(57)【要約】【課題】インクジェット法などの方法によらずに隔壁形成ができ、隔壁と基板間に分散液等の閉じ込めが可能な表示素子の製造法を提供する。【解決手段】一対の基板と、該基板間に設けられた隔壁とにより閉じ込められた少なくとも分散媒と帯電泳動粒子からなる分散液内における前記帯電泳動粒子の分布状態を表示状態に反映させる表示素子の製造方法において、前記基板上の隔壁形成予定領域に、隔壁の前駆体に対する親和性を付与する工程と、基板間に分散液と隔壁前駆体とを含む混合物を充填させる工程と、基板間の隔壁形成予定領域に前記隔壁前駆体を集合させ、隔壁前駆体が基板間で連結している状態を形成する工程と、基板間で連結している隔壁前駆体の固定化処理により基板間に固定化された隔壁を形成する工程を有する表示素子の製造方法。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板と、該基板間に設けられた隔壁とにより閉じ込められた少なくとも分散媒と帯電泳動粒子からなる分散液内における前記帯電泳動粒子の分布状態を表示状態に反映させる表示素子の製造方法において、前記基板上の前記隔壁形成予定領域に、前記隔壁の前駆体に対する親和性を付与する工程と、前記基板間に前記分散液と前記隔壁前駆体とを含む混合物を充填させる工程と、前記基板間の隔壁形成予定領域に前記隔壁前駆体を集合させ、前記隔壁前駆体が前記基板間で連結している状態を形成する工程と、前記基板間で連結している前記隔壁前駆体の固定化処理により前記基板間に固定化された前記隔壁を形成する工程を有する事を特徴とする表示素子の製造方法。
【請求項２】
前記隔壁前駆体が液状の重合性化合物である事を特徴とする請求項１記載の表示素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の表示素子の製造方法で作製された事を特徴とする表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯電泳動粒子集団の分布状態を表示状態に反映させる表示素子の製造方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
絶縁性液体中で帯電している帯電泳動粒子に電界を印加すると、帯電泳動粒子は電気泳動により変位する。近年、この電気泳動現象を利用した電気泳動表示素子（以下、ＥＰＤと呼ぶ事にする）の開発が、盛んに行われている。このＥＰＤには、液晶表示素子にない優れた特徴がある。例えば、表示コントラストが大きい、視野角依存がない、表示にメモリー性がある、素子のフレキシブル化が可能である、バックライトや偏光板がいらないなどの特徴をあげる事ができる。
【０００３】
上述した様に前記帯電泳動粒子は、流体中に分散させている。このため、粒子は拡散等により、基板面内方向に変位しやすい。この変位は表示画像の劣化を誘起するので、微粒子の可動領域を制限する必要がある。微粒子の可動領域を制限する一つの方法は、素子基板上に複数個の微細な空洞を形成し、該空洞内に帯電泳動粒子と絶縁性液体を閉じ込める事である。この閉じ込めが完全ならば、粒子の変位領域は、粒子を閉じ込めている空洞内に限定する事ができる。
この様な空洞内に帯電泳動粒子等を閉じ込めた状態を形成する方法が、先行技術文献に提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
該先行技術による粒子閉じ込め方法を説明する。先ず、基板上に隔壁を形成する。隔壁形成手段として、エッチング法、インクジェット法、エンボス法について説明している。エッチング法は公知のフォトリソ法に対応するものであり、感光性塗布膜に対するマスク露光後に現像そしてリンスを行う事により隔壁を形成するものである。インクジェット法は、隔壁材料を基板上に徐々に堆積し、その後、隔壁材料を硬化させて隔壁を形成するものである。エンボス法は、平板状の材料に対する加圧により該材料に凹みを形成すると同時に、隔壁を形成するものである。
【０００５】
次にインクジェット方式により、前記隔壁により区分けされた各分割セルに、帯電泳動粒子と液体からなる混合物（分散系と呼んでいる）を充填する。この分散系上に封止材を塗布し、該封止材を硬化させる。これにより、前記分散系が閉じ込められた状態を形成する。この後、硬化させた封止材と隔壁形成基板に対する対向基板とを張り合わせて表示素子を完成する。なお、前記封止材は、前記分散系と混ざらない事が要求される。
【０００６】
また、該先行技術では、隔壁形成後、分散系と封止材との混合物をインクジェット方式により前記分割セルに充填する方法も開示している。この場合、封止材が分散系よりも比重が小さく、且つ分散系と混ざらないならば、封止材と分散系は分離し、最終的に封止材が上側に配置した状態が形成されるとしている。この状態が形成されたならば、封止材を硬化させる。これにより、分散系が閉じ込められた状態を形成する。この後、硬化させた封止材と隔壁形成基板に対する対向基板とを張り合わせて表示素子を完成する。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３４３６７２号公報（第１９頁、図１２／第２２頁、図２８）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開２００１−３４３６７２号に提案されている表示素子の作製方法には、次の様な問題点があった。
