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JP4443203B2 - Electrophoretic display device and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP4443203B2
JP4443203B2 JP2003408048A JP2003408048A JP4443203B2 JP 4443203 B2 JP4443203 B2 JP 4443203B2 JP 2003408048 A JP2003408048 A JP 2003408048A JP 2003408048 A JP2003408048 A JP 2003408048A JP 4443203 B2 JP4443203 B2 JP 4443203B2
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淳志 宮崎
光雄 串野
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Nippon Shokubai Co Ltd
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Seiko Epson Corp
Nippon Shokubai Co Ltd
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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Description

本発明は電気泳動装置に関し、特に液相分散媒と電気泳動粒子とを対向電極間に収容してなる電気泳動表示装置とその製造方法に関する。   The present invention relates to an electrophoretic device, and more particularly to an electrophoretic display device in which a liquid phase dispersion medium and electrophoretic particles are accommodated between opposing electrodes and a method for manufacturing the same.

電気泳動現象を利用した電気泳動表示装置が知られている。電気泳動表示装置は内部に媒質及び、プラス又はマイナスの電荷を帯びた電気泳動粒子が封入されており、かかる電気泳動粒子に対し電界を与えることによって、これを表示パネルの表示面側に集め、若しくは表示パネルの表示面側から遠ざけ、これによって所望の画像を表示させることができる。特開昭64−86116号公報(特許文献1)、特開平10−149118号公報(特許文献2)にはマイクロカプセルを用いた電気泳動表示装置の発明が開示されている。図1はマイクロカプセルを用いた従来の電気泳動表示装置の一例を説明する要部断面図を示す。   An electrophoretic display device utilizing an electrophoretic phenomenon is known. In the electrophoretic display device, medium and electrophoretic particles having a positive or negative charge are enclosed, and by applying an electric field to the electrophoretic particles, they are collected on the display surface side of the display panel, Alternatively, it is possible to display a desired image by moving away from the display surface side of the display panel. JP-A-64-86116 (Patent Document 1) and JP-A-10-149118 (Patent Document 2) disclose an invention of an electrophoretic display device using microcapsules. FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part for explaining an example of a conventional electrophoretic display device using microcapsules.

電気泳動表示装置1では透明電極5〜5を備えた第一基板2と、透明電極4を備えた透明な第二基板3とが、透明電極4と透明電極5〜5が対向するように所定の間隔をもって配置されている。第一基板2及び第二基板3は例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)等の絶縁性合成樹脂を用いて形成されている。透明電極4と透明電極5〜5は例えば、透明電極膜(ITO(酸化インジウム)膜)でそれぞれ形成されている。第一基板2と第二基板3との間には、多数のマイクロカプセル6が配置されている。マイクロカプセル6は電気泳動粒子7を液相分散媒9中に分散させた分散液(分散系)を予めマイクロカプセル化手法で個々に封入したものであり、自然形状では球形をしている。電気泳動粒子7は例えば、白色顔料等の荷電粒子で構成する。分散媒11は例えば、黒色に着色された着色分散媒で構成する。以下、マイクロカプセル6に封入された電気泳動粒子7と液相分散媒9との混合液を電気泳動表示用分散液とも記す。第一基板2と第二基板3との間には多数のマイクロカプセル6と共に、多数のマイクロカプセル6を固定するバインダ材8が入っている。バインダ材8は透明であり、透明電極4、5〜5と良好な接着性を有する。 A first substrate 2, a transparent second substrate 3 having a transparent electrode 4, the transparent electrode 4 and the transparent electrode 5 1 to 5 3 facing having an electrophoretic display device 1, the transparent electrode 5 1 to 5 3 Are arranged at a predetermined interval. The first substrate 2 and the second substrate 3 are formed using, for example, an insulating synthetic resin such as PET (polyethylene terephthalate). The transparent electrode 4 and the transparent electrode 5 1 to 5 3, for example, have a transparent electrode film (ITO (indium oxide) film) is formed, respectively. A large number of microcapsules 6 are arranged between the first substrate 2 and the second substrate 3. The microcapsule 6 is obtained by individually encapsulating a dispersion liquid (dispersion system) in which electrophoretic particles 7 are dispersed in a liquid phase dispersion medium 9 in advance by a microencapsulation technique, and has a spherical shape in its natural shape. The electrophoretic particles 7 are composed of charged particles such as a white pigment. The dispersion medium 11 is composed of, for example, a colored dispersion medium colored black. Hereinafter, the liquid mixture of the electrophoretic particles 7 enclosed in the microcapsules 6 and the liquid phase dispersion medium 9 is also referred to as an electrophoretic display dispersion. Between the first substrate 2 and the second substrate 3, a binder material 8 for fixing the large number of microcapsules 6 is contained together with the large number of microcapsules 6. The binder material 8 is transparent and has good adhesiveness with the transparent electrodes 4, 5 1 to 5 3 .

このような構成において、例えば透明電極4を接地電位にし、透明電極5、5にはマイナスの電圧を印加したとき、透明電極4と透明電極5、5との間のマイクロカプセル6内部の荷電粒子である電気泳動粒子7は透明電極4の方に移動する。その結果、透明電極4と透明電極5、5との間のマイクロカプセル6は第二基板3の方向に対して黒色を呈す。また、透明電極4を接地電位にし、透明電極5にプラスの電圧を印加すると、透明電極4と透明電極5との間のマイクロカプセル6の内部の荷電粒子である電気泳動粒子7は透明電極5の方に移動する。その結果、透明電極4と透明電極5との間のマイクロカプセル6は第一基板2の方向に対して白色を呈す。 In such a configuration, for example, the transparent electrode 4 and the ground potential, when the transparent electrode 5 1, 5 3 applying a negative voltage, between the transparent electrode 4 and the transparent electrode 5 1, 5 3 microcapsules 6 Electrophoretic particles 7 which are charged particles inside move toward the transparent electrode 4. As a result, the microcapsule 6 between the transparent electrode 4 and the transparent electrodes 5 1 , 5 3 exhibits a black color with respect to the direction of the second substrate 3. Further, the transparent electrode 4 and the ground potential, when a positive voltage is applied to the transparent electrode 5 2, the electrophoretic particles 7 is inside the charged particles of the microcapsules 6 between the transparent electrode 4 and the transparent electrode 5 2 is transparent moves toward the electrode 5 2. As a result, the microcapsules 6 between the transparent electrode 4 and the transparent electrode 5 2 Teisu white to the direction of the first substrate 2.

特開昭64−86116号公報JP-A 64-86116 特開平10−149118号公報JP-A-10-149118

しかしながらこの電気泳動表示装置1は、高温(例えば、60℃程度)・高湿度(例えば、90%程度)下においては、表示特性や保存性が著しく劣り、さらにはマイクロカプセルを変質(変色)させるという問題があった。
そこで本発明は上述の諸事情を鑑み、高温高湿下においても表示状態が劣化せずに優れたコントラスト比と表示安定性を向上することが可能な電気泳動表示装置とその製造方法とを提供することにある。
However, the electrophoretic display device 1 is extremely inferior in display characteristics and storability at high temperatures (for example, about 60 ° C.) and high humidity (for example, about 90%), and further changes (discolors) the microcapsules. There was a problem.
In view of the above-described circumstances, the present invention provides an electrophoretic display device capable of improving an excellent contrast ratio and display stability without deterioration in display state even under high temperature and high humidity, and a method for manufacturing the same. There is to do.

