(57)【要約】【課題】電気泳動分散液中に気泡を入れずに、かつ電気泳動分散液の組成に依存しない方法で封止する。【解決手段】基板１０１上に隔壁１０２を設け、複数のセル１０３を形成する工程と、複数のセル１０３に、電気泳動粒子を含む電気泳動分散液１０５を充填する工程と、電気泳動分散液１０５を充填した複数のセル１０３の上に対向基板１０６を積層する工程と、積層された基板１０１、隔壁１０２、および対向基板１０６を含む構造体２００を厚さ方向にプレスして圧縮する工程と、を備え、隔壁１０２には、隣り合うセル１０３を繋ぐ隙間１０４があり、圧縮する工程では、隙間１０４を電気泳動粒子の直径よりも小さくする電気泳動表示装置の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、
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隔壁と、
前記第１の基板と前記第２の基板と前記隔壁とによって形成された複数のセルに充填された、電気泳動粒子を含む電気泳動材料層と、を備え、
前記隔壁には、隣り合うセルを繋ぐ隙間があり、前記隙間は前記電気泳動粒子の直径よりも小さい、電気泳動表示装置。
【請求項２】
第１の基板上に隔壁を設け、複数のセルを形成する工程と、
前記複数のセルに、電気泳動粒子を含む電気泳動材料層を充填する工程と、
前記電気泳動材料層を充填した前記複数のセルの上に第２の基板を積層する工程と、
積層された前記第１の基板、前記隔壁、および前記第２の基板を含む構造体を厚さ方向にプレスして圧縮する工程と、を備え、
前記隔壁には、隣り合うセルを繋ぐ隙間があり、
前記圧縮する工程では、前記隙間を前記電気泳動粒子の直径よりも小さくする、電気泳動表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記圧縮する工程では、前記構造体の厚みを制御する制御手段を設置して前記構造体のプレスを行う、請求項２に記載の電気泳動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、電気泳動表示装置、及び電気泳動表示装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気泳動表示装置は、少なくとも一方が透明な一組の対向電極板間に、１つ又は複数の種類の電気泳動粒子と電気泳動分散媒とを含む電気泳動分散液を封止することにより構成される。２つの電極間に電圧を印加することにより電気泳動粒子が電気泳動分散媒中を移動し、その分布が変わることにより光学的反射特性が変化して情報の表示が可能となる。このとき、一方の側の電極を複数に分割された画素電極によって構成しておけば、各々の画素電極の電位を制御することにより、画素毎の粒子の分布に違いが生じ、画像を形成することができる。
【０００３】
電気泳動表示装置の製造の過程で電気泳動分散液を封止する際、分散液中への気泡の混入を防ぐ必要がある。しかし、硬い材質の基板で液表面を覆うと、表面張力で硬いものの方に液が引っ張られ気泡が発生してしまう。
【０００４】
また、成膜により電気泳動分散液層を封止する方法も知られている。特許文献１には、基板上に隔壁を設けて形成された空隙に微粒子と分散媒からなる分散液及び分散液に溶解された封止層前駆体を充填すると共に、隔壁上に支持層を載置し、分散液と接触している支持層の表面と少なくとも支持層近傍の隔壁側面とに封止層前駆体を集合させ、支持層の表面と少なくとも支持層近傍の隔壁側面とを封止層前駆体により連続被覆させ、さらに封止層前駆体に対し、重合処理及び架橋処理の少なくとも一方の処理を施すことにより封止層を形成する方法が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、絶縁性液体に分散した泳動粒子を電界の向きに応じて移動させ表示を行う電気泳動型表示装置の製造方法であって、可撓性を有する支持体上に複数の隔壁を設け、該支持体と該複数の隔壁により形成された区画に、絶縁性液体に泳動粒子が分散した泳動分散液を注入する工程と、前記区画に注入された前記泳動分散液と前記隔壁の両方の上に該絶縁性液体と非相溶性でかつ光、熱、あるいは乾燥により硬化する液体を塗布する工程と、該塗布した液体を硬化して天板とし全体を封止する工程とを備える方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２９２７８９号公報
