專利名稱：圖像顯示裝置、圖像顯示面板的制造方法以及圖像顯示面板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有圖像顯示面板的圖像顯示裝置、圖像顯示面板的制造方法以及圖像顯示面板，所述圖像顯示面板能伴隨由粒子或粉流體組成的圖像顯示介質利用靜電的移動而反復進行圖像顯示、圖像消除。
背景技術：
迄今為止，作為代替液晶(LCD)的圖像顯示裝置，提出了利用電泳方式、電致發(fā)光顯示方式、熱方式、雙色粒子旋轉方式等技術的圖像顯示裝置。
與LCD比較，上述現(xiàn)有技術具有能得到接近普通印刷品的大視野角、電消耗小、具有存儲功能等優(yōu)點，因此考慮將其作為能用于下一代廉價的圖像顯示裝置的技術，期待便攜終端用圖像顯示、電子紙等的開發(fā)。特別是在最近，提出將由分散粒子和著色溶液組成的分散液進行微膠囊化，并將其配置在對置基板間的電泳方式。
但是，在電泳方式中，由于粒子在液體中泳動，因此存在液體的粘性阻力導致應答速度遲緩的問題。而且，由于將氧化鈦等高比重的粒子分散在低比重的溶液中，所以，存在容易沉降、難以維持分散狀態(tài)的穩(wěn)定性、欠缺圖像反復穩(wěn)定性的問題。即使通過微膠囊化使單元(cell)尺寸處于微膠囊水平，也只是在表面上使上述缺點不容易表現(xiàn)出來，并沒有解決任何本質問題。
另一方面，對于利用在溶液中的行為的電泳方式，還首次提出不使用溶液，將導電性粒子和電荷傳遞層組合入基板的一部分的方式(例如，趙國來、另外3人、“新型墨水顯示設備(I)”、1999年7月21日、日本圖像學年度大會(第83屆)“Japan Hardcopy’99”論文集、p.249-252)。但是，也存在以下問題由于配置電荷傳遞層、及電荷發(fā)生層，使結構復雜化，同時，由于難以將電荷穩(wěn)定地注入導電性粒子，所以，欠缺穩(wěn)定性。
作為解決上述各種問題的方法之一，已知具有圖像顯示面板的圖像顯示裝置，所述圖像顯示面板是在前面基板和背面基板之間，形成以隔板彼此隔開的單元，單元內封入由粒子組或粉流體組成的圖像顯示介質，對圖像顯示介質施加電場，通過庫侖力等使圖像顯示介質移動來顯示圖像。
上述現(xiàn)有的圖像顯示裝置所具有的圖像顯示面板，通常，使用于顯示圖像的像素位置和由隔板形成的單元一一對應，構成圖像顯示面板。但是，在使像素位置和單元一一對應的例子中，如果使用尺寸精度不良的基板(特別是在樹脂基板中多見)，則重疊上下基板時，存在像素位置和單元錯位的問題。另外，圖像顯示面板以獲得高精細化為目標時，還存隔板截面積在面板的顯示面上所占的比例增大、開口率降低的問題。另外，如果單元相對像素大，則還存在圖像顯示介質在單元內移動、顯示質量下降的問題(第1項發(fā)明)。
上述技術中，將隔板整體設為圖像顯示介質的任一方的顏色時，特別是以如黑色等深色調的顏色形成隔板整體時，如果在抗蝕劑中配合黑色等深色調顏料或染料，則存在用于形成隔板的抗蝕的透光性惡化的問題。如上所述，如果抗蝕劑的透光性惡化，則存在以下問題通過掩模曝光時，對應該利用曝光固化形成隔板的部分的光照不均一，特別是在形成高隔板時，引起無法按照圖案形成隔板的顯影不良的可能性增加(第2項發(fā)明)。
上述構成的圖像顯示裝置由于是干式、應答速度快、并具有簡單的結構，所以有望在將來得到應用，但是，近年來，在制造簡單、提高基板和隔板之間的粘合可靠性的同時，還迫切要求增大顯示面積、實現(xiàn)高開口率(第3項發(fā)明)。

發(fā)明內容
本發(fā)明第1項發(fā)明目的是提供一種具有圖像顯示面板的圖像顯示裝置，上述圖像顯示面板解決了上述問題，能通過提高開口率來實現(xiàn)高精細化。
本發(fā)明第1項發(fā)明的其他目的是提供一種解決了上述問題、具有顯示質量良好的圖像顯示面板的圖像顯示裝置。
本發(fā)明第1項發(fā)明的第1個實施例中的圖像顯示裝置是具有圖像顯示面板的圖像顯示裝置，所述圖像顯示面板是在至少一方透明的2張對置基板間，形成以隔板彼此隔開的單元，在單元內封入圖像顯示介質，對圖像顯示介質施加電場，使其移動來顯示圖像，其特征在于，以不與用于顯示圖像的像素的位置一一對應的方式構成多個單元。
本發(fā)明第1項發(fā)明的第2個實施例中的圖像顯示裝置是具有圖像顯示面板的圖像顯示裝置，所述圖像顯示面板是在至少一方透明的2張對置基板間，形成以隔板彼此隔開的單元，在單元內封入圖像顯示介質，對圖像顯示介質施加電場，使其移動來顯示圖像，其特征在于，該裝置是使單元面積/像素面積之比小于4而構成的。
另外，作為本發(fā)明第1項發(fā)明的圖像顯示裝置的優(yōu)選例子，包括以下實例由隔板形成的單元的形狀是四邊形、三角形、六邊形、圓形、橢圓形中的任一種；由隔板形成的單元的配置結構具有蜂窩狀結構或格子結構；由隔板形成的單元的形狀為六邊形，且該單元的配置結構為蜂窩狀結構；以及圖像顯示介質是粒子組或粉流體。
本發(fā)明第1項發(fā)明的第1個實施例的圖像顯示裝置是以不與用于顯示圖像的像素位置一一對應的方式構成多個單元，由此即使在重疊上下基板時，也不必擔心像素位置與單元錯位的問題。而且，能降低圖像顯示面板的顯示面中隔板截面積所占的比例，增大開口率，從而實現(xiàn)高精細化。
本發(fā)明第1項發(fā)明的第2個實施例的圖像顯示裝置是使單元面積/像素面積之比小于4而構成的，由此能提高顯示質量。
本發(fā)明第2項發(fā)明的目的是提供解決了上述課題的圖像顯示面板的制造方法以及圖像顯示面板，所述圖像顯示面板結構簡單、價格低廉、穩(wěn)定性優(yōu)異，而且，不引起圖像不良，能按照圖案形成隔板。
本發(fā)明第2項發(fā)明的圖像顯示面板的制造方法是具有下述結構的圖像顯示面板的制作方法，上述結構為在至少一方透明的2張對置基板間，形成以隔板彼此隔開的單元，在單元內封入氣體、液體、固體、粒子組或粉流體等圖像顯示介質，其特征在于，所述制造方法是在一張基板上成膜由感光性著色組合物形成的第1層，在其上成膜由比第1層透光性高、且厚度厚的感光性組合物形成的第2層，通過掩模對基板上的第1層和第2層曝光后，經(jīng)顯影、清洗，在基板上制作著色隔板，在著色隔板上粘合另一張基板。
另外，作為本發(fā)明第2項發(fā)明的圖像顯示面板的制造方法的優(yōu)選例子，包括以下實例第1層的感光性著色組合物在可見光(380nm～780nm)的波長區(qū)域的透射率小于或等于20％，第2層的感光性組合物在300nm～450nm的波長區(qū)域的透射率大于或等于20％；在第1層上層合第2層，作為形成為薄膜狀的感光性組合物；以及第1層的顏色為黑色。
本發(fā)明第2項發(fā)明的圖像顯示面板的特征在于該圖像顯示面板是按照上述圖像顯示面板的制作方法制作的。特別是其特征還在于利用粒子組或粉流體作為圖像顯示介質的圖像顯示面板。
本發(fā)明第2項發(fā)明的圖像顯示面板的制造方法是在一張基板上成膜由感光性著色組合物形成的第1層，在其上成膜由比第1層透光性高、且厚度厚的感光性組合物形成的第2層，通過掩模對基板上的第1層和第2層曝光后，經(jīng)顯影、清洗，在基板上制作著色隔板，曝光時靠近光源的透射率高的第2層按照常規(guī)形成圖案，下面的透射率低的第1層由于是薄膜，所以光容易通過，同樣能形成良好的圖案。結果，能在不發(fā)生顯影不良的情況下形成如圖案所示的隔板。
本發(fā)明第3項發(fā)明的目的是提供解決了上述課題的干式、應答速度快、結構簡單、價格低廉、穩(wěn)定性優(yōu)異的圖像顯示裝置，且能賦予高開口率，同時能賦予基板和隔板粘合的高可靠性。
本發(fā)明第3項發(fā)明的圖像顯示裝置是具有圖像顯示面板的圖像顯示裝置，所述圖像顯示面板是在至少一方透明的2張對置基板間，形成以隔板彼此隔開的單元，在單元內封入粒子組或粉流體作為圖像顯示介質，對圖像顯示介質施加電場，使其移動來顯示圖像，其特征在于，利用光刻法制作隔板，并使隔板的形狀為背面基板側的端部寬度大于前面基板側的端部寬度的錐形。
作為本發(fā)明第3項發(fā)明的圖像顯示裝置的優(yōu)選例子，包括下面的實例利用光刻法制作隔板是如下進行的通過在前面基板上涂布含有熱固性樹脂的感光性材料，然后使用光掩模只曝光相當于隔板的部位，固化感光性材料，顯影除去非固化部分；在前面基板上形成背面基板側的端部寬度大于前面基板側的端部寬度的倒錐形的隔板。
作為本發(fā)明第3項發(fā)明的圖像顯示裝置的優(yōu)選例子，包括以下實例利用光刻法形成倒錐形的隔板時，通過在光掩模和感光性材料之間設置間隔的接近式(proximity)曝光，故意擴散光而賦予隔板倒錐形；或以低曝光量進行曝光，只使表層的固化劑反應，而賦予隔板倒錐形；背面基板側的端部寬度w2和前面基板側的端部寬度w1之比w1/w2小于或等于0.5；粒子的平均粒徑為0.1～50μm；以及，粒子或粉流體的顏色為白色和黑色。
作為本發(fā)明第3項發(fā)明的圖像顯示裝置的優(yōu)選例子，包括以下實例位于對置基板間的隔板是單凸緣狀結構；隔板材料含有無機粉體，且以下式表達的無機粉體的粒徑分布Span小于或等于8，Span＝(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)(其中，d(0.5)為用μm表示的粒徑數(shù)值，粒子中的50％大于該粒徑，50％小于該粒徑；d(0.1)為用μm表示的粒徑數(shù)值，粒徑低于上述數(shù)值的粒子比率為10％；d(0.9)為用μm表示的粒徑數(shù)值，粒徑低于上述數(shù)值的粒子比率為90％)，無機粉體的平均粒徑d(0.5)為0.1～20μm；以及對置基板間的空隙充滿25℃下相對濕度小于或等于60％RH的氣體。
