JP5906749B2 - 表示装置、表示装置の製造方法および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置、表示装置の製造方法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と、これらの間に設けられた表示層とを有しており、表示層には、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液相分散媒に分散してなる分散液が充填されている。このような電気泳動ディスプレイは、一対の電極間に電圧を印加し、白色粒子および黒色粒子を所望の方向へ泳動させることにより所望の画像を表示するように構成されている。

ところで、このような電気泳動ディスプレイを備えた表示装置を立てかけたとき、すなわち、表示面が鉛直方向と平行になるような姿勢にしたとき、白色粒子や黒色粒子が自重によって鉛直下方に移動するおそれがある。このように粒子が移動すると、表示されている画像が乱れてしまうこととなる。
また、このような表示装置には、白色粒子や黒色粒子の移動空間を画成する隔壁が設けられることが多い。しかしながら、隔壁の配置密度が下がると、相対的に表示装置の剛性が低下することとなる。このため、表示装置を湾曲させたとき等に、表示されている画像が乱されてしまうことが問題となっている。

特開２０１０−４４１１４号公報

本発明の目的は、表示特性の低下を低減しつつ、機械的強度に優れた表示装置、この表示装置を効率よく製造可能な表示装置の製造方法、前記表示装置を備えた信頼性の高い電子機器を提供することにある。

上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の表示装置は、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、
前記第１の基板側に設けられ、繊維の集合体を含む第１の繊維層と、
正または負に帯電した少なくとも１種の粒子が分散媒に分散した分散液と、
気泡と、を有することを特徴とする。
これにより、表示特性の低下を低減しつつ、機械的強度に優れた表示装置が得られる。また、熱によって分散液の体積が膨張した場合であっても、気泡が緩衝材となって、体積膨張による表示装置に対する圧力を緩和することができる。

本発明の表示装置では、前記気泡の体積をＡ［ｃｍ^３］、前記分散液の体積をＢ［ｃｍ^３］としたとき、Ａ／Ｂ≦１の関係を満足することが好ましい。
これにより、粒子の移動を妨げることなく、機械的強度をより優れたものとすることができる。
本発明の表示装置では、前記気泡は、不活性ガスで構成されていることが好ましい。
これにより、分散液に対して気泡に含まれる気体が与える影響を小さいものとすることができる。

本発明の表示装置では、前記気泡内の湿度は、１０％ＲＨ以下であることが好ましい。
これにより、水分による帯電粒子の凝集を防ぎ、分散液に対する水分の影響をより小さいものとすることができる。
本発明の表示装置では、前記第１の繊維層は、その内部に前記粒子が進入可能な空間を含んでいることが好ましい。
これにより、粒子が表示面に十分近づくこととなり、粒子が呈する色を鮮明に表示することができる。

本発明の表示装置では、前記粒子は、前記第１の繊維層の前記空間に保持されることにより、前記粒子の自重による移動が規制されることが好ましい。
これにより、例えば表示装置を表示面が鉛直方向と平行になるような姿勢にした場合でも、表示装置に表示される画像等が乱れてしまうのを防止することができる。
本発明の表示装置では、前記繊維は、無機物繊維であることが好ましい。
これにより、繊維は比較的硬度の高いものとなり、第１の繊維層はその空疎な形状を維持し易くなる。その結果、粒子を保持するといった効果を長期にわたって確実に維持することができる。

本発明の表示装置では、前記繊維は、導電性を有するものであることが好ましい。
これにより、第１の繊維層の隅々まで電界が作用し、保持可能な粒子の量が多くなるため、粒子が呈する色が強調して表示されることとなり、高コントラストの表示が可能になる。また、電界が繊維に集中することにより、電界強度をより大きくすることができるので、粒子の泳動性（応答速度等）を高めることができる。

本発明の表示装置では、前記第１の繊維層は、前記繊維同士を有機バインダーで結着してなるものであることが好ましい。
これにより、繊維の集合体は有機バインダーを介して第１の基板に確実に固定される。また、有機バインダーによって第１の繊維層に柔軟性や伸縮性が付与されるので、繊維同士の固定が解除され難くなり、第１の繊維層としての形状を維持し易くなる。その結果、例えば表示装置を湾曲させた場合にも、第１の繊維層は形状追従性に富んだものとなる。

本発明の表示装置では、前記有機バインダーは、熱可塑性樹脂および熱架橋性樹脂の少なくとも一方を主成分とするものであることが好ましい。
これにより、有機バインダーは柔軟性に富んだものとなる。
本発明の表示装置では、前記表示層は、さらに、前記分散液を囲うよう設けられた隔壁を有しており、
前記第１の繊維層と前記隔壁とが固定されていることが好ましい。
これにより、表示装置の機械的強度をさらに高めることができる。