【特許文献２】特開２００５−１０７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１、２のように成膜による封止方法は、分散液の組成によって封止層を形成する液体材料を選定する必要があった。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、電気泳動分散液中に気泡を入れずに、かつ電気泳動分散液の組成に依存しない方法で封止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電気泳動表示装置は、第１の基板と、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隔壁と、前記第１の基板と前記第２の基板と前記隔壁とによって形成された複数のセルに充填された、電気泳動粒子を含む電気泳動材料層と、を備え、前記隔壁には、隣り合うセルを繋ぐ隙間があり、前記隙間は前記電気泳動粒子の直径よりも小さいものである。
【００１０】
上記の構成によれば、隔壁に、隣り合うセルを繋ぐ隙間が設けられているため、電気泳動材料層の封止時には隙間を通って気泡が排出されるので、電気泳動材料層に気泡が入らないように封止することができる。また、電気泳動材料層に直接封止層の材料を接触させて成膜する封止方法ではないので、電気泳動材料層の組成に関わらず適用することができる。さらに、隔壁に電気泳動粒子の直径よりも小さな隙間があることで、電気泳動分散媒の流れが緩やかになり、電気泳動粒子の移動速度が安定するため、電気泳動表示装置の表示速度を安定させることができる。
【００１１】
本発明に係る電気泳動表示装置の製造方法は、第１の基板上に隔壁を設け、複数のセルを形成する工程と、前記複数のセルに、電気泳動粒子を含む電気泳動材料層を充填する工程と、前記電気泳動材料層を充填した前記複数のセルの上に第２の基板を積層する工程と、積層された前記第１の基板、前記隔壁、および前記第２の基板を含む構造体を厚さ方向にプレスして圧縮する工程と、を備え、前記隔壁には、隣り合うセルを繋ぐ隙間があり、前記圧縮する工程では、前記隙間を前記電気泳動粒子の直径よりも小さくするものである。
【００１２】
上記の構成によれば、隔壁に、隣り合うセルを繋ぐ隙間が設けられているため、第１の基板、隔壁、および第２の基板を含む構造体を厚さ方向にプレスした際、隙間を通って気泡が外部へ排出され、電気泳動材料層に気泡が入らないように封止することができる。また、電気泳動材料層に直接封止層の材料を接触させて成膜する方法ではないので、電気泳動材料層の組成に関わらず適用することができる。また、隔壁に電気泳動粒子の直径よりも小さな隙間を残すことで、電気泳動分散媒の流れが緩やかになり、電気泳動粒子の移動速度が安定するため、電気泳動表示装置の表示速度を安定させることができる。
【００１３】
また、前記圧縮する工程では、前記構造体の厚みを制御する制御手段を設置して前記構造体のプレスを行うことが望ましい。
このように、構造体の厚みを制御することにより、隙間を完全に閉じることなく、電気泳動粒子の直径よりも小さな隙間を簡単かつ確実に残すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態による電気泳動表示装置の製造方法を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態による電気泳動表示装置の製造方法を示す上面図である。
【図３】本発明の実施の形態による電気泳動表示装置の製造方法を示す図である。
【図４】本発明の電気泳動表示装置の適用例を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１、２は、本発明の実施の形態による電気泳動表示装置１０の製造方法を示す図である。
図１（Ａ）〜（Ｄ）は、電気泳動表示装置１０の断面を示している。また、図２（Ａ）〜（Ｄ）は、図１（Ａ）〜（Ｄ）に対応する上面図を示している。図１（Ａ）〜（Ｄ）は、図２（Ａ）〜（Ｄ）のＸ−Ｘ断面を示している。
【００１６】
まず、図１（Ａ）、図２（Ａ）に示すように、基板１０１（第１の基板）上に、電極（図示せず）を介して隔壁１０２を設け、複数のセル１０３を形成する。
【００１７】
図１（Ａ）および図２（Ａ）に示すように、セル１０３は、４枚の隔壁１０２に四方を囲まれている。隔壁１０２には、隣り合うセル１０３を繋ぐ隙間１０４が設けられている。また、最も外側の隔壁１０２には、セル１０３と外界を繋ぐ隙間１０４が設けられている。隙間１０４は、０．１〜１００μｍが好ましく、さらに２０〜６０μｍが望ましい。
【００１８】