在本發(fā)明第3項發(fā)明的圖像顯示裝置中，能利用光刻法這種簡單的方法形成后述規(guī)定形狀的隔板，即，通過在前面基板上涂布含有熱固性樹脂的感光性材料，利用光掩模只曝光與隔板相當?shù)牟课?，使感光性材料固化，顯影除去非固化部分，形成隔板；同時，通過形成背面基板側的端部寬度比前面基板側的端部寬度大的倒錐形隔板，從而能減少與前面基板接觸的隔板部分，增大顯示面積，而且，增加與背面基板接觸的隔板部分，提高基板和隔板間的粘合強度。


圖1表示本發(fā)明第1項發(fā)明的使用粒子的圖像顯示裝置之一例。
圖2表示本發(fā)明第1項發(fā)明的使用粒子的圖像顯示裝置的其他例子。
圖3(a)～(c)分別用于說明本發(fā)明第1項發(fā)明的第1實施例的圖像顯示裝置中像素與單元間的關系。
圖4表示作為本發(fā)明第2項發(fā)明的對象的圖像顯示面板之一例。
圖5表示作為本發(fā)明第2項發(fā)明的對象的圖像顯示面板的其他例子。
圖6表示作為本發(fā)明第2項發(fā)明的對象的圖像顯示面板的其他例子。
圖7(a)～(d)分別用于說明本發(fā)明第2項發(fā)明的圖像顯示面板的制造方法之一例中的各工序。
圖8(a)～(d)分別用于說明本發(fā)明第2項發(fā)明的圖像顯示面板的制造方法的其他例子中的各工序。
圖9(a)～(c)分別表示本發(fā)明第3項發(fā)明的圖像顯示裝置中的顯示面板之一例及其顯示原理的說明圖。
圖10(a)、(b)分別表示本發(fā)明第3項發(fā)明的圖像顯示裝置中形成的隔板7的形狀之一例的縱截面圖。
圖11(a)～(d)分別用于說明本發(fā)明第3項發(fā)明中利用光刻法制作隔板之一例。
圖12(a)～(c)分別用于說明在形成隔板后制作本發(fā)明第3項發(fā)明的圖像顯示裝置的方法之一例。
圖13(a)、(b)分別用于說明在本發(fā)明第3項發(fā)明的圖像顯示裝置的隔板制作中使用的光刻法的優(yōu)選例子。
圖14是用于說明圖13(a)、(b)中所示的優(yōu)選的光刻法的作用。
圖15表示本發(fā)明的圖像顯示裝置中使用的圖像顯示面板的隔板的形狀之一例。
圖16是用于測定本發(fā)明的粒子表面電位的測定裝置的說明圖。
圖17表示第1項發(fā)明的實施例1中的圖像顯示面板的一部分。
圖18表示第1項發(fā)明的實施例2中的圖像顯示面板的一部分。
圖19表示第1項發(fā)明的實施例3中的圖像顯示面板的一部分。
圖20表示第1項發(fā)明的比較例1中的圖像顯示面板的一部分。
圖21(a)、(b)分別用于說明在本發(fā)明第3項發(fā)明的圖像顯示裝置中的像素面積和單元面積。
圖22用于說明第3項發(fā)明的實施例中的隔板的形狀。
具體實施例方式
首先，對作為本發(fā)明的對象的圖像顯示裝置所配置的圖像顯示面板的基本結構進行說明。在本發(fā)明中使用的圖像顯示面板中，對封入對置的2張基板間的圖像顯示介質施以電場。沿著所施加的電場方向，帶電的圖像顯示介質被庫侖力等吸引，圖像顯示介質隨著電位切換所致的電場方向的變化而作往復運動，由此進行圖像顯示。所以，必須設計圖像顯示面板，使圖像顯示介質均一地移動，并能保持反復或保存時的穩(wěn)定性。此處，使用粒子組或粉流體作為圖像顯示介質時，粒子或粉流體受到的力除粒子之間或粉流體之間因庫侖力而彼此吸引的力以外，還包括與電極或基板的電鏡像力、分子間力、液體交聯(lián)力、重力等。
下面，按順序詳細說明本發(fā)明的第1項發(fā)明～第3項發(fā)明。
<第1項發(fā)明>
基于圖1～圖2說明本發(fā)明第1項發(fā)明的圖像顯示裝置中使用的圖像顯示面板的例子。
在圖1所示的例子中，使2種或2種以上顏色不同的圖像顯示介質粒子3(此處，表示為白色粒子3W和黑色粒子3B)對應于從基板1、2的外部施加的電場與基板1、2垂直地移動，使觀察者識別黑色粒子3B，進行黑色顯示，或者，使觀察者識別白色粒子3W，進行白色顯示。另外，在圖1示出的例子中，在基板1、2間例如格子狀地設置隔板4，形成顯示單元。
圖2示出的例子中，在設置在基板1上的電極5和設置在基板2上的電極6之間施加電壓，使2種或2種以上顏色不同的圖像顯示介質粒子3(此處表示為白色粒子3W和黑色粒子3B)對應于產(chǎn)生的電場與基板1、2垂直地移動，使觀察者識別黑色粒子3B，進行黑色顯示，或，使觀察者識別白色粒子3W，進行白色顯示。另外，圖2示出的例子中，在基板1、2之間例如格子狀地設置隔板4，形成顯示單元。
上述說明同樣可以適用于分別將白色粒子3W換成白色粉流體、將黑色粒子3B換成黑色粉流體作為圖像顯示介質的情況。
<第1項發(fā)明的第1實施例>
本發(fā)明第1項發(fā)明的第1實施例的圖像顯示裝置的特征是以不與用于顯示圖像的像素的位置一一對應的發(fā)生構成多個單元。下面進一步詳細說明上述特征。
圖3(a)～(c)分別用于說明本發(fā)明第1項發(fā)明的第1實施例的圖像顯示裝置中像素與單元間的關系。首先，如圖3(a)所示，在基板1、2中的任意一個基板上，縱向平行設置多個帶狀電極12，形成電極5、6中的一個電極，在另一基板上，橫向平行設置多個帶狀電極13，形成另一個電極。該種情況下，電極12和電極13的重疊部分逐一形成1個像素14。
基于以上前提，如圖3(b)所示在電極12和電極13之間所有不重疊的部分設置隔板4的例子表示像素14的位置與單元11為一一對應關系的情況。另外，如圖3(c)所示在電極12和電極13之間不重復的部分中縱方向和橫方向都每隔1個設置隔板4的例子表示像素14的位置與單元11為4對1的關系的情況。
本發(fā)明的圖像顯示裝置的特征是不構成如圖3(a)所示的像素14的位置與單元11一一對應的關系，其中一例為如圖3(c)所示的像素14的位置與單元11為4對1的關系。如圖3(c)所示，像素14的位置與單元11不是一一對應的關系時，能減少隔板的存在面積，從而提高作為圖像顯示面板的開口率。另外，對隔板4的形狀沒有特別限定，由隔板4形成的單元11的形狀優(yōu)選四邊形、三角形、六邊形、圓形、橢圓形中的任一種，隔板4形成的單元11的配置結構優(yōu)選具有蜂窩狀結構，進一步優(yōu)選具有六邊形蜂窩狀結構。
<第1項發(fā)明的第2實施例>
本發(fā)明第1項發(fā)明的第2實施例的圖像顯示裝置的特征是如果1個單元11構成的像素的數(shù)量過大，則矩陣(matrix)顯示時，圖像顯示介質在單元11內發(fā)生移動，所以規(guī)定單元11和像素的關系，以使單元面積/像素面積小于4。
即，如圖3(c)所示，1個單元11最大可構成4個像素14，為此將單元11的面積/像素14的面積之比設定為小于4。由此能清晰地顯示文字的邊緣，提高顯示質量。另外，與第1實施例相同，對隔板4的形狀沒有特別限定，但由隔板4形成的單元11的形狀優(yōu)選四邊形、三角形、六邊形、圓形、橢圓形中的任一種，隔板4形成的單元11的配置結構優(yōu)選具有蜂窩狀結構，進一步優(yōu)選具有六邊形蜂窩狀結構。
<第2項發(fā)明>
下面說明第2項發(fā)明中圖像顯示面板的基本結構的圖像顯示行為。此處雖然說明以粒子組作為圖像顯示介質的例子，但對于氣體、液體、固體、粉流體等其他圖像顯示介質，基本結構是相同的。
基于圖4～圖6說明本發(fā)明第2項發(fā)明的圖像顯示裝置中使用的圖像顯示面板中使用粒子組的例子。在圖4所示的例子中，使2種或2種以上顏色不同的圖像顯示介質3(此處，表示為白色粒子3W和黑色粒子3B)對應于從基板1、2的外部施加的電場與基板1、2垂直地移動，使觀察者識別黑色粒子3B，進行黑色顯示，或者，使觀察者識別白色粒子3W，進行白色顯示。另外，在基板1、2間例如格子狀地設置隔板4，形成顯示單元。圖5示出的例子中，在設置在基板1上的電極5和設置在基板2上的電極6之間施加電壓，使2種或2種以上顏色不同的圖像顯示介質3(此處表示為白色粒子3W和黑色粒子3B)對應于產(chǎn)生的電場與基板1、2垂直地移動，使觀察者識別黑色粒子3B，進行黑色顯示，或，使觀察者識別白色粒子3W，進行白色顯示。另外，在基板1、2之間例如格子狀地設置隔板4，形成顯示單元。圖6示出的例子中，在設置在基板1上的電極5和電極6之間施加電壓，使1種顏色的圖像顯示介質3(此處表示為白色粒子3W)對應于產(chǎn)生的電場在與基板1、2平行的方向上移動，使觀察者識別白色粒子3W，進行白色顯示，或使觀察者識別電極6或基板1的顏色，進行電極6或基板1的顏色顯示。另外，在基板1、2之間例如格子狀地設置隔板4，形成顯示單元。上述說明同樣可以適用于分別將白色粒子3W換成白色粉流體、將黑色粒子3B換成黑色粉流體的情況。
