專利名稱：圖像顯示設備及用于制造該設備的基板疊層裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種圖像顯示設備，其中圖像顯示介質(zhì)密封在相對的基板之間，這兩個基板中的至少一個是透明的，并且，其中使其上施加靜電場的圖像顯示介質(zhì)運動，以便顯示圖像。
背景技術(shù)：
人們已經(jīng)提出了利用諸如電泳法、電色法、熱法、二向色顆粒轉(zhuǎn)動法這樣的技術(shù)的圖像顯示設備，作為代替液晶顯示器(LCD)的圖像顯示設備。在這些圖像顯示設備中，圖像顯示介質(zhì)密封在相對的基板之間，并且，使被施加靜電場的圖像顯示介質(zhì)運動而顯示圖像。
關于這些圖像顯示設備，人們可想像到具有如下優(yōu)點的下一代便宜的視覺顯示設備具有接近普通印刷品的寬視野、能耗小于LCD、可向便攜式設備的顯示器擴展，人們還期望電子紙張的出現(xiàn)。
近來，提出了一種電泳方法，該方法把由散布顆粒和著色溶液制成的散布液體裝入微膠囊，并將該液體放置在相對的基板之間。但是，在這種電泳方法中存在這樣的問題，即，由于顆粒物在電泳溶液中漂移，從而導致因粘性阻力造成的響應速度緩慢。此處，因為具有高比重的氧化鈦的顆粒物分散在低比重的溶液中，它容易下沉，難以維持散布狀態(tài)的穩(wěn)定，所以還存在缺乏圖像重現(xiàn)穩(wěn)定性的問題。即使在裝入微膠囊的情況下，單元尺寸縮小到微膠囊級以便避免這種現(xiàn)象，但是并沒有從根本上解決實質(zhì)問題。
除了利用溶液中的行為的電泳方法以外，近來，提出了一種不利用溶液的方法，在這種方法中，導電顆粒和電荷轉(zhuǎn)移層設置在一部分基板中。[The Imaging Society of Japan“Japan Hardcopy‘99”(1999年7月21-23日)第249-252頁]這種方法利用了在由基板和顆粒構(gòu)成的氣體中的顆粒物特性。在該方法中，由于不使用液體，因而能避免諸如在電泳方法中出現(xiàn)的顆粒沉積和凝集這樣的問題。
如上所述，在代替液晶顯示器的各種圖像顯示設備中，與LCD相比，它在寬視角、低能耗及圖像存儲性能上都更具優(yōu)勢。不過，由于其結(jié)構(gòu)，其具有重量增重、尺寸變大的趨勢。因此，在上述各種圖像顯示設備中，近來對重量輕、尺寸緊湊的要求也有所增加。
而且，關于用來制造圖像顯示設備的基板疊層裝置，在該設備中，圖像顯示介質(zhì)密封在相對的基板之間，兩個基板中的至少一個是透明的，并且其中使其上施加靜電場的圖像顯示介質(zhì)運動，以便顯示圖像，其中，形成有分隔壁且充填有圖像顯示介質(zhì)的一個基板與另一個基板被疊層，LCD的基板疊層裝置就是這樣被使用的。不過，在已知的用于LCD的基板疊層裝置中，由于其沒有面板，其中圖像顯示介質(zhì)密封在相對的基板之間(在基板被疊層之后充填液晶)，因此通過以下步驟來操作基板疊層裝置將透明基板固定到上工作臺上；將用于讀取對準標記的光學部件布置在上側(cè)；并通過透明基板讀取固定在下工作臺上的基板的對準標記。
圖8是用于解釋已知的用于LCD的基板疊層裝置的一個實施例的示意圖。在圖8所示的實施例中，已知的基板疊層裝置51包括上基板工作臺53，用于固定上基板52；下基板工作臺55，用于固定下基板54；XYθ工作臺驅(qū)動構(gòu)件56，用于使下基板工作臺55對準；工作臺上下驅(qū)動構(gòu)件57，用于使下基板工作臺55上下移動；以及對準標記讀取構(gòu)件58，其設置在上基板工作臺53上。
如果在制造使用本發(fā)明圖像顯示介質(zhì)的圖像顯示設備的步驟中，用具有上述結(jié)構(gòu)的LCD基板疊層裝置51對基板進行疊層，在使用其上形成有分隔壁且其內(nèi)充填有圖像顯示介質(zhì)的位于觀看側(cè)的透明基板的情況下，會產(chǎn)生圖像顯示介質(zhì)的泄漏或者如不均勻這樣的圖像缺陷等問題。所以，在這樣一種條件下進行基板疊層操作，即，其內(nèi)充填有圖像顯示介質(zhì)的位于觀看側(cè)的基板被布置在下側(cè)。
在這種情況下，如果其中沒有充填圖像顯示介質(zhì)的背基板52透光，那么由于光可以從背基板52的上側(cè)透射，因而在對準操作過程中，可以從兩側(cè)進行對準。不過，在圖8中所示的LCD基板疊層裝置31中，如果背基板52的透光率低，位于下側(cè)的觀看側(cè)基板54的對準標記就會被位于上側(cè)的背基板52隱藏起來，因而位于上側(cè)的對準標記讀取構(gòu)件58就不能讀取對準標記。因此，產(chǎn)生了不能從上側(cè)進行對準操作、不能進行基板疊層以及難以制造均勻度良好的圖像顯示板等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是要消除上述缺點，并提供一種主體重量輕且尺寸緊湊的圖像顯示設備。
