电湿润元件的制造方法、及电湿润显示器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种电湿润元件的制造方法，该电湿润元件在形成于相对配置的第一基板及第二基板间的单元内含有相互不混合的第一液体材料及表面能比该第一液体材料的表面能低的第二液体材料，所述第一液体材料及所述第二液体材料的至少一方经过了凝胶化或高粘度化，通过对所述单元内施加电压使所述第一液体材料及所述第二液体材料的界面形状发生变化，其特征在于，该方法包括下述工序：通过对经过了凝胶化或高粘度化的所述第一液体材料及所述第二液体材料的至少一方赋予刺激而使其低粘度化。根据本发明，可容易地制造电湿润元件，通过本发明制造的电湿润元件不存在施加电压的上升、及动作的迟滞等。
【专利说明】电湿润元件的制造方法、及电湿润显示器
【技术领域】
[0001]本发明涉及电湿润元件的制造方法及电湿润显示器。本申请基于2011年10月24日在日本提出申请的特愿2011-233199号、2012年2月28日在日本提出申请的特愿2012-041772号、2012年4月26日在日本提出申请的特愿2012-101291号、及2012年7月5日在日本提出申请的特愿2012-151661号主张优先权，在此引用其内容。
【背景技术】
[0002]近年来，利用了电湿润效果的电湿润元件受到关注。通常，电湿润元件在一对基板间充满相互不混合的表面能相对较高的高表面能的液体和表面能相对较低的低表面能的液体，且其中一个基板在表面具备电极层和形成于电极层表面的疏水性中间层(绝缘层)。电湿润元件具有如下特性:若隔着疏水性中间层对亲水性的液体和电极层之间施加电压，则亲水性液体被牵弓I至疏水性中间层，亲水性的液体和疏水性的液体之间的界面形状发生变化。电湿润元件利用这样的特性而用于光学透镜及显示元件等(非专利文献I)。
[0003]作为用于制造如上所述的电湿润元件的方法，已知有下述专利文献1、2公开的方法。
[0004]在专利文献I公开的制造方法中，基板表面被高表面能的液体(水)覆盖，在基板表面的上部配置有开口部。另外，基板表面具有疏水性的第一区域，各第一区域被亲水性的第二区域(像素壁)包围。
[0005]而且，若一边沿基板表面从充满低表面能液体(油)的注入器使油排出一边移动，则低表面能液体的液滴被引入第一区域，与第一区域相接的高表面能液体被置换成低表面能液体层。
[0006]另外，在专利文献2中公开了使用一种为导电性(高表面能)、另一种为绝缘性(低表面能)的第一、第二液体的电湿润装置的制造方法，该方法包括如下工序:制作具有液体导入口和液体排出口的容器的工序；以及将第一液体填充在容器内部后导入第二液体，导入后闭合液体导入口和液体排出口以密封容器内部的工序。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:国际公开第05/098797号
[0010]专利文献2:日本特开2008-170586号公报
[0011]非专利文献
[0012]非专利文献1:“Electro-wetting displays”、“Applied Physics LettersVol.38Issue4”，1981 年，G.Beni, S.Hackwood 著，American Institute of Physics 发行，207-209 页(URL:http://www.jp0.g0.jp/shiryou/s_sonota/hyoujun_gijutsu/electronicpaper/4-4-4.pdf#l)
【发明内容】
[0013]发明要解决的问题
[0014]但是，在上述专利文献I公开的方法中，为了可靠地进行向充满高表面能液体(水)的基板导入低表面能液体(油)来进行置换的工序，需要考虑各液体的量(厚度)及导入速度，且存在相对耗费时间，难以应用于大型基板的问题。
[0015]另外，在上述专利文献2公开的方法中，由于需要另行设置液体导入口等，因此存在下述问题:基板的结构变得复杂，制造工序也增加，最终形成的元件的开口率降低。
