(57)【要約】【課題】  視認性及び安定性が改善された電気泳動方式の表示装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】    フラスコ６１内には、電界の方向に応じて移動する複数の帯電粒子３３ａ，３３ｂが分散された液体分散媒３４である処理前表示液Ｓが封入される。超音波振動子付恒温水槽６０により超音波振動を処理前表示液Ｓに付与しつつ、真空ポンプ７０により処理前表示液Ｓを減圧脱気する。その後、ガスボンベ８０により処理前表示液Ｓにアルゴンガスを注入してバブリングを実行し、アルゴンガスを処理前表示液Ｓに溶解させる。これらの処理により減圧脱気及びアルゴンガス注入がなされた表示液を得て、この表示液を用いて画像表示装置を作製する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向するように配置した第１の基板及び第２の基板と、
前記第１の基板及び前記第２の基板の間隙に充填されて、電界の方向に応じて移動する複数の帯電粒子が分散された表示液とを備えた表示装置であって、
前記表示液は、不活性ガスが溶解していることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記不活性ガスは、アルゴンガスであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記不活性ガスは、窒素ガスであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示液中の溶存酸素量が１．３ｍＬ／Ｌ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
電界の方向に応じて移動する複数の帯電粒子が分散された表示液から溶存酸素を減らす工程と、
溶存酸素を減らした前記表示液に、不活性ガスを溶解させる工程と、
前記不活性ガスが溶解された前記表示液を、互いに対向するように配置した第１の基板及び第２の基板の間隙に充填する工程と
を備えたことを特徴とする表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及びその製造方法に関し、詳細には、視認性及び安定性が改善された表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表示装置の１つとして、電気泳動現象を利用して画像を表示する電気泳動表示装置が知られている。この電気泳動表示装置では、一方が透明な表示基板と、それに対向配置される背面基板とにより、周囲のギャップスペーサーを介して所定間隔を設けた密閉空間が形成され、この密閉空間に着色された帯電粒子を含む液体分散媒（以下、表示液という。）が充填された表示部が形成される。そして、２つの基板から表示部に電界を発生させることで、表示液中の帯電粒子を表示基板側に移動させて、帯電粒子の色を表示基板の表面に表示させたり、又は帯電粒子を背面基板側に移動させて、その帯電粒子の色を表示させないようにしたりすることで、所望の画像を得るものである。
【０００３】
このような電気泳動表示装置においては、表示液中に空気が混入して気泡が発生している場合、その気泡の内部には帯電粒子が移動できず、当該気泡が存在する部位は帯電粒子の色を表示できない非表示部となってしまう問題があった。また、表示液中に気泡が発生していない場合でも、その後の温度などの環境変化によって表示液における空気の溶解度が変化して、溶存していた空気が表示液中に気泡として現れる場合があり、この場合も同様に気泡による非表示部の問題を生じる。
【０００４】
また、表示液中に溶存している酸素が、表示液の一部を劣化させ、最適の性能及び特性を長期間維持することができないという問題があった。すなわち、色材や分散剤、あるいは粘度，表面張力，溶解性等の調整剤といった表示液に含まれる各種材料を溶存酸素が起因して劣化させたり、表示装置やその製造装置に使用される金属材料を腐食させたりすることで、表示液の物性や色彩が変化したり、凝集物や析出物等の異物が生じるといった問題があった。
【０００５】
このように表示液中への空気混入や酸素溶解は、表示基板側に表示される画像全体の画質の劣化をもたらす原因となっていた。そこで、通常は表示液を充填する前に、表示液に溶存している空気を除去することを目的として、表示液を圧力容器中で減圧しながら攪拌する方法や、気体分離膜を用いた脱気装置により脱気する方法等により、脱気処理が行われていた。
【０００６】
例えば、分散溶媒をシリコーンオイルと変性シリコーンオイルの混合溶媒によって構成することでコントラストを改善することに加え、硬化可能な透明液体原料をコーティングする前に分散溶媒に対して減圧脱気を行うことで、表示層への気泡の混入を防止する電気泳動表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、周壁部により包囲された空孔を有する多孔性部材と、その空孔内に充填された流動性着色物とからなり、多孔性部材は１つの色調を有し、その色調と流動性着色物の色調とが異なるように構成することで地肌部の混色が少ない表示特性を実現した表示用材料が知られている。そして、この表示用材料が付されたガラス基板を表示液に浸漬した状態で減圧脱気を行って、表示液を多孔性部材に充填することが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１８６０６２号公報
