(57)【要約】【課題】マイクロカプセル型電気泳動表示装置の含有水分量を調整することにより、画像表示の発色不具合を有効に防止できるマイクロカプセル型電気泳動表示装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係るマイクロカプセル型電気泳動表示装置は、透明基板の透明電極層上にマイクロカプセルを含有する電気泳動表示層を積層し、この電気泳動表示層を覆うように導電性接着剤層と導電性剥離基板を積層してなることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の透明電極層上にマイクロカプセルを含有する電気泳動表示層を積層し、この電気泳動表示層を覆うように導電性接着剤層と導電性剥離基板を積層してなることを特徴とするマイクロカプセル型電気泳動表示装置。
【請求項２】
前記電気泳動表示層内のマイクロカプセルは荷電粒子と当該荷電粒子を分散する分散媒とを樹脂皮膜に内包して構成されていることを特徴とする請求項１記載のマイクロカプセル型電気泳動表示装置。
【請求項３】
透明基板の透明電極層上にマイクロカプセルを含有する電気泳動表示層、導電性接着剤層、導電性剥離基板が配置されてなるシート状に形成されたマイクロカプセル型電気泳動表示装置と合紙とを交互に積層した治具に温度４０℃から５０℃に融点を持つシール剤を設け、挟み込んだ状態の治具を４５℃以上５５℃以下で温度が４５℃以上５５℃以下、相対湿度が４０％以上６０％以下のエージング環境下に置くことにより、シート状のマイクロカプセル型電気泳動表示装置の含有水分量が１．０ｇ／ｍ２以上３．０ｇ／ｍ２以下となるように調湿を行なうことを特徴とするマイクロカプセル型電気泳動表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記冶具は、シート状に形成されたマイクロカプセル型電気泳動表示装置と合紙とを交互に積層したうえ、挟み込んだ状態で直立できることを特徴とする請求項３記載のマイクロカプセル型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、電気泳動現象を利用したマイクロカプセル型電気泳動表示装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報機器の発達に伴い情報表示も様々な形態を持ってなされている。可変情報表示としては、ＣＲＴ（陰極線管）や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等が主流となっている。ＣＲＴやバックライトを使用するタイプの液晶ディスプレイ等の発光型ディスプレイは、長時間に渡る使用においては見るものの目を疲れさせ、文書等を読むのには滴さない。
【０００３】
また、フラットパネル表示装置として現在、液晶ディスプレイの厚さが薄く、小型化が可能であることから、様々な用途において広範囲に使用されているが、透過型ＬＣＤのような発光タイプのディスプレイは、目が疲労し易く、かつ、視野角により光学特性が大きく変動するという問題がある。
【０００４】
一方、バックライトを使用しないタイプの液晶ディスプレイは、偏光板の使用による画面の暗さが現れ、視認性が悪いという問題がある。さらに、これらのディスプレイの表示画像はメモリ性を持たず、電気的なエネルギ供給が停止されると同時に消えてしまうという欠点がある。
【０００５】
今後さらに普及が予測される電子ブックや携帯情報端末装置等の携帯可能な情報機器におけるディスプレイの置き換わりにおいては、長時間にわたる使用においても目を疲れさせにくく、視認性が良好で、消費電力が少なく、かつ、画像のメモリ性を有していることが必要であると考えられる。
【０００６】
その中で、特に注目されている表示装置の１つにいわゆる電子ペーパがある。これは紙と電子ディスプレイの長所を併せ持つものであり、無電源状態でも画像情報が保持され、さらに書き換え可能であるという特徴を持つ。反射型ディスプレイのためコントラスト比が変わらず、視野角が広いという長所がある。
【０００７】
このような電子ペーパとして、マイクロカプセル型電気泳動表示装置が注目されている。マイクロカプセル型電気泳動表示装置は、印刷された紙面と同様に、反射光によって文字や画像を表示するため、目に対する負荷が少なく、長時間画面を見続ける作業に対しても適している。これは、電界を印加することでマイクロカプセル中の荷電粒子が移動し、画像表示を可能になるという原理に基づく。
【０００８】
また、マイクロカプセル型電気泳動表示装置は、分散媒が満たされたマイクロカプセル中に正、負に帯電した白色粒子と黒色粒子を入れ、外部電圧の印加によってそれぞれの粒子を表示面に引き上げて画像を形成するものである。マイクロカプセルのサイズは数十μｍ〜数百μｍと小さいので、このマイクロカプセルを透明なバインダ材に分散させると、インクのようにコーティングすることができる。このインクは、電圧を印加することで白黒表示することができるので、「電子インク」とも呼ばれる。