本発明の表示装置では、前記表示層は、さらに、前記第２の基板側に設けられ、繊維の集合体を含む第２の繊維層を有することが好ましい。
これにより、気泡が第１の基板および第２の基板の両方に触れることがないため、表示装置の表示特性のさらなる低下防止を図ることができる。また、表示装置の機械的強度をさらに優れたものとすることができる。

本発明の表示装置の製造方法は、本発明の表示装置を製造する製造方法であって、
前記第１の基板の一方の面上に、前記第１の繊維層を成膜する工程と、
前記第２の基板上に、前記分散液を供給する工程と、
前記第１の繊維層と前記分散液とが向かい合うように前記第１の基板と前記第２の基板とを重ね合わせて前記気泡を形成しつつ積層体を得る工程と、
前記積層体を加熱しつつ厚さ方向に加圧することにより、前記第１の基板と前記第２の基板とを接合する工程と、を有することを特徴とする。
これにより、表示特性の低下を低減しつつ、機械的強度に優れた表示装置を効率よく製造することができる。
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、信頼性に優れた電子機器が得られる。

本発明の表示装置の第１実施形態を示す断面図である。 図１に示す表示装置の平面図（上面図）である。 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。 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。 本発明の表示装置の第２実施形態を示す断面図である。 本発明の表示装置の第３実施形態の壁部を示す平面図である。 本発明の表示装置の第３実施形態の壁部を示す平面図である。 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。 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。

以下、本発明の表示装置、表示装置の製造方法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＞
≪表示装置≫
まず、本発明の表示装置の第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、４は、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、３、４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。また、図２では、説明の便宜上、基板１１および第１の繊維層６２の図示を省略している。

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１と基部１の下面に設けられた第１の電極３とを備える基板（第１の基板）１１と、基板１１の下方に設けられた表示層４００と、表示層４００内を複数の区画に区分けする壁部（隔壁）９２とを有している。このような表示シート２１では、基板１１の上面が表示面１１１を構成している。そして、表示層４００は、基板１１側に設けられ、繊維６２０の集合体を含む第１の繊維層６２と、粒子ＢおよびＷが分散媒７に分散した分散液１００と、気泡８とを有している。

一方、回路基板２２は、平板状の基部２と基部２の上面に設けられた複数の第２の電極４とを備える基板（第２の基板）１２と、この基板１２に設けられた図示しない回路とを有している。
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、ゲートドライバーと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。

以下、各部の構成について順次説明する。
（基板）
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。前記樹脂としては、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、環状オレフィン（ＣＯＰ）、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、ポリカーボネート（ＰＣ）、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。

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く、５０μｍ以上２００μｍ以下程度であるのがさらに好ましい。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の下面および基部２の上面に、それぞれ膜状をなす第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１の電極３が共通電極とされ、第２の電極４が、Ｘ方向およびＹ方向にマトリックス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。表示装置２０では、後述する壁部９２に囲まれた１つの領域に、１つの第２の電極４が配されており、１つの第２の電極４と第１の電極３とが重なり合う領域（壁部９２に囲まれた領域）が１つの画素を構成している。このため、第２の電極４に印加される電圧を適宜制御することにより、各画素区画が発する色を制御し、表示面１１１から視認される画像を自在に生成することができる。

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高分子中に、ＮａＣｌ、Ｃｕ（ＣＦ_３ＳＯ_３）_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（ＺｎＯ）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、０．０１μｍ以上１０μｍ以下程度であるのが好ましく、０．０２μｍ以上１μｍ以下程度であるのが、導電性と透明性のバランスの面からより好ましい。

ここで、各基部１、２および各電極３、４のうち、表示面１１１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１１の上面が表示面１１１を構成するため、少なくとも基部１および第１の電極３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１１１側から目視により容易に認識することができる。

（封止部）
基板１１と基板１２との間には、それらの縁部に沿って封止部（シール部）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。その結果、表示装置２０内への水分の浸入を防止して、水分による粒子Ａの凝集を防ぎ、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、シリコーン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。
また、封止部５の高さは、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。封止部５の高さを前記範囲内にすることにより、電界に応じて粒子Ａが短時間で移動可能になるとともに、非表示状態において粒子Ａが透けて見えるのを防止することができる。

（壁部）
図１および図２に示すように、表示層４００内は、壁部９２により複数の区画に区分けされており、各区画内には、後述するように分散液１００および気泡８が含まれている。本実施形態では、壁部９２は、図２に示すように、格子状をなしている。また、壁部９２は、基部２に固着されている。