本發(fā)明第2項發(fā)明的圖像顯示面板的制造方法的特征是改良著色隔板的制造方法，不引起顯影不良地形成如圖案所示的隔板。具體而言，在一個基板上成膜由感光性著色組合物形成的第1層，在其上成膜由比第1層透光性高且厚度厚的感光性組合物形成的第2層，通過掩模對基板上的第1層和第2層曝光后，經(jīng)顯影、清洗，在基板上制作著色隔板，更具體而言，第1層的感光性著色組合物在可見光(380nm～780nm)的波長區(qū)域的透射率小于或等于20％，第2層的感光性組合物在300nm～450nm的波長區(qū)域的透射率大于或等于20％。此處，將第1層的感光性著色組合物在可見光(380nm～780nm)的波長區(qū)域的透射率設為小于或等于20％，是由于如果超過20％，則不能確定色調，提高識別性的效果降低。另外，將第2層的感光性組合物在300nm～450nm的波長區(qū)域的透射率設為大于或等于20％，是由于如果小于20％，則光難以透過，因此難以形成厚膜(高度高)的隔板。作為感光性著色組合物和感光性組合物，包括丙烯酸類、環(huán)氧類、聚酰亞胺類材料，也可以使用能顯影成膜的任一種感光性材料。
下面說明本發(fā)明第2項發(fā)明的圖像顯示面板的制造方法。
圖7(a)～(d)分別用于說明本發(fā)明第2項發(fā)明的圖像顯示面板的制造方法之一例中的各工序。如果按照圖7(a)～(d)說明本發(fā)明第2項發(fā)明的圖像顯示面板的制造方法，則首先如圖7(a)所示，例如，在作為背面基板1的ITO玻璃基板21上通過噴涂法成膜黑色感光性抗蝕劑，在ITO玻璃基板21上形成厚度為1μm的薄膜22(第1層)。薄膜22的厚度優(yōu)選0.1～10μm的范圍。根據(jù)形成的膜的厚度適當調整抗蝕劑中黑色物質的重量濃度，使形成的膜在可見光(380nm～780nm)的波長區(qū)域的透射率小于或等于20％。
接下來，例如，以100℃×2分的條件對薄膜22進行預固化(precure)，揮發(fā)溶劑，得到能夠耐受層合的硬膜(不進行反應)。如圖7(b)所示，在薄膜22上層合厚度為50μm、透光性高于第1層的干膜抗蝕劑(dry film resist)，形成厚膜23(第2層)。作為形成厚膜23的干膜抗蝕劑，例如可以使用α-NIT2(Nichigo-Morton社制)或PDF300(新日鐵化學社制)。厚膜23的厚度優(yōu)選10～200μm的范圍。
接下來，如圖7(c)所示，在厚膜23上應該形成隔板的部分設置具有開口的掩模24后，通過掩模24進行紫外線曝光，只固化應該形成隔板的部分的厚膜23和薄膜22。然后除去掩模24，經(jīng)顯影、清洗，如圖7(d)所示，在ITO玻璃基板21上形成由透射率低的例如黑色的薄膜22和透射率高的例如透明或半透明的厚膜23組成的著色隔板25。最后，通過使用粘合劑在著色隔板25上粘合前面基板2，得到本發(fā)明的圖像顯示面板。
上述實施例是在構成背面基板1的ITO玻璃基板21上形成著色隔板25，但是，也可以在構成前面基板2的ITO玻璃基板上形成著色隔板25。
圖8(a)～(d)分別用于說明本發(fā)明第2項發(fā)明的圖像顯示面板的制造方法的其他例子中的各工序。如果按照圖8(a)～(d)說明本發(fā)明第2項發(fā)明的圖像顯示面板的制造方法，則首先如圖8(a)所示，在PET等基材31上涂布厚度厚、透光性高的層32和厚度比層32薄、透光性比層32低的層33，得到雙層干膜抗蝕劑34。此處，分別形成層32和層33，也可以粘合后形成。
接下來，如圖8(b)所示，在玻璃基板35上以層33面向玻璃基板35的狀態(tài)層合得到的雙層干膜抗蝕劑34。然后，如圖8(c)所示，在基材31上設置在應該形成隔板的部分具有開口的掩模36后，通過掩模36進行紫外線曝光，只固化應該形成隔板的部分的層33和層32。然后除去掩模36和基材31，經(jīng)顯影、清洗，如圖8(d)所示，在玻璃基板35上形成由層33和層32組成的著色隔板37。最后，使用粘合劑在著色隔板37上粘合對置基板，由此能得到本發(fā)明的圖像顯示面板。優(yōu)選使層33為黑色層、層32為透明層。
下面對形成隔板的抗蝕劑材料進行說明。
隔板用抗蝕劑材料以光固化性樹脂為主成分，根據(jù)情況可以含有熱固性樹脂、無機粉體、溶劑、添加劑等。作為光固化性樹脂優(yōu)選使用丙烯酸類樹脂，但只要是能通過紫外線等光進行固化的物質即可。所謂無機粉體是陶瓷粉體或玻璃粉體，可以使用1種、或組合使用2種或2種以上。
如果列舉陶瓷粉體，則可以舉出ZrO2、Al2O3、CuO、MgO、TiO2、ZnO2等氧化物類陶瓷、SiC、AlN、Si3O4等非氧化物類陶瓷。
如果列舉玻璃粉體，則可以舉出將作為原料的SiO2、Al2O3、B2O3、ZnO經(jīng)熔融、冷卻、粉碎后得到的物質。另外，玻璃粉體的玻璃化溫度Tg優(yōu)選300～500℃，因為在該范圍能實現(xiàn)燒結過程的低溫化，所以具有對樹脂破壞少的優(yōu)點。
此處，優(yōu)選以下式表示的無機粉體的粒徑分布Span小于或等于8，其中優(yōu)選小于或等于5。
Span＝(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)(其中，d(0.5)為用μm表示的粒徑數(shù)值，粒子中的50％大于該粒徑，50％小于該粒徑；d(0.1)為用μm表示的粒徑數(shù)值，粒徑低于上述數(shù)值的粒子比率為10％；d(0.9)為用μm表示的粒徑數(shù)值，粒徑低于上述數(shù)值的粒子比率為90％。)使Span在8或8以下的范圍內，使材料中的無機粉體的尺寸一致，即使反復進行層合～固化上述材料的過程，仍然能精度良好地形成隔板。
優(yōu)選材料中的無機粉體的平均粒徑d(0.5)為0.1～20μm，進一步優(yōu)選0.3～10μm。使無機粉體的平均粒徑在上述范圍內，同樣能在反復層合時精度良好地形成隔板。
上述粒徑分布和粒徑可以利用激光衍射/散射法等求出。如果對作為測定對象的粒子照射激光，則產(chǎn)生空間衍射/散射光的光強度分布圖案，根據(jù)該光強度圖案與粒徑的對應關系，可以測定粒徑和粒徑分布。
本發(fā)明中的粒徑和粒徑分布是根據(jù)體積基準分布得到的。具體而言，使用Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)測定儀，將粒子投入氮氣流中，利用附帶的解析軟件(以采用Mie理論的體積基準分布為基礎的軟件)，能進行粒徑及粒徑分布的測定。
在作為隔板用抗蝕劑材料的主成分的光固化性樹脂中含有熱固性樹脂時，使用的熱固性樹脂只要能形成規(guī)定的隔板形狀即可，可以使用任一種樹脂，考慮到所要求的隔板物性，優(yōu)選分子量大、玻璃化溫度盡量高的物質。例如，可以舉出丙烯酸類、苯乙烯類、環(huán)氧類、聚酰亞胺類、苯酚類、氨基甲酸酯類、聚酯類、尿素類等，特別優(yōu)選丙烯酸類、環(huán)氧類、聚酰亞胺類、氨基甲酸酯類、聚酯類。
隔板用抗蝕劑材料中添加的溶劑，只要能溶解抗蝕劑材料中使用的樹脂即可，可以使用任一種溶劑，例如，可以舉出鄰苯二甲酸酯、甲苯、二甲苯、苯等芳香族溶劑、含氧醇(oxyalcohol)、己醇、辛醇等醇類溶劑、醋酸酯等酯類溶劑。
在該隔板用抗蝕劑材料中，除上述物質以外，根據(jù)需要，還可以添加染料、聚合抑制劑、增塑劑、增稠劑、分散劑、抗氧化劑、固化劑、固化促進劑、沉淀抑制劑。
<第3項發(fā)明>
首先，對本發(fā)明第3項發(fā)明的圖像顯示裝置的基本結構進行說明。圖9(a)～(c)分別表示本發(fā)明第3項發(fā)明的圖像顯示裝置中的顯示面板之一例及其顯示原理的說明圖。圖9(a)表示在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，對置的前面基板41(優(yōu)選透明)和背面基板42(可以是透明的也可以是不透明的)之間，配置負帶電性粒子45和正帶電性粒子46的狀態(tài)。如果對該狀態(tài)的裝置施加電壓，使顯示電極43側處于低電位，對置電極44側處于高電位，則如圖9(b)所示，在庫侖力的作用下，正帶電性粒子46移至顯示電極43側，負帶電性粒子45移至對置電極44側。此種情況下，從前面基板41側觀察，能看到顯示面為正帶電性粒子46的顏色。如果接下來切換電源的電位，施加電壓，使顯示電極43側處于高電位，對置電極44側處于低電位，則如圖9(c)所示，在庫侖力的作用下，負帶電性粒子45移至顯示電極43側，正帶電性粒子46移至對置電極44側。此種情況下，從前面基板41側觀察，能看到顯示面為負帶電性粒子45的顏色。另外，47為隔板，48為絕緣體。
圖9(b)和圖9(c)之間只要反轉電源的電位就能反復顯示，如上所述，通過反轉電源的電位能可逆地改變顏色?？梢噪S意地選擇粒子的顏色。例如，負帶電性粒子45為白色，正帶電性粒子46為黑色，或負帶電性粒子45為黑色，正帶電性粒子46為白色，由此，顯示可以在白色和黑色之間可逆顯示。在該方式中，一旦進行顯示，則由于各粒子處于因鏡像力而附著在電極上的狀態(tài)，因此即使結束施加電壓后也能長期保持顯示圖像，故記憶保持性優(yōu)異。另外，在上述說明中，是以由負帶電性粒子5和正帶電性粒子6組成的粒子組作為例子進行說明，但對由負帶電性粉流體和正帶電性粉流體組成的粉流體也是完全相同的。
本發(fā)明第3項發(fā)明的圖像顯示裝置的特征是利用光刻法制作隔板47，同時，將隔板47的形狀設為背面基板側的端部寬度大于前面基板側的端部寬度的錐形狀。