【特許文献２】特開２００２−２４４１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１，２に記載の発明は減圧脱気を施しているものの、減圧脱気後の表示液は外気にふれると再び空気を吸引してしまう性質をもつ。そのため、画像表示装置や画像表示装置の製造工程において、減圧脱気後の表示液が外気と非接触状態に保たれるように密閉処理等を行う必要があり、その取り扱いが困難であるという問題があった。また、表示液への減圧脱気が不十分であると、温度や湿度などの環境変化によって表示液の溶解度が変化して、溶存空気により表示液中に気泡が発生するため、先述の非表示部の問題が生じることになる。
【０００９】
そのため従来では、減圧脱気後の表示液に空気が再び溶解しないように、画像表示装置においては、ガスバリア性のあるポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の保護層を形成したり、ポリエステルやポリアミド等の樹脂フィルム等を積層したフィルムを溶着したりすることが行われ、画像表示装置の製造工程においては、製造装置を密閉構造にしたり、常に減圧状態を保つ構造にしたりすることで、減圧脱気後の表示液が外気と接触しないようにすることが行われていた。
【００１０】
ところが、これらの保護材料は極僅かではあるが気体透過性があり、外気を完全に遮断することは、コスト的な観点からも不可能であった。従って、脱気処理された表示液を密閉処理しても、長期間経過すると表示液に空気が混入して酸素が溶解してしまい、表示液の性能及び特性が次第に劣化するという問題があった。
【００１１】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、画像品質の劣化を防止して視認性及び安定性を改善することができる表示装置及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明の表示装置は、互いに対向するように配置した第１の基板及び第２の基板と、前記第１の基板及び前記第２の基板の間隙に充填されて、電界の方向に応じて移動する複数の帯電粒子が分散された表示液とを備えた表示装置であって、前記表示液は、不活性ガスが溶解していることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２に係る発明の表示装置は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記不活性ガスは、アルゴンガスであることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３に係る発明の表示装置は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記不活性ガスは、窒素ガスであることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４に係る発明の表示装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記表示液中の溶存酸素量が１．３ｍＬ／Ｌ以下であることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項５に係る発明の表示装置の製造方法は、電界の方向に応じて移動する複数の帯電粒子が分散された表示液から溶存酸素を減らす工程と、溶存酸素を減らした前記表示液に、不活性ガスを溶解させる工程と、前記不活性ガスが溶解された前記表示液を、互いに対向するように配置した第１の基板及び第２の基板の間隙に充填する工程とを備えている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る発明の表示装置では、２つの基板間に表示液が充填された表示装置において、表示液は不活性ガスが溶解しているので、表示液内の溶存酸素量が低減され、かつ表示液中への酸素溶解が抑制されて、気泡の発生や表示液の劣化等に伴う画像品質の劣化を防止して視認性及び安定性を改善することができる。
【００１８】
また、請求項２に係る発明の表示装置では、請求項１に記載の発明の効果に加え、不活性ガスは表示液への溶解度が高く、かつ空気よりも比重の重いアルゴンガスであるので、より確実に画像品質の劣化を防止して視認性及び安定性を改善することができる。
【００１９】
また、請求項３に係る発明の表示装置では、請求項１に記載の発明の効果に加え、不活性ガスは表示液への溶解度が高い窒素ガスであるので、より確実に画像品質の劣化を防止して視認性及び安定性を改善することができる。
【００２０】