また、壁部９２の表面には、炭化フッ素プラズマ処理等の各種撥水処理が施されているのが好ましい。これにより、後述するように、表示装置２０の製造がより簡単となり、より優れた表示特および信頼性を発揮することができる表示装置２０を得ることができる。
壁部９２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル（不飽和ポリエステル）、ポリイミド、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂等の各種熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂が挙げられ、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。

壁部９２の高さは、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。壁部９２の高さを前記範囲内にすることにより、電界に応じて粒子Ｂ（または粒子Ｗ）が短時間で移動可能になるとともに、非表示状態において粒子Ａが透けて見えるのを防止することができる。
また、壁部９２の平均幅は、壁部９２に要求される機械的強度等を考慮して適宜設定されるが、１μｍ以上５μｍ以下程度であるのが好ましい。そして、壁部９２のアスペクト比（平均高さ／平均幅）は、１〜５０程度であるのが好ましい。

なお、本実施形態では、壁部９２の横断面形状が、幅が基板１２から基板１１側へ向けて漸減する逆テーパー状をなしている。これにより、画像の視認性を向上させるとともに、壁部９２の先端が後述する第１の繊維層６２に食い込み、基板１１と壁部９２との接着性を向上させることができる。なお、かかる形状に限定されず、例えば矩形（長方形）であってもよい。
また、壁部９２の横断面形状は、全体にわたって一定でなくてもよく、一部異なる形状であってもよい。

（第１の繊維層）
表示層４００内には、図１に示すように、その基板１１側に第１の繊維層６２が設けられている。第１の繊維層６２は、繊維６２０の集合物を含むものである。具体的には、第１の繊維層６２は、第１の繊維６２０同士を有機バインダーで結着してなるものである。このような第１の繊維層６２には、内部に多くの空間が形成されており、その内部に浸透するように分散液１００が充填されている。

また、第１の繊維層６２は、表面積が大きいことから、その内部または表面に分散液１００中の粒子Ｂおよび粒子Ｗが進入し、かつその位置で保持され易い。粒子Ｂおよび粒子Ｗが第１の繊維層６２中に進入し、かつ保持されることにより、粒子Ｂおよび粒子Ｗは、表示面１１１に十分近づくこととなり、粒子Ａが呈する色を鮮明に表示することができるとともに、粒子Ｂおよび粒子Ｗの自重による沈降が抑制され、粒子Ｂおよび粒子Ｗが不本意な位置に移動するのを抑制することができる。その結果、例えば表示面１１１が鉛直方向と平行になるような姿勢にした場合でも、表示装置２０に表示される画像等が乱れてしまうのを防止することができる。

また、第１の繊維層６２は、繊維６２０の集合物を主とするものであるため、透過光を阻害し難い。このため、後述する粒子Ｂおよび粒子Ｗによって形成される画像を第１の繊維層６２越しに見たとき、その画像が乱され難くなる。よって、鮮明な表示が可能になる。
なお、上記理由から、繊維６２０が呈する色は、透明、淡色または白色であるのが好ましく、特に透明であるのがより好ましい。

また、第１の繊維層６２は、上記のような機能に加え、気泡８に含まれる気体が基板１１の下面に接近するまたは接して広がるのを防止する機能も有する。仮に、気泡８に含まれる気体が基板１１に接近または接して広がってしまうと、粒子Ｂまたは粒子Ｗと第１の電極３の間に存在してしまい、第１の電極３へ粒子Ｂおよび粒子Ｗが十分接近できずに保持ができなくなってしまう。すなわち、気泡８が表示の欠陥となって、鮮明な表示ができずに画像が乱れてしまう。

なお、第１の繊維層６２は、表面張力等の関係で、その内部に気泡８中の気体が浸入するのが防止されているが、第１の繊維層６２を構成する繊維６２０および有機バインダーに対して、親液処理（例えば、Ｏ_２プラズマ処理等）を施すことにより、分散液１００の浸透性を向上させることができるとともに、気泡８中の気体が第１の繊維層６２内に浸入するのをさらに効果的に防止することができる。

繊維６２０の平均の繊維長さは、特に限定されないが、０．１μｍ以上１００μｍ以下程度であるのが好ましく、１μｍ以上８０μｍ以下程度であるのがより好ましい。また、繊維６２０の平均の繊維径も、特に限定されないが、０．０１μｍ以上１０μｍ以下程度であるのが好ましく、０．１μｍ以上５μｍ以下程度であるのがより好ましい。繊維６２０の繊維長さおよび繊維径を前記範囲内とすることにより、粒子Ｂまたは粒子Ｗが出入りする十分な空間を確保しつつ、重力や外気の温度変化などで起こる分散液の対流による粒子Ｂまたは粒子Ｗの再剥離を防ぐことで保持性を確保しつつ、電界の作用により粒子ＢまたはＷを円滑に電気泳動させることができる。