首先，對錐形狀的隔板47進行說明。由前面基板41和背面基板42之間設置的隔板47形成各單元，此時，背面基板42側的端部寬度w2大于透明電極41側的端部寬度w1，由此形成隔板47的形狀。圖10(a)、(b)分別表示本發(fā)明第3項發(fā)明的圖像顯示裝置中形成的隔板47的形狀之一例的縱截面圖。通常是如圖10(a)所示的背面基板42側的端部寬度w2大于前面基板41側的端部寬度w1的梯形截面形狀，較優(yōu)選端部寬度w1與端部寬度w2之比w1/w2小于或等于0.5的梯形截面形狀。但是，也可以利用如圖10(b)所示的端部寬度w1幾乎為0、截面大體上為三角形的隔板。上述比值越接近0，端部寬度w1越接近0，此種情況下，能進一步提高擴大顯示面積的效果，但如果相當極端，則有可能使前面基板41和隔板47的粘合不充分，所以從粘合程度方面考慮，有必要確定端部寬度w1。
通過如上所述地最優(yōu)化隔板47的形狀，與隔板47的截面為長方形、即前面基板41側的隔板47的端部寬度w1和背面基板42側的隔板的端部寬度w2相同的現(xiàn)有例子的情形進行比較，由于可以縮小前面基板41側的隔板47的端部寬度w1，因此能增大前面基板41的開口率，增大顯示面積，而且由于可以增大背面基板42側的隔板47的端部寬度w2，因此可以增大背面基板42與隔板47的粘合面積，從而提高背面基板42與隔板47的粘合強度。另外，當將粒子填充到背面基板42上被隔板47包圍的單元的空間內時，與上述現(xiàn)有例子的情形比較，能增大空間的開口率。
接下來，對利用光刻法形成上述圓錐狀的隔板47的方法進行說明。圖11(a)～(d)分別用于說明本發(fā)明第3項發(fā)明中利用光刻法制作隔板之一例。首先制備感光性材料。然后，在前面基板41上涂布制備的感光性材料51作為抗蝕劑膜(參見圖11(a))。根據(jù)需要，上述感光性材料51的涂布還可以在預先形成透明的電極圖案的前面基板41上進行。在由層合的感光性材料51組成的抗蝕劑膜上設置光掩模52(參見圖11(b))。光掩模52設置開口53，以便能夠僅對感光材料51中應該形成隔板47的部位能進行光照。然后，在該狀態(tài)下從上方照射光，只曝光與隔板47相當?shù)牟课?，固化感光性材?1中與隔板47相當?shù)牟课?參見圖11(c))。此時，根據(jù)需要，可以反復進行上述工序，直至達到希望的隔板高度。然后，經(jīng)顯影除去感光性材料51的非固化部分，制作隔板47(參見圖11(d))。此時，根據(jù)需要，還可以燒結成為隔板47的感光性材料51的固化部分。
圖12(a)～(c)分別用于說明在形成隔板后制作本發(fā)明第3項發(fā)明的圖像顯示裝置的方法之一例。即，如上所述，在前面基板41上形成的隔板47之間的單元55內(參見圖12(a))，封入規(guī)定的圖像顯示介質(這里為彼此帶電特性不同的白色粒子組56W和黑色粒子組56B)(參見圖12(b))，粘合背面基板42和隔板47(參見圖12(c))，即得用于本發(fā)明圖像顯示裝置的圖像顯示面板。根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示裝置，可以縮小前面基板41與隔板47的粘合部位，且同時確保粘合強度，能提高顯示面的開口率，同時，能增大背面基板42與隔板47的粘合面積，確保粘合面積，從而提高背面基板和隔板的粘合可靠性。
在本發(fā)明第3項發(fā)明的圖像顯示裝置中，需要利用上述光刻法制作背面基板側的端部寬度大于前面基板側的端部寬度的錐形的隔板47。利用光刻法時，可以通過反復進行上述通常的光刻法慢慢增大光掩模52的開口53的大小，在前面基板41上制作倒錐形的隔板47，但所需工序增加。為此，優(yōu)選利用下面的光刻法。
圖13(a)、(b)分別用于說明在本發(fā)明第3項發(fā)明的圖像顯示裝置的隔板制作中使用的光刻法的優(yōu)選例子。首先，圖13(a)所示的例子中，利用光刻法制作倒錐形的隔板47時，通過在光掩模52和感光性材料51之間設置間隔g的接近式曝光，故意擴散光而賦予隔板47倒錐形。在該例子中，由于故意擴大光掩模52和感光性材料51之間的間隔g，使光發(fā)生散射，所以能增加中央部位的曝光量。然后，在圖13(b)所示的例子中，在利用光刻法制作倒錐形的隔板47時，由于以低曝光量進行曝光，所以只使表層的固化劑反應，從而賦予倒錐形。在該例子中，能以表層部為中心使固化劑即光引發(fā)劑產(chǎn)生氧或自由基。圖13(a)所示，以上任一種方法都能延緩感光性材料51中最初曝光的遠離前面基板41的部分51a處的顯影速度，而加快后曝光的靠近前面基板41的部分51b處的顯影速度。其結果，如13(b)所示，能簡單地在前面基板41上形成倒錐形的隔板47。
隔板用材料有時含有熱固性樹脂，除此以外，還包括無機粉體、溶劑、添加劑等。所謂無機粉體是陶瓷粉體或玻璃粉體，可以使用1種、或組合使用2種或2種以上。
如果列舉陶瓷粉體，則可以舉出ZrO2、Al2O3、CuO、MgO、TiO2、ZnO2等氧化物類陶瓷、SiC、AlN、Si3O4等非氧化物類陶瓷。
如果列舉玻璃粉體，則可以舉出將作為原料的SiO2、Al2O3、B2O3、ZnO經(jīng)熔融、冷卻、粉碎后得到的物質。另外，玻璃粉體的玻璃化溫度Tg優(yōu)選300～500℃，因為在該范圍能實現(xiàn)燒結過程的低溫化，具有對樹脂破壞少的優(yōu)點。
此處，優(yōu)選以下式表示的無機粉體的粒徑分布Span小于或等于8，其中優(yōu)選小于或等于5。
Span＝(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)(其中，d(0.5)為用μm表示的粒徑數(shù)值，粒子中的50％大于該粒徑，50％小于該粒徑；d(0.1)為用μm表示的粒徑數(shù)值，粒徑低于上述數(shù)值的粒子比率為10％；d(0.9)為用μm表示的粒徑數(shù)值，粒徑低于上述數(shù)值的粒子比率為90％。)使Span在8或8以下的范圍內，從而使材料中的無機粉體的尺寸一致，即使反復進行層合～硬化上述材料的過程，仍然能精度良好地形成隔板。
優(yōu)選材料中的無機粉體的平均粒徑d(0.5)為0.1～20μm，優(yōu)選0.3～10μm。使無機粉體的平均粒徑在上述范圍，同樣能在反復層合時精度良好地形成隔板。
上述粒徑分布和粒徑可以利用激光衍射/散射法等求出。如果對作為測定對象的粒子照射激光，則產(chǎn)生空間衍射/散射光的光強度分布圖案，根據(jù)該光強度圖案與粒徑的對應關系，可以測定粒徑和粒徑分布。
本發(fā)明中的粒徑和粒徑分布是根據(jù)體積基準分布得到的。具體而言，使用Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)測定儀，將粒子投入氮氣流中，利用附帶的解析軟件(以使用Mie理論的體積基準分布為基礎的軟件)，能進行粒徑及粒徑分布的測定。
隔板用材料中含有的樹脂，可以含有上述無機粉體，只要能形成規(guī)定的隔板形狀即可，可以使用任一種物質，考慮到熱固化等所要求的隔板物性，優(yōu)選分子量大、玻璃化溫度盡量高的樹脂。例如，可以舉出丙烯酸類、苯乙烯類、環(huán)氧類、苯酚類、氨基甲酸酯類、聚酯類、尿素類等，特別優(yōu)選丙烯酸類、環(huán)氧類、氨基甲酸酯類、聚酯類。
隔板用材料中添加的溶劑，只要能溶解上述無機粉體和樹脂即可，例如，可以舉出鄰苯二甲酸酯、甲苯、二甲苯、苯等芳香族溶劑、含氧醇(oxyalcohol)、己醇、辛醇等醇類溶劑、醋酸酯等酯類溶劑，通常，相對無機粉體可以添加0.1重量份～50重量份。
在該隔板用材料中，除上述物質以外，根據(jù)需要，還可以添加染料、聚合抑制劑、增塑劑、增稠劑、分散劑、抗氧化劑、固化劑、固化促進劑、沉淀抑制劑。
下面詳細說明構成本發(fā)明的圖像顯示裝置的各部件。需要說明的是，在以下說明中，對于與上述說明重復的部分，優(yōu)先各發(fā)明的上述說明。另外，關于符號，與圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6中說明的構成圖像顯示裝置的圖像顯示面板相同。
對于基板，至少一張基板為可以從裝置外側識別圖像顯示介質的顏色的透明的前面基板2，優(yōu)選可見光的透射率高且耐熱性良好的材料。背面基板1可以透明，也可以不透明。依據(jù)用途適當選擇基板有無可撓性，例如，用于電子紙等用途時，優(yōu)選具有可撓性的材料，用于手機、PDA、筆記本電腦類便攜機器等用途時，優(yōu)選不具有可撓性的材料。如果列舉基板材料，則可以舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚乙烯、聚碳酸酯、聚酰亞胺、丙烯酸樹脂等聚合物片材、或玻璃、石英等無機片材、或金屬板。基板的厚度優(yōu)選為2～5000μm，更優(yōu)選為5～2000μm，如果過薄，則難以確保強度、基板間的間隔均一性，如果厚度超過5000μm，則不適合作為薄型顯示板。
作為電極5、6的電極形成材料，可以舉出鋁、銀、鎳、銅、金等金屬類、或ITO、氧化銦、導電性氧化錫、導電性氧化鋅等導電金屬氧化物類、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等導電性高分子類，從中適當選擇使用。作為電極的形成方法，可以使用濺射法、真空蒸鍍法、CVD(化學蒸鍍)法、涂布法等將上述列舉的材料形成薄膜狀的方法，或在溶劑或合成樹脂粘合劑中混合導電劑進行涂布的方法。另外，電極厚度只要能夠確保導電性、不影響透光性即可，可以為3～1000nm、優(yōu)選為5～400nm。設置在背面基板1側的電極5和沒有設置在前面基板2側的電極6的材質或厚度等與上述電極5相同，不必為透明。另外，上述情況下的外部電壓輸入功率可以重疊直流或交流。