基板１０１は、例えば絶縁性下地基板としての可撓性基板であり、ポリカーボネート基板のように軽量性、可撓性、弾性などに優れた樹脂材料を用いることができる。電極は、行方向及び列方向にそれぞれ複数配列された配線群、画素電極群、画素駆動回路、接続端子、駆動画素を選択する行デコーダ及び列デコーダ等を含んで構成された半導体回路層である。画素電極群は、マトリクス状に配列された複数の画素電極を含んでおり、画像表示領域を形成する。各画素電極には個別の電圧が印加できるようにアクティブマトリクス回路が形成されている。画素駆動回路は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の回路素子を含んで構成されている。
【００１９】
隔壁１０２を構成する材料としては、例えば、アクリレート、メタクリレート、シアノアクリレートの他、エポキシ系、オレフィン系、パラフィン系、酢酸ビニル系、ウレタン系、アイオノマー系、エラストマー系、シリコーン系、フッ素系等のモノマー、オリゴマー、またはポリマーを用いることができる。
【００２０】
隔壁１０２の高さ（セル１０３の高さ）は５〜１００μｍが好ましく、さらに２０〜６０μｍが望ましい。隔壁１０２は、スクリーン印刷法、凸版印刷法、グラビア印刷法、ナノインプリント法等の印刷プロセスや、フォトリソグラフィ法などのパターン形成手法を用いて作製することができる。
【００２１】
隔壁１０２をフォトリソグラフィ法によって作製する場合は、例えば、所望のパターンに合わせてレジストを塗布した後、６０℃（５分）／９０℃（３０分）の条件でプリベークを行う。次に、マスクを取り付けて露光を行った後、９０℃（５分）の条件でＰＥＢ（Post Exposure Bake）を行う。さらに、使用するレジストに合った条件で現像を行った後、２１０℃（６０分）の条件でポストベークを行うことで完成する。
【００２２】
次に、図１（Ｂ）、図２（Ｂ）に示すように、隔壁１０２で仕切られたセル１０３に電気泳動分散液１０５を充填する。セル１０３に充填された電気泳動分散液１０５によって電気泳動材料層が形成される。
【００２３】
電気泳動分散液１０５には、電気泳動分散媒、及び電気泳動粒子が含まれている。電気泳動粒子は印加電圧に応じて電気泳動分散媒中を移動する性質を有し、１種類以上の電気泳動粒子が使用される。電気泳動粒子としては、有色または無色（白）の無機顔料粒子、有機顔料粒子、高分子微粒子等を用いることができる。これらを１種または２種以上を混合して用いる。粒子の径は、０．０５〜１０μｍが好ましく、さらに０．２〜２μｍが好ましい。電気泳動分散液１０５に含まれる割合は、５〜９０％が好ましく、さらに１０〜８０％が好ましい。
【００２４】
電気泳動分散媒としては、芳香族系炭化水素、ヘキサン、シクロヘキサン、ケロシン、アイソパー、パラフィン系炭化水素等の脂肪族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、リン酸エステル類、フタル酸エステル類、カルボン酸エステル類、塩素化パラフィン、シリコーン類等を用いることができるが、これらに限定されるものではない。電気泳動分散液１０５に含まれる分散媒の割合は２０〜９０％が好ましく、さらに４０〜６０％が望ましい。
【００２５】
次に、図１（Ｃ）、図２（Ｃ）に示すように、電気泳動分散液１０５を充填したセル１０３上に、透明電極層（図示せず）を介して対向基板１０６（第２の基板）を積層する。対向基板１０６は、例えばガラス基板等である。透明電極層は、例えば、錫がドープされた酸化インジウム膜（ＩＴＯ膜）などの透明導電膜を用いて構成されている。
【００２６】
次に、図１（Ｄ）、図２（Ｄ）に示すように、基板１０１、隔壁１０２、および対向基板１０６を積層した構造体２００を厚さ方向にプレスして圧縮する。構造体２００を圧縮した際、隙間１０４を通って余分な電気泳動分散液１０５や気泡が外部へ排出される。
【００２７】
また、本実施形態では、基板１０１、隔壁１０２、および対向基板１０６を積層した構造体２００をプレスする際、図３（Ａ）に示すように、構造体２００の厚みを制御するための板２０１（制御手段）を構造体２００の横に設置して、構造体２００と共にプレスする。これにより、構造体２００の厚さが板２０１の厚さと同じになるようにプレスすることができる。また、板２０１の代わりに、図３（Ｂ）に示すように、セル１０３内などに構造体２００の厚みを制御するための杭２０２（制御手段）を設置して、構造体２００をプレスするようにしてもよい。
【００２８】
