图像显示设备及用于制造该设备的基板叠层装置的制作方法

专利名称：图像显示设备及用于制造该设备的基板叠层装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图像显示设备，其中图像显示介质密封在相对的基板之间，这两个基板中的至少一个是透明的，并且，其中使其上施加静电场的图像显示介质运动，以便显示图像。
背景技术：
人们已经提出了利用诸如电泳法、电色法、热法、二向色颗粒转动法这样的技术的图像显示设备，作为代替液晶显示器(LCD)的图像显示设备。在这些图像显示设备中，图像显示介质密封在相对的基板之间，并且，使被施加静电场的图像显示介质运动而显示图像。
关于这些图像显示设备，人们可想像到具有如下优点的下一代便宜的视觉显示设备具有接近普通印刷品的宽视野、能耗小于LCD、可向便携式设备的显示器扩展，人们还期望电子纸张的出现。
近来，提出了一种电泳方法，该方法把由散布颗粒和着色溶液制成的散布液体装入微胶囊，并将该液体放置在相对的基板之间。但是，在这种电泳方法中存在这样的问题，即，由于颗粒物在电泳溶液中漂移，从而导致因粘性阻力造成的响应速度缓慢。此处，因为具有高比重的氧化钛的颗粒物分散在低比重的溶液中，它容易下沉，难以维持散布状态的稳定，所以还存在缺乏图像重现稳定性的问题。即使在装入微胶囊的情况下，单元尺寸缩小到微胶囊级以便避免这种现象，但是并没有从根本上解决实质问题。
除了利用溶液中的行为的电泳方法以外，近来，提出了一种不利用溶液的方法，在这种方法中，导电颗粒和电荷转移层设置在一部分基板中。[The Imaging Society of Japan“Japan Hardcopy‘99”(1999年7月21-23日)第249-252页]这种方法利用了在由基板和颗粒构成的气体中的颗粒物特性。在该方法中，由于不使用液体，因而能避免诸如在电泳方法中出现的颗粒沉积和凝集这样的问题。
如上所述，在代替液晶显示器的各种图像显示设备中，与LCD相比，它在宽视角、低能耗及图像存储性能上都更具优势。不过，由于其结构，其具有重量增重、尺寸变大的趋势。因此，在上述各种图像显示设备中，近来对重量轻、尺寸紧凑的要求也有所增加。
而且，关于用来制造图像显示设备的基板叠层装置，在该设备中，图像显示介质密封在相对的基板之间，两个基板中的至少一个是透明的，并且其中使其上施加静电场的图像显示介质运动，以便显示图像，其中，形成有分隔壁且充填有图像显示介质的一个基板与另一个基板被叠层，LCD的基板叠层装置就是这样被使用的。不过，在已知的用于LCD的基板叠层装置中，由于其没有面板，其中图像显示介质密封在相对的基板之间(在基板被叠层之后充填液晶)，因此通过以下步骤来操作基板叠层装置将透明基板固定到上工作台上；将用于读取对准标记的光学部件布置在上侧；并通过透明基板读取固定在下工作台上的基板的对准标记。
图8是用于解释已知的用于LCD的基板叠层装置的一个实施例的示意图。在图8所示的实施例中，已知的基板叠层装置51包括上基板工作台53，用于固定上基板52；下基板工作台55，用于固定下基板54；XYθ工作台驱动构件56，用于使下基板工作台55对准；工作台上下驱动构件57，用于使下基板工作台55上下移动；以及对准标记读取构件58，其设置在上基板工作台53上。
如果在制造使用本发明图像显示介质的图像显示设备的步骤中，用具有上述结构的LCD基板叠层装置51对基板进行叠层，在使用其上形成有分隔壁且其内充填有图像显示介质的位于观看侧的透明基板的情况下，会产生图像显示介质的泄漏或者如不均匀这样的图像缺陷等问题。所以，在这样一种条件下进行基板叠层操作，即，其内充填有图像显示介质的位于观看侧的基板被布置在下侧。
在这种情况下，如果其中没有充填图像显示介质的背基板52透光，那么由于光可以从背基板52的上侧透射，因而在对准操作过程中，可以从两侧进行对准。不过，在图8中所示的LCD基板叠层装置31中，如果背基板52的透光率低，位于下侧的观看侧基板54的对准标记就会被位于上侧的背基板52隐藏起来，因而位于上侧的对准标记读取构件58就不能读取对准标记。因此，产生了不能从上侧进行对准操作、不能进行基板叠层以及难以制造均匀度良好的图像显示板等缺点。

