(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板の間に、少なくとも液相分散媒と電気泳動粒子とを含む電気泳動分散液を封入したマイクロカプセルとバインダとが収容されてなる電気泳動装置の製造方法であって、
前記電気泳動分散液を少なくとも熱可塑性の高分子材料を含む壁膜でマイクロカプセル化する工程と、
加熱された平板を前記マイクロカプセルに直接押し付け、前記マイクロカプセルへの直接の加熱と加圧とによって前記マイクロカプセルを略多角柱の形状に変形させる工程と、
前記一対の基板間に、変形された後の前記マイクロカプセルを収容する工程と、
前記一対の基板間に、前記バインダを収容する工程と、を有することを特徴とする電気泳動装置の製造方法。
【請求項２】
前記変形工程で加熱した平板を用いることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動装置の製造方法。
【請求項３】
前記変形工程でモールド型を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気泳動装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気泳動装置に関し、特に少なくとも一方が透明な材料で形成された一対の基板の間に、液相分散媒と電気泳動粒子とを含む電気泳動分散液を封入したマイクロカプセルが収容されてなる電気泳動装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一対の基板間に、液相分散媒と電気泳動粒子とを含む電気泳動分散液が収容されてなる電気泳動装置について、該電気泳動分散液に電圧を印加することによって電気泳動粒子の分布状態が変化することを利用した電気泳動表示装置への適用が知られている。
【０００３】
さらに、上記のごとき電気泳動表示装置について、電気泳動分散液をマイクロカプセルに封入し、該マイクロカプセルを一対の基板間に収容してなる電気泳動表示装置が知られている。以下では、このような構造の電気泳動表示装置をマイクロカプセル型電気泳動表示装置と呼ぶ。
【０００４】
図９（ａ）に、マイクロカプセル型電気泳動表示装置の一般的な構造図を示す。この電気泳動表示装置２０は、第１の基板１に形成された電極３と、第２の基板２に形成された透明電極４とを有する。これら電極３と透明電極４との間には、マイクロカプセル３０と、必要に応じてバインダ４０とが収容されている。同図は、表示装置の１画素分の断面を示しているものとする。
【０００５】
マイクロカプセル３０には、液相分散媒６と、この液相分散媒６中に分散されている電気泳動粒子５とを含む電気泳動分散液１０が封入されている。そして、液相分散媒６と電気泳動粒子５とは、互いに異なる着色がなされているものとする。
【０００６】
この電気泳動表示装置２０には、互いに逆方向の電圧を印加するための電圧源９ａ及び９ｂが、切換スイッチ８を介して接続されている。つまり、電極３は電圧源９ａ及び９ｂの一端に接続され、電極４は切換スイッチ８を介して電圧源９ａ及び９ｂの他端に接続されている。このような接続をしておけば、切換スイッチ８の切換えによって、電極３，４間に印加する電圧の方向を変えることができる。印加する電圧の方向を変えることにより、電気泳動粒子を所望の電極側に集めて所望の表示を行うことができる。すなわち、電気泳動粒子５が正に帯電している場合、同図（ｂ）に示されているように、電圧源９ａによる電圧を印加することによって観測者に近い透明電極４側に電気泳動粒子５を集めることができる。この状態において、観測者は電気泳動粒子５の色を見ることになる。一方、同図（ｃ）に示されているように、電圧源９ｂによる電圧を印加することによって観測者から遠い電極３側に電気泳動粒子５を集めることができる。この状態において、観測者は液相分散媒６の色を見ることになる。電気泳動粒子５が負に帯電している場合は、粒子の動く方向は上記の説明と逆になる。
【０００７】
上述したように、図９（ａ）に示されている構成を採用すれば、電圧を印加する方向に対応する２種類の色を表示することができるので、同図に示されている構成を全画素に配置すれば、電気泳動表示装置を実現することができる。
【０００８】
ところが、マイクロカプセル型電気泳動表示装置においては、マイクロカプセルが球形の形状を有しているために、隣り合うマイクロカプセルの間に大きな隙間が生じてしまうことから、コントラストの低下をまねくという問題があった。上述の問題点を解決するために、米国特許６，０６７，１８５号に、マイクロカプセルを非球形に変形させる手法が開示されている。当該手法によると、バインダに機械適応力を加えたり、揮発性バインダを用いてキュアにより該バインダを収縮させたりすることによってマイクロカプセルを変形させる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のマイクロカプセル変形手法では、マイクロカプセルを直接に変形させているのではなく、バインダの変形や収縮を利用していることから、隣り合うマイクロカプセル間の隙間に存在するバインダをなくすことは不可能であり、コントラストの向上には限界があった。さらに、マイクロカプセルを所望の形状に正確に変形させることも困難であった。
【００１０】