此外，本發(fā)明的另一個目的是要消除上述缺點，并提供一種對相對的基板進行疊層的基板疊層裝置，其中，即使背基板的透光率較低，也可以進行簡明的定位，而且不會出現(xiàn)諸如不均勻度這樣的缺陷。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種圖像顯示設備，其中圖像顯示介質(zhì)密封在相對的基板之間，這兩個基板中的至少一個是透明的，并且其中使其上施加靜電場的圖像顯示介質(zhì)運動，以便顯示圖像，該設備的特征在于，相對于可視側(cè)來說，至少設置在后側(cè)的背基板是由樹脂材料制成的。在根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示設備中，由于背基板由樹脂材料制成，因而可以實現(xiàn)重量輕的主體和緊湊的尺寸。
作為本發(fā)明的圖像顯示設備的優(yōu)選實施例，存在如下情形樹脂背基板是玻璃纖維增強型的樹脂基板；樹脂背基板由聚酰胺樹脂制成；樹脂背基板是金屬層壓樹脂基板，其中預先附著了金屬板；以及利用真空工藝預先在樹脂背基板上形成金屬薄膜。
作為本發(fā)明的圖像顯示設備的另一優(yōu)選實施例，當使用由金屬板或金屬薄膜層壓的樹脂板作為樹脂背基板時，存在如下情形使用銅、鋁、鎳、鉻、金或者這些金屬中的至少兩種混合成的合金作為金屬板或金屬薄膜的材料；以及使用銅、鋁、鎳、鉻、金或者這些金屬中的至少兩種混合成的合金作為金屬板或金屬薄膜的材料，并且使用通過將用于金屬板或金屬薄膜的材料層壓成多于兩層所得到的構(gòu)件。
作為本發(fā)明圖像顯示設備的又一實施例，當使用由金屬板或金屬薄膜層壓的樹脂基板時，存在如下情形利用金屬板或金屬薄膜并借助諸如蝕刻這樣的化學工藝或者諸如切割或割斷這樣的物理工藝在基板上形成預定電極；通過利用通孔，使其中層壓了金屬板或金屬薄膜的樹脂背基板具有多層結(jié)構(gòu)；以及將均用于驅(qū)動圖像顯示介質(zhì)的多層驅(qū)動器和多層控制器疊層在樹脂背基板的后表面上，金屬板或金屬薄膜層壓在該背基板中。
作為本發(fā)明的圖像顯示設備的另一實施例，存在如下情形位于可視側(cè)的相對基板是具有透明導電層的玻璃基板；位于可視側(cè)的相對基板是具有透明導電層的透明樹脂基板；以及圖像顯示設備的圖像顯示板是字段驅(qū)動型的板。
而且，根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于制造圖像顯示設備的基板疊層裝置，在該設備中，圖像顯示介質(zhì)密封在相對的基板之間，這兩個基板中的至少一個是透明的，并且其中使其上施加靜電場的圖像顯示介質(zhì)移動，以便顯示圖像，其中其上形成有間隔壁且其內(nèi)充填圖像顯示介質(zhì)的基板與另一基板被疊層，所述裝置的特征在于，其改進包括讀取機構(gòu)，用于光學地讀取對準標記；工作臺，用于固定至少一個基板；以及驅(qū)動機構(gòu)，用于在水平方向(xy方向)上驅(qū)動工作臺；其中用于進行光讀取的讀取機構(gòu)設置在用于固定下基板的工作臺上。
作為本發(fā)明基板疊層裝置的一個優(yōu)選實施例，存在如下情形用于在水平方向(xy方向)上驅(qū)動工作臺的驅(qū)動機構(gòu)設置在用于固定下基板的工作臺一側(cè)；下基板是其上形成有間隔壁且其內(nèi)充填圖像顯示介質(zhì)的基板；以及在構(gòu)成上基板的基本材料中，可見光(波長380nm-780nm)的透射率不大于20％。


圖1是表示在本發(fā)明圖像顯示設備中板顯示方法的一個實施例的示意圖。
圖2是表示本發(fā)明圖像顯示設備的板結(jié)構(gòu)的一個實施例的示意圖。
圖3是表示本發(fā)明圖像顯示設備的板結(jié)構(gòu)的另一實施例的示意圖。
圖4a和4b是分別表示本發(fā)明圖像顯示設備中使用的背基板的一個實施例的示意圖。
圖5a和5b是分別解釋使用字段驅(qū)動類型的本發(fā)明圖像顯示設備在使用時的效果的示意圖。
圖6是表示本發(fā)明圖像顯示設備中的分隔壁的形狀的一個實施例的示意圖。
圖7是解釋本發(fā)明基板疊層裝置的一個實施例的示意圖。
圖8是解釋已知基板疊層裝置的一個實施例的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的圖像顯示設備可以采用各種結(jié)構(gòu)，只要其結(jié)構(gòu)使得圖像顯示介質(zhì)密封在相對的基板之間，這兩個基板中的至少一個是透明的，并且其中使其上施加靜電場的圖像顯示介質(zhì)運動，以便顯示圖像。例如，通過應用液晶法、電泳法、電色法、熱法、二向色顆粒轉(zhuǎn)動法以及使用干顆粒移動類型或干液體粉末移動類型方法來使用圖像顯示設備。以下，參照應用顆粒或液體粉末的干類型圖像顯示設備來進行解釋。