なお、繊維６２０の繊維長さおよび繊維径は、第１の繊維層６２の断面の観察像上において、繊維６２０の投影像の最大長さおよび最大径であり、それぞれの平均値は１００個の繊維６２０について測定された繊維長さおよび繊維径を平均したものとされる。
また、繊維径を特に可視光の波長の下限（例えば４００ｎｍ）より短くすることにより、繊維６２０自体が透明でなくても、第１の繊維層６２として透明性を確保することができる。

なお、第１の繊維層６２の平均厚さは、特に限定されないが、０．１μｍ以上２０μｍ以下程度であるのが好ましく、０．２μｍ以上１０μｍ以下程度であるのがより好ましい。第１の繊維層６２の平均厚さを前記範囲内とすることにより、第１の繊維層６２の十分な機械的強度と粒子ＢまたはＷの十分な保持性とを確保しつつ、第１の繊維層６２に保持された粒子ＢまたはＷに電界を作用させたとき粒子ＢまたはＷを円滑に電気泳動させることができる。また、第１の繊維層６２の十分な透明性も確保することができる。すなわち、機械的強度および粒子ＢまたはＷの保持性と粒子ＢまたはＷの泳動性および透明性とを高度に両立することができる。

また、第１の繊維層６２は、無帯電すなわち実質的に帯電していないものである。このため、後述する粒子ＢまたはＷとの間には電気的な作用（反発または吸着）が働かない。そのため、粒子ＢまたはＷを分散媒７中で円滑に移動させることができ、優れた表示特性、特に優れた応答速度を発揮させることができる。
なお、第１の繊維層６２は繊維６２０の集合体を含んでいるが、第１の繊維層６２における繊維６２０の密度（占有率）は好ましくは５０体積％以上９９体積％以下、より好ましくは６０体積％以上９５体積％以下とされる。このような密度であれば、第１の繊維層６２の機械的強度および粒子ＢまたはＷの保持性と粒子ＢまたはＷの泳動性および第１の繊維層６２の透明性とを高度に両立することができる。

繊維６２０には、例えば、樹脂繊維のような有機物繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、カーボン繊維、金属繊維のような無機物繊維等が単独または複数種の混合物として用いられる。このうち、樹脂繊維としては、例えば、ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維等が挙げられる。また、ガラス繊維としては、例えば、ホウケイ酸ガラス繊維、石英ガラス繊維等が挙げられる。また、セラミックス繊維としては、例えば、チタン酸カリウム繊維、酸化スズ繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維等が挙げられる。また、カーボン繊維としては、ＰＡＮ系炭素繊維、カーボンナノチューブ等が挙げられる。また、金属繊維としては、例えば、アルミニウムウィスカー、銀ウィスカー等が挙げられる。

なお、繊維６２０としては特に無機物繊維が好ましく用いられる。無機物繊維は比較的硬度が高いため、第１の繊維層６２はその空疎な形状を維持し易くなる。そのため、前述した第１の繊維層６２が奏する効果を長期にわたって確実に奏し得る表示装置２０が得られる。
また、第１の繊維層６２は、繊維６２０同士を単に寄せ集めたものでもよいが、繊維６２０同士が互いに固定されるよう有機バインダーで結着してなるものが好ましい。なお、有機バインダーは、繊維６２０の集合物を基板１１および壁部９２に固定する機能も有する。さらには、繊維６２０の構成材料が硬度の高い材料である場合には、第１の繊維層６２に柔軟性や伸縮性を付与することができるので、繊維６２０同士の固定が解除され難く、第１の繊維層６２としての形状を維持し易い。そして、表示装置２０を湾曲させた場合にも、第１の繊維層６２は形状追従性に富んだものとなる。

有機バインダーの構成材料としては、比較的軟化し易い材料が好ましく用いられ、例えば、ウレタン樹脂、尿素樹脂、エステル樹脂、エーテル樹脂、ポリエチレンやポリプロピレンのようなオレフィン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）や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）のようなエチレン重合体、アクリル樹脂、ブタジエン系エラストマー等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、イソシアネート樹脂、シアノアクリレート樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂等の熱架橋性樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上の混合物を主成分としたものが用いられる。このような有機バインダーは、柔軟性に富んだものとなる。

なお、有機バインダーの副成分としては、例えば、可塑剤、滑剤、酸化防止剤、分散剤等が必要に応じて添加される。
また、有機バインダーの２５℃における弾性率は、０．０１ＭＰａ以上１０００ＭＰａ以下であるのが好ましく、０．１ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下であるのがより好ましい。これにより、第１の繊維層６２に十分な柔軟性と伸縮性とを付与することができる。