本発明は上述した従来技術の欠点を解決するためになされたものであり、その目的は、マイクロカプセル間の隙間が極力小さくなるように、マイクロカプセルを所望の形状に正確に変形させるための簡単な方法を提供することであり、その結果として、コントラストを格段に向上させた電気泳動装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した従来技術の問題点を解決し、上述した目的を達成するために、本発明の電気泳動装置の製造方法では、一対の基板の間に、少なくとも液相分散媒と電気泳動粒子とを含む電気泳動分散液を封入したマイクロカプセルとバインダとが収容されてなる電気泳動装置の製造方法であって、前記電気泳動分散液を少なくとも熱可塑性の高分子材料を含む壁膜でマイクロカプセル化する工程と、加熱された平板を前記マイクロカプセルに直接押し付け、前記マイクロカプセルへの直接の加熱と加圧とによって前記マイクロカプセルを略多角柱の形状に変形させる工程と、前記一対の基板間に、変形された後の前記マイクロカプセルを収容する工程と、前記一対の基板間に、前記バインダを収容する工程と、を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、マイクロカプセルを変形させるように直接力や熱を加えるので、マイクロカプセルを所望の形状に正確に変形させることができる。
【００１３】
さらに、本発明の電気泳動装置の製造方法では、前記変形工程で前記マイクロカプセルを略多角柱状に変形させることを特徴とする。
また、本発明の電気泳動装置の製造方法では、前記変形工程で加熱した平板を用いることを特徴とする。
また、本発明の電気泳動装置の製造方法では、前記変形工程でモールド型を用いることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。ここで、以下の説明において、上述した図９と同一又は同等の構成部分については同一符号を付して説明する。
図１は、本発明による製造方法によって製造された電気泳動装置２０を示す図である。ここで、簡単のため電圧源および切替スイッチは省略してある。
図１に示すように、電気泳動装置２０は、第１基板１と第２基板２とを有し、これら基板１と２との間に、電気泳動分散液１０を封入したマイクロカプセル３０が収容されている。そして、マイクロカプセル３０は、所望の形状に変形されている。
【００１５】
第２基板２は、たとえば透明ガラスや透明フィルムなどの光透過性板で構成してある。この第２基板２の第１基板１との対向面には、透明電極４が成膜してある。透明電極４は、たとえば酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜などで構成される。このように、第２基板と透明電極４との両方を透明な部材で構成することにより、第２基板２側が観測側となる。
【００１６】
第１基板１は、必ずしも透明である必要はないが、たとえばガラス基板やフィルム基板により構成される。また、第１基板１の第２基板との対向面には、電極３が形成される。電極３は、必ずしも透明電極である必要はないが、たとえばＩＴＯ膜で構成される。また、電極３は、所望の画像パターンを表示すべく、適当に分割されている。
【００１７】
電気泳動分散液１０は、液相分散媒６と、この液相分散媒６に分散されている帯電した電気泳動粒子５とを含む。
【００１８】
ここで、液相分散媒６としては、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール、メチルセルソルブ等のアルコール系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等の各種エステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ぺンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロへキサン、メチルシクロへキサン等の脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキシルベンゼン、ヘブチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼン、トリデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン等の長鎖アルキル基を有するベンゼン類等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、カルボン酸塩又はその他の種々の油類等の単独又はこれらの混合物に界面活性剤等を配合したものを用いることができる。
【００１９】
また、電気泳動粒子５は、分散媒中で電位差による電気泳動により移動する性質を有する有機あるいは無機の粒子（高分子あるいはコロイド）である。例えば、アニリンブラック、カーボンブラック等の黒色顔料、二酸化チタン、亜鉛華、三酸化アンチモン等の白色顔料、モノアゾ、ジイスアゾン、ポリアゾ等のアゾ系顔料、イソインドリノン、黄鉛、黄色酸化鉄、カドミウムイエロー、チタンイエロー、アンチモン等の黄色顔料、モノアゾ、ジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系顔料、キナクリドンレッド、クロムバーミリオン等の赤色顔料、フタロシアニンブルー、インダスレンブルー、アントラキノン系染料、紺青、群青、コバルトブルー等の青色顔料、フタロシアニングリーン等の緑色顔料等の１種又は２種以上を用いることができる。