隔板4的形狀根據(jù)顯示涉及的圖像顯示介質種類適當設定為最佳范圍，不能一概而論，隔板的寬度為2～100μm、優(yōu)選為3～50μm，隔板的高度為10～500μm、優(yōu)選為10～200μm。另外，形成隔板時，可以采用以下方法在對置的兩基板上分別形成凸緣后進行接合的兩凸緣法，僅在一張基板上形成凸緣的單凸緣法。本發(fā)明中，優(yōu)選采用任一種方法。
由上述凸緣構成的隔板形成的顯示單元，如圖15所示，從基板平面方向觀察，例如為四邊形、三角形、線狀、圓形、六邊形，作為配置，可以舉出格子狀、蜂窩狀或網(wǎng)格子狀?？梢员M可能縮小相當于從顯示側觀察到的隔板截面部分的部分(顯示單元的框部面積)，增加圖像顯示的鮮銳度。此處，如果列舉隔板的形成方法，則可以舉出絲網(wǎng)印刷法、金屬模轉印法、噴砂法、光刻法、添加法。其中，優(yōu)選采用使用抗蝕劑膜的光刻法或金屬模轉印法。
如上所述，以蜂窩狀結構配置隔板時，能得到以下效果。首先，在為了格子狀配置四邊形的顯示單元而形成隔板的例子中，間距(pitch)(此種情況下，對應于隔板的間隔)為300μm時，如果縮小凸緣寬度，則在利用例如光刻法形成隔板(凸緣)時的顯影過程中，由于凸緣流失，所以凸緣寬度以20μm為界限。與此相反，為了蜂窩狀配置六邊形的顯示單元而形成隔板的例子中，間距(此種情況下，對應于六邊形的顯示單元中心的間隔)為300μm時，凸緣為蜂窩狀結構，具有高強度，與格子狀的例子比較，即使在顯影過程中也能保持結構，因此凸緣寬度可以為8μm。利用凸緣間距的組合，凸緣寬度可以為2μm。結果能使圖像顯示面板具有更高的開口率。
下面，說明作為圖像顯示面板中用于顯示的圖像顯示介質的粒子組。
作為本發(fā)明中使用的圖像顯示面板中用于顯示的圖像顯示介質的粒子組是負或正帶電性的著色粒子組，只要在庫侖力作用下移動即可，可以使用任一種，但特別優(yōu)選由球形、比重小的粒子構成的粒子組。粒子組為單一顏色，優(yōu)選使用白色或黑色的粒子組。構成粒子組的粒子的平均粒徑優(yōu)選為0.1～50μm，特別優(yōu)選1～30μm。粒徑如果小于該范圍，則粒子的電荷密度過大，對電極或基板的鏡像力過強，雖然記憶性好，但反轉電場時的跟蹤性惡化。相反，粒徑大于該范圍時，雖然跟蹤性良好，但記憶性惡化。
粒子只要滿足帶電性能等即可，可以由任一種材料構成。例如，可以由樹脂、帶電控制劑、著色劑、無機添加劑等構成，或單獨由著色劑等構成。
作為樹脂例，可以舉出聚氨酯樹脂、尿素樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸聚氨酯樹脂、丙烯酸聚氨酯硅樹脂、丙烯酸聚氨酯氟樹脂、丙烯酸氟樹脂、硅樹脂、丙烯酸硅樹脂、環(huán)氧樹脂、聚苯乙烯樹脂、苯乙烯丙烯酸樹脂、聚烯烴樹脂、丁縮醛樹脂、偏氯乙烯樹脂、三聚氰胺樹脂、酚醛樹脂、氟樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚砜樹脂、聚醚樹脂、聚酰胺樹脂等，也可以將2種或2種以上混合使用。從控制與基板的附著力方面考慮，特別優(yōu)選丙烯酸聚氨酯樹脂、丙烯酸硅樹脂、丙烯酸氟樹脂、丙烯酸聚氨酯硅樹脂、丙烯酸聚氨酯氟樹脂、氟樹脂、硅樹脂。
作為帶電控制劑，沒有特別限定，作為負帶電控制劑，例如可以舉出水楊酸金屬配位化合物、含金屬偶氮染料、含金屬(包括金屬離子或金屬原子)的油溶性染料、季銨鹽類化合物、杯芳烴化合物、含硼化合物(苯甲酸硼配位化合物)、硝基咪唑衍生物等。作為正帶電控制劑，例如可以舉出苯胺黑染料、三苯基甲烷類化合物、季銨鹽類化合物、聚胺樹脂、咪唑衍生物等。除此之外，也可以使用超微粒二氧化硅、超微粒氧化鈦、超微粒氧化鋁等金屬氧化物、吡啶等含氮環(huán)狀化合物及其衍生物或鹽、各種有機顏料、含有氟、氯、氮等的樹脂等作為帶電控制劑。
作為著色劑，可以使用以下列舉的有機或無機的各種顏色的顏料、染料。
作為黑色顏料，有炭黑、氧化銅、二氧化錳、苯胺黑、活性炭等。作為黃色顏料，有鉻黃、鋅黃、鎘黃、黃色氧化鐵、礦物堅牢黃、鎳鈦黃、橙黃、萘酚黃S、漢撒黃G、漢撒黃10G、聯(lián)苯胺黃G、聯(lián)苯胺黃GR、喹啉黃色淀、永久黃NCG、酒石黃色淀等。作為橙色顏料，有紅色鉻黃、鉬橙、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、巴爾干橙、陰丹士林亮橙RK、聯(lián)苯胺橙G、陰丹士林亮橙GK等。作為紅色顏料，有鐵丹(Bengala)、鎘紅、鉛丹、硫化汞、鎘、永久紅4R、立索爾紅(Litholred)、吡唑啉酮紅、沃丘格紅、鈣鹽、色淀紅D、亮胭脂紅(Brilliantcarmine)6B、曙紅色淀、羅丹明色淀B、茜素色淀、亮胭脂紅3B等。
作為紫色顏料，有錳紫、堅牢紫B、甲基紫色淀等。作為青色顏料，有深藍、鈷藍、堿性藍色淀、維多利亞藍色淀、酞菁藍、無金屬酞菁藍、酞菁藍部分氯化物、堅牢天藍、陰丹士林藍BC等。作為綠色顏料，有鉻綠、氧化鉻、顏料綠B、孔雀石綠色淀、最終黃綠色G等。作為白色顏料，有鋅白、氧化鈦、銻白、硫化鋅等。
作為體質顏料，有重晶石粉、碳酸鋇、粘土、二氧化硅、白炭黑、滑石、氧化鋁白等。另外，作為堿性、酸性、分散、直接染料等各種染料，有苯胺黑、亞甲基藍、玫瑰紅、喹啉黃、深藍色等。上述著色劑可以單獨使用，也可以幾種組合使用。其中，特別優(yōu)選使用炭黑作為黑色著色劑，使用氧化鈦作為白色著色劑。
對于粒子的制造方法沒有特別限定，例如，可以使用基于制造電攝影用調色劑時的攪拌/粉碎法和聚合法。另外，還可以使用在無機或有機顏料的粉體表面涂布樹脂或帶電控制劑等的方法。
另外，使用的粒子的平均粒徑d(0.5)優(yōu)選均勻地分布在0.1～50μm的范圍內。如果平均粒徑d(0.5)大于上述范圍，則缺乏顯示上的鮮銳度，如果小于上述范圍，則粒子間的凝集力變得過大，因此妨礙粒子移動。
而且，在本發(fā)明中，對于各粒子組的粒徑分布，用下式表示的粒徑分布Span不足5、優(yōu)選不足3。
Span＝(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)(其中，d(0.5)為用μm表示的粒徑數(shù)值，粒子中的50％大于該粒徑，50％小于該粒徑；d(0.1)為用μm表示的粒徑數(shù)值，粒徑低于上述數(shù)值的粒子比率為10％；d(0.9)為用μm表示的粒徑數(shù)值，粒徑低于上述數(shù)值的粒子比率為90％。)使Span在5或5以下的范圍內，使各粒子的尺寸一致，粒子能夠均勻地移動。
而且，對于各粒子的關系，使所使用的粒子內粒徑最小的粒子的d(0.5)相對于粒徑最大的粒子的d(0.5)的比例為50或50以下、優(yōu)選為10或10以下非常重要。
另外，上述粒徑分布及粒徑可以采用激光衍射/散射法等求出。如果對作為測定對象的粒子照射激光，則在空間內形成衍射/散射光的光強度分布圖案，由于上述光強度圖案與粒徑存在對應關系，因此可以測定粒徑及粒徑分布。
此處，本發(fā)明的粒徑及粒徑分布由體積基準分布得到。具體而言，可以使用Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)測定機，在氮氣流中投入粒子，用附帶的解析軟件(基于采用Mie理論的體積基準分布的軟件)，測定粒徑及粒徑分布。
另外，此處，為進一步提高反復耐久性，控制構成該粒子的樹脂的穩(wěn)定性、特別是吸水率和溶劑不溶率是有效的。
構成封入基板間的粒子的樹脂的吸水率小于或等于3重量％，特別優(yōu)選小于或等于2重量％。基于ASTM-D570進行吸水率的測定，測定條件為23℃、24小時。
關于構成該粒子的樹脂的溶劑不溶率，以下式表示的粒子的溶劑不溶率大于或等于50％，特別優(yōu)選大于或等于70％。
溶劑不溶率(％)＝(B/A)×100(其中，A表示樹脂在溶劑浸漬前的重量、B表示于25℃在良溶劑中浸漬24小時后的重量)該溶劑不溶率不足50％時，長期保存時粒子表面發(fā)生流失(bleed)，影響粒子的附著力，并妨礙粒子的移動，有時影響圖像顯示耐久性。
作為測定溶劑不溶率時使用的溶劑(良溶劑)，氟樹脂時優(yōu)選使用甲基乙基酮等，聚酰胺樹脂時優(yōu)選使用甲醇等，丙烯酸聚氨酯樹脂時優(yōu)選使用甲基乙基酮、甲苯等，三聚氰胺樹脂時優(yōu)選使用丙酮、異丙醇等，硅樹脂時優(yōu)選使用甲苯等。
下面，說明作為本發(fā)明的圖像顯示面板中用于顯示的圖像顯示介質使用的粉流體。需要說明的是對于本發(fā)明的圖像顯示裝置中使用的粉流體的名稱，本申請人已經(jīng)取得“電子粉流體(注冊商標)”的權利。
本發(fā)明中的“粉流體”是不憑借氣體的力或液體的力而顯示出自身流動性、兼具流體和粒子的特性的兩者中間狀態(tài)的物質。例如，液晶定義為液體和固體的中間相，具有作為液體特征的流動性和作為固體特征的各向異性(光學性質)(平凡社大百科詞典)。另外，粒子的定義為即使為可忽略大小也具有有限質量的物體，受到重力的影響(丸善物理學詞典)。此處，即使粒子也處于稱為氣固流動層體、液固流動體的特殊狀態(tài)，從底板對粒子噴流氣體，則對應于氣體的速度對粒子施加向上的力，該力與重力平衡時，處于能夠像流體那樣容易地流動的狀態(tài)的粒子稱為氣固流動層體，同樣地利用流體使其流動化的狀態(tài)稱為液固流動體(平凡社大百科詞典)。如上所述，氣固流動層體或液固流動體為利用氣體或液體的流動的狀態(tài)。本發(fā)明中，能夠特異性地制成不依賴于上述氣體的力、也不依賴于液體的力而顯示自身流動性的狀態(tài)的物質，將其定義為粉流體。
