(57)【要約】【課題】電気泳動表示装置製造方法において、電気泳動分散液の封止工程で問題となる過剰分散液の押し出しによる粒子巻き上げ、隔壁と表示基板間での挟み込み、分散液の搬送を解決するために、過剰分散液の押し出しを必要としない、表示面内において均一な粒子濃度分布を持った電気泳動表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】電気泳動表示装置の製造方法において、後方基板上に形成された小区画に注入した電気泳動分散液を表示基板により密着封止する際に、小区画に充填された電気泳動分散液を含む分散系の体積と、小区画と一対の基板により構成される一画素に対応する容積の相対値を封止前後において変化させることにより、隔壁上／表示基板間の余分な分散液を吸収し、隔壁と表示基板とを密着させる工程を少なくとも含むことを特徴とする電気泳動表示装置。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一対の表示基板と後方基板と、該基板間を一定に保ち基板間の空間を小区画に分割する隔壁と、該小区画に充填された電気泳動粒子を含有する電気泳動分散液と、該電気泳動分散液を駆動させる為の一対の電極を有する電気泳動表示装置の製造方法において、後方基板上に形成された小区画に充填した電気泳動分散液を表示基板により密着封止する際に、小区画に充填された電気泳動分散液を含む分散系の体積と、隔壁高さにより規定される小区画の容積の比が封止前よりも封止後において小さくなることにより、隔壁上／表示基板間の余分な電気泳動分散液もしくは小区画内空洞を吸収し、表示基板と隔壁、電気泳動分散液とを密着させる工程を少なくとも含むことを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記封止工程において、小区画に充填された分散系の体積が封止工程により減少することにより隔壁と表示基板とを密着封止させ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の製造方法。
【請求項３】
前記封止工程において、隔壁高さが封止工程により高くなる、および／もしくは隔壁幅が小さくなることにより隔壁と表示基板とを密着封止させ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の製造方法。
【請求項４】
前記封止工程において、小区画内の気体を脱気することにより隔壁と表示基板とを密着封止させ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の製造方法。
【請求項５】
前記分散系、および／もしくは前記隔壁、表示基板に、粒子内部に空孔を有する粒子（以下、中空粒子）が含まれ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の製造方法。
【請求項６】
前記中空粒子において、内部空孔が表示基板を透過する、あるいは表示基板もしくは小区画を構成する材料により吸収される、あるいは電気泳動分散液に溶解性のあるもしくは反応性のある気体もしくは液体、固体を含有していることを特徴とする請求項５に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記中空粒子が電気泳動分散液に分散安定効果、凝集抑制効果、液変質抑制効果のうち少なくとも１つの効果を付与する材料により構成されていることを特徴とする請求項５に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記隔壁もしくは表示基板、小区画を構成する材料が伸縮性を有する材料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の製造方法。
【請求項９】
前記分散系が温度変化による体積収縮を伴う分散媒から構成され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の製造方法。
【請求項１０】
前記表示基板が樹脂薄膜であることを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示装置の製造方法。
【請求項１１】
前記請求項５〜９の製造方法により製造される電気泳動表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁性液体中の帯電泳動粒子を移動させて表示を行う電気泳動表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
