(57)【要約】【課題】基板と隔壁間を接着層を用いて接着するに際して、接着層のはみ出しおよび接着力が低下することがない電気泳動表示装置を提供する。【解決手段】所定間隙を開けた状態に配置された第１基板１及び第２基板２と、これらの基板の間隙に配置された隔壁４と、少なくとも前記隔壁と基板の間に設けられ両者を接着する接着層８と、これらの基板の間隙に配置された液体と、該液体に分散された複数の帯電粒子と、前記液体に近接するように配置された第１電極及び第２電極とを備え、これらの電極の間に電圧を印加して前記帯電粒子を前記第１電極の側又は前記第２電極の側に移動させることにより表示を行う電気泳動表示装置において、前記隔壁と基板の間に設けられた接着層８ａの厚さがビーズ９からなる厚さ制御手段により制御されている電気泳動表示装置。【選択図】                なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隙を開けた状態に配置された第１基板及び第２基板と、これらの基板の間隙に配置された隔壁と、少なくとも前記隔壁と基板の間に設けられ両者を接着する接着層と、これらの基板の間隙に配置された液体と、該液体に分散された複数の帯電泳動粒子と、前記液体に近接するように配置された第１電極及び第２電極とを備え、これらの電極の間に電圧を印加して前記帯電泳動粒子を前記第１電極の側又は前記第２電極の側に移動させることにより表示を行う電気泳動表示装置において、前記隔壁と基板の間に設けられた接着層の厚さが厚さ制御手段により制御されていることを特徴とす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及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、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】
情報機器の発達に伴い、低消費電力且つ薄型の表示装置のニーズが増しており、これらニーズに合わせた表示装置の研究、開発が盛んに行われている。中でも液晶表示装置は、こうしたニーズに対応できる表示装置として活発な開発が行われ商品化されている。しかしながら、現在の液晶表示装置には、画面を見る角度や、反射光により画面上の文字が見ずらく、また光源のちらつき・低輝度等から生じる視覚への負担が重いという問題があり、この問題が未だ十分に解決されていない。このため、低消費電力、視覚への負担軽減などの観点から反射型表示装置が期待されている。
【０００４】
その一つとして、Ｈａｒｏｌｄ  Ｄ．Ｌｅｅｓ等により電気泳動表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。電気泳動表示装置は顔料や染料などからの反射光によって表示を行うため、ディスプレーというよりは紙に近い表示品位を得ることが可能となる。そのため、電気泳動表示装置は近年では紙のような表示品位とディスプレーの書き換え機能を兼ね備えた電子ペーパーと呼ばれる表示装置の有力な候補となっている。
【０００５】
帯電泳動粒子及び絶縁性液体を表示側基板及び後方基板間に封入する方法は、一般的には、電極、絶縁層等を基板上に形成する工程、この上に隔壁を形成する工程、隔壁中に帯電泳動粒子及び絶縁性液体を注入する工程、表示側基板を隔壁上にのせる工程、隔壁と表示基板間に接着層を設けて両者間を接着する工程からなる。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許第３６１２７５８号明細書
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
隔壁と基板の間を接着層により接着を行う場合、接着層のはみ出しが問題となる。図５に一例を示す。両者の間に形成された接着層５１は、接着に際し隔壁５２の外側にはみ出しが生じる。このはみ出しが生じると、表示時の電気泳動粒子５３の移動が制限され画質の劣化を引き起こすことになる。一方、接着層５１を非常に薄くしてはみ出しを防止する方法は、接着力が低下してしまうという問題点があった。電気泳動表示装置の基板と隔壁の接着では、一方の接着面が電気泳動分散媒で濡れた状態で接着を行わなければならない。即ち、接着層の界面が一度分散媒で覆われた後、その界面を突き破って新鮮な接着層と被接着面が接触する必要がある。しかしながら、接着層が薄いと、この新鮮な接着層と被接着面の接触が十分に行えず、結果として接着力が低下してしまうという現象が起きてしまう。
【０００８】