本発明の電気泳動表示装置は少なくとも一方が透明な材料で形成された第一電極及び第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極間に設けられ、液相分散媒と電気泳動粒子を含む分散系を封入してなる複数のマイクロカプセルを含有するマイクロカプセル層とを有する電気泳動表示装置において、前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の前記マイクロカプセル層側の面上には、絶縁性を有し、かつ膜厚が100nm以上400nm以下の窒化珪素膜が設けられていることを特徴とする。絶縁性を有するとは、例えば電極間に15Vの電圧を印加した時に数nA/cm以下の電流が発生する事を指し、具体的な膜厚は凡そ100nm程度以上である。このような構成を設けることにより、直流電圧印加から生ずる第一及び第二電極間の直流電流を遮断し、電気泳動表示用分散液と電極との電荷の授受によって生ずる電気泳動表示用分散液の変質を防止する効果を有する。更に斯様な構成下にて窒化珪素膜の容量値を電気泳動表示用分散液の容量値よりも十分に大きくすべく最適な窒化珪素膜厚とすると、液相分散媒と電気泳動粒子とを含有した電極間に強い電界を印加出来、優良な表示特性を示すとの効果を有する。 An electrophoretic display device of the present invention is provided between a first electrode and a second electrode, at least one of which is made of a transparent material, and between the first electrode and the second electrode. In an electrophoretic display device having a microcapsule layer containing a plurality of microcapsules formed by enclosing a dispersion system containing, on at least one of the first electrode and the second electrode on the surface of the microcapsule layer In addition, a silicon nitride film having an insulating property and having a thickness of 100 nm to 400 nm is provided . “Insulating” means that, for example, a current of several nA / cm 2 or less is generated when a voltage of 15 V is applied between the electrodes, and the specific film thickness is about 100 nm or more. By providing such a configuration, cuts off the direct current of the first and second electrodeposition machining gap arising from the DC voltage applied, the electrophoretic dispersion liquid for display caused by transfer of charge between the dispersion for electrophoretic display electrode Has the effect of preventing the deterioration of Further, under such a configuration, when the silicon nitride film has an optimal silicon nitride film thickness that is sufficiently larger than the capacitance value of the electrophoretic display dispersion liquid, the liquid phase dispersion medium and the electrophoretic particles are obtained. A strong electric field can be applied between the contained electrodes, and excellent display characteristics are exhibited.

本発明は、少なくとも一方が透明な材料で形成された第一電極及び第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極間に設けられ、液相分散媒と電気泳動粒子を含む分散系を封入してなる複数のマイクロカプセルを含有するマイクロカプセル層とを有する電気泳動表示装置の製造方法において、前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の前記マイクロカプセル層側の面上に絶縁性を有する窒化珪素膜を有機溶媒を用いた液相から形成する工程を含み、前記窒化珪素膜の膜圧は、100nm以上400nm以下であることを特徴とする。窒化珪素膜はスピンコート法やディップ法、スクリーン印刷法、キャスト法等によって形成される。このような製造方法は窒化珪素膜を簡便に成膜でき、さらに真空装置の必要もないことから製造コストを安価にするとの効果を有する。 The present invention provides a dispersion system including a first electrode and a second electrode , at least one of which is made of a transparent material, and a liquid phase dispersion medium and electrophoretic particles provided between the first electrode and the second electrode. In the manufacturing method of an electrophoretic display device having a microcapsule layer containing a plurality of encapsulated microcapsules , an insulating property is provided on a surface of at least one of the first electrode and the second electrode on the microcapsule layer side look including the step of forming a silicon nitride film from the liquid phase using an organic solvent having a film thickness of the silicon nitride film is characterized in that at 100nm or 400nm or less. The silicon nitride film is formed by a spin coating method, a dip method, a screen printing method, a casting method, or the like. Such a manufacturing method can easily form a silicon nitride film , and further eliminates the need for a vacuum apparatus, and thus has an effect of reducing the manufacturing cost.

本発明は、少なくとも一方が透明な材料で形成された第一電極及び第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極間に設けられ、液相分散媒と電気泳動粒子を含む分散系を封入してなる複数のマイクロカプセルを含有するマイクロカプセル層とを有する電気泳動表示装置の製造方法において、前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の前記マイクロカプセル層側の面上に絶縁性を有する窒化珪素膜を化学気相堆積法を用いて製膜する工程を含み、前記窒化珪素膜の膜圧は、100nm以上400nm以下であることを特徴とする。窒化珪素膜をプラズマ化学気層堆積法(PECVD法)によって形成すると、簡便に高品質な絶縁性被膜が形成でき、電気泳動表示装置の表示性能を著しく改善した上で更に寿命をも延長するとの優れた効果を示す。 The present invention provides a dispersion system including a first electrode and a second electrode , at least one of which is made of a transparent material, and a liquid phase dispersion medium and electrophoretic particles provided between the first electrode and the second electrode. In the manufacturing method of an electrophoretic display device having a microcapsule layer containing a plurality of encapsulated microcapsules , an insulating property is provided on a surface of at least one of the first electrode and the second electrode on the microcapsule layer side comprising the step of film formation by using a chemical vapor deposition silicon nitride film having a film thickness of the silicon nitride film is characterized in that at 100nm or 400nm or less. When a silicon nitride film is formed by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), a high-quality insulating film can be easily formed, and the display performance of the electrophoretic display device is significantly improved and the life is further extended. Excellent effect.

本発明の電気泳動表示装置によれば、電極とマイクロカプセル壁或いは電気泳動表示分散液とを電気的に遮断することができ、電極とマイクロカプセル壁或いは電気泳動表示用分散液との電荷の授受によって生ずるマイクロカプセル壁の変質を防止し、高温高湿下においても表示状態が劣化せずに優れたコントラスト比と表示安定性の維持を実現することが可能となる。
また本発明の電気泳動表示の製造方法によれば、上述の優れた電気泳動表示装置を容易に実現することが可能となる。
According to the electrophoretic display device of the present invention, the electrode and the microcapsule wall or the electrophoretic display dispersion liquid can be electrically cut off, and charge transfer between the electrode and the microcapsule wall or the electrophoretic display dispersion liquid. It is possible to prevent the deterioration of the microcapsule wall caused by the above, and to maintain an excellent contrast ratio and display stability without deterioration of the display state even under high temperature and high humidity.
In addition, according to the method for manufacturing an electrophoretic display of the present invention, the above-described excellent electrophoretic display device can be easily realized.

従来の電気泳動表示用分散液が封入された球形のマイクロカプセルを有する電気泳動表示装置では上述の課題が有ったが、出願人の研究により要因として以下の(1)及び(2)が究明され本発明に至った。
(1):電極にマイクロカプセルが密着しており、マイクロカプセルに電流が発生していた。その為に、マイクロカプセル壁と電極間で電気化学的な反応を引き起こし、マイクロカプセル壁材が変質していた。
(2):マイクロカプセルの吸湿により、マイクロカプセルの電気伝導度が上がり、マイクロカプセル表層を通る直流電流量が増加していた。このため電気泳動粒子に電場が印加されず、電気泳動が妨げられていた。
The conventional electrophoretic display device having a spherical microcapsule in which a dispersion for electrophoretic display is encapsulated has the above-mentioned problems. However, the following (1) and (2) have been investigated as factors by the applicant's research. This has led to the present invention.
(1): The microcapsule was in close contact with the electrode, and current was generated in the microcapsule. Therefore, an electrochemical reaction was caused between the microcapsule wall and the electrode, and the microcapsule wall material was altered.
(2): Due to the moisture absorption of the microcapsules, the electrical conductivity of the microcapsules was increased, and the amount of direct current passing through the microcapsule surface layer was increased. For this reason, an electric field was not applied to the electrophoretic particles, and electrophoresis was hindered.