即，本發(fā)明中作為圖像顯示介質使用的粉流體是與液晶(液體和固體的中間相)的定義同樣地處于兼具粒子和液體兩種特性的中間狀態(tài)、極難受到作為上述粒子的特征的重力影響、顯示高流動性的特異狀態(tài)的物質。上述物質可以以氣溶膠狀態(tài)、即在氣體中作為分散質穩(wěn)定地漂浮有固體狀或液體狀物質的分散體系中獲得，圖像顯示面板中以固體狀物質作為分散質。
本發(fā)明中使用的圖像顯示面板在至少一方透明的2張對置基板間、作為圖像顯示介質封入粉流體，該粉流體處于在氣體中作為分散質穩(wěn)定地漂浮有固體粒子的氣溶膠狀態(tài)，顯示高流動性，上述粉流體在施加低電壓時容易在庫侖力等的作用下穩(wěn)定地移動。
所謂粉流體，如上所述，是不依賴氣體的力、也不依賴于液體的力而顯示出自身流動性、兼具流體和粒子的特性的兩者中間狀態(tài)的物質。上述粉流體特別是可以處于氣溶膠狀態(tài)，本發(fā)明的圖像顯示裝置中，可以在氣體中作為分散質比較穩(wěn)定地漂浮有固體狀物質的狀態(tài)下使用該粉流體作為圖像顯示介質。
氣溶膠狀態(tài)的范圍優(yōu)選為粉流體最大漂浮時的表觀體積為未漂浮時的2倍或2倍以上、更優(yōu)選為2.5倍或2.5倍以上、特別優(yōu)選為3倍或3倍以上。上限沒有特別限定，優(yōu)選為12倍或12倍以下。
如果粉流體在最大漂浮時的表觀體積小于未漂浮時的2倍，則顯示上的控制變難；如果大于12倍，則將粉流體封入裝置內時發(fā)生過度漂浮等操作上的不便。另外，最大漂浮時的表觀體積如下所述地進行測定。即，將粉流體放入可透過粉流體進行觀察的密閉容器內，使容器本身振動或落下，制成最大漂浮狀態(tài)，從容器外側測定此時的表觀體積。具體而言，在直徑(內徑)6cm、高度10cm的聚丙烯制帶蓋容器(商品名I-BOYAS ONE(株)制)中，作為未漂浮時的粉流體放入相當于1/5體積的粉流體，將容器放在振蕩機內，在6cm的距離內以3次往復/sec的速度振蕩3小時。以振蕩剛剛停止后的表觀體積作為最大漂浮時的表觀體積。
另外，優(yōu)選使本發(fā)明中使用的圖像顯示面板、粉流體表觀體積的時間變化滿足下式。
V10/V5＞0.8此處，V5為從最大漂浮時開始5分鐘后的表觀體積(cm3)，V10為從最大漂浮時開始10分鐘后的表觀體積(cm3)。另外，本發(fā)明的圖像顯示裝置優(yōu)選使粉流體的表觀體積的時間變化V10/V5大于0.85，特別優(yōu)選大于0.9。V10/V5為0.8或0.8以下時，與使用通常所謂的粒子時同樣，無法確保本發(fā)明的高速應答、耐久性效果。
另外，構成粉流體的粒子物質的平均粒徑(d(0.5))優(yōu)選為0.1～20μm、更優(yōu)選為0.5～15μm、特別優(yōu)選為0.9～8μm。如果小于0.1μm，則顯示上的控制變難；如果大于20μm，雖然可以顯示，但遮蓋率下降，難以實現(xiàn)裝置的薄型化。另外，構成粉流體的粒子物質的平均粒徑(d(0.5))與以下粒徑分布Span中的d(0.5)相同。
構成粉流體的粒子物質優(yōu)選使下式所示的粒徑分布Span不足5，更優(yōu)選不足3。
粒徑分布Span＝(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)此處，d(0.5)是用μm表示的粒徑數(shù)值，構成粉流體的粒子物質的50％大于該粒徑，50％小于該粒徑；d(0.1)是用μm表示的粒徑數(shù)值，該值以下的構成粉流體的粒子物質的比率為10％；d(0.9)是用μm表示的粒徑數(shù)值，該值以下的構成粉流體的粒子物質的比率為90％。通過使構成粉流體的粒子物質的粒徑分布Span為5或5以下，尺寸一致、能產(chǎn)生均一的粉流體移動。
另外，以上的構成粉流體的粒子物質的粒徑分布及粒徑可以由激光衍射/散射法等求出。如果對作為測定對象的粉流體照射激光，則在空間內形成衍射/散射光的光強度分布圖案，由于上述光強度圖案與粒徑存在對應關系，因此可以測定構成粉流體的粒子物質的粒徑及粒徑分布。構成該粉流體的粒子物質的粒徑及粒徑分布可以由體積基準分布得到。具體而言，使用Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)測定機，在氮氣流中投入粉流體，可以用附帶的解析軟件(基于采用Mie理論的體積基準分布的軟件)進行測定。
粉流體的制備可以將必需的樹脂、帶電控制劑、著色劑、其他添加劑混煉，進行粉碎；也可以由單體聚合而成；也可以將現(xiàn)有粒子用樹脂、帶電控制劑、著色劑、其他添加劑被覆。下面列舉構成粉流體的樹脂、帶電控制劑、著色劑、其他添加劑。
作為樹脂的例子，可以舉出聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯改性丙烯酸樹脂、硅樹脂、尼龍樹脂、環(huán)氧樹脂、苯乙烯樹脂、丁縮醛樹脂、偏氯乙烯樹脂、三聚氰胺樹脂、酚醛樹脂、氟樹脂等，也可以將2種或2種以上混合使用，從控制與基板的附著力方面考慮，特別優(yōu)選丙烯酸聚氨酯樹脂、丙烯酸聚氨酯硅樹脂、丙烯酸聚氨酯氟樹脂、聚氨酯樹脂、氟樹脂。
作為帶電控制劑的例子，在賦予正電荷的情況下，可以舉出季銨鹽類化合物、苯胺黑染料、三苯基甲烷類化合物、咪唑衍生物等；賦予負電荷的情況下，可以舉出含金屬偶氮染料、水楊酸金屬配位化合物、硝基咪唑衍生物等。
作為著色劑的例子，可以舉出堿性、酸性等染料，例如有苯胺黑、亞甲基藍、喹啉黃、玫瑰紅等。
作為無機類添加劑的例子，可以舉出氧化鈦、鋅白、硫化鋅、氧化銻、碳酸鈣、鉛白、滑石、二氧化硅、硅酸鈣、氧化鋁白、鎘黃、鎘紅、鎘橙、鈦黃、深藍、群青、鈷藍、鈷綠、鈷紫、氧化鐵、炭黑、錳鐵素體黑、鈷鐵素體黑、銅粉、鋁粉等。
但是，即使不費力地混煉上述材料，或對上述材料實施被覆等，也無法制備顯示氣溶膠狀態(tài)的粉流體。顯示氣溶膠狀態(tài)的粉流體的特定制法沒有規(guī)定，舉例如下。
首先，在構成粉流體的粒子物質表面固附平均粒徑為20～100nm、優(yōu)選為20nm～80nm的無機微粒是適當?shù)摹６?，上述無機微粒經(jīng)硅油處理是適當?shù)?。此處，作為無機微粒，可以舉出二氧化硅(silica)、氧化鋅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈰、氧化鐵、氧化銅等。固附上述無機微粒的方法是重要的，例如可以使用Hybridizer(奈良機械制作所(株)制)或Mechanofusion(HOSOKAWAMICRON(株)制)等裝置，在某一限定條件下(例如處理時間)制備顯示氣溶膠狀態(tài)的粉流體。
此處，為進一步提高反復耐久性，控制構成該粉流體的樹脂的穩(wěn)定性、特別是吸水率和溶劑不溶率是有效的。構成被封入由隔板隔開的單元內的粉流體的樹脂的吸水率小于或等于3重量％，特別優(yōu)選小于或等于2重量％?；贏STM-D570進行吸水率的測定，測定條件為23℃、24小時。關于構成該粉流體的樹脂的溶劑不溶率，優(yōu)選以下式表示的粉流體的溶劑不溶率大于或等于50％，特別優(yōu)選大于或等于70％。
溶劑不溶率(％)＝(B/A)×100(其中，A表示樹脂在溶劑浸漬前的重量、B表示于25℃將樹脂在良溶劑中浸漬24小時后的重量)該溶劑不溶率不足50％時，長期保存時構成粉流體的粒子表面發(fā)生流失，影響與粉流體的附著力，并妨礙粉流體的移動，有時影響圖像顯示耐久性。作為測定溶劑不溶率時使用的溶劑(良溶劑)，氟樹脂時優(yōu)選使用甲基乙基酮等，聚酰胺樹脂時優(yōu)選使用甲醇等，丙烯酸聚氨酯樹脂時優(yōu)選使用甲基乙基酮、甲苯等，三聚氰胺樹脂時優(yōu)選使用丙酮、異丙醇等，硅樹脂時優(yōu)選使用甲苯等。
作為本發(fā)明的圖像顯示介質使用的粒子或粉流體具有帶電性。所以，為了保持帶電電荷，優(yōu)選體積固有電阻值大于或等于1×1010Ω·cm的絕緣性物質，進一步優(yōu)選利用下述方法評價的電荷衰減緩慢的圖像顯示介質。
即，經(jīng)加壓、加熱熔融、鑄塑等將圖像顯示介質變成厚度為5～100μm的薄膜狀。對與該薄膜表面具有1mm的間隔而配置的電暈放電器施加8KV的電壓，產(chǎn)生電暈放電，使表面帶電，測定并判斷其表面的電位變化。此種情況下，為了使0.3秒后的表面電位的最大值大于300V、優(yōu)選大于400V，選擇圖像顯示介質的構成材料進行制作是重要的。
另外，上述表面電位的測定，例如，是利用圖16所示的QEA社制CRT2000進行的。該裝置優(yōu)選采用下面的方法測定表面電位將表面配置上述薄膜的輥的軸的兩端部保持在夾盤61上，將以規(guī)定間隔并設小型Scorotron放電器62和表面電位計63的測定單元與上述薄膜表面對置配置，使其間保持1mm的間隔，在靜止上述薄膜的狀態(tài)下，將上述測定單元以一定的速度從薄膜的一端移至另一端，由此賦與表面電荷，同時測定表面電位。另外，測定環(huán)境是溫度25±3℃、濕度為55±5RH％。