さらに、これらの顔料には、必要に応じ、電解質、界面活性剤、金属石鹸、樹脂、ゴム、油、ワニス、コンパウンド等の粒子からなる荷電制御剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シラン系カップリング剤等の分散剤、潤滑剤、安定化剤等を添加することができる。
【００２０】
本発明の電気泳動装置の製造方法においては、電気泳動分散液１０を、少なくとも熱可塑性の高分子材料を含む壁膜でマイクロカプセル化する。ここで、熱可塑性の高分子材料としては、例えば、ポリアミド、ポリプロピレン、スチレン樹脂、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、熱可塑性ポリウレタンなどが使用できる。
【００２１】
電気泳動分散液１０をマイクロカプセル化する手法としては、使用する壁膜材料によって、界面重合法、ｉｎ−ｓｉｔｕ重合法、相分離法、界面沈殿法、スプレードライング法、等の公知のマイクロカプセル化手法から適宜選択する。例えば、セバコイルクロライドやテレフタル酸クロライドなどの酸クロライド（油溶性モノマー）を油相に、ポリアミン（水溶性モノマー）を水相に溶解しておき、界面重合反応を起こさせることにより、ポリアミド壁膜を作製できる。あるいは、イソシアネート（油溶性モノマー）を油相に、ポリオール（水溶性モノマー）を水相に溶解しておき、界面重合反応を起こさせることにより、ポリウレタン壁膜を作製できる。さらに、ポリスチレンやポリビニルアルコール壁膜は、モノマーと開始材とを油相あるいは水相のいずれかに溶解しておくことによりｉｎ−ｓｉｔｕ重合法で作製することができる。
【００２２】
また、マイクロカプセル３０の壁膜は、熱可塑性高分子材料だけで構成されていてもよいし、非熱可塑性材料と熱可塑性材料との複合体でもよい。ここで、当該非熱可塑性材料は、熱硬化性を有さないことが必要である。すなわち、尿素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂は使用できない。
非熱可塑性材料と熱可塑性材料との複合体からなる壁膜としては、例えば、アラビアゴムとゼラチンを用いた複合コアセルベーション壁膜を形成した後に、当該壁膜の周囲をさらに上述の熱可塑性高分子からなる重合膜で被覆する方法などが挙げられる。
【００２３】
また、マイクロカプセルは、大きさがほぼ均一であることが、優れた表示機能を発揮せしめる上で好ましい。大きさがほぼ均一なマイクロカプセルは、例えば濾過又は比重差分級等を用いて得ることができる。マイクロカプセルの大きさは、通常３０〜１００μｍ程度である。
【００２４】
次に、マイクロカプセル３０を、所定の方法により非球形の形状に変形させる。ここで、高いコントラストを得るためには、マイクロカプセル間の隙間が最小になるような形状に変形させることが望ましい。そのためには、マイクロカプセル同士が面で接するような、三角柱、四角柱、六角柱などの多角柱に近い形状に変形させることが望ましい。
【００２５】
マイクロカプセルを変形させるには、前記熱可塑性高分子材料を軟化温度以上まで加熱して柔軟にさせた状態で、加圧するという手法が使用できる。具体的には、図２（ａ）に示すように、ヒーター５１により加熱した平板５０を、均一に配列したマイクロカプセル３０の上下あるいは左右から押し付ける方法や、同図（ｂ）に示すように、マイクロカプセル３０を、ヒーター５１で加熱した平板５０で加熱しながら所定の形状のモールド型６０に押し込んで成形する方法等を使用することができる。このとき、モールド型６０もヒーター５１により加熱される。
【００２６】
これらの方法により変形させたマイクロカプセルは、変形させたまま軟化温度以下まで冷却することにより、その変形形状を保つことができる。
最後に、マイクロカプセル３０を、必要に応じてバインダとともに第１基板１と第２基板２との間に収容することにより、電気泳動装置２０が得られる。
【００２７】
本発明の電気泳動装置は、表示部を備えた様々な電子機器に適用される。以下、本発明の電気泳動装置を備えた電子機器の適用例について説明する。
【００２８】
１．腕時計
本発明の電気泳動装置を、腕時計に適用した例について説明する。図３はこの腕時計の構成を示す斜視図であり、腕時計１１００は、本発明の電気泳動装置を表示部１１０１として備える。
【００２９】
２．モバイル型コンピュータ
本発明の電気泳動装置を、モバイル型（ポータブル型）のパーソナルコンピュータに適用した例について説明する。図４はこのパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図であり、パーソナルコンピュータ１２００は、本発明の電気泳動装置を表示部１２０１として備える。パーソナルコンピュータ１２００は、キーボード１２０３を備えた本体部１２０２を備えて構成されている。
【００３０】
３．携帯電話
本発明の電気泳動装置を、携帯電話に適用した例について説明する。図５はこの携帯電話の構成を示す斜視図であり、携帯電話１３００は、本発明の電気泳動装置を小サイズの表示部１３０１として備える。携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。