发明内容
本发明的一个目的是要消除上述缺点，并提供一种主体重量轻且尺寸紧凑的图像显示设备。
此外，本发明的另一个目的是要消除上述缺点，并提供一种对相对的基板进行叠层的基板叠层装置，其中，即使背基板的透光率较低，也可以进行简明的定位，而且不会出现诸如不均匀度这样的缺陷。
根据本发明，提供一种图像显示设备，其中图像显示介质密封在相对的基板之间，这两个基板中的至少一个是透明的，并且其中使其上施加静电场的图像显示介质运动，以便显示图像，该设备的特征在于，相对于可视侧来说，至少设置在后侧的背基板是由树脂材料制成的。在根据本发明的图像显示设备中，由于背基板由树脂材料制成，因而可以实现重量轻的主体和紧凑的尺寸。
作为本发明的图像显示设备的优选实施例，存在如下情形树脂背基板是玻璃纤维增强型的树脂基板；树脂背基板由聚酰胺树脂制成；树脂背基板是金属层压树脂基板，其中预先附着了金属板；以及利用真空工艺预先在树脂背基板上形成金属薄膜。
作为本发明的图像显示设备的另一优选实施例，当使用由金属板或金属薄膜层压的树脂板作为树脂背基板时，存在如下情形使用铜、铝、镍、铬、金或者这些金属中的至少两种混合成的合金作为金属板或金属薄膜的材料；以及使用铜、铝、镍、铬、金或者这些金属中的至少两种混合成的合金作为金属板或金属薄膜的材料，并且使用通过将用于金属板或金属薄膜的材料层压成多于两层所得到的构件。
作为本发明图像显示设备的又一实施例，当使用由金属板或金属薄膜层压的树脂基板时，存在如下情形利用金属板或金属薄膜并借助诸如蚀刻这样的化学工艺或者诸如切割或割断这样的物理工艺在基板上形成预定电极；通过利用通孔，使其中层压了金属板或金属薄膜的树脂背基板具有多层结构；以及将均用于驱动图像显示介质的多层驱动器和多层控制器叠层在树脂背基板的后表面上，金属板或金属薄膜层压在该背基板中。
作为本发明的图像显示设备的另一实施例，存在如下情形位于可视侧的相对基板是具有透明导电层的玻璃基板；位于可视侧的相对基板是具有透明导电层的透明树脂基板；以及图像显示设备的图像显示板是字段驱动型的板。
而且，根据本发明，提供一种用于制造图像显示设备的基板叠层装置，在该设备中，图像显示介质密封在相对的基板之间，这两个基板中的至少一个是透明的，并且其中使其上施加静电场的图像显示介质移动，以便显示图像，其中其上形成有间隔壁且其内充填图像显示介质的基板与另一基板被叠层，所述装置的特征在于，其改进包括读取机构，用于光学地读取对准标记；工作台，用于固定至少一个基板；以及驱动机构，用于在水平方向(xy方向)上驱动工作台；其中用于进行光读取的读取机构设置在用于固定下基板的工作台上。
作为本发明基板叠层装置的一个优选实施例，存在如下情形用于在水平方向(xy方向)上驱动工作台的驱动机构设置在用于固定下基板的工作台一侧；下基板是其上形成有间隔壁且其内充填图像显示介质的基板；以及在构成上基板的基本材料中，可见光(波长380nm-780nm)的透射率不大于20％。


图1是表示在本发明图像显示设备中板显示方法的一个实施例的示意图。
图2是表示本发明图像显示设备的板结构的一个实施例的示意图。
图3是表示本发明图像显示设备的板结构的另一实施例的示意图。
图4a和4b是分别表示本发明图像显示设备中使用的背基板的一个实施例的示意图。
图5a和5b是分别解释使用字段驱动类型的本发明图像显示设备在使用时的效果的示意图。
图6是表示本发明图像显示设备中的分隔壁的形状的一个实施例的示意图。
图7是解释本发明基板叠层装置的一个实施例的示意图。
图8是解释已知基板叠层装置的一个实施例的示意图。
具体实施例方式
本发明的图像显示设备可以采用各种结构，只要其结构使得图像显示介质密封在相对的基板之间，这两个基板中的至少一个是透明的，并且其中使其上施加静电场的图像显示介质运动，以便显示图像。例如，通过应用液晶法、电泳法、电色法、热法、二向色颗粒转动法以及使用干颗粒移动类型或干液体粉末移动类型方法来使用图像显示设备。以下，参照应用颗粒或液体粉末的干类型图像显示设备来进行解释。