インクジェット法による隔壁形成には、高粘性を有する隔壁材料でないと隔壁材料の堆積が困難であるという問題点があった。このため、隔壁材料には制限があった。また、粘性の大きな材料を吐出するため、インクジェット装置の吐出圧力増大や装置メンテナンス等が必要となり、装置への負荷が大きくなるという問題点があった。更に、インクジェット法により隔壁を形成する場合、基板サイズが大きくなるほど、隔壁材料の吐出位置が所望の吐出位置からずれやすくなるという問題点があった。
【０００９】
一方、基板上における隔壁形成位置の周期性には、基板サイズが大きくなるにつれ、低下する。また、隔壁高さにも不均一性が発生する。このため、隔壁により分割された複数個の全てのセル内にインクジェット法により所定量の分散系等を確実に充填する事は非常に難しく、歩留まりが低下する場合があるという問題点があった。
【００１０】
また、封止材には比重制限があり、封止材用の材料選択の幅が小さいという問題点があった。上記背景技術では、封止材の比重が分散系のそれよりも小さい事を要求している。例えば、分散液として多用されるイソパラフィン系の溶媒を使用した場合、封止材の比重は１未満である事が要求される。しかしながら、多くの硬化性を有する材料の比重は１よりも大きい。このため、封止材の材料選択の幅は小さくなる。
【００１１】
更に、封止材を紫外線で硬化させる場合、空気に接していても硬化可能な材料でなければ使用できないという問題点があった。このため、柔軟な膜を提供でき、しかも安価なアクリレート系の紫外線重合性材料の使用が困難であった。
【００１２】
そこで本発明は、上記問題点を解決可能な表示素子の製造法を提供する事である。即ち、インクジェット法などの方法によらずに隔壁形成ができ、且つ、隔壁と基板間に分散液等の閉じ込めを実現可能な方法を提供する事である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、一対の基板と、該基板間に設けられた隔壁とにより閉じ込められた少なくとも分散媒と帯電泳動粒子からなる分散液内における前記帯電泳動粒子の分布状態を表示状態に反映させる表示素子の製造方法において、前記基板上の前記隔壁形成予定領域に、前記隔壁の前駆体に対する親和性を付与する工程と、前記基板間に前記分散液と前記隔壁前駆体とを含む混合物を充填させる工程と、前記基板間の隔壁形成予定領域に前記隔壁前駆体を集合させ、前記隔壁前駆体が前記基板間で連結している状態を形成する工程と、前記基板間で連結している前記隔壁前駆体の固定化処理により前記基板間に固定化された前記隔壁を形成する工程を有する事を特徴とする表示素子の製造方法である。
【００１４】
前記隔壁前駆体が液状の重合性化合物であることが好ましい。
また、本発明は、前記表示素子の製造方法で作製された事を特徴とする表示素子である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい実施態様について説明する。
本発明の表示素子の製造方法は、一対の基板と、該基板間に設けられた隔壁とにより閉じ込められた少なくとも分散媒と帯電泳動粒子からなる分散液内における前記帯電泳動粒子の分布状態を表示状態に反映させる表示素子の製造方法において、前記基板上の前記隔壁形成予定領域に前記隔壁前駆体に対する親和性を付与する工程と、前記基板間に前記分散液と前記隔壁前駆体とを含む混合物を充填させる工程と、前記基板間の隔壁形成予定領域に前記隔壁前駆体を集合させ、前記隔壁前駆体が前記基板間で連結している状態を形成する工程と、前記基板間で連結している前記隔壁前駆体の固定化処理により前記基板間に固定化された前記隔壁を形成する工程を有する事を特徴とする表示素子の製造方法である。
【００１６】
前記隔壁前駆体は所望の隔壁を形成できれば特に制限はないが、液体である事が好ましい。そして、上記固定化処理において固化する事が好ましい。固化する事により、前述した前記帯電泳動粒子の閉じ込めがより確実になるだけでなく、基板間の間隔維持もより確実になるからである。このような隔壁前駆体として、液状の重合性化合物から構成されている前駆体をあげる事ができる。液状の重合性化合物としては、光重合性化合物をあげる事ができる。なお、所望の隔壁を形成できれば、重合性化合物の種類に制限はない。
【００１７】
一方、本発明に関する前記基板上の前記隔壁形成予定領域には、前記隔壁前駆体に対する親和性を付与する処理が施されている。該処理として、基板表面の化学処理や、基板表面への凸状の構造体及び／又は凹状の構造体を形成する処理をあげる事ができる。しかし、前記隔壁前駆体を所望の状態に集合させることができれば、前記親和性付与処理に特に制限はない。前記親和性付与処理としての化学処理は、平面の所望の位置（隔壁形成予定領域に対応）に施すものでも、前記構造物表面に施すものでも構わない。
【００１８】
また、本発明は、上記の方法を用いて作製される事を特徴とする表示素子である。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
図１は、本発明に関する表示素子の１実施態様を模式的に示す断面図である。図１において、１０は基板、２０は透明基板、３０は隔壁である。４０は分散媒、５０は帯電泳動粒子である。６０は各画素に配置された第１電極、７０は各画素に配置された第２電極である。８０は各画素に対して配置された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチング素子である。９０、９５は絶縁層である。
【００２０】