圖1和2是分別表示本發(fā)明圖像顯示設備中使用的圖像顯示板的一個實施例的示意圖。在圖1所示的圖像顯示板中，液體粉末(這里包括白液體粉末3W和黑液體粉末3B)作為兩組具有不同電荷特性和不同顏色的圖像顯示介質(zhì)密封在背基板1與相對的基板2之間，并且，其上由背電極5和相對電極6施加靜電場的密封的液體粉末3相對于背基板1和相對基板2沿垂直方向運動，以便顯示圖像。在該方法中，如圖2所示，可以是另一種圖像顯示設備，在該設備中，由分隔壁4限定背基板1與相對基板2之間的空間，以便形成多個單元，并且液體粉末3密封在各單元中。其實，如果白色液體粉末3W由白色顆粒代替，而黑色液體粉末3B由黑色顆粒代替，可以進行相同的解釋。
本發(fā)明圖像顯示設備的特征是具有上述構(gòu)造的圖像顯示板的材料和結(jié)構(gòu)。即，在具有上述構(gòu)造的圖像顯示板中，特征就是，在背基板1和相對基板2中，至少是在可視側(cè)的透明相對基板2的相對側(cè)設置的背基板1由樹脂材料制成。由于使用樹脂材料制造背基板1，所以能使整個圖像顯示設備重量輕。而且，可以獲得重量輕巧的圖像顯示設備，并可以通過簡化諸如外殼這樣的設備結(jié)構(gòu)使設備變得緊湊。
關于構(gòu)成背基板1的樹脂材料，可以使用諸如環(huán)氧樹脂、聚酯、尼龍、聚酰亞胺、聚碳酸酯等的樹脂，在這些材料中，優(yōu)選使用聚酰亞胺。而且，優(yōu)選使用FRP(纖維增強塑料)，其中這些樹脂由諸如玻璃纖維、碳纖維及其它纖維的纖維強化，在這些材料中，更加優(yōu)選地使用由玻璃纖維強化的FRP。此外，優(yōu)選使用由預先形成這些樹脂材料(包括FRP)得到的片?；宓暮穸葍?yōu)選為2至400μm，更加優(yōu)選為5至300μm。當厚度太薄時，就難以維持強度及基板之間r的距離均勻度，而當厚度超過400μm時，彎曲應力變得太大因而為電極連接帶來不便。
關于背基板1的結(jié)構(gòu)，如作為一個實施例的圖1所示，使用金屬層壓樹脂基板，其中構(gòu)成背電極5的金屬板預先附著在由上述樹脂材料制成的樹脂基板上。在這種情況下，可以通過諸如沉積、噴濺等真空工藝預先將金屬薄膜層壓在樹脂基板上構(gòu)成背基板1。使用銅、鋁、鎳、鉻、金和這些金屬中的至少兩種混合成的合金作為用于金屬板或金屬薄膜的材料。而且，將金屬板或金屬薄膜的材料層壓起來變成多于兩層。即使在形成多于兩層的情況下，也可以通過利用金屬板或金屬薄膜以化學或物理工藝形成預定的背電極5。而且，在用化學或物理工藝形成電極之后，可以接著層壓金屬，以防電極的腐蝕等情況。
圖4a和4b是分別表示本發(fā)明圖像顯示設備中使用的背基板的另一實施例的示意圖。在圖4a所示的實施例中，作為背基板1的另一種構(gòu)造，其中，由金屬板或金屬薄膜制成的樹脂層11和金屬層12被層壓成多于兩層，上下金屬層12經(jīng)由通孔13電連接，以形成多層構(gòu)造。而且，在圖4b所示的實施例中，作為背基板1的又一種構(gòu)造，均用于驅(qū)動圖像顯示設備的驅(qū)動器14與控制器15整體地疊層在背基板1的后表面上。當然，可以同時提供利用圖4a所示的通孔13的多層構(gòu)造以及圖4b所示的驅(qū)動器14的疊層構(gòu)造等。在這些實施例中，除了減輕主體的重量外，還可以有效地使整個圖像顯示設備變得更加緊湊。
而且，關于可視側(cè)的透明相對基板2的材料，使用由玻璃或諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯系列、聚碳酸酯系列、聚酰亞胺系列、丙烯酸等這樣的樹脂材料制成的薄膜基板或者片基板，在這些材料中，優(yōu)選使用玻璃基板或聚碳酸酯系列樹脂基板。此外，關于可視側(cè)的透明相對電極6的材料，使用從由氧化物、氮化物、硼化物等組成的組中選出的至少一種的金屬或混合物。其中，最常使用的是In2O3+SnO2(常用名ITO)。
如果圖像顯示設備包括具有上述背基板1和相對基板2的圖像顯示板，字段驅(qū)動方法可用于驅(qū)動圖像顯示板。原因如下。即，如圖5a所示，如果從各節(jié)段22到電極的導線23設置在基板21的表面上，就會顯示導線23的一部分。在這種情況下，如圖5b所示，孔(通孔22)在與各節(jié)段22對應的部分被打開，導線23被移動并設置在基板21的后表面上，從而只能顯示節(jié)段。
以下，將按照液體粉末、顆粒、普通構(gòu)件這樣的順序來解釋說明使用顆粒或液體粉末作為本發(fā)明圖像顯示介質(zhì)的干型圖像顯示設備中的液體粉末、顆粒、普通構(gòu)件。