[0016]这种电湿润元件的制造中的问题的本质是由于在制造电湿润元件时需要同时处理两种液体而产生的。
[0017]本发明正是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够有效且容易地制造电湿润元件，且可确保该电湿润元件的良好的响应性的电湿润元件的制造方法、以及电湿润显不器。
[0018]解决问题的方法
[0019]本发明的第一方面是一种电湿润元件的制造方法，该电湿润元件在形成于相对配置的第一基板及第二基板间的单元内含有相互不混合的第一液体材料及表面能比该第一液体材料的表面能低的第二液体材料，所述第一液体材料及所述第二液体材料的至少一方经过了凝胶化或高粘度化，通过对所述单元内施加电压使所述第一液体材料及所述第二液体材料的界面形状发生变化，其特征在于，该方法包括下述工序:通过对经过了凝胶化或高粘度化的所述第一液体材料及所述第二液体材料的至少一方赋予刺激而使其低粘度化。
[0020]根据本发明的电湿润元件的制造方法，由于第一液体材料及第二液体材料的至少一方经过了凝胶化或高粘度化，可以进行固体或者以固体为准的处理，因此，能够避免同时处理两种液体这样的电湿润元件制造中的本质问题。由于不需要同时处理两种液体，因此，工序变得简略且简易，可以直接应用现有的制造装置，也可以大幅减少由液体注入量的偏差导致的图像不均等影响元件性能的问题。在本发明中，由于具有通过对经过了凝胶化或高粘度化的第一液体材料及第二液体材料的至少一方赋予刺激而使其低粘度化的工序，因此，可以制造响应性优异的电湿润元件。即，可以采取在制造中途处理一种液体、或不处理液体的简易的制造方法，另一方面，通过最终对经过了凝胶化或高粘度化的液体材料赋予刺激而使其成为低粘度的液体，从而能够充分确保所制造的电湿润元件的动作性、响应性。
[0021]本发明的第二方面涉及上述第一方面所述的电湿润元件的制造方法，其中，具备如下工序:
[0022]在由下述隔壁包围的区域内配置给定量的所述第二液体材料的工序，所述隔壁形成在所述第二基板上并区划所述单元；
[0023]在所述第一基板的一面侧配置经过了凝胶化或高粘度化为IPa.s以上的粘度的所述第一液体材料的工序；以及
[0024]隔着所述经过了凝胶化或高粘度化的第一液体材料使所述第一基板和所述第二基板贴合的工序。
[0025]在本说明书中，在由用来区划单元的隔壁包围的区域内配置的液体材料的给定量是指液体材料不会溢出至相邻的由隔壁包围的区域内的量，该量可根据色素的隐蔽性、作为电湿润的动作性、及动作后的低表面能液体的液滴的大小进行调整。
[0026]根据本发明的电湿润元件的制造方法，由于隔着经过了凝胶化或高粘度化的第一液体材料进行使第一基板和第二基板贴合的工序，因而可防止液体材料中产生偏离。因此，例如在将通过本发明制造的元件用于显示装置的情况下，可提供无显示不均的高品质的显示装置。另外，由于第一液体材料在凝胶状态或高粘度状态不易产生液体滴落，因此，配置有第一液体材料的第一基板的处理变得容易，能够以短时间进行基板的贴合工序。因此，即使是具有大型基板的电湿润元件，也能有效且容易地制造。
[0027]本发明的第三方面涉及上述第一方面所述的电湿润元件的制造方法，其中，具备如下工序:
[0028]在由下述隔壁包围的区域内配置给定量的经过了凝胶化或高粘度化为IPa.s以上的粘度的所述第二液体材料的工序，所述隔壁形成在所述第二基板上并区划所述单元；
[0029]在由所述隔壁包围的区域配置所述第一液体材料的工序；以及
[0030]使所述第一基板和所述第二基板贴合的工序。
[0031]根据本发明的电湿润元件的制造方法，由于在配置有经过了凝胶化或高粘度化的第二液体材料的区域内配置第一液体材料，因此，可防止在配置第一液体材料时产生液体材料的飞散及偏离。因此，例如在将通过本发明制造的元件用于显示装置的情况下，可提供无显示不均及缺陷的高品质的显示装置。另外，由于第二液体材料成为凝胶状态或高粘度状态，因而能够简便且在短时间进行第一液体材料的配置工序。因此，即使是具有大型基板的电湿润元件，也能够有效且容易地制造。