１００は基板１０側に施された隔壁前駆体への親和性付与領域である。該領域は基板１０側の隔壁形成予定領域に対応している。なお、図１では、絶縁層９５上に前記領域１００が形成されている様子を模式的に示している。絶縁層９５上の隔壁形成予定領域は、絶縁層９５の表面分子レベルの改質でも、実際に絶縁層９５上に形成した微細構造物でも構わない。更には、該構造物表面の改質でも構わない。前述した様な絶縁層９５が設置されていない場合、前記領域１００は、電極７０上に形成される事になる。また本発明では、電極７０を被覆する絶縁層（図１の９５に対応）は、電極７０に起因する突起部を有していても、有していなくても構わない。例えば、電極７０を被覆する絶縁層は、電極７０に起因する突起を有さず、平坦でも構わない。この状態を模式的に示したのが図６であり、９６が電極７０を被覆する絶縁層である。更には、平坦の絶縁層９６上に微細構造物を形成し、これを隔壁形成予定領域としても構わない。あるいは、該構造物表面を改質した領域を隔壁形成予定領域としても構わない。
【００２１】
１１０は基板２０側に施された隔壁前駆体への親和性付与領域である。該領域は基板２０側の隔壁形成予定領域に対応している。本発明では、所定の隔壁が形成できれば、隔壁形成予定領域の設置パターンには特に制限はない。例えば、基板２０全面を隔壁形成予定領域にしても構わない。また本発明では、基板２０の隔壁形成予定領域１１０は平面状でも凸及び／又は凹状の微細構造物でも構わない。例えば図６に示す様に、基板２０に設けられる隔壁形成予定領域１１０は平面状でも構わない。更には、該微細構造物の表面改質領域を隔壁形成予定領域としても構わない。
【００２２】
本発明では、上記隔壁形成予定領域に関する微細構造物の高さには特に制限はない。少なくとも、所定の間隔で基板を対向配置した場合、微細構造物が対向基板或いは対向基板側の微細構造物に接触しなければ構わない。
なお、図１では、この他の表示素子構成要素（例えば、電極間に電気信号を印加する電気信号印加手段）は省略した。
【００２３】
本発明に関する表示素子は、帯電泳動粒子の分布状態を表示状態に反映させる。図１でＡと示した領域では、帯電泳動粒子が隔壁側に集合した分布状態を示している。このＡ領域を基板２０側から素子を観察すれば、第１電極６０面又は絶縁層９０が白色ならば、白色に見える。一方、図１でＢと示した領域では、帯電泳動粒子は基板面内方向に分散した分布状態を示している。このＢ領域を基板２０側から観察すれば、帯電泳動粒子の色を呈している様に見える。
【００２４】
表示状態を変化させるには、帯電泳動粒子を基板上で変位させ、帯電泳動粒子の分布状態を変化させればよい。例えば、第１電極と第２電極との間への電気信号を印加することにより、帯電泳動粒子を電気泳動力で駆動し、変位させる事ができる。なお、本発明では、表示状態の変化時に必要な帯電泳動粒子の基板上での変位させる方法に特に制限はない。例えば、誘電泳動力、分散媒の電気流体力学的な流動などを利用して、帯電泳動粒子を基板上で変位させても構わない。
【００２５】
また、上記説明では、帯電泳動粒子は黒色で、第１電極面（又は絶縁層９０）は白色としたが、これに限定されるものではない。例えば、第１電極面（又は絶縁層９０）を適宜赤・緑・青色等に着色するとカラー表示も可能である。
【００２６】
図１では、基板１０側に電極系を配置させた例を示した。この電極系により形成される電界は、帯電泳動粒子を封止膜の面内方向に大きく変位させる。しかし、本発明ではこの様な電極構成に限定されるものではなく、所望の表示状態を形成できれば構わない。例えば、帯電泳動粒子を封止膜の法線方向に大きく変位させる電極構成でも構わない。
【００２７】
本発明に関する隔壁は、図１に示した形状に限定されるものではない。図１では、くびれた断面形状を示しているが、分散液側に膨らんだ断面形状でも構わない。また、上下基板に固定化されている隔壁の端部は、前記親和性付与領域の形状と同一でなくても同一であっても構わない。更に、本発明では、隔壁で囲まれた基板表面上に、隔壁に連結している膜が配置されていても構わない。
【００２８】
次に、図１に示した表示素子の製造方法の１例を、図２〜図４に示す工程図を用いて説明する。
＜工程１＞
工程１は、基板上の隔壁形成予定領域に隔壁前駆体に対する親和性を付与するまでの工程である。
【００２９】
先ず、基板１０上にスイッチング素子８０を形成する（図１の基板１０側を参照）。そして、これらを絶縁層で被覆した後、絶縁層にコンタクトホールを開ける。続いて絶縁層上に入射光を散乱させるためのレジストパターンを形成し、この上に第１電極６０（電極材料として、高光反射率のアルミニウムをあげる事ができる）を形成してコンタクトホールを通して第１電極６０を前記スィッチング素子８０と接続する。なお、第１電極が高光反射能を有する場合、光反射散乱層を兼ねられる。第１電極６０上は、光散乱性の絶縁層９０で被覆する。該絶縁層上に第２電極７０を形成し、該電極７０上に絶縁層９５を形成する。
【００３０】
次に、絶縁層９５上の隔壁形成予定領域（隔壁端部の固定予定領域に対応）に隔壁前駆体に対する親和性付与処理を行う。図１の基板１０側に設けた１００が、該親和性付与領域に対応する。隔壁前駆体に対する所定の親和性を付与できるならば、親和性付与の方法に特に制限はない。なお、絶縁層９５を形成しない場合、隔壁形成予定領域（例えば、電極７０上）に所望の親和性付与処理を施しても構わない。
【００３１】
本工程では、基板１０の対向基板である基板２０の隔壁形成予定領域（隔壁端部の固定予定領域に対応）にも隔壁前駆体に対する親和性付与処理を施す。図１の基板２０側に設けた１１０と示した領域が、親和性付与領域に対応する。
【００３２】
