(57)【要約】【課題】液漏れが起こらない蓄液装置を製造する技術を提供する。【解決手段】本発明によれば、２枚の基板１１、３１の間に注入管２０の第二の端部２２から表示用溶液２５を注入した後、注入管２０の第二の端部２２側を折り曲げることによってその内部空間２３を閉塞させている。従って、基板１１、３１の間に注入された表示用溶液２５は内部空間２３が閉塞された部分よりも第二の端部２２側には侵入しないので液漏れが起こらず、また、注入管２０の折り曲げた部分を樹脂材料の硬化物２７で覆うことで第二の端部２２を塞いだ場合、表示用溶液２５と硬化物２７が接触することがないので、その硬化物２７が膨潤することがない。【選択図】図３
2004117763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚の基板が縁部分に配置された封止材によって貼り合わされ、基板の間に液体が配置された蓄液装置の製造方法であって、
注入管の一端の先端である第一の端部を基板の間に配置し、前記注入管の他端の先端である第二の端部から、前記注入管の内部空間を通して前記液体を前記基板の間に注入した後、前記内部空間を閉塞し、前記液体が前記注入管から漏れないようにする蓄液装置の製造方法。
【請求項２】
前記注入管の前記第二の端部側を折り曲げ、前記内部空間を閉塞させる請求項１記載の蓄液装置の製造方法。
【請求項３】
前記内部空間を閉塞した後、前記第二の端部を樹脂材料の硬化物で覆う請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の蓄液装置の製造方法。
【請求項４】
前記第二の端部に前記樹脂材料を塗布した後、前記樹脂材料を硬化させ、前記第二の端部を前記樹脂材料の硬化物で覆う請求項３記載の蓄液装置の製造方法。
【請求項５】
第一の電極を有する第一の基板と、第二の電極を有する第二の基板の前記第一、第二の電極が形成された面を互いに対向させ、表示材料が溶媒に溶解された表示用溶液が、前記第一、第二の電極間に配置された状態で、前記第一、第二の基板が互いに貼り合され、前記第一、第二の電極間に電圧を印加すると、前記電圧の極性によって前記表示材料中の表示物資が析出又は溶解し、所望の情報を表示するように構成された表示装置であって、
前記電解液を前記第一、第二の基板の間に注入する注入管を有し、前記注入管の一端の先端である第一の端部が、前記第一、第二の基板の間に配置され、前記注入管の他端からなる第二の端部が前記第一、第二の基板よりも外側へ突き出された状態で折り曲げられた表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体の注入方法に関し、特に電解液のような表示液を基板間に注入する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、紙に変わる表示手段として、文字や図形等の情報を電気的に表示する電子ペーパーが注目されている。
電子ペーパーには、２枚の基板が縁部分に塗布されたシール樹脂によって貼り合わされ、それらの基板の間に電解液のような表示液が注入され、電解液中に溶解された発色材料を析出させて情報を表示するものがある。
【０００３】
基板の間に表示液を注入する方法としては、シール樹脂に注入口を設けておき、ディスペンサー等により該注入口から、シール樹脂に囲まれた注入部に液晶のような表示液を注入する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
表示液を注入した後は、注入口の表示装置外部に露出する端部に液状の紫外線硬化型接着剤を塗布、硬化し、樹脂の蓋を形成することで表示液を封止することができる。
【０００４】
しかし、紫外線硬化型接着剤は注入口の端部で注入液と接触する恐れがあるため、塗布が困難である。また、表示液として電解液を用いた場合、電解液には溶媒としてジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等の極性溶媒が用いられているので、蓋と電解液が接触することで、蓋を構成する樹脂が該極性溶媒により膨潤することがある。蓋を構成する樹脂が膨潤すると、表示液の液漏れが発生する等の不都合が生じる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１４２６１６（第５頁、第３図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