在本發(fā)明中，術(shù)語“液體粉末”是指同時具有液體特性和顆粒特性并且在不使用氣體力和液體力的情況下呈現(xiàn)自主流動性的中間材料。優(yōu)選地，它是一種具有優(yōu)良流動性因而沒有定義粉末流動性的靜止角的材料。例如，液晶被定義為處于液體和固體之間的中間相，并具有呈現(xiàn)液體特性的流動性以及呈現(xiàn)固體特性的各向異性(光學特性)(Heibonsha Ltd.百科全書)。另一方面，顆粒的定義是，如果它極小并受到重力的吸引它是一種具有有限體積的材料(Maruzenco.，Ltd.物理學叢書)。這里，即使在顆粒中，也存在特殊的狀態(tài)，如氣固流態(tài)體和液固流態(tài)體。如果氣體從底板流向顆粒，響應于氣體速度相對于顆粒作用上部力。在這種情況下，氣固流態(tài)體是指當上部力與重力平衡時容易流化的狀態(tài)。同樣，液固流態(tài)體是指由液體流化的狀態(tài)。(Heibonsha Ltd.百科全書)在本發(fā)明中，我們會發(fā)現(xiàn)，可以專門生成同時具有液體特性和顆粒特性并且在不使用氣體力和液體力的情況下呈現(xiàn)自主流動性的中間材料，這種材料被定義為液體粉末。
也就是說，與液晶(處于液體與固體之間的中間相態(tài))的定義相同，本發(fā)明的液體粉末是表現(xiàn)出同時具有液體特性和顆粒特性的中間相態(tài)的材料，其很難受到上述表現(xiàn)出顆粒特性的重力影響，并呈現(xiàn)高流動性。在浮質(zhì)狀態(tài)中，即在散布系統(tǒng)中，可獲得這種材料，其中固體狀或液體狀材料作為分散劑以相對穩(wěn)定的方式飄浮在氣體中，因而在本發(fā)明圖像顯示設備中，用固體材料作為分散劑。
作為本發(fā)明一個目標的圖像顯示板具有的構(gòu)造，即，由作為分散質(zhì)而穩(wěn)定地飄浮在氣體中并在浮質(zhì)狀態(tài)中表現(xiàn)出高流動性的固體材料構(gòu)成的液體粉末被密封在相對的兩個基板之間，其中兩個基板中的一個是透明的。借助通過施加低電壓而產(chǎn)生的庫侖力等可使這種液體粉末容易而穩(wěn)定地移動。
如上所述，液體粉末是指同時具有液體特性和顆粒特性并且在不使用氣體力和液體力的情況下呈現(xiàn)自主流動性的中間材料。這種液體粉末特別地變成浮質(zhì)狀態(tài)。在本發(fā)明的圖像顯示設備中，在這種狀態(tài)中使用液體粉末，使固體材料作為分散質(zhì)相對且穩(wěn)定地飄浮在氣體中。
關于浮質(zhì)狀態(tài)，最大飄浮狀態(tài)下的表觀體積優(yōu)選是非飄浮狀態(tài)下的兩倍或更多，更優(yōu)選為非飄浮狀態(tài)下的2.5倍或更多，最優(yōu)選為是非飄浮狀態(tài)下的3倍或更多。在這種情況下，上限是不定的，但表觀體積優(yōu)選是非飄浮狀態(tài)下的12倍或小于12倍。
如果最大飄浮狀態(tài)下的表觀體積小于兩倍，顯示控制就會變難。另一方面，如果最大飄浮狀態(tài)下的表觀體積大于12倍，在將液體粉末充填進設備的操作過程中就會出現(xiàn)處理不便，例如顆粒過度分散。即，這樣進行測量將液體粉末充填進透明的密閉容器，通過該容器可以看到液體粉末；振動或落下容器本身，以獲得最大飄浮狀態(tài)；從容器外部測量此時的表觀體積。具體地，將具有容器的1/5容積的液體粉末作為液體粉末充填在具有直徑(內(nèi)徑)為6cm、高為10cm的聚丙烯蓋的容器中(商品名稱為I-boy，由As-one co.，Ltd生產(chǎn))，將容器放在振動器中，并進行3小時的振動，其中以3個來回/秒的速度重復6cm的距離。然后，由剛剛停止振動之后的表觀體積獲得最大飄浮狀態(tài)中的表觀體積。
而且，在本發(fā)明的圖像顯示板中，優(yōu)選地，液體粉末的表觀體積的時間變化滿足以下公式V10/V5＞0.8；這里，V5表示從最大飄浮狀態(tài)得出的5分鐘之后的液體粉末的表觀體積(cm3)；V10表示從最大飄浮狀態(tài)得出的10分鐘之后的液體粉末的表觀體積(cm3)。在這種情況下，在本發(fā)明圖像顯示板，優(yōu)選地將液體粉末的表觀體積的時間變化V10/V5設定為大于0.85，更優(yōu)選為大于0.9，最優(yōu)選為大于0.95。如果時間變化V10/V5不大于0.8，液體粉末基本上等同于普通顆粒，因而不能維持本發(fā)明的高速響應和耐久性。
而且，優(yōu)選地，構(gòu)成液體粉末的顆粒材料的平均顆粒直徑d(0.5)是0.1-20μm，更加優(yōu)選為0.5-15μm，最優(yōu)選為0.9-8μm。如果平均顆粒直徑d(0.5)小于0.1μm，顯示控制就會變難。另一方面，如果平均顆粒直徑d(0.5)大于20μm，可以顯示，但乳濁粉末減少，因而難以形成薄型設備。這里，構(gòu)成液體粉末的顆粒材料的平均顆粒直徑d(0.5)等于如下顆粒直徑分布跨距(Span)。