本発明に関する隔壁前駆体に対する所定の親和性を付与できるならば、親和性付与の方法に特に制限はない。例えば、隔壁形成予定領域表面の化学処理でも、表面形状制御でも構わない。なお、本発明では、隔壁形成予定領域以外の領域に隔壁前駆体に対する親和性を下げる処理を施しても構わない。そして、この処理を上述した親和性付与処理としても構わない。また前記隔壁形成予定領域は、後述する工程４における隔壁の固定化処理において、隔壁端部との接着性が発現する事が好ましい。
【００３３】
＜工程２＞
図２は工程２の説明図である。工程２は、基板１０と基板２０を対向配置し、基板間に分散液と隔壁前駆体からなる混合物を充填するまでの工程である。
【００３４】
先ず本工程では、基板１０に設けた隔壁形成予定領域と、基板２０に設けた隔壁形成予定領域が所望の位置関係になるように位置合わせをして対抗配置する。次に、基板間に分散液と隔壁前駆体からなる混合物を充填する。混合物中における隔壁前駆体の存在状態に特に制限はない。例えば、隔壁前駆体が分散液への溶解性のない液体の場合、分散液中に微細な液滴として分散させておいても構わない。図２における１２０が、該混合物を模式的に示したものである。隔壁前駆体は、基板間で均一に分布している事が好ましい。少なくとも基板面内方向に均一に分布している事が好ましい。
【００３５】
＜工程３＞
図３と図４は、工程３の説明図である。工程３は、前記基板間の隔壁形成予定領域に前記隔壁前駆体を集合させ、前記隔壁前駆体が前記基板間で連結している状態を形成するまでの工程である。
【００３６】
前記工程２で基板間に充填された混合物中の隔壁前駆体は、隔壁形成予定領域１００、１１０に対して親和性を有している。このため、隔壁前駆体は、隔壁形成予定領域１００、１１０に集合してくる。図３はこの集合過程を模式的に示した図である。１３０と１４０は、それぞれ前記領域１００、１１０に集合した隔壁前駆体を模式的に示したものである。なお、図３における隔壁前駆体は液状とした。また図３では、前記混合物中に存在している隔壁前駆体は省略した。
【００３７】
隔壁形成予定領域が隔壁前駆体で覆われた後も、前記混合物中に隔壁前駆体が存在している。この場合、混合物中の隔壁前駆体は、前記隔壁形成予定領域を覆っている前記隔壁前駆体に集合する。この集合は、隔壁前駆体の分散媒への親和性が小さい程、そして隔壁前駆体同士の親和性が大きい程、促進される。この集合過程が進行していくと、前記隔壁前駆体が前記基板間で連結している状態が形成される。図４は、この連結状態が形成された様子を模式的に示したものである。図４において１５０が基板間を連結している隔壁前駆体である。
【００３８】
本工程に関する前記隔壁前駆体の集合過程は、隔壁前駆体−隔壁形成予定領域の親和性や隔壁前駆体同士の親和性を駆動力の一つとしている。この親和性に基づく力は短距離力であり、一旦接触すれば両者を強い力で付着させる。そして、この付着力は、重力よりも大きくなる。例えば、隔壁前駆体が液体の場合、親和力による付着力は、重力の１００倍以上になる。従って、隔壁前駆体の比重制限や粘性制限は生じない。
【００３９】
なお、本発明では隔壁形成予定領域への隔壁前駆体の集合を促進しても構わない。この促進方法には特に制限はない。例えば、前記混合物への機械的振動印加をあげる事ができる。また、本工程においては、電極６０上に粒子が集合可能な電気信号を印加しておいても構わない。
【００４０】
＜工程４＞
工程４は、前記隔壁前駆体の固定化処理を行い、前記基板間に隔壁を固定化する工程である。固定化処理の結果、図１に模式的に示した様な隔壁が形成される。
【００４１】
本発明に関する固定化処理の方法は、隔壁前駆体の性質に依存する。例えば隔壁前駆体が重合性化合物から構成されている場合、該重合性化合物の性質に応じた重合処理を前記固定化処理として施せばよい。光重合性化合物からなる隔壁前駆体を用いた場合には、光重合処理を施せばよい。なお、本工程における隔壁前駆体は基板間に配置しており、外気に接していない。従って、隔壁前駆体としてラジカル重合性の紫外線重合性材料を使用できる。
上記の工程の説明では、電気信号印加手段との接続や、他の工程は省略した。
【００４２】
次に本発明に関する材料等について説明する。
本発明に関する分散媒は、絶縁性流体である。イソパラフィン（例えば、商品名がアイソパーのエクソン社製の流体）、シリコーンオイル及びキシレン、トルエン等の有機溶媒をあげる事ができる。
【００４３】
本発明に関する帯電泳動粒子は、所望の表示を行う事ができれば特に材料や粒子サイズや粒子の色等に制限はない。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が好ましい。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。粒子の平均粒径は通常０．０１〜５０μｍ程度のものを使用できるが、好ましくは、０．１〜１０μｍ程度のものを用いる。
【００４４】
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。かかる荷電制御剤としては、コハク酸イミド、モノアゾ染料の金属錯塩やサリチル酸や有機四級アンモニウム塩やニグロシン系化合物などを用いると良い。
【００４５】
次に本発明に関する隔壁前駆体について説明する。
本発明に関する隔壁前駆体の性状は、液体でも固体でも構わない。
前記隔壁前駆体が液状の場合、少なくとも前記工程４の固定化処理により固化する性質を有している事が好ましい。このため、液状の前記隔壁前駆体は、重合性化合物から構成されている事が好ましい。重合性化合物から構成されている場合、該化合物に関する重合処理を前記固定化処理とする事が可能である。