【０００９】
透明電極を形成した透明樹脂にこのインクをコーティングし、その上層に導電性接着剤層が形成されたものを、ＴＦＴに代表されるアクティブマトリクス駆動用の電極回路を形成した基板に貼り合わせると、アクティブマトリクスディスプレイを得ることができる（たとえば、特許文献１）。
【００１０】
通常、透明電極を形成した透明樹脂フィルムに電子インクをコーティングした部品を「前面板」と呼び、アクティブマトリクス駆動用の電極回路を形成した基板を「背面板」と呼ぶ。
【００１１】
上記前面板の生産は、まず添加剤が任意に配合された電気泳動表示層を含んだインクを所定の塗工方法を用いて透明電極が形成された透明樹脂上に形成する。一方、別途に導電性接着剤層も同様の塗工方式を用いて樹脂上に形成する。インク層と導電性接着剤層とを熱をかけて貼り合せることで、前面板が構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−２２１５４６号公報
【特許文献２】特開２００３−１８６０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、電気泳動表示層の基材である透明樹脂、電気泳動表示層、導電性接着剤層および導電性接着剤層の基材である樹脂等で形成されている前面板の１枚１枚は、各構成層の含有水分量にばらつきがある。このため、各前面板に電圧を印加すると、これらの層の電気抵抗値が変化し、電極に印加した電圧に対する電気泳動表示層の顔料粒子の応答に差が生じてしまう問題がある。
【００１４】
含有水分量が多い場合には、前面板と背面板との間に漏れ電流が流れ、電極間にかかる電圧が降下し、電気泳動表示層に充分な電位差が与えられず、インクの発色が低下する不具合が生じる。また、含有水分量が少ない場合には、電気泳動表示層と導電性接着剤層がコンデンサの絶縁体層のように振る舞い、電極とこれらの相関に電荷が溜まり、印加した電圧と反対向きのバイアスがかかって発色が低下するキックバック現象と呼ばれる不具合が生じる。
【００１５】
また、表示粒子体を用いた電気泳動表示装置において、発色コントラストを改善させるためインクの含水率を調整する方法が提案されている（たとえば、特許文献２）。しかし、電気泳動表示装置を加工中に含水率が変動し、表示体において高いコントラストが得られない問題があった。
【００１６】
また、シート全体が反らず、作業効率性が高く、かつ、エージング工程において水分を含んだ空気がフィルム基材に容易に達し、シート全体の含有水分量が均一になるようなエージング治具が提案されている。しかし、この方式では、たとえば、温度が２０℃で湿度が５０％の環境から、温度が４５℃以上５５℃以下、相対湿度が４０％以上６０％以下の環境に静置すると、シートの端部や治具に結露が生じてしまう問題がある。
【００１７】
発生した結露が、電気泳動表示層の基材である透明樹脂、電気泳動表示層、導電性接着剤層および導電性接着剤層の基材である樹脂に規定以上の水分が浸入してしまう。特に、シートの端や断裁面から浸入する水分量が多く、電気泳動表示層に充分な電位差が与えられず、インクの発色が低下する問題があった。
【００１８】
そこで、本発明は、電気泳動表示層の基材である透明樹脂、電気泳動表示層、導電性接着剤層および導電性接着剤層の基材である樹脂で構成された前面板を、含有水分量の多寡によって生じる電気泳動層の発色不具合を解消するために有効なマイクロカプセル型電気泳動表示装置とその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の請求項１に係るマイクロカプセル型電気泳動表示装置は、透明基板の透明電極層上にマイクロカプセルを含有する電気泳動表示層を積層し、この電気泳動表示層を覆うように導電性接着剤層と導電性剥離基板を積層してなることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項２に係るマイクロカプセル型電気泳動表示装置は、前記電気泳動表示層内のマイクロカプセルは荷電粒子と当該荷電粒子を分散する分散媒とを樹脂皮膜に内包して構成されていることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項３に係るマイクロカプセル型電気泳動表示装置の製造方法は、透明基板の透明電極層上にマイクロカプセルを含有する電気泳動表示層、導電性接着剤層、導電性剥離基板が配置されてなるシート状に形成されたマイクロカプセル型電気泳動表示装置と合紙とを交互に積層した治具に温度４０℃から５０℃に融点を持つシール剤を設け、挟み込んだ状態の治具を４５℃以上５５℃以下で温度が４５℃以上５５℃以下、相対湿度が４０％以上６０％以下のエージング環境下に置くことにより、シート状のマイクロカプセル型電気泳動表示装置の含有水分量が１．