本発明は、この様な従来技術に鑑みてなされたものであり、基板と隔壁間を接着層を用いて接着するに際して、接着層のはみ出しおよび接着力が低下することがない電気泳動表示装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、所定間隙を開けた状態に配置された第１基板及び第２基板と、これらの基板の間隙に配置された隔壁と、少なくとも前記隔壁と基板の間に設けられ両者を接着する接着層と、これらの基板の間隙に配置された液体と、該液体に分散された複数の帯電泳動粒子と、前記液体に近接するように配置された第１電極及び第２電極とを備え、これらの電極の間に電圧を印加して前記帯電泳動粒子を前記第１電極の側又は前記第２電極の側に移動させることにより表示を行う電気泳動表示装置において、前記隔壁と基板の間に設けられた接着層の厚さが厚さ制御手段により制御されていることを特徴とする電気泳動表示装置を提供する。
【００１０】
前記厚さ制御手段が、前記隔壁と前記基板の間の接着層に含有されているビーズからなることが好ましい。
前記接着層と前記粒子の屈折率差が０．１以下であることが好ましい。
【００１１】
前記厚さ制御手段が、隔壁および／又は前記基板の接着面に形成された凹凸からなることが好ましい。
前記接着層と前記基板の屈折率差が０．１以下であることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の電気泳動表示装置は、所定間隙を開けた状態に配置された第１基板及び第２基板と、これらの基板の間隙に配置された隔壁と、前記隔壁と前記基板の一部或いはすべてに設けられ、隔壁と基板を接着する接着層と、これらの基板の間隙に配置された液体と、該液体に分散された複数の帯電泳動粒子と、前記液体に近接するように配置された第１電極及び第２電極とを備え、これらの電極の間に電圧を印加して前記帯電泳動粒子を前記第１電極の側又は前記第２電極の側に移動させることにより表示を行う電気泳動表示装置において、前記隔壁と基板の間に設けられた接着層の厚さが厚さ制御手段により一定の厚さに制御されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の実施態様を、図１を用いて説明する。第１基板１上に第１電極２及び第２電極３と隔壁４が形成され、その隔壁４間に絶縁性液体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が配置されている。この隔壁４上に、第２基板７が搭載されている。第２基板と隔壁４の間には接着層８が配置され、両者を接着している。この接着層中には、接着層の厚さ制御手段としてビーズ９が存在している。
【００１４】
ここで、第１電極２および第２電極３は、一方の基板に形成されていてもよく、第１基板１および第２基板７にそれぞれ形成されていてもよい。また、さらにその他の電極が形成されていてもよい。接着層８は、一方の基板の全面を覆っていてもよく、隔壁形成部のみに形成されていてもよい。基板と隔壁の間に配置される接着層８ａの距離を保つ方法としては、接着剤にビーズを入れる方法、基板あるいは隔壁の接着面に突起を設ける方法がある。隔壁４および第２基板７の接着面が実質的に平坦である場合、その間に配置される接着層内には、硬化前或いは軟化時の接着層８よりも硬度の高いビーズ９などの物体を含ませる。また、図２に示したように、これらビーズの代わりに隔壁４又は第２基板７の接着面に突起１０を形成させておいてもよい。
【００１５】
基板材料としては、ガラスのほか、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルフォン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂フィルム或いは複数の樹脂の積層膜、さらには、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を使用できる。
【００１６】
隔壁材料としては、一般に使用されているレジスト材料或いは、熱可塑性材料、紫外線硬化材料などを使用できる。
接着剤の材料には、分散媒中で硬化が可能でかつ分散媒に溶解し難い材料を使用する。例えば、紫外線硬化樹脂、熱可塑性材料を使用できる。
【００１７】
ビーズとしては、シリカ無機材料やポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン樹脂等の有機材料などが使用可能で数から十数ミクロン程度の大きさのものが好ましい。また基板と接着層の屈折率差は０．１以下であればなお好ましい。しかし、着色されている材料、例えば、電気泳動表示装置に使用する帯電泳動粒子であっても実質的に画質への影響が小さければ使用可能である。
【００１８】
