例えば、セルSの体積の60%以下程度となるように充填する。これにより、隔壁9の先端部、すなわち接着層13と接着する部分に分散媒7が付着し、接着層13との接着力が低下してしまうのを効果的に抑制することができる。分散液100の充填方法としては、特に限定されないが、例えば、インクジェット法を用いることができる。なお、本工程では、各セルS内へ第1、第2の粒子A、Bのみを充填し、分散媒7の充填を行わなくてもよい。
次に、接着層13が形成された基板12を用意する。接着層13の形成方法は、特に限定されないが、原料(接着性の樹脂材料)を溶媒に分散してなる塗布液を基板12上(第2の電極4の表面)に塗布して樹脂層を形成し、この樹脂層を乾燥して溶媒を除去することにより形成することができる。塗布液の塗布方法としては、例えば、グラビアコート、コンマコート、ワイヤーバーコート、リップコート、ダイコート、スクリーン印刷、インクジェット法を用いることができる。
次に、図7(c)に示すように、接着層13が表示層400側に位置するように、基板12を表示層400に載置する。その後、接着層13を50〜80℃程度(接着層13の軟化温度以上)に加熱して軟化させ、その状態にて、基板12を対向基板11へ向けて押圧する。これにより、隔壁9の先端部が接着層13の表面に圧着されるとともに、隔壁9の空孔911内に軟化した接着層13が浸透する。このような構成によれば、隔壁9と接着層13との接触面積が大きくなり、さらにアンカー効果が発生することにより隔壁9と接着層13とが強固に接着する。なお、押圧方法は、特に限定されないが、熱ロールなどを用いることができる。熱ロールによれば、接着層13の加熱(軟化)と基板12の対向基板11への押圧とを同時に行うことができる。
次に、図8(a)に示すように、隔壁9を介して各セルS内へ分散媒7を充填、補充し、各セルS内を分散液100で満たすととともに空気を除去する。分散媒7の充填方法としては、特に限定されないが、例えば、前記[4]の工程で得られたシートを分散媒7で満たされた浴に浸漬させる浸漬法や、前記[4]の工程で得られたシートを真空(減圧)環境下におき、隔壁9を介して分散媒7を注入する減圧注入法や、隔壁を介して加圧した分散媒7を強制的に注入する加圧注入法などを用いることができる。
[6]
次に、図8(b)に示すように、表示層400の周囲に封止部5を形成することにより、表示装置20が得られる。このような製造方法によれば、隔壁9と基板12とが強固に接合され、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。
図9は、本発明の表示装置の第2実施形態を示す概略斜視図、図10は、図9に示す表示シートの断面図である。
以下、第2実施形態について、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。
第2実施形態にかかる表示装置は、表示シートが別体として構成されている以外は、前記第1実施形態と同様である。
図10に示すように、表示シート21Bは、基板(第1の基板)12Bと、基板12Bと対向配置された基板(第2の基板)11Bと、基板12Bの下面に形成された接着層13と、基板12B、11Bの間に設けられた表示層400と、表示層400を封止する封止部5とを有している。基板12B、11Bは、それぞれ、前述した第1実施形態の基板12の基部2と同様の構成であるため、その説明は省略する。
まず、表示面121の全域が白色表示状態である表示シート21Bを、表示面121を上側にして書き込み装置22Bの共通電極222B上に載置する。次に、電圧印加手段225Bによって共通電極222Bおよび部分電極223B間に、部分電極223B側が低電位となる電圧を印加する。この状態で、書き込みペン224Bを表示面121に接触させつつ所望の軌跡で移動させることにより、その軌跡に対応するセルにて第1、第2粒子A、Bの泳動が生じ、表示色が白色から黒色に変化する。
このような第3実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
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11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12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12中(a)は断面図、(b)は平面図である。
図12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11に示す構成と同様である。
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。これにより、利便性が向上する。
Claims (12)
- 表示面側に設けられた第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の基板の前記第2の基板側に設けられた接着層と、
前記接着層と前記第2の基板との間に設けられた表示層と、を有し、
前記表示層は、該表示層を複数の領域に分割する隔壁と、各前記領域内に充填され、正または負に帯電した少なくとも1種の粒子を分散媒に分散してなる分散液と、を有し、
前記隔壁は、多孔質であり、前記第1の基板側の端部が前記接着層と接着しているとともに、前記端部の空孔内に前記接着層が浸透していることを特徴とする表示シート。 - 前記隔壁は、前記分散媒の通過を許容し、前記粒子の通過を規制する請求項1に記載の表示シート。
- 前記隔壁は、前記第1の基板側へ向けて幅が漸減するテーパー状をなしている請求項1または2に記載の表示シート。
- 前記隔壁は、粒子の集合体であり、粒子間の隙間が前記空孔を構成している請求項1ないし3のいずれかに記載の表示シート。
- 前記接着層は、熱可塑性を有する材料で構成されている請求項1ないし4のいずれかに記載の表示シート。
- 表示面側に設けられた第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た表示層と、を有する表示シートの製造方法であって、
前記第2の基板上に多孔質な隔壁を形成し、前記隔壁によって形成された複数の領域内の各々に正または負に帯電した少なくとも1種の粒子を分散媒に分散してなる分散液を充填する工程と、
一方の面上に接着層が形成された前記第1の基板を、前記接着層が前記表示層側に位置するように前記隔壁上に載置し、前記第1の基板および前記第2の基板の少なくとも一方を他方側へ押し付けることにより、前記隔壁の先端部と前記接着層とを接着するとともに、前記接着層の一部を前記隔壁の先端部の空孔内に浸透させる工程と、を有していることを特徴とする表示シートの製造方法。 - 前記隔壁の先端部と前記接着層とを接着する工程は、前記接着層を軟化させた状態で行う請求項6に記載の表示シートの製造方法。
- 前記隔壁の先端部と前記接着層とを接着する工程の後に、前記隔壁の空孔を介して前記領域内に分散媒を補充する工程を有している請求項6または7に記載の表示シートの製造方法。
- 請求項1ないし5のいずれか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。
- 前記第2の基板は、シート状の基部と、前記基部の前記第1の基板側に形成された電極とを有し、
前記電極を覆う電極保護層を有している請求項9に記載の表示装置。 - 前記電極保護層は、前記隔壁と一体的に形成されている請求項10に記載の表示装置。
- 請求項9ないし11のいずれか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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