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、その目的は表示液の漏れが発生しない表示装置を製造することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、２枚の基板が縁部分に配置された封止材によって貼り合わされ、基板の間に液体が配置された蓄液装置の製造方法であって、注入管の一端の先端である第一の端部を基板の間に配置し、前記注入管の他端の先端である第二の端部から、前記注入管の内部空間を通して前記液体を前記基板の間に注入した後、前記内部空間を閉塞し、前記液体が前記注入管から漏れないようにする蓄液装置の製造方法である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の蓄積装置の製造方法であって、前記注入管の前記第二の端部側を折り曲げ、前記内部空間を閉塞させる蓄液装置の製造方法である。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の蓄液装置の製造方法であって、前記内部空間を閉塞した後、前記第二の端部を樹脂材料の硬化物で覆う蓄液装置の製造方法である。
請求項４記載の発明は、請求項３記載の蓄液装置の製造方法であって、前記第二の端部に前記樹脂材料を塗布した後、前記樹脂材料を硬化させ、前記第二の端部を前記樹脂材料の硬化物で覆う蓄液装置の製造方法である。
請求項５記載の発明は、第一の電極を有する第一の基板と、第二の電極を有する第二の基板の前記第一、第二の電極が形成された面を互いに対向させ、表示材料が溶媒に溶解された表示用溶液が、前記第一、第二の電極間に配置された状態で、前記第一、第二の基板が互いに貼り合され、前記第一、第二の電極間に電圧を印加すると、前記電圧の極性によって前記表示材料中の表示物資が析出又は溶解し、所望の情報を表示するように構成された表示装置であって、前記電解液を前記第一、第二の基板の間に注入する注入管を有し、前記注入管の一端の先端である第一の端部が、前記第一、第二の基板の間に配置され、前記注入管の他端からなる第二の端部が前記第一、第二の基板よりも外側へ突き出された状態で折り曲げられた表示装置である。
【０００８】
本発明は上記のように構成されており、注入管が金属管で構成されている場合は、注入管の第二の端部側を折り曲げる、又は押しつぶすことによって注入管の内部空間を閉塞することができ、また、注入管がガラス管で構成されている場合は、第二の端部側を溶融させることで内部空間を閉塞することができる。
【０００９】
封止工程は、注入管の第二の端部側を全部樹脂材料で覆っても良いし、また第二の端部のみを樹脂材料で覆ってもよい。注入管を折り曲げて内部空間を閉塞する場合には、第二の端部側の折曲がった部分を全て樹脂材料で覆ってもよいし、また第二の端部だけを樹脂材料で覆ってもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の蓄液装置の製造方法の一実施形態を詳細に説明する。
図１（ａ）、図４（ａ）の符号１１は本発明に用いる２枚の基板のうちの第一の基板を示している。第一の基板１１の平面形状は矩形であり、その片面には不図示の電極が形成されている。
第一の基板１１の電極が形成された側の面には、所定幅の細長の第一のフィルム１２が、基板１１の四辺の縁部分に沿って配置されている。
【００１１】
図１（ｂ）、図４（ｂ）の符号２０は注入管を示している。この注入管２０の長さは第一の接着フィルム１２の幅よりも長く、１本以上の注入管２０を第一の接着フィルム１２上に載せ、その両端部を第一の接着フィルム１２からはみ出させる。即ち、その状態では注入管２０が第一の接着フィルム１２を幅方向に渡った状態にされている。ここでは、２本の注入管２０を配置した。また、注入管２０としては、例えば、外径１００μｍ、内径５０μｍのステンレス製の金属管をい用いた。
【００１２】
次に、注入管２０の両端が外部に出るようにして、その中央部分を細長の第二の樹脂フィルムで覆う。図１（ｃ）と図４（ｃ）の符号３２はその状態の第二の接着フィルムを示しており、第二の接着フィルム３２は注入管２０の真上と、注入管２０の両側以外の部分の第一の接着フィルム１２に接触している。
【００１３】