優(yōu)選地，由以下公式限定的構(gòu)成液體粉末的顆粒材料的顆粒直徑分布跨距不大于5，優(yōu)選為不大于3顆粒直徑分布跨距＝(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)；其中，d(0.5)是指單位為μm的顆粒直徑的數(shù)值，其中構(gòu)成具有大于該數(shù)值的顆粒直徑的液體粉末的顆粒材料的量是50％，構(gòu)成具有小于該數(shù)值的顆粒直徑的液體粉末的顆粒材料的量是10％，d(0.9)是指單位為μm的顆粒直徑的數(shù)值，其中構(gòu)成具有小于該數(shù)值的顆粒直徑的液體粉末的顆粒材料的量是90％。如果構(gòu)成液體粉末的顆粒材料的顆粒直徑分布跨距設定得不大于5，顆粒直徑就變得均勻，并可進行均勻的液體粉末的運動。
這里，通過激光衍射/散射方法可測出上述顆粒直徑分布和顆粒直徑。當激光入射到要被測量的顆粒時，由于衍射/散射光而產(chǎn)生立體的光強分布模式。光強分布模式對應于顆粒直徑，因而能測量顆粒直徑和顆粒直徑分布。在本發(fā)明中，限定通過體積標準分布獲得顆粒直徑和顆粒直徑分布。具體地，用測量裝置Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)可測量顆粒直徑和顆粒直徑分布，其中用所安裝的分析軟件(該軟件基于根據(jù)米氏原理的體積標準分布)計算氮氣流中的顆粒設置。
可以通過以下方式形成液體粉末混合必要的樹脂、電荷控制劑、著色劑、添加劑等并對其進行研磨，或者由單體聚合，或者用樹脂、電荷控制劑、著色劑、添加劑等涂覆顆粒。以下將解釋構(gòu)成液體粉末的樹脂、電荷控制劑、著色劑、添加劑等的典型例子。
樹脂的典型例子包括聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚脂樹脂、丙烯尿烷樹脂、有機硅樹脂、尼龍樹脂、環(huán)氧樹脂、苯乙烯樹脂、丁醛樹脂、亞乙烯氯化物樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、酚醛樹脂、碳氟化合物聚合物，并可將兩種或更多種樹脂結(jié)合起來。為了控制與基板的吸附力，優(yōu)選丙烯尿烷樹脂、丙烯尿烷硅樹脂、丙烯尿烷碳氟化合物聚合物、聚氨酯樹脂、碳氟化合物聚合物。
電荷控制劑的例子包括正電荷控制劑，包括第四級銨鹽化合物、苯胺黑染料、三苯甲烷化合物、咪唑衍生物等；負電荷控制劑，如含氮金屬染料、水楊酸金屬絡合物、硝基咪唑衍生物等。
關于著色劑，各種有機或無機的顏料或染料都可使用。例如，使用苯胺黑、亞甲藍、喹啉黃、孟加拉玫瑰紅等。
無機添加劑的例子包括氧化鈦、鋅白、硫化鋅、氧化銻、碳酸鈣、鋅鋇白、滑石、硅石、硅化鈣、礬土白、鎘黃、鎘紅、鈦黃、普魯士藍、群青、鈷藍、鈷綠、鈷紫、氧化鐵、碳黑、錳鐵氧體黑、鎘鐵氧體黑、銅粉、鋁粉。
但是，如果只是機械地混合或涂覆上述原料，就不能得到呈現(xiàn)浮質(zhì)狀態(tài)的液體粉末。對形成呈現(xiàn)浮質(zhì)狀態(tài)的液體粉末的常用方法沒有限定，但優(yōu)選使用以下方法。
首先，優(yōu)選將平均粒度為20-100nm最好是20-80nm的無機微粒固定在構(gòu)成液體粉末的材料的表面。而且，優(yōu)選地，無機微粒由兩組或更多組微粒制成。此外，優(yōu)選用硅油對無機微粒進行處理。這里，關于無機微粒，可以使用二氧化硅(硅石)、氧化鋅、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈰、氧化鐵、氧化銅等。在這種情況下，固定無機微粒的方法是重要的。例如，可以使用混雜(NARA Machinery IndustryCo.，Ltd.)或者機械熔解(Hosokawa Micron Co.，Ltd.)，在預定條件(如處理時間)下形成呈現(xiàn)浮質(zhì)狀態(tài)的液體粉末。
這里，為了進一步提高重復耐久性，可以控制構(gòu)成液體粉末的樹脂的穩(wěn)定性，特別是吸水率和溶劑溶解率。優(yōu)選地，構(gòu)成密封在基板之間的液體粉末的樹脂的吸水率不大于3wt％，特別是不大于2wt％。在這種情況下，根據(jù)ASTM-D570在23℃的測量條件下進行24小時的吸水率測量。關于液體粉末的溶劑不溶率，優(yōu)選地，由下述公式限定的液體粉末的溶劑不溶率不小于50％，最好不小于70％
溶劑不溶率(％)＝(B/A)×100；(其中，A是液體粉末浸入溶劑之前的重量，B是液體粉末在25℃下浸入良好溶劑中達24小時后的樹脂成分的重量)。
如果溶劑不溶率小于50％，當維持長時間時，在構(gòu)成液體粉末的顆粒材料的表面上會產(chǎn)生滲透。在這種情況下，它影響對液體粉末的附著力，并阻止液體粉末的移動。所以，出現(xiàn)影響圖像顯示耐久性的情況。這里，關于用于測量溶劑不溶率的溶劑(良好溶劑)，優(yōu)選使用如丁酮這樣的氟塑料，如甲醇這樣的聚酰胺，如丁酮、甲苯這樣的丙烯酸尿烷樹脂，如丙酮、異丙醇這樣的三聚氰胺甲醛樹脂，如丙酮這樣的有機硅樹脂。