構造体２００をプレスすることにより、隔壁１０２が構造体２００の厚さ方向に潰され、隙間１０４が狭くなっていく。本実施形態では、構造体２００の厚さを制御することにより、隙間１０４を完全に閉じることなく、電気泳動粒子の直径よりも小さな隙間（５００ｎｍ以下）が残されるようにする。
【００２９】
電気泳動粒子の直径よりも小さな隙間を残しておくことにより、電気泳動表示装置１０が表示処理を行う際に、液体成分の電気泳動分散媒については、隙間１０４を通ってセル１０３外へ流出することができる。すなわち、電気泳動分散媒は広い面積（全てのセル１０３の底面積を合わせた面積）の空間で動くため、１つのセル１０３内で動く場合に比べ電気泳動分散媒の流れが緩やかになる。電気泳動表示装置は、電気泳動粒子が電気泳動分散媒中を移動してその分布が変わることにより画像表示が可能となるため、電気泳動分散媒の流れが緩やかになることにより、電気泳動粒子の移動速度が安定し、電気泳動表示装置１０の表示速度を安定させることができる。
【００３０】
以上のように、本実施形態によれば、セル１０３を形成する隔壁１０２に隣り合うセルを繋ぐ隙間１０４を設け、セル１０３に電気泳動分散液１０５を充填して対向基板１０６を積層した後、対向基板１０６の上からプレスすることにより隙間１０４を通って余分な電気泳動分散液１０５や気泡を外部へ排出するようにしたので、電気泳動分散液１０５に気泡が入らないように封止することができる。また、電気泳動分散液１０５に直接封止層の材料を接触させて成膜する方法ではないので、電気泳動分散液の組成に関わらず適用することができる。
【００３１】
また、対向基板１０６の上からプレスすることによって、電気泳動分散液１０５の量の最適化も同時に行うことができる。このように、１つの工程で、電気泳動分散液１０５の封止、気泡抜き、および液量の最適化を簡単に行うことができる。
【００３２】
また、プレスを行う際、隙間１０４を完全に塞がずに、電気泳動粒子の直径よりも小さな隙間を残しておくようにしたので、電気泳動分散媒の流れが緩やかになり、電気泳動粒子の移動速度が安定するため、電気泳動表示装置１０の表示速度を安定させることができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、セル１０３は格子（四角）形状であるが、セル１０３の形状はこれに限られず、ハニカム形状、丸、三角など任意の形状をマトリクス状に配列させたものとすることができる。
【００３４】
また、本実施形態では、１つのセル１０３は、４枚の隔壁１０２で囲むことにより形成されているが、セル１０３を囲む隔壁１０２は一体となっていてもよく、隔壁１０２の一部に、隣り合うセル１０３を繋ぐ隙間１０４が設けられていればよい。
【００３５】
図４は、本発明の電気泳動表示装置の適用例を説明する斜視図である。
図４（Ａ）は、電子ブックを示す斜視図である。この電子ブック１０００は、ブック形状のフレーム１００１と、このフレーム１００１に対して回動自在に設けられた（開閉可能な）カバー１００２と、操作部１００３と、本発明の電気泳動表示装置によって構成された表示部１００４と、を備えている。
【００３６】
図４（Ｂ）は、腕時計を示す斜視図である。この腕時計１１００は、本発明の電気泳動表示装置によって構成された表示部１１０１を備えている。
【００３７】
図４（Ｃ）は、電子ペーパーを示す斜視図である。この電子ペーパー１２００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部１２０１と、本発明の電気泳動表示装置によって構成された表示部１２０２を備えている。
【００３８】
なお、本発明の電気泳動表示装置の適用例はこれに限定されず、その他、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話等、帯電粒子の移動に伴う視覚上の色調の変化を利用した装置を広く含むものである。
【符号の説明】
【００３９】
１０ 電気泳動表示装置、１０１ 基板、１０２ 隔壁、１０３ セル、１０４ 隙間、１０５ 電気泳動分散液、１０６ 対向基板、２００ 構造体、２０１ 板、２０２ 杭、１０００  電子ブック、１００１  フレーム、１００２  カバー、１００３  操作部、１００４  表示部、１１００  腕時計、１１０１  表示部、１２００  電子ペーパー、１２０１  本体部、１２０２  表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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