０ｇ／ｍ２以上３．０ｇ／ｍ２以下となるように調湿を行なうことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項４に係るマイクロカプセル型電気泳動表示装置の製造方法は、前記冶具は、シート状に形成されたマイクロカプセル型電気泳動表示装置と合紙とを交互に積層したうえ、挟み込んだ状態で直立できることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、電気泳動表示層の基材である透明樹脂、電気泳動表示層、導電性接着剤層および導電性接着剤層の基材である樹脂で構成された前面板を、含有水分量の多寡によって生じる電気泳動層の発色不具合を解消するために有効なマイクロカプセル型電気泳動表示装置とその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係るマイクロカプセル型電気泳動式表示装置の構成を模式的に示す縦断側面図。
【図２】本発明の実施形態に係るマイクロカプセル型電気泳動表示装置の製造ラインの一例を示す模式図。
【図３】本発明の実施形態に係るマイクロカプセル型電気泳動表示装置の製造ラインの積載部におけるエージング治具の一例を示す模式図。
【図４】本発明の実施形態に係るマイクロカプセル型電気泳動表示装置の製造ラインの積載部において、エージング治具を複数段積み重ねた場合の一例を示す模式図。
【図５】本発明の実施形態に係るマイクロカプセル型電気泳動表示装置の製造ラインのエージング室におけるエージング処理の一例を示す模式図。
【図６】本発明の実施形態に係るマイクロカプセル型電気泳動表示装置の製造ラインのエージング室におけるエージング処理の一例を示す模式図。
【図７】本発明の実施形態に係るマイクロカプセル型電気泳動表示装置の電気泳動表示層に含まれるマイクロカプセルの構成例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。  
図１は、本実施形態に係るマイクロカプセル型電気泳動表示装置の構成を模式的に示すものである。図１に示すように、本実施形態に係るマイクロカプセル型電気泳動表示装置１の前面板９は、透明電極（透明電極層）３が形成されている透明樹脂基板からなる透明基板２、電荷を有する着色粒子と白色粒子を内包するマイクロカプセル４からなる電気泳動表示層６、導電接着剤層７、および、剥離層を有する導電性剥離基板８から構成されている。
【００２６】
まず、透明電極３を有する透明基板２において、マイクロカプセル４とバインダ材料５を分散させた電子インクを、スクリーン印刷、マイクログラビア、ダイコータ、ディップコータ等の所定の塗工方式により塗工し、電気泳動表示層６を形成する。また、導電層および表層に剥離層としてシリコン層を設けた導電性剥離基板８上に導電性接着剤層７を塗工し、導電性接着剤基板を形成する。
【００２７】
上記電気泳動表示層６と導電性接着剤層７とを貼り合わせることで、図１の層構成を有するマイクロカプセル型電気泳動表示装置１の前面板９が形成される。
【００２８】
上記電子インクに用いたバインダ材料５と同様の成分を有した導電性接着剤層７を用いることで、樹脂の界面の親和性が高まり乖離が起こりにくくなり、また誘電率が類似しているため、マイクロカプセル４に印加される電圧が面で一定になりやすいという利点がある。
【００２９】
透明基板２については、当該表示装置１の外側から表示媒体の色が視認可能で、可視光の透過率が高い材料が最適である。透明基板２としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の有機高分子系基板を用いることが可能である。なお、背面電極側の基板は透明な基板でも不透明な基板でも構わない。
【００３０】
透明基板２上の透明電極３には酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）や酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の光透過性の高い導電性材料が用いられる。また、透明電極３には上記金属材料の他、導電性を有する透明樹脂材料を用いてもよい。このような透明電極３はスパッタ法や蒸着法等を用いて形成することができる。
【００３１】
導電性剥離基板８の導電層は、透明性を必要としないため、銅、アルミ等の金属蒸着、電着形成された薄膜や導電性ポリマを形成した膜でもよい。
【００３２】