图1和2是分别表示本发明图像显示设备中使用的图像显示板的一个实施例的示意图。在图1所示的图像显示板中，液体粉末(这里包括白液体粉末3W和黑液体粉末3B)作为两组具有不同电荷特性和不同颜色的图像显示介质密封在背基板1与相对的基板2之间，并且，其上由背电极5和相对电极6施加静电场的密封的液体粉末3相对于背基板1和相对基板2沿垂直方向运动，以便显示图像。在该方法中，如图2所示，可以是另一种图像显示设备，在该设备中，由分隔壁4限定背基板1与相对基板2之间的空间，以便形成多个单元，并且液体粉末3密封在各单元中。其实，如果白色液体粉末3W由白色颗粒代替，而黑色液体粉末3B由黑色颗粒代替，可以进行相同的解释。
本发明图像显示设备的特征是具有上述构造的图像显示板的材料和结构。即，在具有上述构造的图像显示板中，特征就是，在背基板1和相对基板2中，至少是在可视侧的透明相对基板2的相对侧设置的背基板1由树脂材料制成。由于使用树脂材料制造背基板1，所以能使整个图像显示设备重量轻。而且，可以获得重量轻巧的图像显示设备，并可以通过简化诸如外壳这样的设备结构使设备变得紧凑。
关于构成背基板1的树脂材料，可以使用诸如环氧树脂、聚酯、尼龙、聚酰亚胺、聚碳酸酯等的树脂，在这些材料中，优选使用聚酰亚胺。而且，优选使用FRP(纤维增强塑料)，其中这些树脂由诸如玻璃纤维、碳纤维及其它纤维的纤维强化，在这些材料中，更加优选地使用由玻璃纤维强化的FRP。此外，优选使用由预先形成这些树脂材料(包括FRP)得到的片。基板的厚度优选为2至400μm，更加优选为5至300μm。当厚度太薄时，就难以维持强度及基板之间r的距离均匀度，而当厚度超过400μm时，弯曲应力变得太大因而为电极连接带来不便。
关于背基板1的结构，如作为一个实施例的图1所示，使用金属层压树脂基板，其中构成背电极5的金属板预先附着在由上述树脂材料制成的树脂基板上。在这种情况下，可以通过诸如沉积、喷溅等真空工艺预先将金属薄膜层压在树脂基板上构成背基板1。使用铜、铝、镍、铬、金和这些金属中的至少两种混合成的合金作为用于金属板或金属薄膜的材料。而且，将金属板或金属薄膜的材料层压起来变成多于两层。即使在形成多于两层的情况下，也可以通过利用金属板或金属薄膜以化学或物理工艺形成预定的背电极5。而且，在用化学或物理工艺形成电极之后，可以接着层压金属，以防电极的腐蚀等情况。
图4a和4b是分别表示本发明图像显示设备中使用的背基板的另一实施例的示意图。在图4a所示的实施例中，作为背基板1的另一种构造，其中，由金属板或金属薄膜制成的树脂层11和金属层12被层压成多于两层，上下金属层12经由通孔13电连接，以形成多层构造。而且，在图4b所示的实施例中，作为背基板1的又一种构造，均用于驱动图像显示设备的驱动器14与控制器15整体地叠层在背基板1的后表面上。当然，可以同时提供利用图4a所示的通孔13的多层构造以及图4b所示的驱动器14的叠层构造等。在这些实施例中，除了减轻主体的重量外，还可以有效地使整个图像显示设备变得更加紧凑。
而且，关于可视侧的透明相对基板2的材料，使用由玻璃或诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯系列、聚碳酸酯系列、聚酰亚胺系列、丙烯酸等这样的树脂材料制成的薄膜基板或者片基板，在这些材料中，优选使用玻璃基板或聚碳酸酯系列树脂基板。此外，关于可视侧的透明相对电极6的材料，使用从由氧化物、氮化物、硼化物等组成的组中选出的至少一种的金属或混合物。其中，最常使用的是In2O3+SnO2(常用名ITO)。
如果图像显示设备包括具有上述背基板1和相对基板2的图像显示板，字段驱动方法可用于驱动图像显示板。原因如下。即，如图5a所示，如果从各节段22到电极的导线23设置在基板21的表面上，就会显示导线23的一部分。在这种情况下，如图5b所示，孔(通孔22)在与各节段22对应的部分被打开，导线23被移动并设置在基板21的后表面上，从而只能显示节段。
以下，将按照液体粉末、颗粒、普通构件这样的顺序来解释说明使用颗粒或液体粉末作为本发明图像显示介质的干型图像显示设备中的液体粉末、颗粒、普通构件。