また、繊維６２０は、導電性を有するものが好ましく用いられる。このような繊維６２０を用いることにより、第１の繊維層６２の隅々まで電界が作用するため、第１の繊維層６２全体において粒子ＢまたはＷを確実に保持することができる。また、保持可能な粒子ＢまたはＷの量も多くなるため、粒子ＢまたはＷが呈する色が強調され易くなり、高コントラストの表示が可能になる。さらには、電界が繊維６２０に集中し、粒子ＢまたはＷに作用させる電界強度をより大きくすることができるので、粒子ＢまたはＷの泳動性（応答速度等）を高めることができる。
導電性を有する繊維６２０としては、繊維自体が導電性を有するものの他、繊維に導電性を有する被膜を形成したもの等が挙げられる。
繊維６２０（第１の繊維層６２）は、隔壁９２の上面に接着・固定されている。これにより、表示装置２０の機械的強度をさらに高めることができる。

（分散液）
次に、分散液１００について説明する。
表示装置２０では、前述したように、表示層４００内は、壁部９２により複数の区画に区分けされており、各区画内は、分散液１００で満たされている。
分散液１００は、正に帯電し、黒色の色調を呈する粒子Ｂと、負に帯電し、白色の色調を呈する粒子Ｗとを分散媒７に分散してなるものである。白色の粒子Ｗを含むことにより、表示する画像のコントラストを向上させることができる。

なお、分散液１００に分散される粒子は、上記色に限定されず、イエロー、マゼンダ、シアン等の粒子を用いることにより、カラー画像を表示することができる。また、モノクロ表示の場合は黒粒子のみを用いてもよく、また、カラー表示の場合は、黒色粒子に加えて、３色（イエロー、マゼンダ、シアン）の粒子を画素隔壁で区画された画素ごとに塗り分ける必要がある。また、黒とその他の色では、帯電を変える必要があり、例えば黒粒子が正帯電の場合は、その他のカラー粒子は負帯電にする。

粒子Ｂ、Ｗには、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等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Ｂ、Ｗの平均粒子径は、特に限定されないが、好ましくは１０ｎｍ以上１μｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下、さらに好ましくは２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。粒子Ｂ、Ｗの平均粒子径を前記範囲内に設定することにより、粒子Ｂ、Ｗによる十分な色度の表示と粒子Ｂ、Ｗの速やかな電気泳動とを両立することができる。その結果、高コントラストの表示と高い応答速度とを両立することができる。

なお、粒子Ｂ、Ｗ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。
また、粒子Ｂ、Ｗの帯電や粒子間の凝集を防ぐために、粒子Ｂ、Ｗの表面にアミン化合物やアルミナ等の正帯電材料、カルボキシル基やスルホ基、酸化ケイ素等の負帯電材料、シランカップリング剤やチタンカップリング剤等のカップリング処理、界面活性剤表面処理等のコーティング処理等を施してもよい。

分散媒７としては、沸点が１００℃以上に高く比較的高い絶縁性を有するものが好適に使用される。かかる分散媒７としては、例えば、各種水（例えば、蒸留水、純水等）、ブタノールやグリセリン等のアルコール類、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類、酢酸ブチル等のエステル類、ジブチルケトン等のケトン類、ペンタン等の脂肪族炭化水素類（流動パラフィン）、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素類、キシレン等の芳香族炭化水素類、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素類、ピリジン等の芳香族複素環類、アセトニトリル等のニトリル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類、カルボン酸塩、シリコーンオイルまたはその他の各種油類等が挙げられ、これらを単独または混合物として用いることができる。

中でも、分散媒７としては、脂肪族炭化水素類（流動パラフィン）、またはシリコーンオイルを主成分とするものが好ましい。流動パラフィン、またはシリコーンオイルを主成分とする分散媒７は、粒子Ａの凝集抑制効果が高いことから好ましい。これにより、表示装置２０の表示性能が経時的に劣化するのをより確実に防止または抑制することができる。また、流動パラフィン、またはシリコーンオイルは、不飽和結合を有しないため耐候性に優れ、および安全性も高いという点からも好ましい。

（気泡）
次に、気泡８について説明する。
表示層４００は、上述した第１の繊維層６２および分散液１００の他、気泡８を有している。
このような気泡８を備えることにより、熱によって分散液１００の体積が膨張した場合であっても、気泡が緩衝材となって、体積膨張による表示装置２０に対する圧力を緩和することができる。また、表示装置２０に外圧がかかった場合であっても、気泡８によってその外圧を吸収することができ、機械的強度を特に優れたものとすることができる。また、気泡８と同時に第１の繊維層６２を備えているので、気泡８が表示面１１１側に接近・接触することがなく、表示特性が低下するのが防止される。