本発明は此等の劣化要因を取り除き、優良な電気泳動表示装置を実現するものである。
以下、本発明の電気泳動表示装置を詳細に説明する。
図2は本発明を説明する要部断面図である。この電気泳動表示装置2は、第一基板2と、第一基板2上に形成された第一電極5と、第一電極5上に形成された窒化珪素膜に代表される絶縁性被膜11と、絶縁性被膜上11に形成され液相分散媒9と電気泳動粒子7を含む分散系を封入してなる複数のマイクロカプセル6を含有するマイクロカプセル層12と、及びマイクロカプセル層12上に形成された導電膜付き基板13とを有する。ここに示す導電膜付き基板13は、第二基板3と、第二基板3上に形成された第二電極4とを示す。第一基板2と第一電極5、或いは第二基板3と第二電極4のどちらか一方の組は透明である必要がある。図2中では第一電極5と第二電極4とは一対の電極を成しているが、電極数に限定は無く複数の駆動電極で構成されても良い。
The present invention eliminates these deterioration factors and realizes an excellent electrophoretic display device.
Hereinafter, the electrophoretic display device of the present invention will be described in detail.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an essential part for explaining the present invention. The electrophoretic display device 2 includes a first substrate 2, a first electrode 5 formed on the first substrate 2, and an insulating coating 11 typified by a silicon nitride film formed on the first electrode 5. A microcapsule layer 12 containing a plurality of microcapsules 6 formed on an insulating coating 11 and encapsulating a dispersion system including a liquid phase dispersion medium 9 and electrophoretic particles 7, and formed on the microcapsule layer 12. And a substrate 13 with a conductive film. The substrate 13 with conductive film shown here shows the second substrate 3 and the second electrode 4 formed on the second substrate 3. Either one of the first substrate 2 and the first electrode 5 or the second substrate 3 and the second electrode 4 needs to be transparent. In FIG. 2, the first electrode 5 and the second electrode 4 form a pair of electrodes, but the number of electrodes is not limited and may be composed of a plurality of drive electrodes.

この電気泳動表示装置2では、一方の電極(例えば第一電極5)を接地し、他方の電極(例えば第二電極4)に15Vと云った様な所定の電圧を印加することにより、両導電膜間に電場を発生させ、電気泳動粒子7がこの電場に応答して移動する。その結果、分散系内の電気泳動粒子7の分布状態が変わり、光学的反射特性が変化する。斯うして所要の表示が行われるのである。   In the electrophoretic display device 2, one electrode (for example, the first electrode 5) is grounded, and a predetermined voltage such as 15 V is applied to the other electrode (for example, the second electrode 4). An electric field is generated between the films, and the electrophoretic particles 7 move in response to the electric field. As a result, the distribution state of the electrophoretic particles 7 in the dispersion system changes, and the optical reflection characteristics change. Thus, the required display is performed.

本発明の電気泳動表示装置2の第一基板2や第二基板3は、第一電極5や第二電極4を担持可能(または支持可能、あるいは保持可能)であって絶縁性を有する材質からなるものであれば、特に制限なく種々の基材を用いられる。かかる基材としては、例えば、ガラス基材、セラミック基材、紙基材、絶縁性合成樹脂基材、フレキシブル回路基板、ガラスエポキシ樹脂等からなる基材等を用いることができる。ガラス基材としては、珪酸ガラス(石英ガラス)や珪酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛ガラス、バリウムガラス、ホウ珪酸ガラス等を用いることができ、セラミック基材としては陶磁器板等を用いられ、紙類としては上質紙や和紙、填料高含有紙、不織布等を用いることができる。また絶縁性合成樹脂基材としては下記に例示するものを用いることができる。
(a)ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、ポリプロピレン、ABS樹脂、メタクリル酸メチル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニルアクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル−メタクリル酸共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、エチレン−ビニルアルコール−塩化ビニル共重合体、プロピレン−塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、セルロース系樹脂等の熱可塑性樹脂。
(b)ポリアミド系樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリアミノビスマレイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルホン、ポリアリレート、グラフト化ポリフィニレンエーテル、ポリエーテルエテルケトン、ポリエーテルイミド等の耐熱性で、機械的強度に優れる高分子。
(c)ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化エチレンプロピレン、四フッ化エチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重合体、エチレン−四フッ化エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリ三フッ化塩化エチレン、フッ素ゴム等のフッ素系樹脂。
(d)シリコーン樹脂、シリコンゴム等の珪素樹脂。
その他の絶縁性合成樹脂基材として、メタクリル酸−スチレン共重合体、ポリブチレン、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体等を用いることができる。
The first substrate 2 and the second substrate 3 of the electrophoretic display device 2 of the present invention are made of a material that can carry (or can support or hold) the first electrode 5 and the second electrode 4 and has an insulating property. If it becomes, a various base material will be used without a restriction | limiting in particular. As such a substrate, for example, a substrate made of a glass substrate, a ceramic substrate, a paper substrate, an insulating synthetic resin substrate, a flexible circuit board, a glass epoxy resin, or the like can be used. Silicate glass (quartz glass), alkali silicate glass, soda lime glass, potash lime glass, lead glass, barium glass, borosilicate glass, etc. can be used as the glass substrate, and ceramic plates etc. can be used as the ceramic substrate. As the paper, high-quality paper, Japanese paper, high filler-containing paper, non-woven fabric, and the like can be used. Moreover, what is illustrated below can be used as an insulating synthetic resin base material.
(A) Polyethylene, chlorinated polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, polypropylene, ABS resin, methyl methacrylate resin, vinyl chloride resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, chloride Vinyl-vinylidene chloride copolymer, vinyl chloride acrylate copolymer, vinyl chloride-methacrylic acid copolymer, vinyl chloride-acrylonitrile copolymer, ethylene-vinyl alcohol-vinyl chloride copolymer, propylene-vinyl chloride copolymer Thermoplastic resins such as polymers, vinylidene chloride resins, vinyl acetate resins, polyvinyl alcohol, polyvinyl formal, and cellulose resins.
(B) Polyamide-based resin, polyacetal, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyphenylene oxide, polysulfone, polyamideimide, polyaminobismaleimide, polyethersulfone, polyphenylenesulfone, polyarylate, grafted polyfinylene ether, polyetherether Polymers with excellent heat resistance and mechanical strength such as ketones and polyetherimides.
(C) Polytetrafluoroethylene, polyfluorinated ethylene propylene, ethylene tetrafluoride-perfluoroalkoxyethylene copolymer, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, polyvinylidene fluoride, polytrifluoroethylene chloride, fluororubber Fluorine resin such as
(D) Silicon resins such as silicone resin and silicon rubber.
As other insulating synthetic resin base materials, methacrylic acid-styrene copolymer, polybutylene, methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer, and the like can be used.