圖像顯示介質的帶電量當然依賴于測定環(huán)境，但圖像顯示面板中的圖像顯示介質的帶電量大致依賴于初期帶電量、與隔板的接觸、與基板的接觸、經(jīng)時電荷衰減，特別是隨著接觸的圖像顯示介質的帶電飽和值成為支配因子。
本發(fā)明人等進行了深入研究，結果發(fā)現(xiàn)通過在噴出法中使用同一載體(carrier)粒子分別進行帶電量的測定，能評價圖像顯示介質的適當?shù)膸щ娞匦灾档姆秶?，通過利用表面電荷密度對其進行規(guī)定能預測作為圖像顯示裝置適當?shù)膱D像顯示介質的帶電量。
在后面詳細說明測定方法，但利用噴出法使圖像顯示介質與載體粒子充分接觸，通過分別測定其飽和帶電量，能測定該圖像顯示介質的每單位重量的帶電量。而且，通過其它方法求出該圖像顯示介質的平均粒徑和比重，從而能計算出該圖像顯示介質的表面電荷密度。
在圖像顯示面板中，構成作為圖像顯示介質使用的粒子或粉流體的粒子物質(以下統(tǒng)稱為粒子)的粒徑小，由于重力的影響小到可以忽略不計，所以粒子的比重對粒子的行為沒有影響。但是，對于粒子的帶電量，即使相同粒徑的粒子每單位重量的平均帶電量相同，但在粒子的比重相差2倍時，所保持的帶電量也相差2倍。所以，圖像顯示裝置中使用的粒子的帶電特性優(yōu)選使用與粒子的比重無關的表面電荷密度(單位μC/m2)進行評價。
在使用2種粒子或2種粉流體作為圖像顯示介質的圖像顯示面板中，在粒子間或粉流體間，上述表面電荷密度的范圍和表面電荷密度之差在適當?shù)姆秶鷷r，2種粒子或2種粉流體通過互相接觸，保持足夠的帶電量，并保持隨電場移動的功能。
此處，為了使顯示面板內互相接近而存在的2種粒子或2種粉流體的帶電性充分，2種粒子或2種粉流體的表面電荷密度必須具有一定程度的差距，但并非越大越好。在利用粒子移動的圖像顯示裝置中，粒子的粒徑大時，由于鏡像力成為決定粒子的飛行電場(電壓)的因子的傾向強，所以為了使該粒子在低電場(電壓)下移動，優(yōu)選帶電量低。另外，粒子的粒徑小時，由于分子間力、液體交聯(lián)力等非電力成為飛行電場(電壓)決定因子，所以為了使該粒子在低電場(電壓)下移動，優(yōu)選帶電量高。但是，由于上述情況還很依賴于粒子的表面特性(材料、形狀)，所以不能一概用粒徑和帶電量規(guī)定。
本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)在由平均粒徑為0.1～50μm的粒子或平均粒徑為0.1～30μm的粒子物質構成的粉流體中，使用相同的載體粒子利用噴出法測定的2種粒子或2種粉流體的表面電荷密度的絕對值在10～150μC/m2的范圍、表面電荷密度之差的絕對值在20～150μC/m2時，能得到優(yōu)選的圖像顯示面板。
本發(fā)明中使用的圖像顯示面板中的基板和基板的間隔只要是圖像顯示介質能夠移動、能夠維持對比度的間隔即可，通常調整為10～500μm、優(yōu)選為10～200μm。
對置基板間的空間內圖像顯示介質(粒子組或粉流體)的體積占有率優(yōu)選為3～70％，進一步優(yōu)選為5～60％。超過70％的情況下，妨礙圖像顯示介質(粒子組或粉流體)的移動，不足3％的情況下，對比度容易變得不清楚。
而且，本發(fā)明中，控制包圍作為基板間的圖像顯示介質使用的粒子組或粉流體的空隙部分的氣體是重要的，有助于提高顯示穩(wěn)定性。具體而言，對于空隙部分的氣體的濕度，使25℃下的相對濕度為60％RH或60％RH以下、優(yōu)選為50％RH或50％RH以下、更優(yōu)選為35％RH或35％RH以下是重要的。
上述空隙部分，例如，在圖8中是指從夾在對置基板21、基板22中的部分中減去電極25、26、圖像顯示介質(粒子組或粉流體)23的占有部分、隔板24的占有部分、裝置密封部分的所謂圖像顯示介質(粒子組或粉流體)連接的氣體部分。
空隙部分的氣體只要在上述濕度區(qū)域內即可，對其種類無限制，優(yōu)選干燥空氣、干燥氮氣、干燥氬氣、干燥氦氣、干燥二氧化碳、干燥甲烷等。
在本發(fā)明使用的圖像顯示面板中，使用多個上述單元配置成矩陣狀進行顯示。顯示黑白以外的任意顏色時，可以適當進行圖像顯示介質(粒子組或粉流體)的顏色的組合。全色(full color)的情況下，優(yōu)選將具有3種，即R(紅色)、G(綠色)和B(藍色)的調色板且具有各種黑色的圖像顯示介質(粒子組或粉流體)的單元作為1組，配置多個組形成圖像顯示面板。
下面，列舉第1項發(fā)明～第3項發(fā)明的各實施例和比較例，更具體地說明本發(fā)明。但本發(fā)明并不限于下面的實施例。
(第1項發(fā)明的實施例)(第1項發(fā)明的第1實施例)實際上，如下所示，制作使用ITO玻璃基板的實施例1和比較例1、使用ITO樹脂(PET)基板的實施例2和實施例3的圖像顯示面板，并將實施例1～3與比較例1進行比較。另外，在實施例1～3和比較例1中，除下面的表1所述的事項以外，其他構成全部相同。
(實施例1(玻璃基板))制作如下面表1所示的像素大小為50μm、隔板尺寸(對應于單元的大小)為150μm、單元11和像素14并非一一對應(此處，單元∶像素＝1∶9)、圖17中示出其中一部分的圖像顯示面板。在本實施例中，如表1所示，凸緣形狀(對應于隔板的形狀)為格子狀(四邊形)、凸緣寬度(對應于隔板的寬度)為20μm，制得的圖像顯示面板的開口率為75％。
(實施例2(樹脂(PET)基板))制作如下面表1所示的像素大小為300μm、隔板尺寸(對應于單元的大小)為150μm、單元11和像素14并非一一對應(此處，單元∶像素＝4∶1)、圖18中示出其中一部分的圖像顯示面板。在本實施例中，如表2所示，凸緣形狀(對應于隔板的形狀)為六邊形的蜂窩狀結構、凸緣寬度(對應于隔板的寬度)為10μm，制得的圖像顯示面板的開口率為86％。
(實施例3(樹脂(PET)基板))制作如下面表1所示的像素大小為300μm、隔板尺寸(對應于單元的大小)為150μm、單元11和像素14并非一一對應(此處，單元∶像素＝4∶1)、圖19中示出其中一部分的圖像顯示面板。在本實施例中，如表1所示，凸緣形狀(對應于隔板的形狀)為格子狀(四邊形)、凸緣寬度(對應于隔板的寬度)為10μm，制得的圖像顯示面板的開口率為87％。
(比較例1(玻璃基板))制作如下面表1所示的像素大小為50μm、隔板尺寸(對應單元的大小)為50μm、單元11和像素14一一對應、圖20中示出其中一部分的圖像顯示面板。在本比較例中，如表1所示，凸緣形狀(對應隔板的形狀)為格子狀(四邊形)、凸緣寬度(對應隔板的寬度)為20μm，制得的圖像顯示面板的開口率為36％。
表1

<比較結果>
將實施例1～3和比較例1的圖像顯示面板在同一條件下進行圖像顯示，就顯示特性得到以下結果。
(1)如果將實施例1～3和比較例1進行比較，則可知由于比較例1中隔板面在顯示面中所占的比例大、開口率顯著降低，所以，與開口率高的實施例1～3相比，圖像顯示特性惡化。
(2)如果比較使用玻璃基板的實施例1和使用樹脂(PET)基板的實施例3，則可知使用樹脂基板、以四邊形的格子配置構成隔板的實施例3經(jīng)熱處理使基板延伸，破壞了隔板和像素的周期性位置關系，隔板和像素發(fā)生干涉，有時發(fā)生干涉條紋導致的顯示劣化。
(3)如果將使用樹脂(PET)基板的實施例2和實施例3進行比較，則可知二者均利用熱處理使基板延伸，但將隔板制成六邊形、形成蜂窩狀結構地任意配置的實施例2能顯著抑制因隔板與像素發(fā)生干涉而產(chǎn)生的干涉條紋。由以上結果可知，利用樹脂基板時，優(yōu)選將隔板制成六邊形、形成蜂窩狀結構地任意配置。
(第1項發(fā)明的第2實施例)
將單元11的面積和1個由單元11構成的像素14的面積進行各種變化，在除了單元面積和像素面積不同以外、其他條件相同的情況下制作單元面積/像素面積之比在本發(fā)明的范圍內、即小于或等于4的實施例11～13的圖像顯示面板，單元面積/像素面積之比超出本發(fā)明范圍的大于4的比較例11、12的圖像顯示面板。此處，1個像素14的面積如圖21(a)所示，是電極5和電極6重疊部分中橫豎箭頭的長度相乘所得的面積，1個單元11的面積如圖21(b)所示，是以隔板4分隔而成的部分中橫豎箭頭的長度相乘所得的面積。判斷各圖像顯示面板的顯示質量和文字的易識別程度。結果如下面的表2所示。在表2中，○表示良好的例子、×表示非良好的例子。


由表2的結果可知，與單元面積/像素面積之比大于4的比較例11、12比較，單元面積/像素面積之比小于4的本發(fā)明例11～13能得到良好的顯示質量和高的文字易識別水平。
(第2項發(fā)明的實施例)按照圖7(a)～(d)的例子制作著色隔板25。首先，在基板21上滴下黑色液體抗蝕劑(新日鐵化學制NSBK1000)，利用旋涂法在1500rpm×30秒的條件下制膜，在基板21上形成黑色的厚度為1μm的薄膜22(第1層)。接下來，在熱風循環(huán)式烘箱中，在100℃×2分鐘的條件下將形成了薄膜22的基板21預固化(目的是干燥溶劑、提高基板密合性)。然后，于100℃下，在薄膜22上層合厚度為50μm的干膜抗蝕劑(Nichigo-Morton社制α-NIT2)，在薄膜22上形成厚膜23(第2層)。
然后，利用平行光曝光裝置，經(jīng)由掩模24，曝光厚膜23和薄膜22，在用碳酸鈉水溶液(濃度1％)顯影后，用純水清洗。在200℃×1小時的條件下，后焙烘(目的是結束反應)得到的樣品，由此得到著色隔板25。得到的著色隔板25不引起顯影不良，是按照圖案形成的隔板。