また、接着層の厚さ制御手段として基板あるいは隔壁の接着面に突起を形成することができ、この場合、その突起は数から十数ミクロン程度の大きさのものが好ましい。また基板と接着層の屈折率差は０．１以下であればなお好ましい。しかし、屈折率差が実質的に画質への影響が小さければ使用可能である。
【００１９】
絶縁性液体には、イソパラフィン、シリコーンオイル及びキシレン、トルエン等の非極性溶媒を好適に使用することができる。絶縁性液体を着色する場合は、所望の色の染料、顔料を混ぜ合わせる。
【００２０】
帯電泳動粒子としては、着色されていて絶縁性液体中で正極性又は負極性の良好な帯電特性を示す材料を用いると良い。例えば、各種の無機顔料や有機顔料やカーボンブラック、或いは、それらを含有させた樹脂を使用すると良い。粒子の粒径は通常０．０１μｍ〜５０μｍ程度のものを使用できるが、好ましくは、０．１から１０μｍ程度のものを用いる。なお、上述した絶縁性液体中や帯電泳動粒子中には、帯電泳動粒子の帯電を制御し安定化させるための荷電制御剤を添加しておくと良い。
【００２１】
本発明の電気泳動表示装置の製造方法の一例を図４を用いて説明する。
第１電極２，第２電極３及び隔壁４が形成された第１基板１上に、絶縁性液体５と、絶縁性液体に分散された複数の帯電泳動粒子６を配置する。
【００２２】
次に第２基板７上に透明ビーズ９を含有した紫外線硬化樹脂層（接着層）８を形成する。この第２基板７を紫外線硬化樹脂形成面を第１基板１側に向けて、隔壁４上に搭載し、続いて第２基板７側から第１基板１側に向かってローラー１１等を用いて圧力を加えることにより、過剰な絶縁性液体５を除去すると共に紫外線硬化樹脂層８を隔壁４と接触させる。この封止工程では、第２基板７と隔壁４間での横ずれや基板間への空気の残留および帯電泳動粒子６の画素間移動を防止するよう十分注意しながら行う。泳動粒子の各画素間移動を防止する方法の１つとしては、第１基板１上に形成されている電極２，３に電界を印加して帯電泳動粒子６を第１基板１側に引き寄せながら封止を行う方法が好ましく用いられる。次に、紫外線硬化樹脂層８に対して紫外線を照射することにより硬化、接着を行う。紫外線照射時或いは、照射後加熱を行って紫外線硬化樹脂の硬化度をあげておく方法も好適に用いられる。
【００２３】
この製法においては、隔壁４と第２基板７間の距離はビーズ９の径によってほぼ決定される。また、隔壁４の紫外線硬化樹脂層８への埋め込み量は紫外線硬化樹脂層厚８とビーズ９径との差分とほぼ等しくなる。ビーズ９は、通常、紫外線硬化樹脂層８の面内に分散させておくため、隔壁４と第２基板７間を直接スペーサーとして支えるビーズは、ところどころに配置される状況となる。隔壁４と第２基板７間にビーズがない部分は、製造時にかかる圧力による第２基板７のしなりなどによって隔壁４と第２基板７は近接して接着するものの、近傍のビーズ９の存在によって接触するまでには至らず、最終的には、ほぼビーズ９径のギャップで固定される。紫外線硬化樹脂層８およびビーズ９は、第２基板７の全面を覆っていてもよく、隔壁４との接着部のみに選択的に形成されていてもよい。
【００２４】
突起１０を形成した第２基板７の表面についてもほぼ同様である。即ち、隔壁と第２基板間の距離は突起の高さによってほぼ決定される。また、隔壁の紫外線硬化樹脂層への埋め込み量は紫外線硬化樹脂層厚と突起の高さとの差分にほぼ等しくなる。第２基板に形成される突起は、第２基板の全面に配置されていてもよく、隔壁との接着部のみに選択的に形成されていてもよい。隔壁と第２基板間に突起がない部分は、製造時にかかる圧力による第２基板のしなりなどによって隔壁と第２基板は近接して接着するものの、近傍の突起の存在によって接触するまでには至らず、最終的には、ほぼ突起高のギャップで固定される。
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、基板と隔壁間を接着層を用いて接着するに際して、接着層のはみ出しおよび接着力の低下をきたさない電気泳動表示装置を提供することが可能となる。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説明する。
【００２７】
実施例１
本実施例では本発明の電気泳動表示装置の製造方法を図４を用いて説明する。
帯電泳動粒子６及び絶縁性液体５を封止する第１基板１について説明する。第１基板１上には、２００×６００画素の表示画素が形成されている。１つの画素の大きさは１００μｍ×１００μｍ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８μｍ、高さ２０μｍである。第１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２電極３は、隔壁４と第１基板１の間に位置する。第２電極は、全画素の共通電極としている。この基板に対して、各画素に絶縁性液体５及び帯電泳動粒子６を充填する。