また、請求項４に係る発明の表示装置では、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の効果に加え、表示液中の溶存酸素量が１．３ｍＬ／Ｌ以下であるので、表示液内の溶存酸素量が少ないため、気泡の発生や表示液の劣化等を確実に防止できる。
【００２１】
また、請求項５に係る発明の表示装置の製造方法では、表示液から溶存酸素を減らす工程と、表示液に不活性ガスを溶解させる工程と、表示液を２つの基板間に充填する工程からなるため、脱気及び不活性ガス注入がなされた表示液を備えた表示装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。本実施の形態に係る表示装置は、電気泳動現象を利用して画像を表示する画像表示装置１である。
【００２３】
まず、本実施の形態の画像表示装置１の構成の概略について図面を参照して説明する。図１は、画像表示装置１の平面図である。図２は、画像表示装置１のＡ−Ａ´線（図１）における矢視方向断面図である。
【００２４】
まず、画像表示装置１の概要について説明する。図１及び図２に示すように、画像表示装置１は、一例として、平面視縦長の直方体形状であり、その下面部分に設けられる下部基板１０と、その上面部分に設けられる上部基板２０とが対向配置され、下部基板１０と上部基板２０との間に表示部３０を備える。
【００２５】
下部基板１０は、下部電極１２に絶縁材料を塗布等して形成した絶縁膜である下部電極保護膜１１と、下部電極保護膜１１の下面側に設けられて表示部３０に電界を発生させる下部電極１２と、下部電極１２の下面側に設けられて画像表示装置１を支持する筐体支持部１３とを備える。下部電極保護膜１１は、ポリエチレンテレフタレートやシリカ等の樹脂フィルムやガラスなどの無機材料等の高い絶縁性を発揮可能な材料により構成される。なお、本実施の形態では、下部電極保護膜１１及び筐体支持部１３は、可撓性のあるポリエチレンテレフタレートにより構成されたプラスチック基板（樹脂フィルム）である。また、下部電極１２は、電流を導く複数の導線が画像表示装置１の横方向（図１の左右方向）に平行に配設された、複数の電極を具備する基板である。
【００２６】
下部基板１０の上方向（図２上方向）には、下部基板１０に対向して、かつ平行に所定間隔を空けて上部基板２０が設けられる。上部基板２０は、上部電極２２に絶縁材料を塗布等して形成した絶縁膜である上部電極保護膜２１と、上部電極保護膜２１の上面側に設けられて表示部３０に電界を発生させる上部電極２２と、透明な部材により構成されて表示面として機能する表示層２３とを備える。上部電極保護膜２１はポリイミド，ポリエチレンテレフタレート，ガラスなどの高い透明性を発揮可能な材料により構成される。また、上部電極２２は、電流を導く複数の導線が画像表示装置１の縦方向（図１の上下方向）に平行に配設された、複数の電極を具備する基板であり、かつ高い透明性を発揮可能な材料により構成される。本実施の形態では、上部電極保護膜２１はポリエチレンテレフタレートにより構成されたプラスチック基板（樹脂フィルム）である。また、下部電極１２及び上部電極２２は酸化インジウムすず（ＩＴＯ）により形成された透明電極であり、表示層２３はガラス基板である。つまり、上部基板２０は透明体であるから、利用者は上部基板２０の上方向（図２上方向）から表示部３０を視認可能な構成となっている。
【００２７】
次に、表示部３０について説明する。対向して設けられる下部基板１０及び上部基板２０と、スペーサー３１とで形成される間隙が、表示部３０である。スペーサー３１は、下部基板１０及び上部基板２０との間隙に架設され、その間隙を格子状に均等に分割して複数の小区画セルを形成するとともに、下部基板１０及び上部基板２０を支持するものである。スペーサー３１は、複数の略直方体状の板状部材が格子状に組み合わされた格子状部材と、その周囲を取り囲むロの字型部材と一体に形成された可撓性部材であり、例えばポリイミドやポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂で構成されればよい。
【００２８】
また、表示部３０の内部には、帯電粒子３３ａ，３３ｂ及び液体分散媒３４が充填される。帯電粒子３３ａ，３３ｂは、液体分散媒３４中において帯電可能な材料が用いられ、有機化合物や無機化合物からなる顔料や染料、もしくは顔料や染料を合成樹脂で包んだものからなる。本実施の形態では、帯電粒子３３ａはスチレン樹脂と二酸化チタンの混合物で、平均粒子径が５μｍのもの（７ｗｔ％）であって、粒子中の二酸化チタンの量が４０ｗｔ％のものを使用する。また、帯電粒子３３ｂはスチレン樹脂とカーボンブラックの混合物で、平均粒子径が５μｍのもの（１０ｗｔ％）であって、粒子中のカーボンブラックの量が３０ｗｔ％のものを使用する。そのため、帯電粒子３３ａは白色の色調であり、帯電粒子３３ｂは黒色の色調である。後述のように、本実施の形態では、異なる色調を有する２種類の帯電粒子３３ａ，３３ｂを用いた画像表示制御が実行され、帯電粒子３３ａと帯電粒子３３ｂとは正あるいは負に相異なるように帯電している。
【００２９】