気泡８に含まれる気体としては、例えば、空気や酸素、また、窒素やアルゴン等の不活性ガスを用いることができる。これらの中でも、不活性ガスを用いるのが好ましい。これにより、分散液１００に対する気泡８中の気体が与える影響を小さいものとすることができる。
また、気泡８内の湿度は、１０％ＲＨ以下であるのが好ましく、１％ＲＨ以下であるのがより好ましい。これにより、分散液１００に対する気泡８中に含まれる水分を減らすことで、水分による帯電粒子の凝集を防ぎ、高精細な表示性能を発現することができる。

表示層４００中における、気泡８の体積をＡ［ｃｍ^３］、分散液１００の体積をＢ［ｃｍ^３］としたとき、Ａ／Ｂ≦１の関係を満足するのが好ましい。これにより、粒子ＢまたはＷの電気泳動による移動を妨げることなく、機械的強度をより優れたものすることができる。
以上、表示装置２０の構成について説明したが、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。なお、以下の説明では、図１に示す複数の第２の電極４のうち、１つについて電圧を印加した場合について説明する。

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中の粒子Ｂ、Ｗに作用する。すると、粒子Ｂが第１の電極３側に泳動して集まり、粒子Ｗが第２の電極４側に泳動して集まる。これにより、表示面１１１には粒子Ｂが呈する色、すなわち、黒色が表示される。

一方、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中の粒子Ｂ、Ｗに作用する。すると、粒子Ｂが第２の電極４側に泳動して集まり、粒子Ｗが第１の電極３側に泳動して集まる。これにより、表示面１１１には粒子Ｗが呈する色、すなわち、白色が主に表示される。
以上のような粒子Ｂ、Ｗの駆動を画素ごとに行うことにより、表示面１１１には所望の画像を表示することができる。

≪表示装置の製造方法≫
次に、表示装置２０の製造方法について説明する。
表示装置２０の製造方法は、基板１１の上面に第１の繊維層６２を成膜する繊維層形成工程と、基板１２の上面に壁部９２を形成する隔壁形成工程と、壁部９２で囲まれた領域に分散液１００を供給する粒子供給工程と、第１の繊維層６２と壁部９２とが接するように基板１１と基板１２とを重ね合わせて、分散液１００中に気泡８を形成しつつ積層体を得る積層体形成工程と、積層体を加熱しつつ厚さ方向に加圧することにより、第１の繊維層６２と壁部９２とを接合する接合工程と、を有している。以下、各工程について順次説明する。

［１］まず、図３（ａ）に示す基板１１を用意する。次いで、図３（ｂ）に示すように、基板１１の第１の電極３上に第１の繊維層６２を形成する。第１の繊維層６２の形成方法には、例えば、繊維６２０と有機バインダーとを揮発性分散媒に分散して分散液を調製し、これを第１の電極３上に塗布し、その後塗布膜を乾燥させる方法が用いられる。塗布方法としては、例えば、グラビアコート、コンマコート、リップコート、ダイコート、スクリーン印刷、インクジェット塗布等の各種塗布方法が用いられる。なお、第１の繊維層６２の形成には、繊維６２０を寄せ集めてなる不織体をあらかじめ形成しておき、これを載置する方法も用いられる。

また、乾燥後に熱ロール処理等を施すようにしてもよい。熱ロール処理を施すと、塗布膜が発泡し、第１の繊維層６２の密度が低下するため、発泡量を調整することにより第１の繊維層６２の密度を制御することができる。特に減圧雰囲気下で処理することにより、塗布膜表面の発泡量がより多くなり、塗布膜上部の密度を相対的に低くすることができる。このようにして形成された第１の繊維層６２には、密度の勾配が形成されることとなり、粒子Ｂ、Ｗが第１の繊維層６２内に進入したりあるいは第１の繊維層６２内から脱出したりする移動がより円滑になる。さらには、第１の繊維層６２の表面に繊維６２０が突出し易くなるため、第１の繊維層６２と隔壁９２との固着がより顕著になる。

［２］一方、基板１２を用意し、その第２の電極４側の面に壁部９２を形成する（図３（ｃ）参照）。壁部９２の形成方法には、例えば、スクリーン印刷等の印刷法、成形型で凹凸を形成するインプリント法、フォトリソグラフィー法等が用いられる。
［３］次に、図３（ｄ）に示すように、壁部９２で囲まれた領域（以下、単にセルともいう。）に、分散液１００を供給する。この際、図３（ｄ）に示すように、壁部９２の頂部よりも分散液１００の液面が下になるように、分散液１００を供給する。これにより、後述する積層体形成工程において、気泡８が形成される。また、形成する気泡８の好適な体積にはある程度の幅があるので、壁部９２の頂部ぎりぎりまで供給する場合と比較して、壁部９２の頂部よりも分散液１００の液面が下であれば、分散液１００の供給量の増減についてある程度の幅を持たすことができる。その結果、分散液１００の供給精度をある程度下げることができ、表示装置２０の生産性を向上させることができる。また、分散液１００を壁部９２の頂部ぎりぎりまで供給する場合、分散液１００が溢れてしまい、分散液１００が損失してしまうことがあるが、上記方法によれば、分散液１００が溢れるのを抑制することができ、分散液１００の損失を防止することができる。また、カラー表示を行う場合には、隣り合うセル毎に異なる色に対応する分散液１００を供給することとなるが、上述したように分散液１００が溢れるのが抑制されているので、混色してしまうのを防止することができる。
分散液１００の供給方法としては、特に限定されないが、液滴吐出法による供給、ディスペンサーを使用した供給等の方法が用いられる。