絶縁性液体中の帯電泳動粒子を移動させて表示を行う電気泳動表示装置については、種々のタイプのものが提案されている。以下、この電気泳動表示装置について説明する。
【０００３】
図５（ａ）は電気泳動表示装置の構造の一例を示す図である。所定の間隔をあけた状態に配置された一対の基板５１、５２と、この基板５１、５２の間に充填された絶縁性液体５３と、該絶縁性液体５３に分散された多数の着色帯電泳動粒子５４と、それぞれの基板５１、５２上に各画素に配置された表示電極５５、５６を備えている。画素と画素との間には隔壁５７が設けられ、着色帯電泳動粒子５４の他の画素への移動を防止し、均一表示を維持する。この装置において、着色帯電泳動粒子５４は正極性または負極性に帯電されているため、表示電極５５、５６に印加される電圧の極性に応じていずれかの表示電極５５又は５６に電気泳動し集まるが、絶縁性液体５３及び着色帯電泳動粒子５４はそれぞれ異なる色に着色されているため、着色帯電泳動粒子５４が観察者側の表示電極５５に集っている場合には該粒子５４の色が視認され（図５（ｂ）参照）、着色帯電泳動粒子５４が対極する表示電極５６に集っている場合には絶縁性液体５３の色が認識されることとなる（図５（ａ）参照）。したがって、印加電圧の極性を画素毎に制御することによって、様々な画像を表示することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
帯電泳動粒子及び絶縁性液体を、表示基板と後方基板の間を小区画に区切り均一に封入する工程においてはいくつかの方法が提案されている。特開平１−３００２３１号公報には、対向基板の一方を可撓性基板にし、後方基板上に形成された小区画に電気泳動分散液を充填した後、可撓性基板を介してローラーなどの適当な押圧手段の使用下に基板端部から過剰な液体を押し出しながら順次密着させることを提案している。
【０００５】
しかしながらこの方法では、封着した小区画内への気泡の混入を防ぐためには実際に封着される電気泳動液量以上を充填する必要があり、このために封止工程で液体に大きな流れが生じてしまい、画素内に充填された帯電泳動粒子を巻き上げ、粒子の不均一分布を引き起こしてしまうという問題があった。さらに、巻上げられた粒子が、隔壁と表示基板の間に挟まってしまい各画素を完全に密封できないために、駆動時に画素間での分散液搬送を引き起こしてしまうという問題もあった。
【０００６】
特開平１−０８６１１７号公報には、形状記憶部材からなる有孔性スペーサーを介装し、該有孔性スペーサーにより分散系を泳動できるように保持し、分散液充填後に形状を復元させて小区画に閉じることを提案している。このときも有孔性スペーサー形状復元時にスペーサーと基板間に粒子が挟まってしまう問題が生じてしまったほかに、分散系充填を基板に設けられた注入口から行うために、表示素子が大きくなるほど表示面における粒子濃度の不均一性、気泡の混入が大きくなってしまう問題があった。
【０００７】
特開平５−２６５０５４号公報には、真空雰囲気下において後方基板上に形成された小区画への分散系の充填を行ない、フィルム基板をのせ、大気圧に戻すことによって封止を行なうことを提案している。このときには分散系の揮発による粒子濃度の変化、工程の煩雑性が問題となってしまった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、少なくとも一対の表示基板と後方基板と、該基板間を一定に保ち基板間の空間を小区画に分割する隔壁と、該小区画に充填された電気泳動粒子を含有する電気泳動分散液と、該電気泳動分散液を駆動させる為の一対の電極を有する電気泳動表示装置の製造方法において、後方基板上に形成された小区画に充填した電気泳動分散液を表示基板により密着封止する際に、小区画に充填された電気泳動分散液を含む分散系の体積と、隔壁高さにより規定される小区画の容積の比が封止前よりも封止後において小さくなることにより、隔壁上／表示基板間の余分な電気泳動分散液もしくは小区画内空洞を吸収し、表示基板と隔壁、電気泳動分散液とを密着させる工程を少なくとも含むことを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法を提供する。これにより、電気泳動分散液の封止工程において過剰分散液の押し出しが必要とはならないため、電気泳動分散液を均一に充填することにより表示面における粒子分布均一性が保たれる。また、過剰分散液押し出しによる粒子の舞い上がりが発生しないために、粒子隔壁と表示基板間に粒子が固定されることもなく、画素間での電気泳動分散液搬送は発生しない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電気泳動表示装置の製造方法は、後方基板上に形成された小区画に充填した電気泳動分散液を表示基板により密着封止する際に、小区画に充填された電気泳動分散液を含む分散系の体積と、隔壁高さにより規定される小区画の容積の比が封止前よりも封止後において小さくなることにより、隔壁上／表示基板間の余分な電気泳動分散液もしくは小区画内空洞を吸収し、表示基板と隔壁、電気泳動分散液とを密着させる工程を少なくとも有する。該分散系には気体が含まれても良い。