一方、液体分散媒３４としては、高絶縁性を発揮可能で、かつ粘性の低い、アルコール類，炭化水素，シリコーンオイルなどを利用できる。本実施の形態では、パラフィン系溶剤，イソパラフィン若しくはエクソンモービル社製Ｉｓｏｐａｒ（７３ｗｔ％）を使用する。なお、帯電粒子３３ａ，３３ｂが分散された液体分散媒３４が、本発明における「表示液」に相当するが、本実施の形態の「表示液」には添加剤としてエタノール（１０ｗｔ％）が加えられている。「表示液」の詳細については後述する。
【００３０】
また、上部基板２０の上面（下部基板１０と対向しない面）には、平面視、小区画セルが存在しない表示部３０の周縁部を、利用者が視認できないように隠蔽するためのマスク部４０が設けられる。マスク部４０は、上部基板２０の四辺に沿って一定幅で設けられ、表示部３０を利用者が視認できるように貫通孔が設けられたロの字型形状の板状部材であり、ポリエチレンテレフタレートなどの合成樹脂を着色したものを接着したり、表示層２３の表面に印刷したインク層で形成すればよい。
【００３１】
そして、画像表示装置１をその上方からみると、マスク部４０に設けられた貫通孔から、表示部３０を視認することができる構成となっている。表示部３０には、スペーサー３１で仕切られた複数の小区画セルが存在し、各小区画セルが１ドットの表示を行う。そのため、本実施の形態の画像表示装置１では縦方向に５ドット、横方向に４ドットの計２０ドットによる画像が表示される。
【００３２】
また、図２に示すように、画像表示装置１の横方向（図１の左右方向）に平行なＡ−Ａ´線（図１参照）における矢視方向断面では、表示部３０の内部において、下部電極１２が画像表示装置１の横方向の両端にわたって設けられていることが示され、一方、上部電極２２の断面が示されている。同様に、図示しないが、画像表示装置１の縦方向（図１の上下方向）に対する平行線における矢視方向断面では、表示部３０の内部において、下部電極１２の断面が示される一方、上部電極２２が画像表示装置１の縦方向の両端にわたって設けられていることが示されることになる。
【００３３】
次に、本実施の形態の画像表示装置１における画像表示動作を説明する。上述した構成の画像表示装置１では、互いに対向するように設けられた下部電極１２及び上部電極２２の各々の導線が直交するねじれの位置で格子状をなし、これらの各導線に各々所定のタイミングによって電気信号が送られると、平面視、各導線が交差する位置で電圧が印加される、いわゆる単純マトリックス駆動方式による表示動作が実行される。すると、スペーサー３１によって形成された各小区画セルでは、正あるいは負に帯電した帯電粒子３３ａ，３３ｂがその反対の極性の電位が印加された電極側に移動する。具体的には、帯電粒子３３ａが正に、帯電粒子３３ｂが負に各々帯電している場合、下部電極１２が陰極、上部電極２２が陽極であれば、帯電粒子３３ａは下部電極１２の方向へ移動する一方、帯電粒子３３ｂは上部電極２２の方向へ移動する。逆に、下部電極１２が陽極、上部電極２２が陰極であれば、帯電粒子３３ａは上部電極２２の方向へ移動する一方、帯電粒子３３ｂは下部電極１２の方向へ移動する。なお、帯電粒子３３ａが負に、帯電粒子３３ｂが正に各々帯電している場合は、帯電粒子３３ａは極性が陽極の基板の方へ移動し、帯電粒子３３ｂは極性が陰極の基板の方へ移動することになる。
【００３４】
そして、図１に示すように、帯電粒子３３ｂが上部電極２２側に移動した場合、帯電粒子３３ｂが上部電極保護膜２１に付着し、透明体である表示層２３を介して、帯電粒子３３ｂの黒色が上方向（図２の上方向）に表示される。一方、帯電粒子３３ａは下部電極１２側に移動するから、平面視、上部電極保護膜２１に付着した帯電粒子３３ｂの背後に隠蔽されて、利用者にはその帯電粒子３３ａの白色は視認されない。また、帯電粒子３３ａが上部電極２２側に移動した場合、帯電粒子３３ａが上部電極保護膜２１に付着し、透明体である表示層２３を介して、帯電粒子３３ａの白色が上方向（図２の上方向）に表示される。一方、帯電粒子３３ｂは下部電極１２側に移動するから、平面視、上部電極保護膜２１に付着した帯電粒子３３ａの背後に隠蔽されて、利用者にはその帯電粒子３３ｂの黒色は視認されない。なお、下部電極１２側に移動した帯電粒子３３ａ，３３ｂは、下部電極保護膜１１に付着することになる。
【００３５】
本実施の形態の画像表示装置１では、下部電極１２が横方向に５列、上部電極２２が縦方向に４列で、各々導線がねじれの位置で配設され（図２参照）、平面視、各導線が計２０箇所で交差する（図１参照）。そして、この各導線が交差する位置に各小区画セルが各々対応するように設けられており、互いに対向する電極１組を単位として、表示部３０（小区画セル）における電界の発生が各々制御されて、各ドットごとに白色あるいは黒色の表示制御がなされる。すなわち、縦横２０ドットの表示制御が各々なされて、図１に示すように文字「Ｈ」が表示される。
【００３６】
次に、帯電粒子３３ａ，３３ｂが分散された液体分散媒３４（以下、表示液とよぶ）について、説明する。
【００３７】