上述したように第一の基板１１は矩形であり、第一のフィルム１２はその四辺に連続して配置されているので、第一の接着フィルム１２はリング状になっている。ここでは第二の接着フィルム３２も第一の接着フィルム１２とほぼ同型のリング状にされており、第二の接着フィルム３２は第一の接着フィルム１２の全周上に配置されている。従って、第二の接着フィルム３２を載せた状態では、第二の接着フィルム３２は第一の接着フィルム１２に重ね合わされるようになっている。
【００１４】
図２（ｄ）、図４（ｄ）の符号３１は第二の基板を示しており、第二の基板の片面には不図示の電極が形成されている。
第二の基板３１の平面形状は上述した第一、第二の接着フィルム１２、３２のリングよりも大きくされており、第一の基板３１の電極が形成された面を第一の基板１１の電極が形成された面に向けて配置し、位置合わせを行った後、第二の基板３１を第一の基板１１上に載せると、第二の接着フィルム３２が注入管２０の真上の位置で第二の基板３１の四辺の縁と接触する。
【００１５】
その状態では、注入管２０の両側の位置には、第二の接着フィルム３２と第二の基板３１との間に空隙がある。
第一、第二の接着フィルム１２、３２はそれぞれホットメルト接着剤で構成されており、第一、第二の基板１１、３１を加熱すると、第一、第二の接着フィルム１２、３２は軟化、溶融する。その状態で基板１１、３１間を押圧すると、第一、第二の接着フィルム１２、３２は互いに押しつけられ一体化し、第一、第二の接着フィルム１２、３２と同じ平面形状の封止材が形成される。図２（ｅ）の符号１８はその封止材を示している。
【００１６】
図４（ｅ）に示すように、押圧の際、注入管２０はその中央部分だけが封止材１８中に埋設される。即ち、注入管２０の一方の先端は、第一、第二の基板１１、３１と封止材１８で囲まれた領域内に突き出され、他方の先端は、封止材１８で囲まれた領域の外部に突き出されている。図２（ｅ）の符号２１は封止材１８で囲まれた領域内に突き出された先端である第一の端部を示しており、同図の符号２２は封止材１８で囲まれた領域の外部に突き出された先端である第二の端部を示している。
【００１７】
その状態で冷却すると、封止材１８が固化し、封止材１８で囲まれた領域は、注入管２０の内部空間２３で外部と通じている他は閉塞される。図２（ｅ）の符号１５は閉塞された領域である注入領域を示している。
【００１８】
表示材料である金属塩（ここではヨウ化銀）を、ＤＭＳＯのような極性溶媒に溶解させて表示用溶液である電解液を作製し、該表示用溶液を開口を有するタンクに配置する。図２（ｆ）の符号２５はタンク５０に配置された表示用溶液を示している。
【００１９】
次に、注入管２０の内部空間２３から注入領域１５内の空気を抜き、注入領域１５に真空雰囲気を形成する。注入管２０が真空排気するための排気管としての役割も果たす。
即ち、上述した工程で貼り合わされた基板１１、３１の注入管２０の第二の端部２２を、タンク５０内の表示用溶液２５に浸漬した状態で、それらを同じ真空槽内に配置し、該真空槽内を真空排気すると、注入領域１５の空気は注入管２０の内部空間２３を通って外部に排出される。
【００２０】
注入領域１５が真空状態になったところで、真空槽内の圧力を上げることによって、注入領域１５外部の空間の圧力を高くすると、図３（ｇ）に示すように、注入領域１５と外部との圧力差により、表示用溶液２５が注入管２０を通って注入領域１５に注入される。
【００２１】
注入領域１５が表示用溶液２５で満たされたところで、表示用溶液２５から引き上げ、図３（ｈ）に示すように、注入管２０の第二の端部２２側の封止材１８から突き出された部分を押しつぶした後、折り曲げることで、第二の端部２２と封止材１８との間の内部空間２３を閉塞させると、表示用溶液２５が第二の端部２２から漏れ出さないようになる。
【００２２】
注入管２０の封止材１８から突き出された部分に付着する表示用溶液２５を拭き取り、乾燥させた後、注入管２０が折り曲げられた部分とその周辺に紫外線硬化型接着剤を塗布し、紫外線を照射すると、紫外線硬化型接着剤中の樹脂が重合して紫外線硬化型接着剤が硬化し、折り曲げられた部分や第二の端部２２は硬化した紫外線硬化型接着剤で覆われ、第二の端部２２の開口は紫外線硬化型接着剤の硬化物で塞がれる。
【００２３】
図３（ｉ）の符号１はその状態の表示装置を示しており、紫外線硬化型接着剤の硬化物２７により、大気中の空気や蒸気が注入領域１５の溶液中に侵入せず、また、逆に、表示用溶液２５の蒸気が外部に漏出することもない。
【００２４】