［４］次に、図４（ｅ）に示すように、第１の繊維層６２と壁部９２とが接するように基板１１と基板１２とを重ね合わせて接合する。重ね合わせることにより、気泡８が形成されるとともに、積層体１３が形成される。
この重ね合わせ作業は、気泡８中の気体雰囲気下で、例えばロールラミネート装置を用いて行われる。

次いで、積層体１３を加熱しつつ、厚さ方向に加圧する。これにより、第１の繊維層６２中に含まれる有機バインダーや壁部９２中の熱可塑性樹脂等が溶融し、第１の繊維層６２と壁部９２とが接着される。その後、積層体１３を冷却することにより、有機バインダーが固化し、両者の接着が完了する。また、加圧に伴って壁部９２の先端が第１の繊維層６２中に食い込む。その結果、アンカー効果に基づく両者の固着が完了する。すなわち、有機バインダーによる接着とアンカー効果に伴う固着とにより、第１の繊維層６２と壁部９２とは強固に固定される。
積層体１３の加熱温度としては、特に限定されないが、２５℃以上１２０℃以下程度であるのが好ましい。これにより、有機バインダーを溶融または軟化させ、接着機能を発現させるとともに、分散媒７の蒸発や壁部９２の軟化等を防止することができる。

［５］次に、図４（ｆ）に示すように、表示層４００の周囲に封止部５を形成する。これにより、表示装置２０が得られる。
封止部５の構成材料としては、熱可塑性または熱硬化性の樹脂材料が用いられることから、これらを軟化・溶融状態にしたものを塗布し、これを固化または硬化させることにより封止部５が形成される。塗布には、例えばシリンジディスペンサー等を用いることができる。
以上のような製造方法によれば、第１の繊維層６２と気泡８との双方を備えており、表示特性と機械的強度とを両立した表示装置２０を効率よく製造することができる。

＜第２実施形態＞
次に、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。
以下、第２実施形態について説明するが、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。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一の符号を付してある。

第２実施形態に係る表示装置２０は、基板１２の表示層４００側の面に、第１の繊維層６２とは別の第２の繊維層６４を設けるようにした以外、第１実施形態に係る表示装置２０と同様である。
第２の繊維層６４は、基板１２の上面に設けられており、必要に応じて有機バインダー等を介して接着、固定されている。第２の繊維層６４の構成は、第１の繊維層６２と同様である。

このような第２の繊維層６４を設けたことにより、基板１２側に集まった粒子Ｂ、Ｗについても第２の繊維層６４内で保持することができ、粒子Ｂ、Ｗの自重による意図しない移動を抑制することができる。その結果、粒子Ｂ、Ｗの偏在を防止し、表示画像の乱れを抑制することができる。
また、気泡８が基板１２（第２の電極４）と接触するのを防止することができる。これにより、気泡８に含まれる気体により、第２の電極４の可動が阻害されるのを防止または抑制することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の表示装置の第３実施形態について説明する。
図６、７は、本発明の表示装置の第３実施形態の壁部を示す平面図である。
以下、第３実施形態について説明するが、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。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一の符号を付してある。
第３実施形態に係る表示装置２０のうち、図６に示す壁部９２は、その形状が異なる以外、第１実施形態と同様である。

図６（ａ）に示す壁部９２は、平面視において格子状になっており、かつ、Ｘ方向に伸びる壁部９２とＹ方向に伸びる壁部９２との交差部において、壁部９２が欠落するよう構成されている。このような欠落した箇所があることにより、この箇所から余分な分散液１００や残留した気泡を外部に放出することができる。その結果、表示特性に優れた信頼性の高い表示装置２０が得られる。
図６（ｂ）に示す壁部９２は、平面視において画素区画が六角形になるようハニカム状になっている。
図６（ｃ）に示す壁部９２は、Ｙ方向に伸びるもののみで構成されている。