表示液を構成する帯電粒子３３ａ，３３ｂや液体分散媒３４は、先述した材料及びその含有量によって構成されたものに限定されず、画像表示装置１の利用環境や製品仕様や使用用途などの諸条件を考慮して、各種公知技術により最適な材料及び最適な含有量で任意に構成することができる（一例として、特開２０００−３５２９４６号公報，特開２００３−１８６０６２号公報，特開２００２−２４４１６３号公報など）。
【００３８】
そして、表示液の液体分散媒３４中に、必要に応じて、粘性や絶縁性を調整するためにアルコール類やケトン類やエステル類などの有機溶剤や、帯電粒子３３ａ，３３ｂの分散性を高めるためのノニオン性やアニオン性やカチオン性や両性の界面活性剤や、ポリビニルアルコールなどの樹脂類を添加してもよい。さらに、電解質、荷電制御剤、腐食防止剤、摩擦調製剤、紫外線吸収剤などを添加剤として任意に混入してもよい。
【００３９】
また、表示液には不活性な性質を持つガスが溶解している。このようなガスとしては、表示液に対して化学的に不活性な気体であればよく、例えば、アルゴン、ヘリウム、ネオンのような希ガスや、常温では化学的に不活性で他の物質と化合しない性質をもつ窒素等を挙げることができる。
【００４０】
これらのガスのなかでは、アルゴンが最適である。アルゴンは、酸素と比較して分子量が大きく、水に対する溶解度も酸素より高いため、表示液と空気とが接触した場合に、空気中に存在する酸素が表示液に溶解することを防止することができる。従って、表示液にアルゴンを溶解させることにより、長期的に表示液の溶存酸素量の増加を抑制することが可能となる。
【００４１】
また、ガスの表示液への溶解性は、アルゴン以上の分子量をもつものは酸素よりも溶解度が高く、アルゴン未満の分子量を持つものは酸素よりも溶解度が低い。また、溶解度が高くても、環境変化、例えば外部温度に起因する表示液の液温変化によって溶解度が大きく変わる場合がある。具体的には、低温でも高温でも比較的良く溶けるものの、溶解量の差が大きい場合は、溶解量の差分だけ気泡になる。そのため、アルゴンよりも分子量の大きいガスは、この溶解量の差分が酸素よりも大きくなり、気泡の発生量が多くなる問題がある。一方、アルゴンよりも分子量の小さいガスは、酸素よりも溶解度が低い点で不適であり、また気体の価格も高いという問題がある。これらの事情を考慮すると、最適な分子量をもつアルゴンが好適となる。
【００４２】
また、表示装置の製造工程において、アルゴンは空気より比重が重いため、温度などの環境変化によって表示液の溶解度が変化して、アルゴンガスが表示液外に排出された場合も、その排出されたアルゴンガスが表示液の表面に滞留し、ガスバリア性のある層を形成する。このガスバリア性のある層によって、表示液と外気との接触が遮断されて、表示液内への空気混入を防ぐことができることも、アルゴンが好適な理由である。
【００４３】
なお、表示液に溶解している溶存酸素量は１．３ｍＬ／Ｌ以下が望ましく、さらに望ましくは１．０ｍＬ／Ｌ以下である。表示液に溶解しているガス量は、表示液中におけるガスの飽和量であることが好ましい。飽和量とすることにより、さらに表示液への酸素溶解を抑制できるからである。また、表示液中の溶存酸素量が１．３ｍＬ／Ｌよりも多いと、表示液に含まれる各種材料が溶存酸素に起因して劣化しやすく、また表示装置やその製造装置に使用される金属材料も腐食しやすくなる。さらに、温度や湿度などの環境変化によって表示液の溶解度が変化して、溶存空気により表示液中に気泡が発生しやすくなる。よって、溶存酸素量を１．３ｍＬ／Ｌ以下（好適には、１．０ｍＬ／Ｌ以下）とすることで、気泡の発生や表示液の劣化等に伴う画像品質の劣化を防止するようにしている。
【００４４】
次に、画像表示装置１の製造方法について、表示液の作製工程と画像表示装置１の作製工程とに分けて説明する。図３は、表示液の作製装置の概略図である。
【００４５】
まず、表示液の作製工程について説明する。図３に示すように、処理前表示液Ｓが貯留される耐圧容器であるフラスコ６１には、フラスコ６１内を高い密閉性で保持する取り外し可能な蓋６２に嵌合されており、一端が蓋６２に挿通、固定され、他端が真空ポンプ７０に接続されたポンプ配管６３と、一端が蓋６２に挿通、固定され、他端がガスボンベ８０に接続されたガス注入配管６４との２本の配管が設けられている。フラスコ６１の内部では、ポンプ配管６３の一端が処理前表示液Ｓとは非接触に保持されている一方、ガス注入配管６４の一端は処理前表示液Ｓに浸漬されている。
【００４６】
超音波振動子付恒温水槽６０の内部には水６５が貯留されており、フラスコ６１の底部付近が水６５に浸された状態に保持される。そして、超音波振動子付恒温水槽６０は、水６５を一定温度に保持しつつ、水６５を介して超音波振動をフラスコ６１内の処理前表示液Ｓに与えるものである。
【００４７】
ポンプ配管６３の他端に設けられた真空ポンプ７０は、ポンプ配管６３を介してフラスコ６１内の空気を吸引して減圧脱気するものである。ポンプ配管６３にはその内部の空気の流路を開閉するバルブ７１が設けられており、真空ポンプ７０にはフラスコ６１内から吸引した空気を排出する排出口７２が設けられている。ガス注入配管６４の他端に設けられたガスボンベ８０は、ガス注入配管６４を介してフラスコ６１内に不活性ガスを注入して処理前表示液Ｓに対してバブリングを実行するものである。なお、ガス注入配管６４にはその内部のガスの流路を開閉するバルブ８１が設けられている。