【００４６】
前記液状の隔壁前駆体は前記分散媒に溶解しない事が好ましい。更には、前記液状の隔壁前駆体は前記帯電泳動粒子との親和性が小さく、且つ前記帯電泳動粒子を溶解しない事を特徴とする。
【００４７】
前記液状の隔壁前駆体を構成する重合性化合物は、所望の隔壁を形成できれば特に制限はないが、例えば−Ｏ−、−ＣＨ２  −Ｏ−、−ＯＨ、−ＣＦ２  −のうち少なくとも一つを構成要素に含む化合物である事が好ましい。これらの構成要素を含むと、隔壁前駆体は前記分散媒に混ざらない。更に、得られる隔壁と前記帯電泳動粒子との間の物理化学的な相互作用を制御できる。この様に重合性化合物に上記ユニットが含まれると、隔壁の製造だけでなく、得られる隔壁の機能の制御にも有効である。前記物理的な相互作用として、前記帯電泳動粒子と前記隔壁との間の付着力をあげる事ができる。該付着力は、隔壁の表面エネルギーにより制御できる。例えば、隔壁の表面エネルギーが小さい程、前記付着力を小さくできる傾向にある。
【００４８】
なお、上記−ＣＨ２  −Ｏ−を構成要素とする化合物は、−ＣＨ２  −ＣＨ２  −Ｏ−や、−ＣＨ２  −ＣＨ２  −Ｏ−が繰り返し連結しているポリエチレングリコールユニットを含む化合物でも構わない。或は、−ＣＨ２  −Ｏ−ＣＨ２  −ＣＨ２  −ＣＨ２  −ＣＨ２  −Ｏ−ＣＨ２  −を含む化合物であっても構わない。また、上記−Ｏ−を構成要素に含む化合物は、−Ｏ−に−ＣＨ２  −が隣接して配置している化合物（例えば上記ポリエチレングリコールタイプ）や、−ＣＨ２  −が隣接していないユニット（例えば、カーボネート結合）を含む化合物であっても構わない。−ＣＦ２  −を構成要素とする化合物は、−ＣＦ２  −が繰り返し連結しているユニットを含む化合物でも構わない。
【００４９】
所望の隔壁を形成できれば、前記重合方法に制限はない。例えば、紫外線重合に代表される光重合法を用いる事ができる。
【００５０】
紫外線重合を用いる場合、上記−ＯＨ、−ＣＨ２  −Ｏ−、−Ｏ−、−ＣＦ２  −の構造を含むラジカル重合性のアクリレート化合物あるいはメタクリレート化合物を重合性化合物として利用する事ができる。例えば、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテルジアクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート（例えば、日本油脂製のブレンマーＰＥシリーズ）、ポリテトラメチレンエーテルグリコール＝ジ（２−マレイミドアセテート（例えば、大日本インキ化学工業製のＭＩＡ２００）、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ−オクタフルオロペンチルアクリレート（例えば、大阪有機化学工業製のＶ−８Ｆ）、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ヘプタデカフルオロデシルアクリレート（例えば、大阪有機化学工業製のＶ−１７Ｆ）を利用する事ができる。
【００５１】
また、重合性化合物は、重合性モノマーや重合性オリゴマーであっても構わない。これらモノマーやオリゴマーが単官能性であっても多官能性であっても構わない。更に、モノマーとオリゴマーとの混合物あるいは単官能性化合物と多官能性化合物との混合物であっても構わない。
【００５２】
上記の重合性化合物は、光重合開始剤の存在のもとに光を照射することにより重合することができる。光重合開始剤としては、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製のイルガキュアシリーズの光重合開始剤（例えば、イルガキュア１８４、イルガキュア６５１）や、大日本インキ化学工業（株）のＭＩＡ２００を使用することができる。
【００５３】
前記隔壁前駆体が固体の場合、所定の隔壁を形成できれば、その大きさや形状に特に制限はない。例えば、前記基板間の間隔よりも小さい微粒子の集団を隔壁前駆体として利用しても構わない。この場合、前記固定化処理時に、少なくとも前記隔壁前駆体としての微粒子同士が接合する事が好ましい。このために、前記微粒子状の隔壁前駆体の表面には、前記接合を実現するための接着層が設けられている事が好ましい。接着層としては所定の接合を実現できれば特に制限はない。前記固体状の隔壁前駆体は前記分散媒に溶解しない事が好ましい。
【００５４】
本発明に関する基板の種類には、特に制限はない。例えば、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリカーボネート（ＰＣ）等の柔らかい基板や、ガラス、石英等の硬い基板を使用できる。なお、隔壁前駆体が前述した様な光重合性の場合、重合用の光を照射する側の基板は、該重合用の光に対する透過性を有している必要がある。
【００５５】
次に、前記隔壁形成予定領域に関する材料について説明する。前記隔壁前駆体に対する親和性を付与できる材料であれば、特に制限はない。例えば、前記隔壁前駆体が前記分散媒よりも親水性が大きいとする。この場合には、前記隔壁形成予定領域に親水性の分子が配置するようにすればよい。
【００５６】
また、隔壁形成予定領域には、前記固定化処理後に、前記隔壁との接着性を発現する事が好ましい。このために、前記隔壁形成予定領域には、隔壁前駆体との結合を発現可能な重合性の基や、接着性を向上しうる極性基等を配置しておいても構わない。
【００５７】