本発明の電気泳動表示装置2において、第一基材2上には第一電極5が、第二基板3上には第二電極4が形成される。第一電極5、第二電極4としては、例えば、スズがドープされた酸化インジウム膜(ITO膜)、フッ素がドープされた酸化スズ膜(FTO膜)、アンチモンがドープされた酸化亜鉛膜、インジウムがドープされた酸化亜鉛膜、アルミニウムがドープされた酸化亜鉛膜等を好ましく例示することができる。第一電極5や第二電極4を形成する方法には特に制限はないが、例えば、スパッタ法、電子ビーム法、イオンプレーティング法、真空蒸着法又は化学的気相成長法(CVD法)等により形成することができる。また第一電極5や第二電極4は第一基板上、乃至は第二基板上に全面に形成することもできる。   In the electrophoretic display device 2 of the present invention, the first electrode 5 is formed on the first substrate 2 and the second electrode 4 is formed on the second substrate 3. Examples of the first electrode 5 and the second electrode 4 include a tin-doped indium oxide film (ITO film), a fluorine-doped tin oxide film (FTO film), an antimony-doped zinc oxide film, and indium. Preferred examples include zinc oxide films doped with aluminum, zinc oxide films doped with aluminum, and the like. The method for forming the first electrode 5 and the second electrode 4 is not particularly limited. For example, sputtering, electron beam, ion plating, vacuum deposition, chemical vapor deposition (CVD), etc. Can be formed. The first electrode 5 and the second electrode 4 can be formed on the entire surface of the first substrate or the second substrate.

本発明の電気泳動表示装置2では第一電極5上に或いは第二電極4上に絶縁性皮膜11が形成される。絶縁性皮膜11としては例えば、ポリエチレンやポリカーボネート、ポリイミド、塩化ビニル樹脂、アクリル酸エステル共重合体、エポキシ樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ユリア樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリシラザン、ポリメタクリル酸メチル等の絶縁性有機物や、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、窒化珪素、チタン酸バリウム、酸化チタン等の絶縁性金属酸化物、硫化物、ハロゲン化物等を使用できる。   In the electrophoretic display device 2 of the present invention, the insulating film 11 is formed on the first electrode 5 or the second electrode 4. Examples of the insulating film 11 include polyethylene, polycarbonate, polyimide, vinyl chloride resin, acrylate copolymer, epoxy resin, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, urethane resin, phenol resin, polyamide resin, urea resin, Insulating organic substances such as urea resin, silicone resin, polysilazane, polymethyl methacrylate, insulating metal oxides such as aluminum oxide, silicon oxide, silicon nitride, barium titanate, titanium oxide, sulfide, halide, etc. are used. it can.

絶縁性皮膜11を形成する方法には特に制限はないが、絶縁性有機物を含有した有機溶媒からのスピンコート法、或いはディップ法、スクリーン印刷法、キャスト法、ロールによるコーティング法等により形成することが出来る。また、絶縁性金属酸化物、硫化物、ハロゲン化物を含有した有機溶媒からのスピンコート法、ディップ法、スクリーン印刷法、キャスト法、ロールによるコーティング法等により、形成することが出来る。何れの形成法を用いてもウェハーや基板1枚の単位からロール トゥ ロールによるシート状やロール状に形成することが出来る。窒化珪素膜を絶縁性被膜として使用する場合にはシランやアンモニア、窒素等の原料ガスから化学的気相堆積(CVD)法を用いて形成することが出来る。   Although there is no restriction | limiting in particular in the method of forming the insulating film 11, It forms by the spin coat method from the organic solvent containing an insulating organic substance, or the dip method, the screen printing method, the casting method, the coating method by a roll etc. I can do it. Further, it can be formed by a spin coating method, a dip method, a screen printing method, a casting method, a coating method using a roll, or the like from an organic solvent containing an insulating metal oxide, sulfide, or halide. Whichever formation method is used, a sheet or roll can be formed from a unit of one wafer or substrate by roll-to-roll. When a silicon nitride film is used as an insulating film, it can be formed by using a chemical vapor deposition (CVD) method from a source gas such as silane, ammonia, or nitrogen.

本発明の電気泳動表示装置2において、絶縁性皮膜11上には複数のマイクロカプセル6が配置されたマイクロカプセル層12が形成される。マイクロカプセル6は液相分散媒9に電気泳動粒子7を分散させた分散系を封入されてなる。
分散系に使用される液相分散媒9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、ペンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘ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。
In the electrophoretic display device 2 of the present invention, a microcapsule layer 12 in which a plurality of microcapsules 6 are arranged is formed on an insulating film 11. The microcapsule 6 is formed by enclosing a dispersion system in which electrophoretic particles 7 are dispersed in a liquid phase dispersion medium 9.
Examples of the liquid phase dispersion medium 9 used in the dispersion system include alcohol solvents such as water, methanol, ethanol, isopropanol, butanol, octanol and methyl cellosolve, various esters such as ethyl acetate and butyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, Ketones such as methyl isobutyl ketone, aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane and octane, cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and hexylbenzene, methylene chloride, A compound obtained by blending a surfactant or the like with a halogenated hydrocarbon such as chloroform, carbon tetrachloride, 1,2-dichloroethane, a carboxylate or other various oils alone or a mixture thereof can be used.

本明細書にて電気泳動粒子7とは、液相分散媒9中で電位差による電気泳動を行って所望の電極側に移動する性質を有する粒子(高分子あるいはコロイド)をいう。例えば、アニリンブラックやカーボンブラック等の黒色顔料、二酸化チタンや亜鉛華、三酸化アンチモン、酸化アルミニウム等の白色顔料、モノアゾやジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系顔料、イソインドリノンや黄鉛、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、キナクリドンレッドや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や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で有る。此等の粒子は単独で使用しても良いし、或いは二種類以上を共に用いても良い。さらにこれらの顔料には必要に応じて電解質や界面活性剤、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、或いはチタン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。このように構成される分散系は、ボールミルやサンドミル、ベイントシェーカー等の適当な手段で十分に混和した後、界面重合法や不溶化反応法、相分離法或いは界面沈殿法等の公知のマイクロカプセル化手法で分散系をマイクロカプセル化することができる。   In the present specification, the electrophoretic particle 7 refers to a particle (polymer or colloid) having a property of performing electrophoresis by a potential difference in the liquid phase dispersion medium 9 and moving to a desired electrode side. For example, black pigments such as aniline black and carbon black, white pigments such as titanium dioxide, zinc white, antimony trioxide, aluminum oxide, azo pigments such as monoazo, disazo, polyazo, isoindolinone, yellow lead, yellow iron oxide , Yellow pigments such as cadmium yellow, titanium yellow and antimony, red pigments such as quinacridone red and chrome vermillion, phthalocyanine blue and indanthrene blue, anthraquinone dyes, blue pigments such as bitumen, ultramarine blue and cobalt blue, phthalocyanine green, etc. It is a green pigment. These particles may be used alone or in combination of two or more. Furthermore, these pigments include electrolytes, surfactants, metal soaps, resins, rubbers, oils, varnishes, charge control agents composed of particles such as compounds, or dispersing agents such as titanium coupling agents, lubricants, as necessary. Stabilizers and the like can be added. The dispersion system configured as described above is a well-known microcapsule such as an interfacial polymerization method, an insolubilization reaction method, a phase separation method, or an interfacial precipitation method after sufficiently mixed by an appropriate means such as a ball mill, a sand mill, or a bainto shaker. The dispersion system can be microencapsulated by the conversion method.