在本发明中，术语“液体粉末”是指同时具有液体特性和颗粒特性并且在不使用气体力和液体力的情况下呈现自主流动性的中间材料。优选地，它是一种具有优良流动性因而没有定义粉末流动性的静止角的材料。例如，液晶被定义为处于液体和固体之间的中间相，并具有呈现液体特性的流动性以及呈现固体特性的各向异性(光学特性)(Heibonsha Ltd.百科全书)。另一方面，颗粒的定义是，如果它极小并受到重力的吸引它是一种具有有限体积的材料(Maruzenco.，Ltd.物理学丛书)。这里，即使在颗粒中，也存在特殊的状态，如气固流态体和液固流态体。如果气体从底板流向颗粒，响应于气体速度相对于颗粒作用上部力。在这种情况下，气固流态体是指当上部力与重力平衡时容易流化的状态。同样，液固流态体是指由液体流化的状态。(Heibonsha Ltd.百科全书)在本发明中，我们会发现，可以专门生成同时具有液体特性和颗粒特性并且在不使用气体力和液体力的情况下呈现自主流动性的中间材料，这种材料被定义为液体粉末。
也就是说，与液晶(处于液体与固体之间的中间相态)的定义相同，本发明的液体粉末是表现出同时具有液体特性和颗粒特性的中间相态的材料，其很难受到上述表现出颗粒特性的重力影响，并呈现高流动性。在浮质状态中，即在散布系统中，可获得这种材料，其中固体状或液体状材料作为分散剂以相对稳定的方式飘浮在气体中，因而在本发明图像显示设备中，用固体材料作为分散剂。
作为本发明一个目标的图像显示板具有的构造，即，由作为分散质而稳定地飘浮在气体中并在浮质状态中表现出高流动性的固体材料构成的液体粉末被密封在相对的两个基板之间，其中两个基板中的一个是透明的。借助通过施加低电压而产生的库仑力等可使这种液体粉末容易而稳定地移动。
如上所述，液体粉末是指同时具有液体特性和颗粒特性并且在不使用气体力和液体力的情况下呈现自主流动性的中间材料。这种液体粉末特别地变成浮质状态。在本发明的图像显示设备中，在这种状态中使用液体粉末，使固体材料作为分散质相对且稳定地飘浮在气体中。
关于浮质状态，最大飘浮状态下的表观体积优选是非飘浮状态下的两倍或更多，更优选为非飘浮状态下的2.5倍或更多，最优选为是非飘浮状态下的3倍或更多。在这种情况下，上限是不定的，但表观体积优选是非飘浮状态下的12倍或小于12倍。
如果最大飘浮状态下的表观体积小于两倍，显示控制就会变难。另一方面，如果最大飘浮状态下的表观体积大于12倍，在将液体粉末充填进设备的操作过程中就会出现处理不便，例如颗粒过度分散。即，这样进行测量将液体粉末充填进透明的密闭容器，通过该容器可以看到液体粉末；振动或落下容器本身，以获得最大飘浮状态；从容器外部测量此时的表观体积。具体地，将具有容器的1/5容积的液体粉末作为液体粉末充填在具有直径(内径)为6cm、高为10cm的聚丙烯盖的容器中(商品名称为I-boy，由As-one co.，Ltd生产)，将容器放在振动器中，并进行3小时的振动，其中以3个来回/秒的速度重复6cm的距离。然后，由刚刚停止振动之后的表观体积获得最大飘浮状态中的表观体积。
而且，在本发明的图像显示板中，优选地，液体粉末的表观体积的时间变化满足以下公式V10/V5＞0.8；这里，V5表示从最大飘浮状态得出的5分钟之后的液体粉末的表观体积(cm3)；V10表示从最大飘浮状态得出的10分钟之后的液体粉末的表观体积(cm3)。在这种情况下，在本发明图像显示板，优选地将液体粉末的表观体积的时间变化V10/V5设定为大于0.85，更优选为大于0.9，最优选为大于0.95。如果时间变化V10/V5不大于0.8，液体粉末基本上等同于普通颗粒，因而不能维持本发明的高速响应和耐久性。
而且，优选地，构成液体粉末的颗粒材料的平均颗粒直径d(0.5)是0.1-20μm，更加优选为0.5-15μm，最优选为0.9-8μm。如果平均颗粒直径d(0.5)小于0.1μm，显示控制就会变难。另一方面，如果平均颗粒直径d(0.5)大于20μm，可以显示，但乳浊粉末减少，因而难以形成薄型设备。这里，构成液体粉末的颗粒材料的平均颗粒直径d(0.5)等于如下颗粒直径分布跨距(Span)。