(第3項發(fā)明的實施例)基于下面的基準，評價得到的實施例和比較例。首先，利用光學顯微鏡目測圖22中所示的B1、B2、F1、F2，從而測定隔板的形狀。利用測定的B1、B2、F1、F2計算背面和前面開口率。然后，在光刻法的條件下，利用曝光計實測曝光量。利用光學顯微鏡目測光掩模和光致抗蝕劑膜的距離，即，接近程度(proximity)。利用麥克比斯?jié)舛扔婦19C測定OD值(光學濃度)，并將其換算成反射率，以上述值中的最大值作為最大反射率。對比度是利用最大反射率/最小反射率的比值計算的。
(實施例21)在設有厚度約500的ITO電極的玻璃基板上，制作高度為250μm的隔板，形成帶狀單凸緣結構的隔板。
隔板的形成如下進行。首先，在基板上粘合厚度為150μm的光致抗蝕劑膜，使用光掩模，在下面表3所示的曝光條件下曝光，固化與隔板對應的部分。然后，以下面表3所示的顯影條件顯影光致抗蝕劑膜的未固化部分后，同樣，以表3所示的清洗條件進行清洗除去，制作倒錐形的隔板。
另外，準備粒子組A、粒子組B。粒子組A是在熱塑性聚醚酯高彈體Hytrel 6377(DU PONT-TORAY社制)中添加CB 4phr、帶電控制劑BONTRON N07(ORIENT化學制)2phr，混煉后，用噴射磨粉碎分級，制備粒子。粒子組B是在熱塑性聚醚酯高彈體Hytrel 6377(DUPONT-TORAY社制)中添加氧化鈦10phr、帶電控制劑BONTRON E89(ORIENT化學制)2phr，混煉后，用噴射磨粉碎分級，制備粒子。
在上述附有形成了隔板的ITO電極的玻璃基板和附有沒有形成隔板的ITO電極的玻璃基板之間加入上述粒子組A、B，用環(huán)氧類粘合劑粘合玻璃基板周邊，同時封入粒子組，制作圖像顯示裝置。粒子組A和粒子組B的混合率是相同重量，調整上述粒子組在玻璃基板間的填充率為60容量％。此處，填充空隙的氣體是相對濕度為50％RH的空氣。
上述制作的實施例21的圖像顯示裝置的評價結果如下面的表3所示。
(實施例22)在實施例21中，除了如下面表3所示地按照常規(guī)縮小接近程度、同時將曝光量變?yōu)榈推毓饬恳酝猓嗤刂谱鲌D像顯示裝置。制得的實施例2的圖像顯示裝置的評價結果如下面的表3所示。
(比較例21)在實施例21中，除了如下面表3所示地形成寬度不變的截面形狀的隔板形狀、同時按照常規(guī)縮小接近程度以外，相同地制作圖像顯示裝置。制得的比較例21的圖像顯示裝置的評價結果如下面的表3所示。


由表3的結果可知，與利用常規(guī)的光刻法制作不具有錐形的隔板的比較例21的圖像顯示裝置比較，利用在光掩模和光致抗蝕劑之間設置間隔的接近式曝光，故意擴散光，賦予隔板倒錐形的實施例21的圖像顯示裝置，及利用低曝光量、只反應表層的固化劑、賦予隔板倒錐形的實施例22的圖像顯示裝置具有較高的最大反射率和較高的對比度。另外，與比較例21比較，實施例21、實施例22的顯示面具有較高的開口率。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性具有本發(fā)明的圖像顯示面板的圖像顯示裝置，優(yōu)選用于筆記本電腦、PDA、手機、便攜式終端等可移動機器的顯示部，電子書、電子報紙等電子紙張，看板、招貼、黑板等啟示板，臺式電子計算器、家電產(chǎn)品、汽車用品等的顯示部，點卡、IC卡等卡顯示部，電子廣告、電子POP、電子股票、電子樂譜、RF-ID機器的顯示部等。
權利要求
1.一種圖像顯示裝置，該裝置具有圖像顯示面板，所述圖像顯示面板是在至少一方透明的2張對置基板間形成以隔板彼此隔開的單元，在單元內封入圖像顯示介質，對圖像顯示介質施加電場，使圖像顯示介質移動來顯示圖像，其特征在于，以不與用于顯示圖像的像素的位置一一對應的方式構成多個所述單元。
2.一種圖像顯示裝置，該裝置具有圖像顯示面板，所述圖像顯示面板是在至少一方透明的2張對置基板間形成以隔板彼此隔開的單元，在單元內封入圖像顯示介質，對圖像顯示介質施加電場，使圖像顯示介質移動來顯示圖像，其特征在于，單元面積/像素面積之比小于4。
3.如權利要求1或2所述的圖像顯示裝置，其中通過隔板形成的單元的形狀為四邊形、三角形、六邊形、圓形、橢圓形中的任一種。
4.如權利要求1～3中任一項所述的圖像顯示裝置，其中通過隔板形成的單元的配置構成具有蜂窩狀結構。
5.如權利要求1～4中任一項所述的圖像顯示裝置，其中通過隔板形成的單元的形狀為六邊形，且該單元的配置構成具有蜂窩狀結構。
6.如權利要求1～5中任一項所述的圖像顯示裝置，其中圖像顯示介質為粒子組或粉流體。
7.一種圖像顯示面板的制造方法，所述圖像顯示面板具有下述結構在至少一方透明的2張對置基板間形成以隔板彼此隔開的單元，在單元內封入氣體、液體、固體、粒子組或粉流體等圖像顯示介質，其特征在于，所述制造方法包括下述工序在一張基板上成膜由感光性著色組合物形成的第1層，在其上成膜由比第1層透光性高且厚度厚的感光性組合物形成的第2層，通過掩模對基板上的第1層和第2層曝光后，經(jīng)顯影、清洗，在基板上制作著色隔板，在著色隔板上粘合另一張基板。
8.如權利要求6所述的圖像顯示面板的制造方法，其中，第1層的感光性著色組合物在可見光380nm～780nm的波長區(qū)域的透射率小于或等于20％，第2層的感光性組合物在300nm～450nm的波長區(qū)域的透射率大于或等于20％。
9.如權利要求6或7所述的圖像顯示面板的制造方法，其中，在第1層上層合薄膜狀的感光性組合物形成第2層。
10.如權利要求6～8中任一項所述的圖像顯示面板的制造方法，其中，第1層的顏色為黑色。
11.一種圖像顯示面板，其特征在于，該圖像顯示面板是按照權利要求6～9中任一項所述的圖像顯示面板的制造方法制造的。
12.一種圖像顯示面板，其特征在于，該圖像顯示面板是按照權利要求6～9中任一項所述的圖像顯示面板的制造方法制造的，并且使用粒子組或粉流體作為圖像顯示介質。
13.一種圖像顯示裝置，該裝置具有圖像顯示面板，所述圖像顯示面板是在至少一方透明的2張對置基板間形成以隔板彼此隔開的單元，在單元內封入粒子組或粉流體作為圖像顯示介質，對粒子組或粉流體施加電場，使粒子組或粉流體移動來顯示圖像，其特征在于，利用光刻法制作隔板，并使所述隔板的形狀為背面基板側的端部寬度大于前面基板側的端部寬度的錐形。
14.如權利要求12所述的圖像顯示裝置，其中，利用光刻法制作隔板是如下進行的在前面基板上涂布含有熱固性樹脂的感光性材料，然后使用光掩模只曝光與隔板相當?shù)牟课?，固化感光性材料，顯影除去非固化部分；在前面基板上形成背面基板側的端部寬度大于前面基板側的端部寬度的倒錐形隔板。
15.如權利要求13所述的圖像顯示裝置，其中，利用光刻法形成倒錐形的隔板時，通過在光掩模和感光性材料之間設置間隔的接近式曝光，通過故意擴散光而形成倒錐形。
16.如權利要求13所述的圖像顯示裝置，其中，利用光刻法形成倒錐形的隔板時，通過以低曝光量進行曝光，只使表層的固化劑反應而形成倒錐形。
17.如權利要求12～15中任一項所述的圖像顯示裝置，其中，背面基板側的端部寬度w2和前面基板側的端部寬度w1之比w1/w2小于或等于0.5。
18.如權利要求12～16中任一項所述的圖像顯示裝置，其中，用作圖像顯示介質的粒子或粉流體的顏色為白色和黑色。
19.如權利要求12～17中任一項所述的圖像顯示裝置，其中，位于對置基板間的隔板是單凸緣狀結構。
20.如權利要求12～18中任一項所述的圖像顯示裝置，其中，隔板材料含有無機粉體，且以下式表示的無機粉體的粒徑分布Span小于或等于8，Span＝(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)其中，d(0.5)為用μm表示的粒徑數(shù)值，粒子中的50％大于該粒徑，50％小于該粒徑；d(0.1)為用μm表示的粒徑數(shù)值，粒徑低于上述數(shù)值的粒子比率為10％；d(0.9)為用μm表示的粒徑數(shù)值，粒徑低于上述數(shù)值的粒子比率為90％。
21.如權利要求12～19中任一項所述的圖像顯示裝置，其中，無機粉體的平均粒徑d(0.5)為0.1～20μm。
22.如權利要求12～10中任一項所述的圖像顯示裝置，其中，對置基板間的空隙充滿25℃下相對濕度小于或等于60％RH的氣體。
全文摘要
本發(fā)明提供具有圖像顯示面板的圖像顯示裝置，所述圖像顯示面板是在至少一方透明的2張對置基板間，形成以隔板彼此隔開的單元，在單元內封入圖像顯示介質，對圖像顯示介質施加電場，使圖像顯示介質移動來顯示圖像，(1)利用光刻法制作隔板，并使隔板的形狀為背面基板側的端部寬度大于前面基板側的端部寬度的錐形，(3－1)以不與用于顯示圖像的像素的位置一一對應的方式構成多個單元，(3－2)單元面積/像素面積之比小于4，以及，(2)如下制作圖像顯示面板在一張基板上成膜由感光性著色組合物形成的第1層，在其上成膜由比第1層透光性高且厚度厚的感光性組合物形成的第2層，通過掩模對基板上的第1層和第2層曝光后，經(jīng)顯影、清洗，在基板上制作著色隔板，在著色隔板上粘合另一張基板。
文檔編號G02F1/01GK1842738SQ200480024660
公開日2006年10月4日 申請日期2004年8月4日 優(yōu)先權日2003年8月7日
發(fā)明者櫻井良, 平岡英敏, 小林太一, 莊子隆德, 田村一, 喜多真一 申請人:株式會社普利司通