接著將解釋作為本發(fā)明圖像顯示設備中使用的圖像顯示介質(zhì)的顆粒。在顆粒中，電荷控制劑、著色劑、無機添加劑等包含在作為主要成分的樹脂中。以下將解釋樹脂、電荷控制劑、著色劑、其它添加劑。
樹脂的典型例子包括聚氨基酯樹脂、脲醛樹脂、丙烯酸樹脂、聚脂樹脂、丙烯尿烷樹脂、丙烯尿烷硅樹脂、丙烯尿烷碳氟聚合物、丙烯碳氟聚合物、有機硅樹脂、丙烯硅樹脂、環(huán)氧樹脂、聚苯乙烯樹脂、苯乙烯丙烯酸樹脂、聚烯烴樹脂、丁醛樹脂、亞乙烯基氯化物樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、酚醛樹脂、碳氟聚合物、聚碳酸酯樹脂、聚砜樹脂、聚醚樹脂和聚酰胺樹脂?？梢曰旌鲜褂眠@些樹脂中的兩種或更多種。為了控制與基板的吸附力，特別優(yōu)選丙烯尿烷樹脂、丙烯硅樹脂、丙烯碳氟聚合物、丙烯尿烷硅樹脂、丙烯尿烷碳氟聚合物、碳氟聚合物、有機硅樹脂。
電荷控制劑的例子包括但不特別限于負電荷控制劑，如水楊酸金屬絡合物、含氮金屬染料、含金屬的溶油染料(含有金屬離子或金屬原子)、第四級銨鹽基化合物、杯芳烴化合物、含硼化合物(苯甲基硼絡合物)和硝基咪唑衍生物。正電荷控制劑的例子包括苯胺黑染料、三苯甲烷化合物、第四級銨鹽化合物、聚胺樹脂、咪唑衍生物等。另外，可以使用如下原料作為電荷控制劑如硅石的極微顆粒、氧化鈦的極微顆粒、氧化鋁的極微顆粒等這樣的金屬氧化物；如嘧啶等這樣的含氮環(huán)化物，以及這些衍生物或鹽；以及含有各種有機顏料、氟、氯、氮等的樹脂。
關于著色劑，可以使用如下所述的各種有機或無機顏料或染料。
黑色顏料的例子包括碳黑、氧化銅、二氧化錳、苯胺黑、活性碳。
藍色顏料的例子包括C.I.顏料藍15∶3、C.I.顏料藍15、柏林藍、鈷藍、堿性藍色淀、維多利亞藍色淀、苯二甲藍、無金屬苯二甲藍、部分氯化過的苯二甲藍、第一天藍和陰丹士林藍BC。
紅色顏料的例子包括鐵丹、鎘紅、鉛膏、辰砂、鎘、永久紅4R、立索爾紅、吡唑啉酮紅、表面紅(watching red)、鈣鹽、湖紅D、亮胭脂紅6B、曙紅色淀、鹽基桃紅淀B、茜素色淀、亮胭脂紅3B和C.I.顏料紅2。
黃色顏料的例子包括鉻黃、鉻酸鋅、鎘黃、黃氧化鐵、礦物第一黃、鈦化鎳黃、臍橙黃、萘酚黃S、漢撒黃G、漢撒黃10G、對二氨基聯(lián)苯黃G、對二氨基聯(lián)苯黃GR、喹啉黃淀、黃NCG、檸檬黃淀、C.I.顏料黃12。
綠色顏料的例子包括鎘綠、氧化鉻、顏料綠B、孔雀石綠淀和終黃綠G(final yellow green G)。
橙色顏料的例子包括紅鎘黃、鉬橙、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、巴爾干半島橙、陰丹士林亮橙RK、對二氨基聯(lián)苯橙G、陰丹士林亮橙GK和C.I.顏料橙31。
紫色顏料的例子包括錳紫、第一紫羅蘭B和甲基紫羅蘭淀。
此外，白色顏料的例子包括鋅白、氧化鈦、銻白和硫化鋅。
添加物的例子包括氧化鋇粉末、碳酸鋇、粘土、硅石、白炭墨、滑石和礬土白。并且，還有苯胺黑、亞甲藍、孟加拉玫瑰紅、喹啉黃和群青作為諸如堿性染料、酸性染料、分散染料、直接染料等的各種染料。
無機添加劑的例子包括氧化鈦、鋅白、硫化鋅、氧化銻、碳酸鈣料、氯化氧鉍、滑石、硅石、硅酸鈣、礬土白、鎘黃、鎘紅、鈦黃、普魯士藍、群青、鈷藍、鈷綠、鈷紫、氧化鐵、碳黑、錳鐵氧體黑、鎘鐵氧體黑、銅粉、鋁粉。
這些著色劑可以單獨使用或其中的兩種或更多種結(jié)合使用。特別地，碳最好作為黑色著色劑，氧化鈦最好作為白色著色劉。
而且，優(yōu)選將本發(fā)明顆粒的平均顆粒直徑d(0.5)設定為0.1-50μm，使顆粒具有均勻和規(guī)則的形狀。如果平均顆粒直徑超過這個范圍，圖像的清晰度有時會劣化，并且，如果平均粒度小于這個范圍，顆粒之間的凝集力變大，且阻止顆粒的移動。
此外，在本發(fā)明中，關于各顆粒的顆粒直徑分布，優(yōu)選地，由以下公式限定的顆粒直徑分布跨距(Span)不大于5，優(yōu)選為不大于3跨距＝(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)；(其中，d(0.5)是指單位為μm的顆粒直徑的數(shù)值，其中具有大于或小于該數(shù)值的顆粒直徑的顆粒的量是50％，d(0.1)指單位為μm的顆粒直徑的數(shù)值，其中具有小于該數(shù)值的顆粒直徑的的顆粒量是10％，d(0.9)是指單位為μm的顆粒直徑的數(shù)值，其中構(gòu)成具有小于該數(shù)值的顆粒直徑的顆粒量是90％)。
如果顆粒的粒度分布跨距設定得不大于5，粒度就變得均勻，并可進行均勻的顆粒的運動。