优选地，由以下公式限定的构成液体粉末的颗粒材料的颗粒直径分布跨距不大于5，优选为不大于3颗粒直径分布跨距＝(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)；其中，d(0.5)是指单位为μm的颗粒直径的数值，其中构成具有大于该数值的颗粒直径的液体粉末的颗粒材料的量是50％，构成具有小于该数值的颗粒直径的液体粉末的颗粒材料的量是10％，d(0.9)是指单位为μm的颗粒直径的数值，其中构成具有小于该数值的颗粒直径的液体粉末的颗粒材料的量是90％。如果构成液体粉末的颗粒材料的颗粒直径分布跨距设定得不大于5，颗粒直径就变得均匀，并可进行均匀的液体粉末的运动。
这里，通过激光衍射/散射方法可测出上述颗粒直径分布和颗粒直径。当激光入射到要被测量的颗粒时，由于衍射/散射光而产生立体的光强分布模式。光强分布模式对应于颗粒直径，因而能测量颗粒直径和颗粒直径分布。在本发明中，限定通过体积标准分布获得颗粒直径和颗粒直径分布。具体地，用测量装置Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)可测量颗粒直径和颗粒直径分布，其中用所安装的分析软件(该软件基于根据米氏原理的体积标准分布)计算氮气流中的颗粒设置。
可以通过以下方式形成液体粉末混合必要的树脂、电荷控制剂、着色剂、添加剂等并对其进行研磨，或者由单体聚合，或者用树脂、电荷控制剂、着色剂、添加剂等涂覆颗粒。以下将解释构成液体粉末的树脂、电荷控制剂、着色剂、添加剂等的典型例子。
树脂的典型例子包括聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚脂树脂、丙烯尿烷树脂、有机硅树脂、尼龙树脂、环氧树脂、苯乙烯树脂、丁醛树脂、亚乙烯氯化物树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂、碳氟化合物聚合物，并可将两种或更多种树脂结合起来。为了控制与基板的吸附力，优选丙烯尿烷树脂、丙烯尿烷硅树脂、丙烯尿烷碳氟化合物聚合物、聚氨酯树脂、碳氟化合物聚合物。
电荷控制剂的例子包括正电荷控制剂，包括第四级铵盐化合物、苯胺黑染料、三苯甲烷化合物、咪唑衍生物等；负电荷控制剂，如含氮金属染料、水杨酸金属络合物、硝基咪唑衍生物等。
关于着色剂，各种有机或无机的颜料或染料都可使用。例如，使用苯胺黑、亚甲蓝、喹啉黄、孟加拉玫瑰红等。
无机添加剂的例子包括氧化钛、锌白、硫化锌、氧化锑、碳酸钙、锌钡白、滑石、硅石、硅化钙、矾土白、镉黄、镉红、钛黄、普鲁士蓝、群青、钴蓝、钴绿、钴紫、氧化铁、碳黑、锰铁氧体黑、镉铁氧体黑、铜粉、铝粉。
但是，如果只是机械地混合或涂覆上述原料，就不能得到呈现浮质状态的液体粉末。对形成呈现浮质状态的液体粉末的常用方法没有限定，但优选使用以下方法。
首先，优选将平均粒度为20-100nm最好是20-80nm的无机微粒固定在构成液体粉末的材料的表面。而且，优选地，无机微粒由两组或更多组微粒制成。此外，优选用硅油对无机微粒进行处理。这里，关于无机微粒，可以使用二氧化硅(硅石)、氧化锌、氧化铝、氧化镁、氧化铈、氧化铁、氧化铜等。在这种情况下，固定无机微粒的方法是重要的。例如，可以使用混杂(NARA Machinery IndustryCo.，Ltd.)或者机械熔解(Hosokawa Micron Co.，Ltd.)，在预定条件(如处理时间)下形成呈现浮质状态的液体粉末。
这里，为了进一步提高重复耐久性，可以控制构成液体粉末的树脂的稳定性，特别是吸水率和溶剂溶解率。优选地，构成密封在基板之间的液体粉末的树脂的吸水率不大于3wt％，特别是不大于2wt％。在这种情况下，根据ASTM-D570在23℃的测量条件下进行24小时的吸水率测量。关于液体粉末的溶剂不溶率，优选地，由下述公式限定的液体粉末的溶剂不溶率不小于50％，最好不小于70％
溶剂不溶率(％)＝(B/A)×100；(其中，A是液体粉末浸入溶剂之前的重量，B是液体粉末在25℃下浸入良好溶剂中达24小时后的树脂成分的重量)。
如果溶剂不溶率小于50％，当维持长时间时，在构成液体粉末的颗粒材料的表面上会产生渗透。在这种情况下，它影响对液体粉末的附着力，并阻止液体粉末的移动。所以，出现影响图像显示耐久性的情况。这里，关于用于测量溶剂不溶率的溶剂(良好溶剂)，优选使用如丁酮这样的氟塑料，如甲醇这样的聚酰胺，如丁酮、甲苯这样的丙烯酸尿烷树脂，如丙酮、异丙醇这样的三聚氰胺甲醛树脂，如丙酮这样的有机硅树脂。