【００１０】
以下、図１（ａ）〜（ｃ）を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
まず、後方基板１上に第一電極２及び第二電極３と隔壁４が形成され、その隔壁４で区切られた小区画に絶縁性液体５と、該絶縁性液体５に分散された複数の帯電泳動粒子６を配置する。絶縁性液体５もしくは小区画を形成する隔壁４、絶縁層７、表示基板９に中空粒子８が含まれていても良い。次に、表示基板９を隔壁４上にのせ、封止を行う。
【００１２】
封止工程は、小区画に充填された絶縁性液体５、帯電泳動粒子６を含む分散系の体積と、隔壁高さにより規定される小区画の容積の比が封止前よりも封止後において小さくなることにより、隔壁上／表示基板間の余分な絶縁性液体５もしくは小区画内空洞を吸収し、表示基板９と隔壁４、電気泳動分散液とを密着させる工程よりなる。これらの工程は、小区画に充填された分散系の体積が減少する（図１−ａ）、隔壁高さが高くなるおよび／もしくは隔壁幅が小さくなる（図１−ｂ）、あるいは小区画内の気体を脱気する（図１−ｃ）ことにより行う。これらの工程は同一小区画において併用されても良い。
【００１３】
上記封止工程を行う際に、隔壁上にのせた表示基板９の端を後方基板上に固定することにより、より確実な密着封止を行うことができる。固定の手法は表示基板が封止工程において動かないように固定できれば特に限定されないが、ＵＶ・光硬化型接着、熱可塑性接着、熱硬化性薄膜フィルム接着、粘着剤による接着、ホットメルト系接着等を用いることができる。
【００１４】
表示基板９にはフレキシブルで且つ透明な材料を使用できる。表示基板を介して小区画内の気体を脱気する場合には、所望のガス透過性フィルムを選択することができる。このときには脱気後、ガスバリア性のある透明な材料によりリコートすることにより気体の小区画内への再進入を防止することができる。これらの材料は特に限定されるものではないが、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリオレフィン等の樹脂フィルム、或いは複数の樹脂の積層膜、更にはガスバリア層、光拡散層、導電層が積層された樹脂フィルムなどが好適に使用できる。
【００１５】
表示基板画素内面側および／もしくは隔壁上部に接着層を設けることもできる。このとき、封止工程による画素内負圧による隔壁上部／表示基板間密着効果により、接着層による隔壁上部／表示基板の固定に加え更に密着性を高めるため、接着不良がある箇所が存在しても電気泳動液の画素間搬送を抑えることが可能となる。また、接着層による隔壁上部／表示基板間密着性向上により、フシキシブル対応性、温度変化対応性が向上する。
【００１６】
隔壁４の伸縮により封止を行う際には、目的を達成するものであれば隔壁４の構成材料は特に限定されないが、形状記憶材料、膨張性材料などをもちいることができる。例えば、ポリイソプレン系ポリマー、スチレン・ブタジエン共重合体、ノボルネン系ポリマー、エチレン−プロピレン系ポリマー、イソプレン系ポリマーなどが挙げられる。
【００１７】
帯電泳動粒子６の平均粒径は、０．１μｍ以上１０μｍ以下の範囲であることが好ましい。着色剤としては特に限定されないが、例えば、カーボンブラック、酸化チタン、硫酸バリウム、ニグロシン、鉄黒、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、スカイブルー、ローダミンレーキ等が挙げられる。
【００１８】
また粒子樹脂としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリアクリルレート、ポリアクリル酸エステル、ポリエチレン−アクリル酸共重合体、ポリエチレン−メタクリル酸共重合体、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリエチレン系樹脂その他ポリ塩化ビニル樹脂、ニトロセルロース、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂等の高分子材料が挙げられる。これらの材料は単独あるいは２種類以上を併用してもよい。
