JP6263939B2 - 電気泳動表示装置及び電気泳動表示装置の製造方法 - Google Patents
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Description
この構成によれば、水溶性高分子がポリビニルアルコール(以下、PVAともいう)であり、安価であるため、封止部材の材料コストを低減することができる。
この構成によれば、エステル化によって機能層が封止部材の表面に形成されるので、機能層と封止部材とは非常に強固に結合された高い結合性を備えたものとなる。
この構成によれば、機能層が電気泳動層の外周を囲む枠状に形成されるので、機能層におけるエッジシールとしての効果を高めることができる。
この構成によれば、封止部材と機能層とが最適な膜厚関係で形成され、所定の機能を良好に発揮することができる。
この構成によれば、疎水性あるいは導電性といった機能を有した封止部材が提供される。
この構成によれば、水溶性高分子が安価なPVAを含む材料で構成されるため、封止部材のコストを低減することができる。
この構成によれば、機能層と封止部材とを非常に強固に結合させることができる。
この構成によれば、エッジシールとして機能する機能層を得ることができる。
この構成によれば、水溶性高分子を含む封止部材の形成材料である水溶液を作製する際に、架橋剤を添加することで水溶液をゲル化させることができる。よって、水溶液の取り扱いが容易となり、製造工程を簡便化することができる。
この構成によれば、疎水性あるいは導電性といった機能を有した封止部材を備えた付加価値の高い電気泳動装置を得ることができる。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
図1は本実施形態に係る電気泳動表示装置の概略構成を示す断面図である。図1に示すように電気泳動表示装置100は、素子基板1と、対向基板2と、該素子基板1及び対向基板2間に配置される電気泳動層11と、素子基板1上において複数のセルを有すると共に、当該セルの各々に電気泳動層11が配置されることにより、電気泳動層11を複数の収容部に分割するセルマトリクス4と、電気泳動層11上に配置された封止膜(封止部材)5と、封止膜5上に配置された対向電極6と、を備えている。
ここで、基部13は、セルマトリクス4の底面を成すものであり、シート状(即ち、平板状)の部材で構成されている。基部13の厚さに制限はなく、例えば数μm〜数十μm程度の薄膜であってもよい。また、隔壁14は、セルマトリクス4の側壁を成すものであり、電気泳動層11を複数の収容部に分割するものである。この隔壁14によって、素子基板1上は複数の空間(即ち、セル)に区画され、これら複数のセルの各々に電気泳動層11がそれぞれ配置されている。本実施形態において、隔壁14は、断面構造が基部13側と反対の先端側に向かうにつれて先細るテーパー形状を呈している。
図2(a)及び(b)は、セルマトリクス4の構成例を示す平面図である。図2(a)に示すように、隔壁14の平面形状が正方格子状の場合は、セル15の平面形状は正方形である。また、図2(b)に示すように、隔壁14の平面形状が六角格子状の場合は、セル15の平面形状は六角形となる。
基部13を構成する材料としては、可撓性を有するもの、硬質なものの何れであってもよく、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が挙げられる。ただし、電気泳動表示装置100に可塑性を付与する場合には、基部13には可塑性を有する樹脂材料のものを選択する。また、隔壁14を構成する材料としては、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が挙げられる。
このため、電気泳動表示装置100の製造コストの低減が可能である。また、封止膜5を無色透明に形成することができ、おおよそ90%程度の光透過率を確保することができる。封止膜5による光の減衰が少ないため、封止膜5で覆われた画面(すなわち、複数のセル15の集合体)に表示される文字、画像等の視認性を高めることができる。また、封止膜5と電気泳動層11との相溶性が極めて低いため、電気泳動層11をセル15内に密閉性高く封止することができる。
図3、4に示すように、本実施形態において、電気泳動表示装置100は、対向基板2の大きさが素子基板1の大きさよりも小さい。そのため、封止膜5は、表示領域Eの最外周に位置するセル15を区画する隔壁14の上面および側面を経て素子基板1の上面を覆った状態に形成されている。本実施形態において、封止膜5は、対向基板2の端部からはみ出した状態に形成されている。対向基板2の端部にはみ出した封止膜5は、対向基板2の外周を囲むように配置されたシール材41により覆われている。
図5に示すように、封止膜5は、PVA表面のOH基と、ラウロイルクロリド(C12H23ClO)のClとが反応することにより表面に疎水層5aが化学的に結合した状態とされている。そのため、封止膜5において、疎水層5aは表面に非常に強固に結合した状態に形成されている。また、疎水層5aは単分子の厚さであることから非常に薄く、電気的に悪影響を及ぼすことが無い。また、上層に配置される対向電極6や接着層との間でも良好な密着性を得ることができる。なお、図5においては、疎水層5aを構成する炭素鎖をC11と簡略化して図示している。
本実施形態において、封止膜5の膜厚は、例えば0.5以上10μm以下程度であり、疎水層5aの膜厚は、例えば0.3nm以上10nm以下程度である。