此外，關于顆粒之間的相關性，優(yōu)選地，將具有最小直徑的顆粒的d(0.5)與具有最大直徑的顆粒的d(0.5)的比設定為不大于50，最好不大于10。即使顆粒直徑分布跨距更小，彼此具有不同電荷特性的顆粒也可以相反方向運動。所以，優(yōu)選地，顆粒直徑形成得彼此相當，等量的顆粒容易沿相反的方向運動。這樣就可以獲得上述范圍。
這里，通過激光衍射/散射方法可測出上述顆粒直徑分布和顆粒直徑。當激光入射到要被測量的顆粒時，由于衍射/散射光而產(chǎn)生立體的光強分布模式。光強分布模式對應于顆粒直徑，因而能測量顆粒直徑和顆粒直徑分布。
在本發(fā)明中，限定通過體積標準分布獲得顆粒直徑和顆粒直徑分布。具體地，用測量裝置Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)可測量顆粒直徑和顆粒直徑分布，其中用所安裝的分析軟件(該軟件基于根據(jù)米氏原理的體積標準分布)計算氮氣流中的顆粒設置。
顆粒的電荷量適當?shù)匾蕾囉跍y量條件。不過，應當理解，用于圖像顯示板中的圖像顯示介質(zhì)的顆粒的電荷量基本上取決于初始電荷量、與分隔壁的接觸、與基板的接觸、隨時間的流逝而造成的電荷衰減，特別是在充電過程中的顆粒的飽和值是主要因素。
在對本發(fā)明作了各種研究之后，我們發(fā)現(xiàn)，通過應用相同載體顆粒的吹出方法來測量顆粒的電量，可以評估用于圖像顯示介質(zhì)的顆粒的充電值的適當范圍。
而且，關于圖像顯示介質(zhì)(顆?；蛞后w粉末)的充填量，優(yōu)選地，將位于相對基板之間的空間內(nèi)的圖像顯示介質(zhì)的容積占有率控制在5-70vol％，更加優(yōu)選為5-60vol％。如果圖像顯示介質(zhì)的容積占有率超過70vol％，顆粒就變得難以移動，而如果圖像顯示介質(zhì)的容積占有率低于5vol％，就不能實現(xiàn)清晰的圖像顯示。這里，空間是指其中可以充填圖像顯示介質(zhì)(顆?；蛞后w粉末)的容積，該容積由從相對的基板1與基板2之間的部分取代分隔壁4的占有部分以及設備密封部分而限定。
接著來解釋根據(jù)需要所設置的分隔壁4。
本發(fā)明的分隔壁4的形狀是根據(jù)用于顯示的圖像顯示介質(zhì)的種類適當設計的，且無限制。不過，優(yōu)選地，將分隔壁的寬度設定為10-1000μm，更加優(yōu)選為10-500μm，將分隔壁的高度設定為10-500μm，更加優(yōu)選為10-200μm。
而且，關于形成分隔壁的方法，可以使用其中分別在相對基板上形成肋并將其彼此連接的雙肋法以及其中只相對基板的一個上形成肋的單肋法。本發(fā)明可以優(yōu)選使用上述這兩種方法。
如從基板的平面看來的圖6中所示那樣，各個由肋制成的分隔壁形成的顯示單元呈方形、三角形、線形、圓形和六邊形，并具有諸如格狀、蜂巢狀和網(wǎng)狀這樣的排列。
優(yōu)選地，與從顯示側(cè)(顯示單元的框架部分的區(qū)域)觀察到的分隔壁的橫截面相對應的部分應當做得盡量小。在這種情況下，可以提高圖像顯示的清晰度。
這里，對分隔壁的形成方法沒有特別的限制，不過，可以使用絲網(wǎng)印刷法、噴沙法、照相平版印刷法和添加劑法。
接著將解釋基板疊層裝置。
圖7是用于解釋本發(fā)明基板疊層裝置的一個實施例的示意圖。在圖7中所示的實施例中，基板疊層裝置31包括上基板工作臺33，用于固定上基板32；下基板工作臺35，用于固定下基板34；XYθ工作臺驅(qū)動構(gòu)件36，用于使下基板工作臺35對準；工作臺上下驅(qū)動構(gòu)件37，用于使下基板工作臺35上下移動；以及對準標記讀取構(gòu)件38，設置在下基板工作臺35上。
根據(jù)具有上述構(gòu)造的基板疊層裝置31，在這種情況下，使用其上設有分隔壁4且其內(nèi)充填有圖像顯示介質(zhì)的透明相對基板2作為下基板34，使用具有低的可見光(波長380nm-780nm)透射率且其內(nèi)未填充圖像顯示介質(zhì)的背基板1作為上基板32，可透過相對基板2讀取背基板1的對準標記。所以，如果背基板1的透光率低，可以在兩個基板之間精確而均勻地進行基板疊層。
工業(yè)實用性本發(fā)明的圖像顯示設備可應用于諸如筆記本式個人電腦、PDA、蜂窩式電話之類的移動設備的圖像顯示單元；用于電子書的電子紙張、電子報紙等；諸如標志板、海報、黑板之類的公告板；用于電子計算器、家用電子產(chǎn)品、自動供應之類的圖像顯示單元；點狀卡、IC卡之類的卡片顯示單元；以及電子POP、電子廣告、電子價簽、電子樂譜、RF-ID設備之類的顯示單元。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示設備，其中圖像顯示介質(zhì)密封在相對的基板之間，這兩個基板中的至少一個是透明的，并且其中使其上施加有靜電場的圖像顯示介質(zhì)運動，以便顯示圖像，該設備的特征在于，相對于可視側(cè)設置在后側(cè)的背基板是由樹脂材料制成的。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像顯示設備，其特征在于，圖像顯示介質(zhì)由至少兩組具有不同電荷特性和不同顏色的顆?；蛞后w粉末形成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的圖像顯示設備，其特征在于，樹脂背基板是玻璃纖維增強型的樹脂基板。