【００４８】
このような構成のもと、処理前表示液Ｓを貯留するフラスコ６１においては、超音波振動子付恒温水槽６０により超音波振動が与えられつつ、真空ポンプ７０によりフラスコ６１内で処理前表示液Ｓが減圧脱気される。その後、フラスコ６１内でガスボンベ８０から注入される不活性ガスによって、処理前表示液Ｓのバブリングが実行される。
【００４９】
そのためフラスコ６１は、超音波振動、減圧脱気及び注入ガスによるバブリングに耐えうる機械的強度を有するものが好ましい。また、フラスコ６１は貯留する処理前表示液Ｓに対する耐薬品性を有するものが好ましく、耐酸・アルカリ性や有機溶媒に対する耐性などの化学的性質が優れた材質のものが好ましく、硼珪酸ガラス等の材質のものが好適に使用される。フラスコ６１の容量は分析に要する処理前表示液Ｓの容量によって任意に選択することができ、形状は特に制限されない。
【００５０】
以下では、表示液の作製装置で実行される処理について説明する。
【００５１】
<処理前表示液Ｓの調整>３００ｍｌトールビーカーに、液体分散媒３４（７３ｇ）と添加剤であるエタノール（１０ｇ）とを入れ、ディスパーを用いて２５００ｒｐｍで５分攪拌する。攪拌をさせた状態で、帯電粒子３３ｂ（１０ｇ）を加えて６００秒攪拌し、その後に帯電粒子３３ａ（７ｇ）を加えて１５分攪拌する。攪拌を停止した後、ワットマン製定量濾紙を用いて、粗大粒子とゴミを取り除く。これにより、処理前表示液Ｓを得る。
【００５２】
<減圧脱気処理>処理前表示液Ｓをフラスコ６１に移し変えて、図３に示すように表示液の作製装置をセットする。超音波振動子付恒温水槽６０に電源を入れ、水６５を介して超音波振動をフラスコ６１内の処理前表示液Ｓに付与する。バルブ７１を開け、バルブ８１を閉じた後、真空ポンプ７０を作動させて、ポンプ配管６３を介してフラスコ６１内の空気を吸引して、フラスコ６１内を３０ｋＰａ以下まで減圧する。その後、この減圧状態を６００秒間維持することで、減圧状態となったフラスコ６１内で処理前表示液Ｓが減圧脱気され、処理前表示液Ｓから溶存酸素が除去される。これにより、減圧脱気された処理前表示液Ｓを得る。
【００５３】
<ガス溶解処理>真空ポンプ７０を作動させたまま、バルブ８１を開いて、ガスボンベ８０と連通させる。これによりガス注入配管６４を介してフラスコ６１内に不活性ガスが注入されて、減圧脱気された処理前表示液Ｓに対して注入ガスによるバブリングを６０秒間実行させた後、バルブ７１を閉め、真空ポンプ７０を停止した状態で６０秒間保持し、その後バルブ８１を閉める。このバブリング処理により、注入ガスが処理前表示液Ｓに溶解される。このとき、処理前表示液Ｓに溶解するガス量が、表示液中におけるガスの飽和量と等しくなるまで注入ガスを溶解させることが好適である。その後、フラスコ６１内を常圧に戻すことにより、画像表示装置１に用いられる表示液を得る。
【００５４】
なお、不活性な注入ガスは、処理前表示液Ｓへの溶解度が高い物質であることが好適である。これは溶解度が高い物質であるほど、その注入ガスの溶解によって表示液から溶存酸素が除去されて、溶存酸素量が低減され、表示の長期安定性が高くなるからである。
【００５５】
また、不活性な注入ガスは、空気より比重が重い物質であることが好適である。画像表示装置の製造工程において、温度などの環境変化によって表示液の溶解度が変化して、注入ガスによる溶存物質が表示液外に排出された場合も、その排出された物質が表示液の表面に滞留して形成されたガスバリア性のある層により表示液と外気との接触が遮断されて、表示液内への空気混入が抑制されるからである。これにより、製造装置を密閉構造にしたり、常に減圧状態を保つ構造にしたりする機構を設ける必要がなく、画像表示装置１の製造コストを低減できる。
【００５６】
そして、処理前表示液Ｓへの溶解度が高く、かつ空気より比重が重いという条件を満たす物質としては、先述のようにアルゴンがあげられる。そのため本実施の形態においては、注入ガスとしてアルゴンガスを用いることが好適である。
【００５７】
なお、減圧脱気処理やガス溶解処理において、必要であれば超音波振動子付恒温水槽６０の温度を４０〜６０度に加熱してもよい。また、処理前表示液Ｓの構成材料によって溶存酸素が抜けにくい場合や、処理前表示液Ｓの量が多い等の条件下では、上記の操作を複数回（例えば、２〜５回）繰り返し実行すると、より効果的である。
【００５８】
次に、画像表示装置１の作製工程について説明する。まず、筐体支持部１３に下部電極１２を形成し、この下部電極１２を下部電極保護膜１１で被膜して、下部基板１０を形成する。次に、下部基板１０上にスペーサー３１を設けて、下部基板１０とスペーサー３１とで格子状に形成される複数の凹陥部に、先述の工程により作製された表示液を注入する。そして、表示層２３に形成した上部電極２２を上部電極保護膜２１で被膜した上部基板２０を、スペーサー３１に載置して固定することで、複数の凹陥部を上部基板２０により密閉して、複数の小区画セルに表示液が充填された表示部３０を形成する。最後に、マスク部４０を上部基板２０の表面側に設けて、画像表示装置１が完成する（図１、図２参照）。なお、上記の画像表示装置１の作製工程は従来技術と同様であるので詳細は省略するが、表示液を用いた画像表示装置１を適切に作製することができるのであれば、いずれの作製方法によってもよい。