また、一般的な撥水塗料を用いた場合、封止膜表面との結合が弱く、さらには膜厚がμオーダーのため厚くなってしまい電気的に大きな抵抗となってしまう。
このように本実施形態で採用した表面修飾法は、従来のフッ素プラズマや撥水塗料の塗布に比べて優れた利点を有している。
図6、7は、電気泳動表示装置100の製造工程を示す断面図である。図8はエステル化処理を示す化学反応式である。
なお、封止液5Aの塗布工程では、例えば、スキージ17を用いてセルマトリクス4の開口部側の全面に封止液5Aを一様に塗布する。また、封止液5Aの塗布方法は、これ以外の方法でもよく、例えば、ダイコーターやコンマコーターを用いた塗布方法が挙げられる。
以上の工程を経て、図1及び図4に示した電気泳動表示装置100が完成する。
続いて、第2実施形態に係る電気泳動表示装置について説明する。本実施形態と第1実施形態との違いは、疎水層5aが形成されている位置であり、それ以外の構成は共通である。そのため、以下の説明では、上記実施形態と共通の構成については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略する。
ところで、水溶性高分子からなる封止膜5は、対向基板2に覆われた部分では対向電極6が形成されるため、水分が侵入する可能性は低い。一方、封止膜5は、対向基板2の端面から外側にはみ出した(表示領域Eの外側にはみ出した)部分において、水分の侵入経路となり易い。
続いて、第3実施形態に係る電気泳動表示装置について説明する。本実施形態と第1実施形態との違いは、封止膜の構造、すなわち封止膜表面に付与された機能であり、それ以外の構成は共通である。そのため、以下の説明では、上記実施形態と共通の構成については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略する。
これに対し、本実施形態では、PVAからなる封止膜を表面修飾することで導電性の機能を付与している。
いずれの場合であっても、機能層の膜厚は0.3nm〜10nm程度と薄く形成することができるので、封止膜の機能を向上させつつ、電気的な特性を著しく損なうことがない。
これによれば、シール材41が省略されることで表示領域Eの周辺の見切り領域を小さくすることができるので、狭額縁化による電気泳動表示装置100あるいは電気泳動表示装置200自体を小型化することができる。
Claims (12)
- 一対の基板と、
電気泳動粒子と前記電気泳動粒子を分散する分散媒とを含む電気泳動層と、
前記一対の基板間に配置され、前記電気泳動層が配置されるセルを区画する隔壁と、
前記セルに配置された前記電気泳動層を封止し、且つ水溶性高分子を含む材料から構成される封止部材と、を備え、
前記封止部材は、前記電気泳動層側とは反対側に、表面修飾されることで設けられた機能層を含むことを特徴とする電気泳動表示装置。 - 前記水溶性高分子は、ポリビニルアルコールであることを特徴とする請求項1に記載の電気泳動表示装置。
- 前記機能層は、前記封止部材の一部をエステル化することで設けられたことを特徴とする請求項1又は2に記載の電気泳動表示装置。
- 前記機能層は、平面視した状態で、前記電気泳動層の外周を囲む枠状であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
- 前記封止部材の厚さが0.5μm以上10μm以下であり、
前記機能層の厚さが0.3nm以上10nm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。 - 前記機能層が疎水性及び導電性の少なくとも一方を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
- 基板上において隔壁部材に区画されたセル内に、電気泳動粒子と前記電気泳動粒子を分散する分散媒とを含む電気泳動層を配置する配置工程と、
前記電気泳動層が配置された前記セルを、水溶性高分子を含む封止部材により封止する封止工程と、
前記封止部材の少なくとも一部を表面修飾することで所定の機能が付与された機能層を形成する機能層形成工程と、を備えることを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法。 - 前記封止工程において、前記水溶性高分子としてポリビニルアルコールを含む前記封止部材を用いることを特徴とする請求項7に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記機能層形成工程において、前記封止部材の一部をエステル化により表面修飾させることを特徴とする請求項7又は8に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記機能層形成工程において、平面視した状態で、前記電気泳動層の外周を囲む枠状に前記封止部材に前記機能層を形成することを特徴とする請求項7〜9のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記封止工程において、前記封止部材の形成材料に架橋剤を添加することを特徴とする請求項7〜10のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
- 前記機能層形成工程において、疎水性及び導電性の少なくとも一方を有する前記機能層を形成することを特徴とする請求項7〜11のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
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