マイクロカプセル6を構成する材料としては、アラビアゴム・ゼラチン系の化合物やウレタン系の化合物等の柔軟性を有するものを用いるのが好ましい。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30〜60μm程度である。   As a material constituting the microcapsule 6, it is preferable to use a flexible material such as a gum arabic / gelatin compound or a urethane compound. In addition, it is preferable that the microcapsules have a substantially uniform size in order to exhibit an excellent display function. Microcapsules having a substantially uniform size can be obtained by using, for example, filtration or a specific gravity differential class. The size of the microcapsules is usually about 30 to 60 μm.

マイクロカプセル層12は、上述のマイクロカプセル6をバインダ樹脂8中に所望の誘電率調節剤とともに混合し、得られた樹脂組成物(エマルジョンあるいは有機溶媒溶液)を基材上にロールコーターを用いる方法やロールラミネータを用いる方法、スクリーン印刷による方法、スプレー法等の公知のコーティング法を用いて形成することができる。
使用できるバインダ樹脂8としては、マイクロカプセル6と親和性が良好で電極との密着性に優れ、かつ絶縁性を有するものであれば特に制限はない。かかるバインダ樹脂8として、上述した絶縁性合成樹脂基材と同様、下記に例示するものを用いることができる。
The microcapsule layer 12 is a method in which the above-described microcapsule 6 is mixed with a desired dielectric constant adjusting agent in a binder resin 8 and the resulting resin composition (emulsion or organic solvent solution) is used on a substrate using a roll coater. Or a method using a roll laminator, a screen printing method, or a known coating method such as a spray method.
The binder resin 8 that can be used is not particularly limited as long as the binder resin 8 has good affinity with the microcapsules 6, has excellent adhesion to the electrode, and has insulating properties. As this binder resin 8, the thing illustrated below can be used similarly to the insulating synthetic resin base material mentioned above.

ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、ポリプロピレン、ABS樹脂、メタクリル酸メチル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニルアクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル−メタクリル酸共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、エチレン−ビニルアルコール−塩化ビニル共重合体、プロピレン−塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、セルロース系樹脂等の熱可塑性樹脂。ポリアミド系樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリアミノビスマレイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルホン、ポリアリレート、グラフト化ポリフィニレンエーテル、ポリエーテルエテルケトン、ポリエーテルイミド等の高分子。ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化エチレンプロピレン、四フッ化エチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重合体、エチレン−四フッ化エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリ三フッ化塩化エチレン、フッ素ゴム等のフッ素系樹脂。シリコーン樹脂、シリコンゴム等の珪素樹脂。その他のバインダ材8として、メタクリル酸−スチレン共重合体、ポリブチレン、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体等を用いることができる。また、バインダ材8は、特開平10−149118号公報に記載の如く、電気泳動表示液14の誘電率と分散剤の誘電率を略同じとするのが好ましい。ここで、電気泳動表示液14とは、液相分散媒9と、この分散媒に分散されている帯電した電気泳動粒子7を含む。そのため、上記バインダ樹脂組成物には、例えば、アルコール類、ケトン類、カルボン酸塩等をさらに添加するのが好ましい。かかるアルコール類としては、1,2−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール等が用いられる。   Polyethylene, chlorinated polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, polypropylene, ABS resin, methyl methacrylate resin, vinyl chloride resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-chloride Vinylidene copolymer, vinyl chloride acrylate copolymer, vinyl chloride-methacrylic acid copolymer, vinyl chloride-acrylonitrile copolymer, ethylene-vinyl alcohol-vinyl chloride copolymer, propylene-vinyl chloride copolymer, Thermoplastic resins such as vinylidene chloride resin, vinyl acetate resin, polyvinyl alcohol, polyvinyl formal, and cellulose resin. Polyamide resin, polyacetal, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyphenylene oxide, polysulfone, polyamideimide, polyaminobismaleimide, polyethersulfone, polyphenylenesulfone, polyarylate, grafted polyfinylene ether, polyetheretherketone, poly Polymers such as etherimide. Fluorine such as polytetrafluoroethylene, polyfluoroethylenepropylene, tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, polyvinylidene fluoride, polytrifluoroethylene chloride, fluororubber Resin. Silicon resins such as silicone resin and silicon rubber. As the other binder material 8, methacrylic acid-styrene copolymer, polybutylene, methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer, or the like can be used. Further, as described in JP-A-10-149118, the binder material 8 preferably has substantially the same dielectric constant as that of the electrophoretic display liquid 14 and that of the dispersant. Here, the electrophoretic display liquid 14 includes a liquid phase dispersion medium 9 and charged electrophoretic particles 7 dispersed in the dispersion medium. Therefore, it is preferable to further add, for example, alcohols, ketones, carboxylates and the like to the binder resin composition. As such alcohols, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol and the like are used.

本発明の電気泳動表示装置2において、マイクロカプセル層12上には透明導電膜付き基材13が形成される。透明導電膜付き基材13とは図中の第二基板と第二基板上に形成された第二電極を含む。透明導電膜付き基材13はマイクロカプセル層12を保護し、対向電極としても役割を果たす。透明導電膜付き基材13はロールラミネータ法や真空ラミネーター法等の手法を用いてマイクロカプセル層12と密着させる。   In the electrophoretic display device 2 of the present invention, a substrate 13 with a transparent conductive film is formed on the microcapsule layer 12. The base material 13 with a transparent conductive film includes a second substrate in the figure and a second electrode formed on the second substrate. The substrate 13 with a transparent conductive film protects the microcapsule layer 12 and also plays a role as a counter electrode. The base material 13 with a transparent conductive film is brought into close contact with the microcapsule layer 12 using a method such as a roll laminator method or a vacuum laminator method.

本発明に依る電気泳動表示装置が良好に動作するには絶縁性皮膜11の誘電率と厚みとを適切に定めねばならない。これを電気等価回路(図4)を用いて説明する。マイクロカプセルの静電容量値Cmcとマイクロカプセルに印可される電圧Vmc、及び絶縁性被膜の静電容量値CIS、窒化珪素膜等の絶縁性被膜に印可される電圧VIS、電源電圧V0との間には次の関係式が成り立つ。

Figure 0004443203
従って絶縁性被膜の容量CISがマイクロカプセルの容量Cmcよりも十分に大きければ(約10倍以上で有れば)、
CIS >> Cmc
CIS > 10Cmc
マイクロカプセルには略電源電圧が印可されることになり、
Figure 0004443203
電気泳動粒子には有効に電界が加わる。この結果電気泳動表示装置は良好な表示性能を有することになる。 In order for the electrophoretic display device according to the present invention to operate satisfactorily, the dielectric constant and thickness of the insulating film 11 must be appropriately determined. This will be described using an electric equivalent circuit (FIG. 4). Capacitance value C mc of microcapsule and voltage V mc applied to microcapsule, capacitance value C IS of insulating film, voltage V IS applied to insulating film such as silicon nitride film, power supply voltage the following relationship between the V 0 is true.
Figure 0004443203
Therefore, if the capacity C IS of the insulating coating is sufficiently larger than the capacity C mc of the microcapsule (if it is about 10 times or more),
C IS >> C mc
C IS > 10C mc
The power supply voltage is applied to the microcapsule,
Figure 0004443203
An electric field is effectively applied to the electrophoretic particles. As a result, the electrophoretic display device has good display performance.