接着将解释作为本发明图像显示设备中使用的图像显示介质的颗粒。在颗粒中，电荷控制剂、着色剂、无机添加剂等包含在作为主要成分的树脂中。以下将解释树脂、电荷控制剂、着色剂、其它添加剂。
树脂的典型例子包括聚氨基酯树脂、脲醛树脂、丙烯酸树脂、聚脂树脂、丙烯尿烷树脂、丙烯尿烷硅树脂、丙烯尿烷碳氟聚合物、丙烯碳氟聚合物、有机硅树脂、丙烯硅树脂、环氧树脂、聚苯乙烯树脂、苯乙烯丙烯酸树脂、聚烯烃树脂、丁醛树脂、亚乙烯基氯化物树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂、碳氟聚合物、聚碳酸酯树脂、聚砜树脂、聚醚树脂和聚酰胺树脂。可以混合使用这些树脂中的两种或更多种。为了控制与基板的吸附力，特别优选丙烯尿烷树脂、丙烯硅树脂、丙烯碳氟聚合物、丙烯尿烷硅树脂、丙烯尿烷碳氟聚合物、碳氟聚合物、有机硅树脂。
电荷控制剂的例子包括但不特别限于负电荷控制剂，如水杨酸金属络合物、含氮金属染料、含金属的溶油染料(含有金属离子或金属原子)、第四级铵盐基化合物、杯芳烃化合物、含硼化合物(苯甲基硼络合物)和硝基咪唑衍生物。正电荷控制剂的例子包括苯胺黑染料、三苯甲烷化合物、第四级铵盐化合物、聚胺树脂、咪唑衍生物等。另外，可以使用如下原料作为电荷控制剂如硅石的极微颗粒、氧化钛的极微颗粒、氧化铝的极微颗粒等这样的金属氧化物；如嘧啶等这样的含氮环化物，以及这些衍生物或盐；以及含有各种有机颜料、氟、氯、氮等的树脂。
关于着色剂，可以使用如下所述的各种有机或无机颜料或染料。
黑色颜料的例子包括碳黑、氧化铜、二氧化锰、苯胺黑、活性碳。
蓝色颜料的例子包括C.I.颜料蓝15∶3、C.I.颜料蓝15、柏林蓝、钴蓝、碱性蓝色淀、维多利亚蓝色淀、苯二甲蓝、无金属苯二甲蓝、部分氯化过的苯二甲蓝、第一天蓝和阴丹士林蓝BC。
红色颜料的例子包括铁丹、镉红、铅膏、辰砂、镉、永久红4R、立索尔红、吡唑啉酮红、表面红(watching red)、钙盐、湖红D、亮胭脂红6B、曙红色淀、盐基桃红淀B、茜素色淀、亮胭脂红3B和C.I.颜料红2。
黄色颜料的例子包括铬黄、铬酸锌、镉黄、黄氧化铁、矿物第一黄、钛化镍黄、脐橙黄、萘酚黄S、汉撒黄G、汉撒黄10G、对二氨基联苯黄G、对二氨基联苯黄GR、喹啉黄淀、黄NCG、柠檬黄淀、C.I.颜料黄12。
绿色颜料的例子包括镉绿、氧化铬、颜料绿B、孔雀石绿淀和终黄绿G(final yellow green G)。
橙色颜料的例子包括红镉黄、钼橙、永久橙GTR、吡唑啉酮橙、巴尔干半岛橙、阴丹士林亮橙RK、对二氨基联苯橙G、阴丹士林亮橙GK和C.I.颜料橙31。
紫色颜料的例子包括锰紫、第一紫罗兰B和甲基紫罗兰淀。
此外，白色颜料的例子包括锌白、氧化钛、锑白和硫化锌。
添加物的例子包括氧化钡粉末、碳酸钡、粘土、硅石、白炭墨、滑石和矾土白。并且，还有苯胺黑、亚甲蓝、孟加拉玫瑰红、喹啉黄和群青作为诸如碱性染料、酸性染料、分散染料、直接染料等的各种染料。
无机添加剂的例子包括氧化钛、锌白、硫化锌、氧化锑、碳酸钙料、氯化氧铋、滑石、硅石、硅酸钙、矾土白、镉黄、镉红、钛黄、普鲁士蓝、群青、钴蓝、钴绿、钴紫、氧化铁、碳黑、锰铁氧体黑、镉铁氧体黑、铜粉、铝粉。
这些着色剂可以单独使用或其中的两种或更多种结合使用。特别地，碳最好作为黑色着色剂，氧化钛最好作为白色着色刘。
而且，优选将本发明颗粒的平均颗粒直径d(0.5)设定为0.1-50μm，使颗粒具有均匀和规则的形状。如果平均颗粒直径超过这个范围，图像的清晰度有时会劣化，并且，如果平均粒度小于这个范围，颗粒之间的凝集力变大，且阻止颗粒的移动。
此外，在本发明中，关于各颗粒的颗粒直径分布，优选地，由以下公式限定的颗粒直径分布跨距(Span)不大于5，优选为不大于3跨距＝(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)；(其中，d(0.5)是指单位为μm的颗粒直径的数值，其中具有大于或小于该数值的颗粒直径的颗粒的量是50％，d(0.1)指单位为μm的颗粒直径的数值，其中具有小于该数值的颗粒直径的的颗粒量是10％，d(0.9)是指单位为μm的颗粒直径的数值，其中构成具有小于该数值的颗粒直径的颗粒量是90％)。