【００５９】
以下、実施例を掲げて本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の実施例では、先述の<処理前表示液Ｓの調整>で得られた処理前表示液Ｓを例示して説明する。
【００６０】
（実施例１）減圧脱気処理では、２５ｋＰａの減圧状態を６００秒間維持するという条件で、処理前表示液Ｓを減圧脱気した。ガス溶解処理では、減圧脱気後の処理前表示液Ｓに対して、注入ガスとしてアルゴンガスを用いてバブリングを６０秒間行った。これにより減圧脱気及びアルゴンガス注入がなされた表示液を得た。そして、この表示液を用いて画像表示装置１を製造した。
【００６１】
（実施例２）減圧脱気処理では、２５ｋＰａの減圧状態を６００秒間維持するという条件で、処理前表示液Ｓを減圧脱気した。ガス溶解処理では、減圧脱気後の処理前表示液Ｓに対して、注入ガスとして窒素ガスを用いてバブリングを６０秒間行った。これにより減圧脱気及び窒素ガス注入がなされた表示液を得た。そして、この表示液を用いて画像表示装置１を製造した。
【００６２】
（実施例３）ガス溶解処理では、減圧脱気処理を施していない処理前表示液Ｓに対して、注入ガスとしてアルゴンガスを用いてバブリングを３００秒間行った。これによりアルゴンガス注入のみがなされた表示液を得た。そして、この表示液を用いて画像表示装置１を製造した。
【００６３】
（比較例１）減圧脱気処理及びガス溶解処理のいずれも施していない処理前表示液Ｓを、そのまま用いて画像表示装置１を製造した。
【００６４】
（比較例２）減圧脱気処理では、２５ｋＰａの減圧状態を６００秒間維持するという条件で、処理前表示液Ｓを減圧脱気した。これにより減圧脱気のみがなされた表示液を得た。そして、この表示液を用いて画像表示装置１を製造した。
【００６５】
（評価）実施例１〜３及び比較例１、２で製造した画像表示装置１について、表示液の溶存酸素量の測定、駆動時間毎の画像品質の評価を以下の方法により行い、その結果を表１に示した。なお、以下の評価は、同一画像を連続表示している画像表示装置１について、実験開始時の表示液の溶存酸素量と、経過時間ごとの画像品質を調査することで行った。
【００６６】
（１）実施例１〜３及び比較例１、２において得られた各表示液について、その溶存酸素量を蛍光溶存酸素計（オートマチックシステムリサーチ社製ＦＯ−９６０）で計測した。なお、計測値は各表示液に溶存している酸素量をｍＬ／Ｌで表した。
【００６７】
（２）実施例１〜３及び比較例１、２で製造した画像表示装置１に電源を投入し、表示部３０に電界を発生させて所定の画像を連続表示させる。そして、その連続表示の開始から駆動２４時間、駆動７００時間、駆動２０００時間の計３回について、当該画像の品質調査を行った。画像の品質調査は、画像が表示される表示面のうちで良好な表示域の割合を検査することで行われ、評価基準は次のとおりである。◎・・・良好な表示域が表示面の９８％以上である。○・・・良好な表示域が表示面の９５％以上、９８％未満である。△・・・良好な表示域が表示面の８５％以上、９５％未満である。×・・・良好な表示域が表示面の８５％以下である。
【表１】
2006065207.tif 000003
【００６８】
表１に示したように、実施例１〜３の画像表示装置１の溶存酸素量は１．３ｍＬ／Ｌ以下であり、いずれも比較例１、２の画像表示装置１よりも溶存酸素量が少ない。この溶存酸素量は画像品質の良否に比例し、溶存酸素量が少ないほど画像品質が良好となる。よって、実施例１、２の画像表示装置１においては駆動２０００時間でも「良好な表示域が表示面の９５％以上」であり、また、実施例３の画像表示装置１においては駆動７００時間までは「良好な表示域が表示面の９５％以上」で、駆動２０００時間で「良好な表示域が表示面の８５％以上、９５％未満」の状態である。これに対し、比較例１、２の画像表示装置１は駆動７００時間で「良好な表示域が表示面の８５％以上、９５％未満」に悪化している。
【００６９】
よって、駆動７００時間後まで良好な画像が得られれば良い画像表示装置１に対しては、表示液の溶存酸素量は１．３ｍＬ／Ｌ以下で良く、駆動２０００時間後も良好な画像を得る画像表示装置１に対しては、表示液の溶存酸素量は１．０ｍＬ／Ｌ以下が適する。
【００７０】
このように減圧脱気及びガス注入、もしくはガス注入のみがなされた表示液を用いた画像表示装置１（実施例１〜３）は、減圧脱気及びガス注入のいずれも施していないもの（比較例１）はもちろん、減圧脱気のみ（比較例２）のものと比較しても、より長期にわたって表示液中への空気混入や酸素溶解を抑制して、気泡の発生や表示液の劣化等に伴う画像品質の劣化を抑制することが可能となることが判明した。
【００７１】