一方、第３実施形態に係る表示装置２０のうち、図７に示す壁部９２は、その形状が異なる以外、第５実施形態と同様である。
図７（ａ）に示す壁部９２は、Ｙ方向に往復しながらＹ方向に延在しており、このような壁部９２が複数並列して設けられている。すなわち、各壁部９２は、蛇行しながらＸ方向に延在している。また、１つの壁部９２に隣接する壁部９２は、互いに線対称の関係を満たしている。これにより、隣り合う壁部９２間に設けられる画素空間は、略六角形をなすものとなる。

ここで、図７（ａ）に示す記号Ｙ、Ｍ、Ｃは、それぞれ黄色（イエロー）、赤色（マゼンタ）、青色（シアン）の意味である。すなわち、記号Ｙ、Ｍ、Ｃが示す各画素区画に、それぞれの色に対応する粒子Ｙ、Ｍ、Ｃを含む分散液を充填することにより、いわゆるフルカラー表示が可能な表示装置２０が得られる。
図７（ｂ）に示す壁部９２は、Ｘ方向に伸びるもののみで構成されており、一方、図７（ｃ）に示す壁部９２は、平面視において格子状をなしており、かつ、Ｙ方向に伸びる壁部９２のうち画素区画に臨む一部が欠落するよう構成されている。このような図７（ｂ）および図７（ｃ）に示す記号Ｙ、Ｍ、Ｃも、それぞれ図７（ａ）の記号と同じ意味である。すなわち、図７（ｂ）、（ｃ）に示す壁部９２を備えた表示装置２０によっても、いわゆるフルカラー表示が可能になる。

≪電子機器≫
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。具体的な電子機器としては、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８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８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９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９中（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
図９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１５に示す構成と同様である。

本体部８０１は、その側部（図９（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９（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９（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。
以上、本発明の表示装置、表示装置の製造方法および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、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 ５‥‥封止部 ６２‥‥第１の繊維層 ６４‥‥第２の繊維層 ６２０、６４０‥‥繊維 ７‥‥分散媒 ８‥‥気泡 ９２‥‥壁部 １００‥‥分散液 １１‥‥第１の基板 １２‥‥第２の基板 １３‥‥積層体 １１１‥‥表示面 ２０‥‥表示装置 ２１‥‥表示シート ２２‥‥回路基板 ４００‥‥表示層 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 Ｂ、Ｗ、Ｙ、Ｍ、Ｃ‥‥粒子

Claims (14)

1. 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、を有し、
   前記表示層は、
   前記第１の基板側に設けられ、繊維の集合体を含む第１の繊維層と、
   正または負に帯電した少なくとも１種の粒子が分散媒に分散した分散液と、
   気泡と、を有することを特徴とする表示装置。
2. 前記気泡の体積をＡ［ｃｍ^３］、前記分散液の体積をＢ［ｃｍ^３］としたとき、Ａ／Ｂ≦１の関係を満足する請求項１に記載の表示装置。
3. 前記気泡は、不活性ガスで構成されている請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記気泡内の湿度は、１０％ＲＨ以下である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の表示装置。
5. 前記第１の繊維層は、その内部に前記粒子が進入可能な空間を含んでいる請求項１ないし４のいずれか１項に記載の表示装置。
6. 前記粒子は、前記第１の繊維層の前記空間に保持されることにより、前記粒子の自重による移動が規制される請求項５に記載の表示装置。
7. 前記繊維は、無機物繊維である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の表示装置。
8. 前記繊維は、導電性を有するものである請求項１ないし７のいずれか１項に記載の表示装置。
9. 前記第１の繊維層は、前記繊維同士を有機バインダーで結着してなるものである請求項１ないし８のいずれか１項に記載の表示装置。
10. 前記有機バインダーは、熱可塑性樹脂および熱架橋性樹脂の少なくとも一方を主成分とするものである請求項９に記載の表示装置。
11. 前記表示層は、さらに、前記分散液を囲うよう設けられた隔壁を有しており、
    前記第１の繊維層と前記隔壁とが固定されている請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の表示装置。
12. 前記表示層は、さらに、前記第２の基板側に設けられ、繊維の集合体を含む第２の繊維層を有する請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の表示装置。
13. 請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の表示装置を製造する製造方法であって、
    前記第１の基板の一方の面上に、前記第１の繊維層を成膜する工程と、
    前記第２の基板上に、前記分散液を供給する工程と、
    前記第１の繊維層と前記分散液とが向かい合うように前記第１の基板と前記第２の基板とを重ね合わせて前記気泡を形成しつつ積層体を得る工程と、
    前記積層体を加熱しつつ厚さ方向に加圧することにより、前記第１の基板と前記第２の基板とを接合する工程と、を有することを特徴とする表示装置の製造方法。
14. 請求項１ないし１２のいずれか１項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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