窒化珪素膜等の絶縁性被膜の静電容量値CISはマイクロカプセルの静電容量値Cmcよりも十分大きな値を有する必要があるものの、後に詳述する様に(比較例2参照)絶縁膜が著しく薄いと電気絶縁性に劣り、高温高湿放置後などに表示特性が劣化して仕舞う。高温高湿放置後も劣化せずに優良な表示性能を示す為には絶縁性被膜が絶縁性を有し、且つ絶縁性被膜の静電容量値CISがマイクロカプセルの静電容量値Cmcよりも10倍以上大きい事が必要となる。反対に絶縁性被膜の容量CISがマイクロカプセルの容量Cmcよりも十分に大きくなければ、マイクロカプセルに印可される電圧が小さくなり電気泳動表示装置として機能しなくなる。後に比較例3で示すように絶縁性被膜が窒化硅素膜で有る場合その厚みは500nm未満でなくてはならず、確実に電気泳動表示装置が機能するにはその厚みは400nm以下となる。窒化硅素膜の比誘電率は7.9であるので、窒化硅素膜以外の材料で絶縁性皮膜を形成する場合には、その絶縁性皮膜の誘電率εと膜厚d(nm)とが
7.9/400(nm)≦ε/d
との関係を満たせば電気泳動表示装置が機能し、しかも高温高湿などの環境試験にも強い優良な電気泳動表示装置が実現することになる。
Although the capacitance value C IS insulating film of the silicon nitride film or the like is required to have a sufficiently larger value than the capacitance value C mc microcapsule (see Comparative Example 2) As described in detail later insulation If the film is extremely thin, the electrical insulation is poor, and the display characteristics deteriorate after leaving at high temperature and high humidity. In order to show excellent display performance without deterioration even after leaving at high temperature and high humidity, the insulating coating has insulating properties, and the capacitance value C IS of the insulating coating is the capacitance value C mc of the microcapsule. It is necessary to be 10 times larger than that. If the capacitance C IS opposite to the insulating coating be sufficiently larger than the capacitance C mc microcapsules, the voltage is applied to the microcapsules does not function as a small becomes electrophoretic display device. As will be described later in Comparative Example 3, when the insulating film is a silicon nitride film, the thickness must be less than 500 nm, and the thickness is 400 nm or less for the electrophoretic display device to function reliably. Since the relative dielectric constant of the silicon nitride film is 7.9, when the insulating film is formed of a material other than the silicon nitride film, the dielectric constant ε and the film thickness d (nm) of the insulating film are 7.9. / 400 (nm) ≦ ε / d
If the relationship is satisfied, the electrophoretic display device functions, and an excellent electrophoretic display device that is resistant to environmental tests such as high temperature and high humidity is realized.

次に実施例を用いて本発明を更に詳細に説明する。なお、以下に述べるはあくまで本発明の一実施態様であって、本発明の主旨を逸脱しない範囲で基材や導電膜、絶縁性皮膜、マイクロカプセル中に封入される電気泳動粒子等の種類等を自由に変更することができる。   Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. Note that the following description is only one embodiment of the present invention, and the types of the electrophoretic particles enclosed in the base material, the conductive film, the insulating film, and the microcapsules without departing from the gist of the present invention, etc. Can be changed freely.

本発明の電気泳動表示装置及びその製造方法を図3(A)を用いて説明する。先ず第一電極5を有する第一基板2としてPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム上に厚さ1〜2μmのITO膜を成膜したものを用意した。次いで内部に封入する電気泳動用表示液として、酸化チタニウム12部と界面活性剤1.5重量部、チタン系カップリング剤0.5重量部、青色アントラキノン系染料1重量部、液相分散媒9としてのドデシルベンゼン85重量部、とを超音波分散により混和した。斯うして得られた電気泳動用表示液をアラビアゴム−ゼラチン系の複合コアセルベーション法にて作成された平均粒径50ミクロンのマイクロカプセル6内に封入した。次に得られたマイクロカプセル6と、バインダ材8で有るエマルジョンタイプのシリコーン系コーティング剤(信越シリコーン(株)製、商品名:POLON−MF−40)とを、2:1の重量比率で混合して樹脂エマルジョンとし、これをITO膜付きPETフィルム13上に塗工してマイクロカプセル層12を形成した。
第二電極4を有する第二基板3としてはITO付きPETフィルムを利用し、第二電極4上に絶縁性皮膜11となる窒化珪素膜をCVD法により形成した。窒化珪素膜の厚みを100nmと200nm、300nm、400nmの4条件として電気泳動表示装置を作製した。
An electrophoretic display device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to FIG. First, a first substrate 2 having a first electrode 5 was prepared by forming an ITO film having a thickness of 1 to 2 μm on a PET (polyethylene terephthalate) film. Next, as an electrophoretic display liquid to be enclosed inside, 12 parts of titanium oxide, 1.5 parts by weight of a surfactant, 0.5 parts by weight of a titanium coupling agent, 1 part by weight of a blue anthraquinone dye, a liquid phase dispersion medium 9 And 85 parts by weight of dodecylbenzene were mixed by ultrasonic dispersion. The thus obtained electrophoretic display liquid was sealed in microcapsules 6 having an average particle size of 50 microns prepared by a gum arabic-gelatin composite coacervation method. Next, the obtained microcapsule 6 and the emulsion type silicone coating agent (made by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., trade name: POLON-MF-40) as a binder material 8 are mixed at a weight ratio of 2: 1. Thus, a resin emulsion was formed, and this was coated on the ITO film-coated PET film 13 to form the microcapsule layer 12.
As the second substrate 3 having the second electrode 4, a PET film with ITO was used, and a silicon nitride film serving as the insulating film 11 was formed on the second electrode 4 by the CVD method. The electrophoretic display device was manufactured by setting the thickness of the silicon nitride film to four conditions of 100 nm, 200 nm, 300 nm, and 400 nm.

マイクロカプセル層12が塗工されたITO膜付きPETフィルムと、絶縁性皮膜が形成されたITO膜付きPETフィルムとを、マイクロカプセル層12が挟まれるようにロールラミネータ法にて密着させて、図3(A)に示す電気泳動表示装置3を作製した。電気泳動表示装置3を動作させるには第一電極5と第二電極4との間に駆動電圧発生装置17を接続させる。   The PET film with an ITO film coated with the microcapsule layer 12 and the PET film with an ITO film formed with an insulating film are closely adhered by a roll laminator method so that the microcapsule layer 12 is sandwiched, An electrophoretic display device 3 shown in FIG. In order to operate the electrophoretic display device 3, a drive voltage generator 17 is connected between the first electrode 5 and the second electrode 4.