図２は、本実施形態に係るマイクロカプセル型電気泳動表示装置１の製造ラインの一例を模式的に示すものである。この製造ラインは、透明基板２に積層された電気泳動表示層６と、導電性剥離基板８に積層された導電性接着剤層７とを貼り合わされ、ロール状に巻取られた前面板９を取り付ける巻出し部１０、ロール状に巻取られた前面板９を所定の大きさに断裁する断裁部１１、断裁された前面板シート１６を搬送するコンベアが設置された搬送部１２、前面板エージング用のエージング治具１４を載せる積載部１３、および、前面板のエージングを行なうエージング室１５が配備される。
【００３３】
図３は、本実施形態に係るマイクロカプセル型電気泳動表示装置１の製造ラインの積載部１３におけるエージング治具１４の一例を模式的に示すものである。
【００３４】
図３に示すように、上記工程より作成された前面板９の構成部材である透明基板２、電気泳動表示層６、導電接着剤層７、導電性剥離基板８の含有水分量は、各前面板９間および前面板９内にばらつきがある。全体の水分を均一にするため、電気泳動表示層６と導電性接着剤層７とを貼り合わせた前面板９から、所定の大きさに断裁した前面板シート１６をエージング治具１４に組む際に、断裁した前面板シート１６と合紙１７とを交互に積層する状態にすることで、エージング工程中に水分を含んだ空気が容易に前面板シート１６の全体に達し易くなるようにしてある。
【００３５】
また、図３に示すように、板状の冶具本体１８に所定枚数の前面板シート１６の束１６ａを積層できるように、冶具本体１８の周辺部に固定用ボルト穴（貫通孔）２１を設けた段積み用ブロック（短）１９および段積み用ブロック（長）２０がそれぞれ配置されている。
【００３６】
各前面板シート１６に交互に積層した合紙１７は、エージング工程中に水分を含んだ空気が容易に前面板シート１６に容易に達し易くするとともに、積層した各前面板シート１６どうしの貼り付きを防止する効果も有している。
【００３７】
図４は、本実施形態に係るマイクロカプセル型電気泳動表示装置１の製造ラインの積載部１３において、エージング治具１４を複数段積み重ねた場合の一例を模式的に示すものである。
【００３８】
図４に示すように、エージング治具１４を複数段積み重なった段階において、天板２４を最上段に載置し、固定用ボルト２２を用いて各冶具本体１８、段積み用ブロック（短）１９、段積み用ブロック（長）２０を固定して一体化する。
【００３９】
図５は、本実施形態に係るマイクロカプセル型電気泳動表示装置１の製造ラインのエージング室１５におけるエージング処理の一例を模式的に示すものである。
【００４０】
図５に示すように、図４のように複数段積み重ねて一体化したエージング治具１４を段積み用ブロック（長）２０を下面にして直立させた状態にする。このように、エージング治具１４を複数段積み重ね、挟み込んだ状態でエージング治具１４を直立させることで、平積みしたときに生じる前面板シート１６と合紙１７自身の重さによる圧力差をなくすことができる。
【００４１】
図６は、本実施形態に係るマイクロカプセル型電気泳動表示装置１の製造ラインのエージング室１５におけるエージング処理の一例を模式的に示すものである。
【００４２】
図６に示すように、天板２４と最下段の冶具本体１８の外周部の長片と短片に、水に対し非透過性でなく、結露点外で融解するシール剤２３を熱融着もしくは粘着剤で貼り付ける。
【００４３】
シール剤２３を貼り付けたエージング治具１４を直立させた状態で、気温が４５℃以上５５℃以下、相対湿度が４０％以上６０％以下に調整された環境下に３日間以上静置し、含有水分量が１．０ｇ／ｍ２以上３．０ｇ／ｍ２以下となるように調湿を行なう。
【００４４】
この状態で、エージング治具１４を、エージング環境である気温が４５℃以上５５℃以下、相対湿度が４０％以上６０％以下のエージング環境下に静置すると、エージング前の任意の温湿度にあった前面板シート１６とエージング治具１４が徐々に温度４５℃以上５５℃以下の範囲に到達し始める。温度が４５℃以上５５℃以下の範囲に到達すると、シール剤２３が融解する。
【００４５】
シール剤２３が融解する時点で、前面板シート１６がエージング環境の温湿度に晒される。エージング治具１４内の前面板シート１６はエージング前の環境から急激な温度変化がなくエージング環境下に触れるので、結露が発生せず、前面板シート１６への規定以上の水分の浸入を防ぐことができる。
【００４６】
シール剤２３の材料は水に対し非透過性ではないので、前面板シート１６に貼り付いても問題ない。シール剤２３が残存した場合も、前面板シート１６の束１６ａの端が覆われるような状態になるので、前面板シート１６の束１６ａを取り扱うことが容易になる。  
このシール剤２３の材料は、パラフィンフィルムや蝋フィルムなど４０℃から５０℃に融点を持つシール材料を用いればよい。
【００４７】