【００２８】
絶縁性液体にはイソパラフィン（商品名：アイソパー，エクソン社製）を用い、帯電泳動粒子には粒径１〜２μｍ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体樹脂を使用する。イソパラフィンには、荷電制御剤としてコハク酸イミド（商品名：ＯＬＯＡ１２００、シェブロン社製）を含有させる。
【００２９】
次に、第２基板７であるＰＥＴフィルム上に直径約１．５μｍ径のＰＭＭＡ製ビーズ９を含有した透明なアクリル系紫外線硬化樹脂層（接着層）８を厚さ２．５μｍ形成し、紫外線硬化樹脂層８を隔壁４面側にして配置する（図４（ａ）参照）。
【００３０】
次に、紫外線硬化樹脂層８を形成した第２基板７を基板の端から順次隔壁４と接触させていき、過剰な絶縁性液体５を除去していく（図４（ｂ）参照）。また、泳動粒子の各画素間移動を防止するため、第１基板１上に形成されている電極２，３に電界を印加して帯電泳動粒子６を第１基板１側に引き寄せながら封止を行う。
【００３１】
次に、基板全面に対して８０℃に加熱しながら、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させて封止を完成させる。これに配線を施すことにより、表示が可能となる。
【００３２】
以上の製造方法により作製する装置では、隔壁と基板のギャップはＰＭＭＡビーズの直径にほぼ等しい１．５μｍとなり、隔壁は紫外線硬化樹脂層に対しておよそ１μｍ程度食い込んで接着された状態となる。この食い込みにより、隔壁と基板は、両者間に必要な接着力を十分満足させることが可能となる。
【００３３】
実施例２
本実施例では本発明の他の電気泳動表示装置の製造方法について説明する。
実施例１と同様に隔壁間に絶縁性液体、帯電泳動粒子が充填された後方基板を用意する。次に、表面に高さ約１．５μｍの台形状の突起を形成したＰＥＴフィルムを用意し、この表面に透明なアクリル系紫外線硬化樹脂層を突起の無いところで厚さ２．５μｍになるように塗布し、紫外線硬化樹脂層を前記隔壁側に向けて配置する。次に、実施例１と同様にＰＥＴフィルムを基板の端から順次隔壁と接触させ、続いて、基板全面に対して紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させて封止を完成させる。
【００３４】
以上の製造方法により作製する装置では、隔壁と基板のギャップは突起の無いところで突起の高さにほぼ等しい１．５μｍとなり、隔壁は紫外線硬化樹脂層に対しておよそ１μｍ程度食い込んで接着された状態となる。この食い込みにより、隔壁と基板は、両者間に必要な接着力を十分満足させることが可能となる。
【００３５】
次に、本発明の好ましい実施態様について説明する。
第１の実施態様は、前記厚さ制御手段が、前記隔壁と前記基板の間の接着層に含有されているビーズからなることを特徴とする。
第２の実施態様は、前記接着層と前記粒子の屈折率差が０．１以下であることを特徴とする。
【００３６】
第３の実施態様は、前記厚さ制御手段が、隔壁および／又は前記基板の接着面に形成された凹凸からなることを特徴とする。
第４の実施態様は、前記接着層と前記基板の屈折率差が０．１以下であることを特徴とする。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基板と隔壁間を接着層を用いて接着するに際して、接着層のはみ出しおよび接着力の低下をきたさない電気泳動表示装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気泳動表示装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の電気泳動表示装置の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の電気泳動表示装置の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の電気泳動表示装置の製造方法の一例を示す工程図である。
【図５】従来例の電気泳動表示装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１  第１基板
２  第１電極
３  第２電極
４  隔壁
５  絶縁性液体
６  帯電泳動粒子
７  第２基板
８，８ａ  接着層
９  ビーズ
１０  突起
１１  ローラー
【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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