【００３１】
４．電子ペーパー
本発明の電気泳動装置を、フレキシブルな電子ペーパーに適用した例について説明する。図６はこの電子ペーパーの構成を示す斜視図であり、電子ペーパー１４００は、本発明の電気泳動装置を表示部１４０１として備える。電子ペーパー１４００は、従来の紙と同様の質感及び柔軟性を有する書き換え可能なシートからなる本体１４０２を備えて構成されている。
また、図７は、電子ノートの構成を示す斜視図であり、電子ノート１５００は、図６で示した電子ペーパー１４００が複数枚束ねられ、カバー１５０１に挟まれているものである。カバー１５０１は、例えば外部の装置から送られる表示データを入力する不図示の表示データ入力手段を備える。これにより、その表示データに応じて、電子ペーパーが束ねられた状態のまま、表示内容を変更したり更新したりできる。
【００３２】
５．表示装置
また、本発明の電気泳動装置を、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すような表示装置１６０１に適用した例について説明する。表示装置１６０１のフレーム１６０１Ａには、表示ユニット１６０２が着脱自在に固定されている。表示ユニット１６０２は、極めて薄いシート状、すなわち紙状の記録媒体（いわゆる電子ペーパー）であり、搬送ローラ１６０４、１６０６に保持され、フレーム１６０１Ａ内の一方の側の所定の位置に配置されている。フレーム１６０１Ａのほぼ中央部は、窪んで形成されており、窪みには矩形状の孔１６０１Ｃが形成され、その孔１６０１Ｃにはガラス基板１６０７が取り付けられている。また、フレーム１６０１Ａには、表示ユニット１６０２が挿入され且つ取り外される挿入／脱着口１６０８が設けられている。表示ユニット１６０２の挿入方向の端部には端末ユニット１６１０が設けられている。端末ユニット１６１０は、フレーム１６０１Ａ内でソケット１６１２と電気的に接続され、これにより、フレーム１６０１Ａの他方の側に配置される制御器１６１３に接続される。
このような取り外し可能は表示ユニット１６０２は、携帯性に優れるとともに、厚くなくてかさばらないので取り扱いが容易である。そのため、例えば目的地のエリアに関する地図を表示させながら、表示ユニット１６０２だけを持ち歩くといった使い方が可能になる。
【００３３】
なお、上述した例に加えて、他の例として、液晶テレビ、ビューファインダ型やモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等が挙げられる。本発明の電気泳動装置は、こうした電子機器の表示部としても適用できる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明における電気泳動装置の製造方法では、少なくとも一方が透明な材料で形成された一対の基板の間に、液相分散媒と電気泳動粒子とを含む電気泳動分散液を封入したマイクロカプセルが収容されてなる電気泳動装置であって、前記電気泳動分散液を少なくとも熱可塑性の高分子材料を含む壁膜でマイクロカプセル化する工程と、前記マイクロカプセルへの直接の加熱と加圧とによって前記マイクロカプセルを非球形の形状に変形させる工程とを有することを特徴とする。このような方法を用いることにより、マイクロカプセルを所望の形状に正確に変形させることができる。
さらに、本発明の電気泳動装置の製造方法では、前記変形工程で前記マイクロカプセルを略多角柱状に変形させることを特徴とする。マイクロカプセルを多角柱状に変形させることにより、マイクロカプセル間の隙間を極力少なくすることができ、結果として、コントラストを格段に向上させることができる。
また、本発明の電気泳動装置の製造方法では、前記変形工程で加熱した平板やモールド型を用いることを特徴とする。このような方法を用いることにより、より正確にマイクロカプセルを変形させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気泳動装置の製造方法により製造された電気泳動装置の概略構成図である。
【図２】本発明の電気泳動装置の製造方法を説明するための図である。
【図３】電気泳動装置が搭載された電子機器を示す図である。
【図４】電気泳動装置が搭載された電子機器を示す図である。
【図５】電気泳動装置が搭載された電子機器を示す図である。
【図６】電気泳動装置が搭載された電子機器を示す図である。
【図７】電気泳動装置が搭載された電子機器を示す図である。
【図８】電気泳動装置が搭載された電子機器を示す図である。
【図９】一般的な電気泳動装置の例を示す図であり、（ａ）は構造を示す図、（ｂ）および（ｃ）は画像表示原理を示す図である。
【符号の説明】
１  第１基板
２  第２基板
３  電極
４  透明電極
５  電気泳動粒子
６  液相分散媒
８  切換えスイッチ
９ａ，９ｂ  電圧源
１０  電気泳動分散液
２０  電気泳動装置
３０  マイクロカプセル
４０  バインダ
５０  平板
５１  ヒーター
６０  モールド型
【図１】
0004007030.tif 000002
【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】
0004007030.tif 000008
【図８】
0004007030.tif 000009
【図９】
0004007030.tif 000010