斯うして作成された電気泳動表示装置の動作状況を次に説明する。尚、以下の説明では電気泳動粒子が負に帯電している場合を想定しているが、正に帯電している場合も、電気泳動粒子の動く方向が逆になる事を除いて、全く同じ動作状況が得られる。
まず本実施例1の電気泳動表示装置では窒化珪素膜から成る絶縁性被膜11の厚みが100nmから400nmであった。斯様な絶縁性被膜は電極間の電流を遮断した上で電気泳動表示液に十分強い電場を印可しうる。従って本実施例の電気泳動装置は優良なる表示特性を示した。更に斯うして得られた電気泳動装置を高温且つ高湿度下に放置しても良好な表示特性を維持した。具体的には以下の外部環境の影響による表示安定性試験を行った。まず電気泳動表示装置の電極間に±15Vの電圧を印加したときの表示状態を反射濃度計を用いて測定し、初期の表示性能(コントラスト)を調べた。次に此の電気泳動表示装置の高温・高湿環境下での表示安定性試験を行った。即ち、本実施例の電気泳動表示装置を60℃、90%RHの高温且つ高湿下に置き、6時間後に取り出した後、±15Vの電圧を印加して表示状態を反射濃度計により調べた。本実施例にて作成された電気泳動表示装置の特性と窒化珪素膜の厚みとの関係を表1に示す。本実施例の電気泳動装置では二電極間のリーク電流量が15V印加時でも数nA/cm-2オーダーと窮めて微量に押さえられ、電流を遮断する効果が認められた。この為にマイクロカプセル6の変色と劣化も全く観測されなかった。又、高温高湿環境に放置後の表示に於いても良好なコントラスト比を示し、初期値に比べて高温高湿環境試験後もコントラスト値が10%程度低下するに止まった。室温環境下に放置した場合、50日後でも初期と同様な良好なる表示特性が維持された。
Next, the operation state of the electrophoretic display device thus created will be described. In the following explanation, it is assumed that the electrophoretic particles are negatively charged. However, the positively charged particles are exactly the same except that the moving direction of the electrophoretic particles is reversed. The operating status can be obtained.
First, in the electrophoretic display device of Example 1, the thickness of the insulating coating 11 made of a silicon nitride film was 100 nm to 400 nm. Such an insulating coating can apply a sufficiently strong electric field to the electrophoretic display liquid while blocking the current between the electrodes. Therefore, the electrophoretic apparatus of this example showed excellent display characteristics. Further, even when the electrophoretic device thus obtained was left under high temperature and high humidity, good display characteristics were maintained. Specifically, the following display stability test was performed under the influence of the external environment. First, the display state when a voltage of ± 15 V was applied between the electrodes of the electrophoretic display device was measured using a reflection densitometer, and the initial display performance (contrast) was examined. Next, this electrophoretic display device was subjected to a display stability test in a high temperature and high humidity environment. That is, the electrophoretic display device of this example was placed at a high temperature and high humidity of 60 ° C. and 90% RH, taken out after 6 hours, a voltage of ± 15 V was applied, and the display state was examined with a reflection densitometer. . Table 1 shows the relationship between the characteristics of the electrophoretic display device prepared in this example and the thickness of the silicon nitride film. In the electrophoresis apparatus of this example, the leakage current amount between the two electrodes was suppressed to a few nA / cm −2 on the order of several nA / cm −2 even when 15 V was applied, and the effect of blocking the current was recognized. For this reason, no discoloration and deterioration of the microcapsules 6 were observed. In addition, a good contrast ratio was exhibited even after display in a high-temperature and high-humidity environment, and the contrast value only decreased about 10% after the high-temperature and high-humidity environment test compared to the initial value. When left in a room temperature environment, good display characteristics similar to the initial values were maintained even after 50 days.

(比較例1)
電気泳動表示装置を絶縁性皮膜11を形成しない以外は実施例1と同様にして、図3(B)に示す比較例1の電気泳動表示装置を作製した。
比較例1で作製した電気泳動表示装置は絶縁性皮膜を有していない。比較例1の電気泳動表示装置は室温環境下で良好な表示特性を示した。しかしながら高温・高湿環境下での表示安定性試験の結果は無惨で有った。此等の結果を表1に記す。60℃ 90%RHの高温且つ高湿下に6時間放置後に二電極間のリーク電流量は15V印加時で数百μA/cm-2オーダーに増大していた。更に高温高湿維持後の±15V電圧印加時表示状態はコントラスト比が著しく低下していた。初期値に比べてコントラストは95%程度も劣化していることが確認された。加えてマイクロカプセル6も茶色に変色し、劣化していた。
(Comparative Example 1)
The electrophoretic display device of Comparative Example 1 shown in FIG. 3B was produced in the same manner as in Example 1 except that the insulating film 11 was not formed on the electrophoretic display device.
The electrophoretic display device produced in Comparative Example 1 does not have an insulating film. The electrophoretic display device of Comparative Example 1 exhibited good display characteristics in a room temperature environment. However, the results of the display stability test under high temperature and high humidity were disastrous. These results are shown in Table 1. After 6 hours of standing at 60 ° C. and 90% RH under high humidity, the leakage current between the two electrodes increased to the order of several hundred μA / cm −2 when 15 V was applied. Furthermore, the contrast ratio was significantly reduced in the display state when ± 15 V voltage was applied after maintaining high temperature and high humidity. It was confirmed that the contrast was degraded by about 95% compared to the initial value. In addition, the microcapsule 6 also turned brown and deteriorated.

(比較例2)
絶縁性皮膜11で有る窒化珪素膜の厚みを50nmとした事以外は総て実施例1と同じ電気泳動表示装置を作製した。
比較例2で作製された窒化珪素膜の厚みが50nmの電気泳動表示装置は、窒化珪素膜が十分な絶縁性を有して居らず、比較例1に示した絶縁性皮膜を有していない電気泳動表示装置と全く同じ表示特性を示した。表1に此等の結果を記す。
(Comparative Example 2)
The same electrophoretic display device as that of Example 1 was manufactured except that the thickness of the silicon nitride film as the insulating film 11 was set to 50 nm.
In the electrophoretic display device having a thickness of 50 nm of the silicon nitride film manufactured in Comparative Example 2, the silicon nitride film does not have sufficient insulation and does not have the insulating film shown in Comparative Example 1. It showed the same display characteristics as the electrophoretic display device. Table 1 shows these results.

(比較例3)
絶縁性皮膜11で有る窒化珪素膜の厚みを500nmとした事以外は総て実施例1と同じ電気泳動表示装置を作製した。
比較例3で作製された窒化珪素膜の厚みが500nmの電気泳動表示装置は、電極とカプセルを十分に電気的に遮断しうる。しかしながら、初期状態に於いてすら15V印加時のコントラスト比が十分に得られなかった。これは窒化珪素膜の厚みが増加すると、絶縁性皮膜の容量値が小さくなり、それ故に電極間に印加した電圧が絶縁性皮膜にて大きく降下する為である。この結果、マイクロカプセル層12に印加される実効電圧は激減し、電気泳動粒子を泳動させるほどの電界が生じなくなる。電気泳動表示装置が表示装置として機能するには絶縁性皮膜の厚みは500nm未満でなければならない。此等の結果も表1に記す。
(Comparative Example 3)
The same electrophoretic display device as in Example 1 was manufactured except that the thickness of the silicon nitride film as the insulating film 11 was changed to 500 nm.
The electrophoretic display device having the thickness of 500 nm of the silicon nitride film manufactured in Comparative Example 3 can sufficiently electrically cut off the electrode and the capsule. However, even in the initial state, a sufficient contrast ratio was not obtained when 15V was applied. This is because when the thickness of the silicon nitride film increases, the capacitance value of the insulating film decreases, and therefore the voltage applied between the electrodes greatly drops at the insulating film. As a result, the effective voltage applied to the microcapsule layer 12 is drastically reduced, and an electric field that causes electrophoresis particles to migrate is not generated. For the electrophoretic display device to function as a display device, the thickness of the insulating film must be less than 500 nm. These results are also shown in Table 1.