本発明に関する電極材料や電極配置も、所望の表示を実現できれば大きな制限はない。電極材料としてはＡｌ電極やＩＴＯ電極を挙げる事ができる。電極配置としては、表示状態の変化に必要な所望の帯電泳動粒子変位を誘起できるものであれば、特に制限はない。上記第１電極６０を光反射層としても利用する場合は、銀（Ａｇ）あるいはＡｌ等の光反射率の高い材料を好適に使用する。この第１電極６を白色表示として使用する場合は、電極表面そのものに光が乱反射するように表面凹凸をつけるか、あるいは電極上に光散乱層を形成しておく。
【００５８】
【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。
【００５９】
実施例１
本実施例では、図１に示す様な表示素子を作製した。作製した表示素子は、５００×６００画素とし、１つの画素の大きさは１００μｍ×１００μｍである。各画素は周囲を隔壁３０によって囲まれている。隔壁３０の構造は、幅８μｍ、高さ２８μｍである。第１電極６０は、隔壁３０に囲まれた部分の中央部に位置し、スイッチング素子８０に接続している。第２電極７０は、隔壁３０と基板１０の間に位置する。第２電極７０は、全画素の共通電極としている。
【００６０】
本実施例に関する表示素子の製造方法を説明する。まず、公知フォトリソ法などを用い、基板１０上に、スイッチング素子８０等を形成した。本実施例における第１電極６０はアルミから構成されている。絶縁層９０は、アクリル樹脂から構成されている。第２電極は、暗黒色の炭化チタンから構成されている。電極７０及び絶縁層９０を被覆する絶縁層９５は、アクリル樹脂から構成される。
【００６１】
本実施例では、絶縁層９５の所定の領域（本実施例の場合、電極７０上）のみに酸素プラズマ処理を施し、親水性を付与した。該領域を隔壁形成予定領域１００とした。
【００６２】
一方、基板２０（本実施例ではＰＥＴ基板を用いた）の所定の位置のみに酸素プラズマ処理を施した。この処理により親水性が増加した領域を、基板２０側の隔壁形成予定領域１１０とした。
【００６３】
上記基板１０の四隅に直径１０μｍのスペーサーを配置した後、基板２０を対向配置させた。該基板間に、分散媒と帯電泳動粒子と液状の隔壁前駆体からなる混合物１２０を充填した（図２参照）。
【００６４】
本実施例では、帯電制御剤コハク酸イミド（商品名：ＯＬＯＡ１２００、シェブロン社製）を含有させたイソパラフィン（商品名：アイソパー、比重０．７６、エクソン社製）を分散媒として用いた。帯電泳動粒子には平均粒径１〜２μｍ程度であるカーボンブラック含有のポリスチレン−ポリメチルメタクリレート共重合体樹脂を使用した。隔壁前駆体にはアイソパーに溶けない液状の紫外線重合性化合物のポリテトラメチレンエーテルグリコール＝ジ（２−マレイミドアセテート（大日本インキ化学工業株式社製、製品名：ＭＩＡ２００、比重＝１以上、粘性＝２０００ｍＰａ・ｓ）を用いた。隔壁前駆体としての前記紫外線重合性化合物は、分子内に複数のエーテル結合等を含むため、アイソパーよりも親水性が大きい。従って、本実施例の隔壁形成予定領域は、本実施例の隔壁前駆体に対して親和性を発揮する事になる。なお、前記紫外線重合性化合物は、前記帯電泳動粒子との親和性が小さい。
【００６５】
本実施例では、前記混合物を基板間に充填する前に、前記混合物に超音波振動を印加した。これにより、前記帯電泳動粒子を前記分散媒中に均一分散させた。同時に、液状の前記隔壁前駆体は超音波振動により微細な液滴となる。更に液滴化した隔壁前駆体は、前記分散媒中に均一分散する。
【００６６】
前記基板間に前記混合物を充填した直後から、前記基板間を光顕（光学顕微鏡）で観察した。まず、隔壁前駆体が各基板の隔壁形成予定領域に付着し、隔壁形成予定領域全面を被覆していく様子が観察された。隔壁前駆体が隔壁形成予定領域全面を被覆するまでの間、隔壁形成予定領域上を帯電泳動粒子が横断していた。また、隔壁前駆体が隔壁形成予定領域を全面被覆するまでの間、光顕の焦点を一方の隔壁形成予定領域上から対向する隔壁形成予定領域上に変移させた。その結果、隔壁形成予定領域近傍では帯電泳動粒子が観察されない領域（領域Ａと呼ぶ事にする）が存在した。そしてこの領域間に、帯電泳動粒子が観察される領域（領域Ｂと呼ぶ事にする）が存在した。また、前記領域Ａと領域Ｂとの界面は、光学的な不連続性が観察された。これは、隔壁前駆体は各基板の隔壁形成予定領域を被覆しているが、隔壁前駆体が上下基板間で連結している状態は形成されていない事を示している。この様子を模式的に示したのが図３である。図３において、１３０と１４０が隔壁形成予定領域を被覆している隔壁前駆体である。
【００６７】
光顕による観察を継続すると、微細液滴状の隔壁前駆体が、前記領域Аに吸収されていく様子が観察された。この過程において、対向する隔壁前駆体間で前記領域Ｂが次第に減少するとともに、前記領域Ａが増大していく様子が観察された。更に観察を続けると、帯電泳動粒子が隔壁形成予定領域上を横断しなくなった。この時点で、対向する隔壁形成予定領域間で光顕の焦点を変移させたが、前述したような光学的な不連続性は観察されず、光学的に均一であった。また、光顕の焦点を変移させている間、帯電泳動粒子も観察されなかった。これは、対向する隔壁形成予定領域間が、前記隔壁前駆体により連結されている事を示している。この状態の基板間の様子を模式的に示したのが図４である。図４において、１５０が隔壁形成予定領域間を連結した隔壁前駆体である。なお、図４に示した状態が形成されている事は、後述の重合処理を施した後の表示素子によっても確認できた。
【００６８】