如果颗粒的粒度分布跨距设定得不大于5，粒度就变得均匀，并可进行均匀的颗粒的运动。
此外，关于颗粒之间的相关性，优选地，将具有最小直径的颗粒的d(0.5)与具有最大直径的颗粒的d(0.5)的比设定为不大于50，最好不大于10。即使颗粒直径分布跨距更小，彼此具有不同电荷特性的颗粒也可以相反方向运动。所以，优选地，颗粒直径形成得彼此相当，等量的颗粒容易沿相反的方向运动。这样就可以获得上述范围。
这里，通过激光衍射/散射方法可测出上述颗粒直径分布和颗粒直径。当激光入射到要被测量的颗粒时，由于衍射/散射光而产生立体的光强分布模式。光强分布模式对应于颗粒直径，因而能测量颗粒直径和颗粒直径分布。
在本发明中，限定通过体积标准分布获得颗粒直径和颗粒直径分布。具体地，用测量装置Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)可测量颗粒直径和颗粒直径分布，其中用所安装的分析软件(该软件基于根据米氏原理的体积标准分布)计算氮气流中的颗粒设置。
颗粒的电荷量适当地依赖于测量条件。不过，应当理解，用于图像显示板中的图像显示介质的颗粒的电荷量基本上取决于初始电荷量、与分隔壁的接触、与基板的接触、随时间的流逝而造成的电荷衰减，特别是在充电过程中的颗粒的饱和值是主要因素。
在对本发明作了各种研究之后，我们发现，通过应用相同载体颗粒的吹出方法来测量颗粒的电量，可以评估用于图像显示介质的颗粒的充电值的适当范围。
而且，关于图像显示介质(颗粒或液体粉末)的充填量，优选地，将位于相对基板之间的空间内的图像显示介质的容积占有率控制在5-70vol％，更加优选为5-60vol％。如果图像显示介质的容积占有率超过70vol％，颗粒就变得难以移动，而如果图像显示介质的容积占有率低于5vol％，就不能实现清晰的图像显示。这里，空间是指其中可以充填图像显示介质(颗粒或液体粉末)的容积，该容积由从相对的基板1与基板2之间的部分取代分隔壁4的占有部分以及设备密封部分而限定。
接着来解释根据需要所设置的分隔壁4。
本发明的分隔壁4的形状是根据用于显示的图像显示介质的种类适当设计的，且无限制。不过，优选地，将分隔壁的宽度设定为10-1000μm，更加优选为10-500μm，将分隔壁的高度设定为10-500μm，更加优选为10-200μm。
而且，关于形成分隔壁的方法，可以使用其中分别在相对基板上形成肋并将其彼此连接的双肋法以及其中只相对基板的一个上形成肋的单肋法。本发明可以优选使用上述这两种方法。
如从基板的平面看来的图6中所示那样，各个由肋制成的分隔壁形成的显示单元呈方形、三角形、线形、圆形和六边形，并具有诸如格状、蜂巢状和网状这样的排列。
优选地，与从显示侧(显示单元的框架部分的区域)观察到的分隔壁的横截面相对应的部分应当做得尽量小。在这种情况下，可以提高图像显示的清晰度。
这里，对分隔壁的形成方法没有特别的限制，不过，可以使用丝网印刷法、喷沙法、照相平版印刷法和添加剂法。
接着将解释基板叠层装置。
图7是用于解释本发明基板叠层装置的一个实施例的示意图。在图7中所示的实施例中，基板叠层装置31包括上基板工作台33，用于固定上基板32；下基板工作台35，用于固定下基板34；XYθ工作台驱动构件36，用于使下基板工作台35对准；工作台上下驱动构件37，用于使下基板工作台35上下移动；以及对准标记读取构件38，设置在下基板工作台35上。
根据具有上述构造的基板叠层装置31，在这种情况下，使用其上设有分隔壁4且其内充填有图像显示介质的透明相对基板2作为下基板34，使用具有低的可见光(波长380nm-780nm)透射率且其内未填充图像显示介质的背基板1作为上基板32，可透过相对基板2读取背基板1的对准标记。所以，如果背基板1的透光率低，可以在两个基板之间精确而均匀地进行基板叠层。
工业实用性本发明的图像显示设备可应用于诸如笔记本式个人电脑、PDA、蜂窝式电话之类的移动设备的图像显示单元；用于电子书的电子纸张、电子报纸等；诸如标志板、海报、黑板之类的公告板；用于电子计算器、家用电子产品、自动供应之类的图像显示单元；点状卡、IC卡之类的卡片显示单元；以及电子POP、电子广告、电子价签、电子乐谱、RF-ID设备之类的显示单元。