【００１９】
絶縁性液体５としては、導電率の低い、高絶縁性の有機溶媒を使用できる。例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフテン酸系炭化水素などの芳香族炭化水素系溶剤、ヘキサン、シクロヘキサン、パラフィン系炭化水素溶媒、イソパラフィン系炭化水素等の脂肪族炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、あるいはシリコンオイル、高純度石油などが挙げられる。
【００２０】
絶縁性液体５に必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。例えば、カルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩などの陰イオン界面活性剤、脂肪族アミン塩およびその４級アンモニウム塩、芳香族４級アンモニウム塩、複素環４級アンモニウム縁などの陽イオン界面活性剤、カルボキシベタイン、スルホベタイン、アミノカルボン酸塩、イミダゾリン誘導体などの両性界面活性剤、エーテル型、エーテルエステル型、エステル型、含窒素型の非イオン性界面活性剤、フッ素系界面活性剤、反応性界面活性剤などが挙げられる。単独あるいは２種類以上混合して用いても良い。
【００２１】
中空粒子８の平均粒子径は３０μｍ以下であることが好ましい。更には０．１〜１０μｍの範囲であり、電気泳動粒子６とほぼ同じ粒径もしくはそれよりも小さい粒径であることが好ましい。中空粒子８は密着封止のために充分量電気泳動分散液中に含まれていれば良いが、好ましくは体積比率で０．１〜２０％の範囲である。
【００２２】
中空粒子作製方法は特に限定されないが、マイクロカプセル粒子作製技術を用いることができる。例えば、Ｗ／Ｏ／Ｗエマルジョン法、発泡剤使用法、コア／シェル乳化重合法、重合収縮乳化重合法等が挙げられる。中空粒子材料には、電気泳動分散液に分散安定効果、凝集抑制効果、液変質抑制効果のうち少なくとも１つの効果を付与する材料を用いることが好ましく、更に密着封止工程において電気泳動分散液中に溶解することが望ましい。あるいは、中空粒子が熱、ＵＶなどの外部刺激に対して破壊される材料で形成されていてもよい。例えば中空粒子外殻材料としては、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリスチレン、尿素樹脂等が挙げられる。
【００２３】
また、中空粒子に内包される材料は封止効果の目的に応じて任意に選択することができる。内包材料の絶縁性液体５への溶解を目的とする時には、絶縁性液体５に対する溶解度が大きい気体をなど選択することができる。内包材料の表示基板を介しての取り出しを目的とする時には、絶縁性液体５と相溶性のない軽い気体もしくは絶縁性液体沸点より低温度で気化する低比重の液体などを選択することができる。帯電制御剤、分散剤を上記気体、液体に混合することもできる。封止効果の目的を達するものであれば中空粒子の内包材料は限定されないが、例えばエーテル、酢酸エチルなどの液体、あるいはヘリウムガス、ブタンガス、プロパンガス等の気体が挙げられる。これらの材料は単独、もしくは２種類以上混合して用いる事ができる。また、中空粒子内部は減圧されていても良く、このときより一層の密着封止効果を望むことができる。
【００２４】
（実施例）
以下に、実施例に沿って本発明を詳細に説明する。
【００２５】
（実施例１）
本実施例において図２（ａ）に示す電気泳動表示素子を作製した。なお、図２は本発明に係わる電気泳動表示装置の製造方法を示す断面工程図である。
【００２６】
後方基板１には３００×９００画素の表示画素が形成されている。一つの画素の大きさは１２０μｍ×４０μｍである。各画素は周囲を隔壁４によって囲まれている。隔壁４の構造は、幅５μｍ、高さ２０μｍである。第一電極２は隔壁４に囲まれた部分の中央部に位置し、スイッチング素子に接続している。第二電極３は隔壁４と後方基板１の間に位置する。第二電極３は全画素の共通電極としている。
【００２７】