図４の状態が形成されたならば、室温下で強度０．３ｍＷ／ｃｍ２  の紫外線を５分間照射し、前記隔壁前駆体に対する重合処理を行った。その結果、隔壁が形成されると同時に、隔壁が隔壁形成予定領域上で固定化された。この様子を模式的に示したのが図１である。図１において３０が隔壁である。本実施例では、この重合処理を本発明に関する固定化処理とした。
【００６９】
重合処理後、基板２０上から表示素子を観察したところ、隔壁端部及び隔壁内部に帯電泳動粒子は確認されなかった。即ち、重合過程で、帯電泳動粒子が隔壁に取り込まれる事はなかった。
【００７０】
続いて本実施例の表示素子の駆動確認を行った。第１電極を接地し、第２電極の電位を１ヘルツ（Ｈｚ）にて、＋１５Ｖ、−１５Ｖと交互に変調した。その結果、電位の変調に同期して、黒、白と交互に表示が変化した。この様な駆動を連続して行っても、帯電泳動粒子が隔壁をのりこえて変位していく事は観察されなかった。同時に、分散媒が揮発していく事もなかった。即ち、分散液が隔壁と基板により閉じ込められている事が確認できた。また、得られた表示素子を前後に撓らせたが、帯電泳動粒子が隔壁をのりこえて変位していく事は観察されなかった。
【００７１】
実施例２
本実施例では、隔壁形成予定領域に酸素プラズマ処理を施さずに、該領域に微細構造物を形成した以外、実施例１と同じ方法で表示素子を作製した。
【００７２】
本実施例では、絶縁層９５の所定の位置（本実施例でも電極７０上）に光感光性厚膜レジスト（商品名：ＳＵ−８、３Ｍ社製）の硬化物からなる微細な凸状構造物（高さ３μｍ）を形成した。該構造物は本実施例の基板１０側の隔壁形成予定領域である。即ち本実施例では、図１における１００が前記微細構造物に対応する。同様に、基板２０の所定の領域に、前記光感光性厚膜レジスト（ＳＵ−８）を用いて微細構造物（高さ５μｍ）を形成した。該構造物を本実施例の基板２０側の隔壁形成予定領域とした。即ち本実施例では、図１における１１０が前記微細構造物に対応する。
【００７３】
前記微細構造物を形成した基板を対向配置した後、該基板間に実施例１と同じ混合物を充填した。その結果、隔壁前駆体が前記微細構造物間で連結した状態が形成された。その後、隔壁前駆体に対する重合処理を施した。
【００７４】
隔壁前駆体に対する重合処理後、基板２０上から表示素子を観察したところ、隔壁端部及び隔壁内部に帯電泳動粒子は確認されなかった。即ち、重合過程で、帯電泳動粒子が隔壁に取り込まれる事はなかった。
【００７５】
続いて得られた表示素子の駆動確認を行った。第１電極を接地し、第２電極の電位を１ヘルツ（Ｈｚ）にて、＋１５Ｖ、−１５Ｖと交互に変調した。その結果、電位の変調に同期して、黒、白と交互に表示が変化した。この様な駆動を連続して行っても、帯電泳動粒子が隔壁をのりこえて変位していく事は観察されなかった。同時に、分散媒が揮発していく事もなかった。即ち、分散液が隔壁と基板により閉じ込められている事が確認できた。また、得られた表示素子を前後に撓らせたが、帯電泳動粒子が隔壁をのりこえて変位していく事は観察されなかった。
【００７６】
実施例３
本実施例では、隔壁前駆体として紫外線重合性化合物の１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテルジアクリレート（新中村化学工業株式会社製、製品名：ＮＫオリゴ  ＥＡ−５５２０、比重＝１以上、粘性＝７５０ｍＰａ・ｓ）を用いた以外、実施例１と同じ方法で表示素子を作製した。なお、前記化合物中には、光重合開始剤（イルガキュア１８４、チバガイギー社製）が添加（添加濃度＝５ｗｔ％）されている。本実施例においても、隔壁前駆体が対向する隔壁形成予定領域間を連結している状態が形成された。
【００７７】
前記隔壁前駆体に対する重合処理後、基板２０上から表示素子を観察したところ、隔壁端部及び隔壁内部に帯電泳動粒子は確認されなかった。即ち、重合過程で、帯電泳動粒子が隔壁に取り込まれる事はなかった。
【００７８】
続いて得られた表示素子の駆動確認を行った。第１電極を接地し、第２電極の電位を１ヘルツ（Ｈｚ）にて、＋１５Ｖ、−１５Ｖと交互に変調した。その結果、電位の変調に同期して、黒、白と交互に表示が変化した。この様な駆動を連続して行っても、帯電泳動粒子が隔壁をのりこえて変位していく事は観察されなかった。同時に、分散媒が揮発していく事もなかった。即ち、分散液が隔壁と基板により閉じ込められている事が確認できた。また、得られた表示素子を前後に撓らせたが、帯電泳動粒子が隔壁をのりこえて変位していく事は観察されなかった。
【００７９】
実施例４
本実施例では、実施例１における基板２０の全面を酸素プラズマ処理した以外、実施例１と同じ方法で表示素子を作製した。
【００８０】
基板間に実施例１と同じ混合物を充填したところ、基板２０の全面を被覆した隔壁前駆体と、基板１０側の隔壁形成予定領域１００に集合した隔壁前駆体とが連結している状態が形成された。この事は、後述の重合処理を施した後、表示素子を分解によっても確認できた。本実施例で得られた表示素子の模式図を図５に示す。図５における１７０は、基板２０の全面に形成された隔壁形成予定領域である。１６０は、前記領域１７０上に形成された隔壁３０と連続している膜である。該膜１６０は封止膜とみなす事もできる。
【００８１】
隔壁前駆体に対する重合処理後、基板２０上から表示素子を観察したところ、隔壁端部及び隔壁内部に帯電泳動粒子は確認されなかった。即ち、重合過程で、帯電泳動粒子が隔壁に取り込まれる事はなかった。
【００８２】