また、注入ガスとしてアルゴンガスを用いた画像表示装置１（実施例１）は、窒素ガスを用いた画像表示装置１（実施例２）と比較して、より良好な結果となっている。すなわち、実施例１の画像表示装置１は溶存酸素量「０．５ｍＬ／Ｌ」であり、実施例２の画像表示装置１の溶存酸素量「１．０ｍＬ／Ｌ」よりも少ない値となっている。また、実施例１の画像表示装置１は駆動２０００時間でも「良好な表示域が表示面の９８％以上」であるのに対し、実施例２の画像表示装置１は駆動７００時間で「良好な表示域が表示面の９５％以上、９８％未満」となっている。
【００７２】
これは表示液への溶解性が、アルゴン>酸素>窒素の関係にあるため、注入ガスとしてアルゴンガスを用いた場合は、窒素ガスを用いた場合よりも表示液へ溶解量が大きいために酸素が溶解しにくくなり、長期的に表示液の溶存酸素量の増加を抑制することが可能となるからである。また、アルゴンは酸素よりも溶解度が高いので、アルゴン溶解によって表示液から溶存酸素がさらに除去されて、溶存酸素量が低減されるからである。
【００７３】
また、注入ガスとして窒素ガスを用いた画像表示装置１であっても（実施例２）、比較例１、２と比較して結果が良好である。よって、注入ガスとして不活性であり、かつ溶解度が低い物質を用いた画像表示装置１であっても、本発明に係るように減圧脱気及びガス注入の双方を施せば、より良好な結果を得られることが判明した。また、減圧脱気を行わずにアルゴン注入のみを行った画像表示装置１であっても（実施例３）、比較例１、２と比較して結果が良好である。よって、注入ガスとして不活性、かつ溶解度が高い物資を用いれば、良好な結果を得られることが判明した。
【００７４】
以上、本実施の形態の画像表示装置１及びその製造方法によれば、画像表示装置１に用いられる表示液が減圧脱気されていることに加え、不活性の特性をもつガスが溶解しているので、表示液内の溶存酸素が取り除かれるとともに、長期にわたって表示液中への空気混入や酸素溶解を抑制することができる。そして、気泡の発生や表示液の劣化等に伴う画像品質の劣化を防止して、視認性及び安定性を改善した画像表示装置を実現できる。
【００７５】
さらに、不活性な注入ガスとして、より溶解性が高く、かつ空気よりも比重の重いアルゴンを用いることで、より確実に気泡の発生や表示液の劣化等に伴う画像品質の劣化を防止して、視認性及び安定性を改善した画像表示装置を実現できる。
【００７６】
また、不活性な注入ガスとして、常温では化学的に不活性で他の物質と化合しない性質をもち、安価に製造可能な窒素を、減圧脱気された表示液に注入することで、気泡の発生や表示液の劣化等に伴う画像品質の劣化を防止して視認性及び安定性を改善した画像表示装置を、より安価に実現できる。
【００７７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能なことはいうまでもない。
【００７８】
例えば、表示液に溶解される不活性な注入ガスとしては、上記説明したアルゴンと窒素に限定されず、表示液に対する活性が低ければ、任意の物質を利用することができる。
【００７９】
また、上記実施の形態では、減圧脱気処理において真空ポンプ７０を用いた減圧脱気を行って、表示液から溶存酸素を減らしているが、有効に溶存酸素を減らせるのであれば、他の公知の脱気手法を用いてもよい。同様に、ガス溶解処理においてガスボンベ８０を用いたバブリングを行って注入ガスを表示液に溶解させているが、有効に表示液に不活性ガス等を溶解させることができるのであれば、他の公知の溶解手法を用いてもよい。
【００８０】
また、ガス溶解処理では、表示液に対して不活性な特性をもつ２種類以上のガス（例えば、アルゴンと窒素）を溶解させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の表示装置及びその製造方法は、電気泳動方式の表示装置に限定されず、表示液を利用して画像を表示する表示装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】画像表示装置１の平面図である。
【図２】画像表示装置１のＡ−Ａ´線（図１）における矢視方向断面図である。
【図３】表示液の作製装置の概略図である。
【符号の説明】
【００８３】
１    画像表示装置
１０    下部基板
１１    下部電極保護膜
１２    下部電極
１３    筐体支持部
２０    上部基板
２１    上部電極保護膜
２２    上部電極
２３    表示層
２４    駆動
３０    表示部
３１    スペーサー
３３ａ    帯電粒子
３３ｂ    帯電粒子
３４    液体分散媒
４０    マスク部
６０    超音波振動子付恒温水槽
６１    フラスコ
６２    蓋
６３    ポンプ配管
６４    ガス注入配管
６５    水
７０    真空ポンプ
７１    バルブ
７２    排出口
８０    ガスボンベ
８１    バルブ
Ｓ    処理前表示液
【図１】
2006065207.tif 000004
【図２】
2006065207.tif 000005
【図３】
2006065207.tif 000006