この後方基板上に形成された小区画に絶縁性液体５、帯電泳動粒子６から構成される電気泳動分散液と、中空粒子８を体積比５％程度含む分散系を充填する（図２−ａ）。絶縁性液体５にはイソパラフィン（エクソンケミカル社製アイソパーＨ）を用い、帯電泳動粒子６には粒径２μｍ程度のカーボンブラックを含有したポリスチレン−ポリメチルメタクリレート共重合樹脂を使用する。イソパラフィンには、帯電制御剤としてコハク酸イミド（シェブロンケミカル社製ＯＬＯＡ１２００）を含有させる。中空粒子８には界面重合法により作製した粒径２μｍ程度のポリアミドで被膜形成されジエチルエーテルを内包する中空粒子を使用する。次に、表示基板７である厚さ５μｍのポリカーボネート製フィルムを隔壁上にのせ（図２−ｂ）、基板周囲の余分な電気泳動分散液を除去し、ポリカーボネート製フィルムの周囲を熱融着により後方基板上に固定する（図２−ｃ）。
【００２８】
次に素子を加熱し、気化したジエチルエーテルを表示基板を介して取り出すことにより、表示基板９と隔壁４、電気泳動分散液を確実に密着させる（図２−ｄ）。表示基板上にガスバリア性フィルムを形成し、これに配線を施すことにより表示が可能となる（図２−ｅ）。
【００２９】
以上の製造方法により、封止工程に起因する帯電泳動粒子の不均一や隔壁と表示基板間の粒子はさみこみによる電気泳動分散液の搬送が生じない電気泳動表示装置を作製できる。
【００３０】
（実施例２）
本実施例では、他の電気泳動表示装置について図３を用いて説明する。
【００３１】
先ず、厚さ２００μｍのプラスチック製フレキシブル基板を用い、実施例１と同様の後方基板１を作製する。ここではエチレン−プロピレン系ポリマーを用いて隔壁４を作製する。次に、各画素に絶縁性液体５及び帯電泳動粒子６を充填する（図３−ａ）。このとき、第一電極と第二電極の間に高周波の電圧を印加しておく。
【００３２】
次に、表示基板９である厚さ１０μｍのポリカーボネート製フィルムの表面にＵＶ硬化剤を塗布し、隔壁上にのせ（図３−ｂ）、基板周囲の余分な電気泳動分散液を除去し、ＵＶ照射により表示基板９を後方基板１上に固定、および隔壁上部と接着する（図３−ｃ）。そのまま放置すると隔壁４が膨潤伸長し、表示基板７と電気泳動分散液を確実に密着させる（図３−ｄ）。
【００３３】
次に、表示基板上に表面保護層を形成し、これに配線を施すことにより、表示が可能となる（図３−ｅ）。
【００３４】
以上の製造方法により、封止工程に起因する帯電泳動粒子の不均一や隔壁と表示基板間の粒子はさみこみによる電気泳動分散液の搬送が生じない電気泳動表示装置を作製できる。
【００３５】
（実施例３）
本実施例では、図４を用いて他の電気泳動表示装置について説明する。
【００３６】
先ず、実施例１と同様の後方基板１を用意する。ここでは、第一電極２の高さを５μｍとし、その上にさらに隔壁を１０μｍ形成し、隔壁全体の高さを１５μｍとする。次に各画素に絶縁性液体５および帯電泳動粒子６を画素容積の９割程度注入する（図４−ａ）。このとき、帯電泳動粒子が正極性に帯電しているので、第一電極と第二電極の間に負の電圧を印加する。
【００３７】
次に、表示基板７である厚さ４μｍのポリカーボネート製フィルムを用意し、後方基板の隔壁４上にのせ（図４−ｂ）、表示基板９と後方基板１を粘着剤により固定する（図４−ｃ）。
【００３８】
次に、減圧雰囲気下において表示基板４を介して画素内気体を脱気することにより表示基板９と隔壁４上部、電気泳動分散液を完全に密着させる（図４−ｄ）。次に、ガスバリア層を積層した表面保護層を形成し、これに配線を施すことにより、表示が可能となる。
【００３９】
以上の製造方法により、封止工程に起因する帯電泳動粒子の不均一や隔壁と表示基板間の粒子はさみこみによる電気泳動分散液の搬送が生じない電気泳動表示装置を作製できる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、封止工程における帯電泳動粒子の巻き上げ等による帯電泳動粒子の不均一分布、あるいは表示基板と隔壁の間の粒子は挟み込み、画素間での電気泳動分散液の搬送を防止でき、均一な電気泳動粒子濃度分布をもつ電気泳動表示を製造することが可能となり、安定した画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による製造方法の形態を示す断面図である。
【図２】本発明による製造方法の一例を示す工程図である。
【図３】本発明による他の製造方法の一例を示す工程図である。
【図４】本発明による他の製造方法の一例を示す工程図である。
【図５】従来の電気泳動型表示装置を示す。
【符号の説明】
１  後方基板
２  第一電極
３  第二電極
４  隔壁
５  絶縁性液体
６  帯電泳動粒子
７  絶縁層
８  中空粒子
９  表示基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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