上述したように、内部空間２３が閉塞されることで、注入領域１５中の表示用溶液２５が注入管２０の折り曲げられた部分よりも第二の端部２２側には侵入しない。従って、表示用溶液２５と紫外線硬化型接着剤の硬化物２７が直接接触することがなく、表示用溶液２５に極性溶媒が添加されていたとしても、硬化物２７が膨潤することがない。
【００２５】
次に、この表示装置１を用いて文字や図形等の情報を表示させる工程について説明する。
図５（ａ）は表示装置１の動作を説明するための模式的断面図を示しており、同図の符号１５は第一の基板１１の表面に形成された電極である第一の電極を示し、同図の符号３５は第二の基板３１の表面に形成された電極である第二の電極を示している。
【００２６】
第一、第二の電極１５、３５は電源６にそれぞれ接続されている。
表示用溶液２５中には表示材料であるヨウ化銀が溶解され、銀（Ａｇ＋）イオンが形成されており、電源６を起動し、第一、第二の電極１５、３５に正負の電圧を所定時間印加すると、第二の電極３５の近傍位置で下記反応式（１）に示す還元反応が起こる。
【００２７】
Ａｇ＋＋ｅ−→Ａｇ……反応式（１）
【００２８】
この酸化還元反応によって第二の電極３５の表面に表示物質である銀が析出する。図５（ｂ）の符号３９は析出した表示物質を示している。
ここでは、第二の基板３１はガラス基板のような透明基板で構成され、第二の電極３５はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）のような透明導電膜で構成されている。他方、表示物質３９である銀は有色であるので、この表示装置１を第二の基板３１側の面から観察すると、第二の電極３５に析出した表示物質３９の色が観察される。
従って、所望位置の第一、第二の電極１５、３５に電圧を印加し、表示物質３９を析出させれば、文字や図形等の情報を表示することができる。
【００２９】
また、第一、第二の電極１５、３５に表示材料を析出させたときとは反対の極性の電圧をそれぞれ印加すれば、表示物質３９が析出した電極３５で、下記反応式（２）に示す酸化反応が起こる。
【００３０】
Ａｇ→Ａｇ＋＋ｅ−……反応式（２）
【００３１】
この反応により表示物質３９が溶解し、表示装置１に表示されていた情報を消すことができ、また、この表示装置１に再び正負の電圧を印加すれば、別の情報を表示することができる。即ち、この表示装置１は表示する情報を書き換えることができる。
【００３２】
以上は蓄液装置として表示装置を製造する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図６の符号６０は本発明の蓄液方法により製造された電池の一例を示している。
この電池６０は第一、第二の基板６１、７１と、第一、第二の基板６１、７１の片面に配置された第一、第二の電極６２、７２とを有している。
【００３３】
第一、第二の基板６１、７１は封止材７８によって貼り合わされている。封止材７８で囲まれた領域には、中央部分が封止材７８に埋没した注入管２０によって、電解液７６が注入されている。注入管２０の両端のうち、一方の先端である第一の端部２１は封止材７８で囲まれた領域に突き出されており、他方の端部である第二の端部２２は、封止材７８で囲まれた領域の外部に突き出されている。
【００３４】
注入管２０の第二の端部２２側の外部に突き出された部分を折り曲げることで、注入管２０の内部空間は閉塞されており、電解液７６が漏れださないようになっている。
また、注入管２０の折り曲げられた部分は樹脂材料の硬化物２７で覆われ、第二の端部２２はその硬化物２７で塞がれているので、空気が注入管２０を通って内部に進入せず、逆に、注入された電解液７６の蒸気が外部に漏れることがない。
【００３５】
以上は、基板としてガラス基板を用いる場合について説明したが、基板はガラス基板に限定されるものではなく、ポリカーボネート樹脂やポリイミド樹脂等の樹脂フィルムを用いることができる。基板１１、３１が樹脂フィルムで構成された場合には、それらの基板間に上述したような注入管によって蓄液された液体を、注入管の内部空間を閉塞することで封止することができる。
【００３６】
基板が可撓性を有する樹脂からなり、装置の膜厚が薄い場合には、本発明により製造された表示装置や電池は可撓性を有する。この場合、電解液を注入する際に、基板で囲まれた空間が膨張する恐れがあるので、基板を固定部材で固定して注入を行うとよい。