続いて得られた表示素子の駆動確認を行った。第１電極を接地し、第２電極の電位を１ヘルツ（Ｈｚ）にて、＋１５Ｖ、−１５Ｖと交互に変調した。その結果、電位の変調に同期して、黒、白と交互に表示が変化した。この様な駆動を連続して行っても、帯電泳動粒子が隔壁をのりこえて変位していく事は観察されなかった。同時に、分散媒が揮発していく事もなかった。即ち、分散液が隔壁と基板（封止膜）により閉じ込められている事が確認できた。また、得られた表示素子を前後に撓らせたが、帯電泳動粒子が隔壁をのりこえて変位していく事は観察されなかった。
【００８３】
実施例５
本実施例では、基板１０の隔壁形成予定領域に高さ７μｍの微細構造体を形成した以外、実施例４と同じ方法で表示素子を作成した。本実施例では、該微細構造物として光感光性厚膜レジスト（商品名：ＳＵ−８、３Ｍ社製）の硬化物を用いた。なお、本実施例では、前記微細構造物の上端部近傍を酸素ソプラズマ処理を施した。
【００８４】
前記微細構造物を形成した基板を対向配置した後、該基板間に実施例１と同じ混合物を充填した。その結果、基板２０の全面を被覆した隔壁前駆体と、前記微細構造物に集合した隔壁前駆体とが連結している状態が形成された。この事は、後述の重合処理を施した後、表示素子を分解によっても確認できた。
【００８５】
本実施例で得られた表示素子の模式図を図７に示す。
隔壁前駆体に対する重合処理後、基板２０上から表示素子を観察したところ、隔壁端部及び隔壁内部に帯電泳動粒子は確認されなかった。即ち、重合過程で、帯電泳動粒子が隔壁に取り込まれる事はなかった。
【００８６】
続いて得られた表示素子の駆動確認を行った。第１電極を接地し、第２電極の電位を１ヘルツ（Ｈｚ）にて、＋１５Ｖ、−１５Ｖと交互に変調した。その結果、電位の変調に同期して、黒、白と交互に表示が変化した。この様な駆動を連続して行っても、帯電泳動粒子が隔壁をのりこえて変位していく事は観察されなかった。同時に、分散媒が揮発していく事もなかった。即ち、分散液が隔壁と基板（封止膜）により閉じ込められている事が確認できた。また、得られた表示素子を前後に撓らせたが、帯電泳動粒子が隔壁をのりこえて変位していく事は観察されなかった。
【００８７】
実施例６
本実施例では、隔壁前駆体が対向する基板上の隔壁形成予定領域間を連結している状態を形成する過程（上述の本発明に関する工程３に対応）で、帯電泳動粒子が電極６０上に集合可能な信号を印加し続けた以外、実施例１と同じ方法で表示素子を作製した。
【００８８】
本実施例では、上記電極６０に＋１０ＶのＤＣ信号を印加した。その結果、前記隔壁前駆体の連結状態が形成される過程で、帯電泳動粒子が電極６０上に配置した状態を示していた。
【００８９】
隔壁前駆体の固定化処理を施した後、基板２０上から表示素子を観察したところ、隔壁端部及び隔壁内部に帯電泳動粒子は確認されなかった。即ち、重合過程で、帯電泳動粒子が隔壁に取り込まれる事はなかった。
【００９０】
続いて得られた表示素子の駆動確認を行った。第１電極を接地し、第２電極の電位を１ヘルツ（Ｈｚ）にて、＋１５Ｖ、−１５Ｖと交互に変調した。その結果、電位の変調に同期して、黒、白と交互に表示が変化した。この様な駆動を連続して行っても、帯電泳動粒子が隔壁をのりこえて変位していく事は観察されなかった。同時に、分散媒が揮発していく事もなかった。即ち、分散液が隔壁と基板（封止膜）により閉じ込められている事が確認できた。また、得られた表示素子を前後に撓らせたが、帯電泳動粒子が隔壁をのりこえて変位していく事は観察されなかった。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明は、インクジェット法などの方法によらずに隔壁形成ができ、且つ、隔壁と基板間に分散液等の閉じ込めを実現可能な方法を提供する事ができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表示素子の一実施態様を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の表示素子の製造方法を説明する説明図である。
【図３】本発明の表示素子の製造方法を説明する説明図である。
【図４】本発明の表示素子の製造方法を説明する説明図である。
【図５】本発明の表示素子の一実施態様を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の表示素子の一実施態様を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の表示素子の一実施態様を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０、２０  基板
３０  隔壁
４０  分散媒
５０  帯電泳動粒子
６０  第１電極
７０  第２電極
８０  スイッチング素子
９０、９５、９６  絶縁層
１００、１１０、１７０  隔壁形成予定領域
１２０  混合物
１３０、１４０  隔壁形成予定領域を被覆している隔壁前駆体
１５０  隔壁前駆体
１６０  膜
【図１】
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【図２】
2004354511.tif 000003
【図３】
2004354511.tif 000004
【図４】
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【図５】
2004354511.tif 000006
【図６】
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【図７】
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