Figure 0004443203
Figure 0004443203

本発明の電気泳動表示装置はリライタブル(書き換え可能)カード、リライタブルシート、リライタブルペーパー等の公衆表示分野、デジタルペーパー、コンピュータ、携帯情報端末等情報機器のディスプレー等の情報通信分野における表示装置として用いることができる。   The electrophoretic display device of the present invention is used as a display device in a public display field such as a rewritable card, a rewritable sheet, and a rewritable paper, and in an information communication field such as a display of information equipment such as a digital paper, a computer, and a portable information terminal. Can do.

背景技術における電気泳動表示装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the electrophoretic display apparatus in background art. 本願発明における電気泳動表示装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the electrophoretic display apparatus in this invention. 本願発明における電気泳動表示装置を示す図であって、(A)は実施例1の電気泳動表示装置を示す断面図、(B)は比較例1の電気泳動表示装置を示す断面図である。1A and 1B are diagrams showing an electrophoretic display device according to the present invention, in which FIG. 1A is a cross-sectional view showing an electrophoretic display device of Example 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view showing an electrophoretic display device of Comparative Example 1; 本願発明における実施例1の電気的な等価回路を示す図である。It is a figure which shows the electrical equivalent circuit of Example 1 in this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1電気泳動装置1
2第一基板
3第二基板
4第一電極
5、5〜5第二電極
6マイクロカプセル
7電気泳動粒子
8バインダ材(バインダ樹脂)
9液相分散媒
10電気泳動装置2
11絶縁性皮膜
12マイクロカプセル層
13透明導電膜付き基板
14電気泳動表示用分散液
15電気泳動表示装置3
16電気泳動表示装置4
17駆動電圧発生装置
1 electrophoresis device 1
2 First substrate 3 Second substrate 4 First electrode 5, 5 1 to 5 3 Second electrode 6 Microcapsule 7 Electrophoretic particle 8 Binder material (binder resin)
9 liquid phase dispersion medium 10 electrophoresis apparatus 2
11 Insulating film 12 Microcapsule layer 13 Substrate with transparent conductive film 14 Dispersion liquid 15 for electrophoretic display 3 Electrophoretic display device 3
16 electrophoretic display 4
17 Drive voltage generator

Claims (9)

少なくとも一方が透明な材料で形成された第一電極及び第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極間に設けられ、液相分散媒と電気泳動粒子を含む分散系を封入してなる複数のマイクロカプセルを含有するマイクロカプセル層とを有する電気泳動表示装置において、
前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の前記マイクロカプセル層側の面上には、絶縁性を有し、かつ膜厚が100nm以上400nm以下の窒化珪素膜が設けられていることを特徴とする電気泳動表示装置。
A first electrode and a second electrode, at least one of which is made of a transparent material, and provided between the first electrode and the second electrode and encapsulating a dispersion system including a liquid phase dispersion medium and electrophoretic particles. In an electrophoretic display device having a microcapsule layer containing a plurality of microcapsules ,
Wherein the first electrode and the second electrodes of at least one of the microcapsule layer side on the surface, an insulating property, and that the film thickness is 400nm or less of the silicon nitride film is provided above 100nm An electrophoretic display device.
請求項1記載の電気泳動表示装置において、前記窒化珪素膜は、前記第二電極の前記マイクロカプセル層側の面上にのみ設けられていることを特徴とする電気泳動表示装置。  2. The electrophoretic display device according to claim 1, wherein the silicon nitride film is provided only on a surface of the second electrode on the microcapsule layer side. 請求項1または2記載の電気泳動表示装置において、前記窒化珪素膜は前記マイクロカプセル層との接着層として機能することを特徴とする電気泳動表示装置。 In the electrophoretic display device according to claim 1 or 2, wherein the silicon nitride film is an electrophoretic display device, characterized in that the function as an adhesive layer between the front Symbol microcapsule layer. 少なくとも一方が透明な材料で形成された第一電極及び第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極間に設けられ、液相分散媒と電気泳動粒子を含む分散系を封入してなる複数のマイクロカプセルを含有するマイクロカプセル層とを有する電気泳動表示装置の製造方法において、
前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の前記マイクロカプセル層側の面上に絶縁性を有する窒化珪素膜を有機溶媒を用いた液相から形成する工程を含み、前記窒化珪素膜の膜圧は、100nm以上400nm以下であることを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法。
A first electrode and a second electrode, at least one of which is made of a transparent material, and provided between the first electrode and the second electrode and encapsulating a dispersion system including a liquid phase dispersion medium and electrophoretic particles. In a method of manufacturing an electrophoretic display device having a microcapsule layer containing a plurality of microcapsules ,
Look including the step of forming from the liquid phase using an organic solvent at least one of the microcapsule layer side silicon nitride film having an insulating property on the surface of the first electrode and the second electrode, the silicon nitride film The method of manufacturing an electrophoretic display device, wherein the film pressure is 100 nm or more and 400 nm or less .
請求項記載の電気泳動表示装置の製造方法において、前記窒化珪素膜はスピンコート法によって形成される電気泳動表示装置の製造方法。 5. The method for manufacturing an electrophoretic display device according to claim 4 , wherein the silicon nitride film is formed by a spin coating method. 請求項記載の電気泳動表示装置の製造方法において、前記窒化珪素膜はディップ法によって形成される電気泳動表示装置の製造方法。 5. The method for manufacturing an electrophoretic display device according to claim 4 , wherein the silicon nitride film is formed by a dipping method. 請求項記載の電気泳動表示装置の製造方法において、前記窒化珪素膜はスクリーン印刷法によって形成される電気泳動表示装置の製造方法。 5. The method for manufacturing an electrophoretic display device according to claim 4 , wherein the silicon nitride film is formed by a screen printing method. 少なくとも一方が透明な材料で形成された第一電極及び第二電極と、前記第一電極及び前記第二電極間に設けられ、液相分散媒と電気泳動粒子を含む分散系を封入してなる複数のマイクロカプセルを含有するマイクロカプセル層とを有する電気泳動表示装置の製造方法において、
前記第一電極及び前記第二電極の少なくとも一方の前記マイクロカプセル層側の面上に絶縁性を有する窒化珪素膜を化学気相堆積法を用いて製膜する工程を含み、前記窒化珪素膜の膜圧は、100nm以上400nm以下であることを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法。
A first electrode and a second electrode, at least one of which is made of a transparent material, and provided between the first electrode and the second electrode and encapsulating a dispersion system including a liquid phase dispersion medium and electrophoretic particles. In a method of manufacturing an electrophoretic display device having a microcapsule layer containing a plurality of microcapsules ,
Forming a silicon nitride film having an insulating property on a surface of at least one of the first electrode and the second electrode on the microcapsule layer side using a chemical vapor deposition method , The method of manufacturing an electrophoretic display device, wherein the film pressure is 100 nm or more and 400 nm or less .
請求項記載の電気泳動表示装置の製造方法において、前記窒化珪素膜はプラズマ化学気層堆積法(PECVD法)によって形成される電気泳動表示装置の製造方法。 9. The method for manufacturing an electrophoretic display device according to claim 8 , wherein the silicon nitride film is formed by a plasma chemical vapor deposition method (PECVD method).
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