また、基板は透明基板に限定されないが、表示装置を作製する場合には少なくとも表示物質が析出する側の基板が透明基板である必要がある。
【００３７】
第一、第二の電極を構成する導電膜はＩＴＯ膜のような透明導電膜に限定されず、銅膜やアルミニウム膜を用いることができるが、表示装置を製造する場合には、少なくとも表示物質が析出する側の電極が透明導電膜で構成される必要がある。
【００３８】
表示材料はヨウ化銀に限定されるものではなく、リチウム塩、銅塩等種々の金属塩を用いることができるが、表示装置を製造する場合、表示物質の析出、溶解速度を考慮すると、銀塩を用いることが望ましい。
また、銀塩としては、ヨウ化銀以外にも臭化銀、塩化銀等種々のハロゲン化銀を用いることができる。
【００３９】
表示用溶液２５に用いる溶媒はＤＭＳＯに限定されず、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジエチルホルムアミド（ＤＥＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＡ）、Ｎ−メチルプロピオン酸アミド（ＭＰＡ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＭＰ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、アセトニトリル（ＡＮ）、２−メトキシエタノール（ＭＥＯＨ）、２−エトキシエタノール（ＥＥＯＨ）等種々の極性溶媒を用いることができる。また、溶媒は極性溶媒に限定されず、非極性溶媒や水を用いることもできる。
【００４０】
また、表示用溶液２５の導電性を上げるために、ヨウ素等のハロゲンを供給可能な支持塩を添加することができる。支持塩としては、ハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化カリウム、ハロゲン化四級アンモニウム塩等を用いることができる。
また、表示用溶液は電解液に限定されず、液晶等種々の液体を用いることができる。
【００４１】
注入領域１５を真空排気する方法としては、第二の端部２２を表示用溶液２５に浸漬せずに真空排気を行ってもよいし、また、注入管を真空排気ポンプに接続して真空排気を行うこともできる。
【００４２】
注入管２０の本数は１本以上であれば特に限定されないが、表示用溶液を効率良く注入するためには、１つの装置に２本以上配置することが好ましい。
注入管２０は金属管に限定されるものではなく、例えばガラス管を用いることもできる。ガラス管を注入管として用いる場合には、注入管の第二の端部側を溶融させることで、その内部空間を閉塞することができる。
【００４３】
樹脂材料は紫外線硬化型接着剤に限定されず、例えば二液性エポキシ接着剤のような二液性接着剤を用いることができる。また、紫外線硬化型接着剤としてはアクリル系接着剤を用いることができる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の蓄液装置の製造方法によれば、注入管を折り曲げることで、注入管の端部を封止する樹脂材料の硬化物と、表示用溶液が直接接触しないので、樹脂材料の硬化物が膨潤しない。従って、本発明によれば、液漏れの起こり難い表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）：本発明により表示装置を製造する工程の前半を説明する平面図
【図２】（ｄ）〜（ｆ）：本発明により表示装置を製造する工程の中半を説明する平面図
【図３】（ｇ）〜（ｉ）：本発明により表示装置を製造する工程の後半を説明する平面図
【図４】（ａ）〜（ｅ）：図１（ａ）〜（ｃ）、図２（ｄ）、（ｅ）のＡ−Ａ切断線断面図に相当する図
【図５】（ａ）、（ｂ）：表示装置の動作を説明するための模式的断面図
【図６】本発明の蓄液方法により製造された電池の一例を示す断面図
【符号の説明】
１……表示装置（蓄液装置）
１１、３１……基板（第一、第二の基板）
１８……封止材
２５……表示用溶液
２７……樹脂材料の硬化物
１５、３５……電極
３９……表示物質
【図１】
2004117763.tif 000003
【図２】
2004117763.tif 000004
【図３】
2004117763.tif 000005
【図４】
2004117763.tif 000006
【図５】
2004117763.tif 000007
【図６】
2004117763.tif 000008