权利要求
1.一种图像显示设备，其中图像显示介质密封在相对的基板之间，这两个基板中的至少一个是透明的，并且其中使其上施加有静电场的图像显示介质运动，以便显示图像，该设备的特征在于，相对于可视侧设置在后侧的背基板是由树脂材料制成的。
2.如权利要求1所述的图像显示设备，其特征在于，图像显示介质由至少两组具有不同电荷特性和不同颜色的颗粒或液体粉末形成。
3.如权利要求1或2所述的图像显示设备，其特征在于，树脂背基板是玻璃纤维增强型的树脂基板。
4.如权利要求1或2所述的图像显示设备，其特征在于，树脂背基板由聚酰胺树脂制成。
5.如权利要求1-4中任一项所述的图像显示设备，其特征在于，树脂背基板是金属层压树脂基板，该基板中预先附着了金属板。
6.如权利要求1-4中任一项所述的图像显示设备，其特征在于，通过利用真空工艺预先在树脂背基板上形成金属薄膜。
7.如权利要求5或6所述的图像显示设备，其特征在于，使用铜、铝、镍、铬、金或者由这些金属中的至少两种混合成的合金作为金属板或金属薄膜的材料。
8.如权利要求5或6所述的图像显示设备，其特征在于，使用铜、铝、镍、铬、金或者由这些金属中的至少两种混合成的合金作为金属板或金属薄膜的材料，并且使用通过将用于金属板或金属薄膜的材料层压成多于两层所得到的构件。
9.如权利要求5-8中任一项所述的图像显示设备，其特征在于，使用金属板或金属薄膜以化学工艺或者物理工艺在基板上形成预定电极。
10.如权利要求5-9中任一项所述的图像显示设备，其特征在于，通过使用通孔，使其中层压了金属板或金属薄膜的树脂背基板具有多层结构。
11.如权利要求5-10中任一项所述的图像显示设备，其特征在于，均用于驱动图像显示介质的多层驱动器和多层控制器被层叠在树脂背基板的后表面上，金属板或金属薄膜层压在该背基板中。
12.如权利要求1-11中任一项所述的图像显示设备，其特征在于，位于可视侧的相对基板是具有透明导电层的玻璃基板。
13.如权利要求1-11中任一项所述的图像显示设备，其特征在于，位于可视侧的相对基板是具有透明导电层的透明树脂基板。
14.如权利要求1-13中任一项所述的图像显示设备，其特征在于，图像显示设备的图像显示板是字段驱动型的板。
15.一种用于制造图像显示设备的基板叠层装置，在该设备中，图像显示介质密封在相对的基板之间，这两个基板中的至少一个是透明的，并且其中使其上施加有静电场的图像显示介质运动，以便显示图像，其中，其上形成有间隔壁且其内充填图像显示介质的一个基板与另一基板层叠，所述装置的特征在于，其改进包括读取机构，用于以光学方式读取对准标记；工作台，用于固定至少一个基板；以及驱动机构，用于沿水平方向(xy方向)驱动工作台；其中用于进行光读取的读取机构设置在用于固定下基板的工作台上。
16.如权利要求15所述的基板叠层装置，其特征在于，用于沿水平方向(xy方向)驱动工作台的驱动机构设置在用于固定下基板的工作台一侧。
17.如权利要求15或16所述的基板叠层装置，其特征在于，下基板是其上形成有间隔壁且其内充填图像显示介质的基板。
18.如权利要求15-16中任一项所述的基板叠层装置，其特征在于，在构成上基板的基本材料中，可见光(波长380nm-780nm)的透射率不大于20％。
全文摘要
一种图像显示设备，其中图像显示介质密封在相对的基板之间，这两个基板中的至少一个是透明的，并且其中使其上施加有静电场的图像显示介质移动而显示图像，该设备的特征在于，相对于可视侧来说，设置在后侧的背基板是由树脂材料制成的。而且公开了一种基板叠层装置，其构造为读取机构，用于光读取对准标记；工作台，用于固定至少一个基板；以及驱动机构，用于在水平方向(xy方向)上驱动工作台；其中进行光读取的读取机构设置在用于固定下基板的工作台上。
文档编号G09F9/37GK1809783SQ200480017469
公开日2006年7月26日 申请日期2004年5月20日 优先权日2003年5月22日
发明者田沼逸夫, 田村一, 喜多真一, 二瓶则夫 申请人:株式会社普利司通