4.如權(quán)利要求1或2所述的圖像顯示設備，其特征在于，樹脂背基板由聚酰胺樹脂制成。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的圖像顯示設備，其特征在于，樹脂背基板是金屬層壓樹脂基板，該基板中預先附著了金屬板。
6.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的圖像顯示設備，其特征在于，通過利用真空工藝預先在樹脂背基板上形成金屬薄膜。
7.如權(quán)利要求5或6所述的圖像顯示設備，其特征在于，使用銅、鋁、鎳、鉻、金或者由這些金屬中的至少兩種混合成的合金作為金屬板或金屬薄膜的材料。
8.如權(quán)利要求5或6所述的圖像顯示設備，其特征在于，使用銅、鋁、鎳、鉻、金或者由這些金屬中的至少兩種混合成的合金作為金屬板或金屬薄膜的材料，并且使用通過將用于金屬板或金屬薄膜的材料層壓成多于兩層所得到的構(gòu)件。
9.如權(quán)利要求5-8中任一項所述的圖像顯示設備，其特征在于，使用金屬板或金屬薄膜以化學工藝或者物理工藝在基板上形成預定電極。
10.如權(quán)利要求5-9中任一項所述的圖像顯示設備，其特征在于，通過使用通孔，使其中層壓了金屬板或金屬薄膜的樹脂背基板具有多層結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求5-10中任一項所述的圖像顯示設備，其特征在于，均用于驅(qū)動圖像顯示介質(zhì)的多層驅(qū)動器和多層控制器被層疊在樹脂背基板的后表面上，金屬板或金屬薄膜層壓在該背基板中。
12.如權(quán)利要求1-11中任一項所述的圖像顯示設備，其特征在于，位于可視側(cè)的相對基板是具有透明導電層的玻璃基板。
13.如權(quán)利要求1-11中任一項所述的圖像顯示設備，其特征在于，位于可視側(cè)的相對基板是具有透明導電層的透明樹脂基板。
14.如權(quán)利要求1-13中任一項所述的圖像顯示設備，其特征在于，圖像顯示設備的圖像顯示板是字段驅(qū)動型的板。
15.一種用于制造圖像顯示設備的基板疊層裝置，在該設備中，圖像顯示介質(zhì)密封在相對的基板之間，這兩個基板中的至少一個是透明的，并且其中使其上施加有靜電場的圖像顯示介質(zhì)運動，以便顯示圖像，其中，其上形成有間隔壁且其內(nèi)充填圖像顯示介質(zhì)的一個基板與另一基板層疊，所述裝置的特征在于，其改進包括讀取機構(gòu)，用于以光學方式讀取對準標記；工作臺，用于固定至少一個基板；以及驅(qū)動機構(gòu)，用于沿水平方向(xy方向)驅(qū)動工作臺；其中用于進行光讀取的讀取機構(gòu)設置在用于固定下基板的工作臺上。
16.如權(quán)利要求15所述的基板疊層裝置，其特征在于，用于沿水平方向(xy方向)驅(qū)動工作臺的驅(qū)動機構(gòu)設置在用于固定下基板的工作臺一側(cè)。
17.如權(quán)利要求15或16所述的基板疊層裝置，其特征在于，下基板是其上形成有間隔壁且其內(nèi)充填圖像顯示介質(zhì)的基板。
18.如權(quán)利要求15-16中任一項所述的基板疊層裝置，其特征在于，在構(gòu)成上基板的基本材料中，可見光(波長380nm-780nm)的透射率不大于20％。
全文摘要
一種圖像顯示設備，其中圖像顯示介質(zhì)密封在相對的基板之間，這兩個基板中的至少一個是透明的，并且其中使其上施加有靜電場的圖像顯示介質(zhì)移動而顯示圖像，該設備的特征在于，相對于可視側(cè)來說，設置在后側(cè)的背基板是由樹脂材料制成的。而且公開了一種基板疊層裝置，其構(gòu)造為讀取機構(gòu)，用于光讀取對準標記；工作臺，用于固定至少一個基板；以及驅(qū)動機構(gòu)，用于在水平方向(xy方向)上驅(qū)動工作臺；其中進行光讀取的讀取機構(gòu)設置在用于固定下基板的工作臺上。
文檔編號G09F9/37GK1809783SQ200480017469
公開日2006年7月26日 申請日期2004年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月22日
發(fā)明者田沼逸夫, 田村一, 喜多真一, 二瓶則夫 申請人:株式會社普利司通