エージング治具１４の構成部材である板状の冶具本体１８および段積み用ブロック（短）１９、段積み用ブロック（長）２０の材質は、ガラス転移温度が８０℃よりも高いポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂等の高分子樹脂や金属を用いることにより、６０℃までの温度環境に投入するエージング工程での使用で変形することなく使用することができる。
【００４８】
図７は、本実施形態に係るマイクロカプセル型電気泳動表示装置１の電気泳動表示層６に含まれるマイクロカプセル４の構成例を模式的に示すものである。
【００４９】
電気泳動表示層６に含まれるマイクロカプセル４は、図６に示すように、メタクリル酸樹脂、ユリア樹脂、アラビアゴム等をカプセル殻２５とし、その内部に酸化チタンからなる白色粒子２６とカーボンブラックからなる黒色粒子２７が、シリコーンオイル等の粘性の高い分散媒２８に分散された状態で封入されたものである。白色粒子２６である酸化チタンは正電荷を帯びており、一方、黒色粒子２７であるカーボンブラックは負電荷を帯びている。
【００５０】
図１のように形成したマイクロカプセル型電気泳動表示装置１の表示体は、透明基板２上の透明電極層３とＴＦＴ基板側からの電圧印加により表示することが可能となり、電極に正または負電圧を選択的に印加することで、色を表現することができる。
【００５１】
電気泳動表示層６は、図１に示すように、マイクロカプセル４を多数含んでおり、電極層の電界の向きを制御することで、上述の原理に基づきマイクロカプセル４内の粒子を移動させることで、白色および黒色として表示させることができる。
【００５２】
上記構造を備えたマイクロカプセル型電気泳動表示装置１は、見易さの面でも紙の白色に近く、視野角も極めて大きく、屋外の直射日光の下で問題なく使用可能である。
【００５３】
電気泳動表示層６のマイクロカプセル４中の各粒子は粘性の高い分散媒に分散されているため、一度電界を印加した後は、電源が切断されても粒子の位置は変化しない。このように、表示画像が消えないメモリ性を有するので、書換え時のみに電界を印加すればよいという特徴を有する。
【実施例】
【００５４】
透明電極３としてＩＴＯコーティングされたロール状のＰＥＴ樹脂上にマイクロカプセル４とバインダ材料５を所定量配合したインキを、ダイコータを用いてコーティングし、２３μｍ程度の膜厚で形成した。また、ＰＥＴ樹脂上にＡｌ層とシリコン層を形成したロール状の導電性剥離基板８に同様の塗工方法でウレタン樹脂系の導電性接着剤７を２５μｍ程度の膜厚で形成した。
【００５５】
マイクロカプセル４と導電性接着剤７とをラミネートし、ロール状に形成された前面板９を所定の大きさに断裁して前面板シート１６を得た。エージング治具１４の冶具本体１８の１枚に対して、前面板シート１６と合紙１７を交互に５０枚積層し、これを３段積み重ねた状態を１セットとして８０セットを治具に組んだ。シール剤２３として、４５℃の融点を持つ厚さ３μｍのパラフィンシートをエージング治具１４を覆うようにシールする。組んだ治具を温度５０℃相対湿度５０％の環境下にあるエージング室１５に５日間静置した。
【００５６】
５日間エージングを行なった前面板シート１６を切り出し、カールフィッシャ法で測定した含水率の測定結果の一例を下記表１に示す。  
【表１】
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【００５７】
それぞれの前面板シート１６のシート間およびシート内のばらつきがないことを確認した。また、両電極に１５ボルトの電圧を印加して前面板シート１６（前面板９）を駆動させると、前面板シート１６の電気泳動表示層６が駆動することを確認し、表示性能と表示明度にそれぞれの前面板シート１６のシート間およびシート内に差がないことを確認した。
【符号の説明】
【００５８】
１…マイクロカプセル型電気泳動表示装置、２…透明基板、３…透明電極、４…マイクロカプセル、５…バインダ材料、６…電気泳動表示層、７…導電性接着剤、８…導電性剥離基板、９…前面板、１０…巻出し部、１１…断裁部、１２…搬送部、１３…積載部、１４…エージング治具、１５…エージング室、１６…前面板シート、１７…合紙、１８…冶具本体、１９…段積み用ブロック（短）、２０…段積み用ブロック（長）、２１…固定用ボルト穴、２２…固定用ボルト、２３…シール剤、２４…天板、２５…カプセル殻、２６…白色粒子、２７…黒色粒子、２８…分散媒。
【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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【図６】
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【図７】
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