[0032]本发明的第四方面涉及上述第一方面所述的电湿润元件的制造方法，其中，具备如下的工序:
[0033]在由下述隔壁包围的区域内配置给定量的经凝胶化或高粘度化为IPa.s以上的粘度的所述第二液体材料的工序，所述隔壁形成在所述第二基板上并区划所述单元；
[0034]在所述第一基板的一面侧配置所述第一液体材料的工序；以及
[0035]隔着所述第一液体材料使所述第一基板和所述第二基板贴合的工序。
[0036]根据本发明的电湿润元件的制造方法，由于将经过了凝胶化或高粘度化的第二液体材料配置在由形成于第二基板的区划单元隔壁所包围的区域内，另一方面，在第一基板上配置第一液体材料，并使第二基板与第一基板贴合，因此，作为工序极其简便，可以大量且以短时间制造电湿润元件。在使第二基板与第一基板贴合时，由于设于第二基板上的第二液体材料经过了凝胶化或高粘度化，且可与固体同样地进行处理，因此，在贴合时可防止流动或飞散。因此，即使是具有大型基板的电湿润元件，也能够有效且容易地制造。
[0037]本发明的第五方面涉及上述第一方面所述的电湿润元件的制造方法，其中，具备如下工序:
[0038]在由下述隔壁包围的区域内配置给定量的经过了凝胶化或高粘度化为IPa.s以上的粘度的所述第一液体材料和第二液体材料的混合液体的工序，所述隔壁形成在所述第二基板上并区划所述单元；
[0039]在由所述隔壁包围的区域配置所述第一液体材料的工序、或者在所述第一基板的一面侧配置所述第一液体材料的工序；以及
[0040]使所述第一基板和所述第二基板贴合的工序。
[0041]根据本发明的电湿润元件的制造方法，由于将经过了凝胶化或高粘度化的第一、二液体材料的混合体配置在单元内，且在配置有该凝胶化或高粘度化的第一、二液体材料的混合体的第二基板上设置第一液体材料，隔着第一液体材料设置第一基板，因此，在设置第一液体材料时，经过了凝胶化或高粘度化的第一、二液体材料不会飞舞或飞散而偏移，因此，可提供无显示不均及缺陷的高品质的显示装置。另外，能够将凝胶化或高粘度化的第一、二液体材料的混合体配置在第二基板的单元内，另一方面，在第一基板上设置第一液体材料，隔着设于该第一基板材料的第一液体材料使第二基板贴合。此时，由于设置于第二基板的第一、二液体材料经过了凝胶化或高粘度化，因此，即使将第二基板翻转以使其贴合在第一基板侧，第一、第二液体材料也不会流动落下或偏移，从而可提供无显示不均及缺陷的高品质的显示装置。这样，由于第一、第二液体材料在凝胶状态或高粘度状态下不会流动、飞散、或飞舞，因此，设置第一液体时的处理变得容易，能够以短时间进行基板的贴合工序。
[0042]因此，即使是具有大型基板的电湿润元件，也能够有效且容易地制造。
[0043]本发明的第六方面涉及上述第一方面所述的电湿润元件的制造方法，其中，具备如下工序:
[0044]在由下述隔壁包围的区域内配置给定量的经过了凝胶化或高粘度化为IPa.s以上的粘度的所述第二液体材料的工序，所述隔壁形成在所述第二基板上并区划所述单元；
[0045]在所述第一基板的一面侧配置经过了凝胶化或高粘度化为IPa.s以上的粘度的所述第一液体材料的工序；以及
[0046]隔着进行了所述凝胶化或高粘度化的所述第一液体材料使所述第一基板和所述
第二基板贴合的工序。
[0047]本发明的电湿润元件的制造方法是包含如下工序的电湿润元件的制造方法:将进行了凝胶化或高粘度化的第二液体材料设置在由形成于所述第二基板的区划所述单元的隔壁所包围的区域内，另一方面，在所述第一基板上设置进行了凝胶化或高粘度化的第一液体材料，并使两者贴合。由于分别设置于所述第二基板、第一基板的第二液体材料、第一液体材料经过了凝胶化或高粘度化，因此，第一、第二基板的处理变得容易，能够以短时间进行基板的贴合工序。另外，由于第一液体材料、第二液体材料经过了凝胶化或高粘度化，因此，在贴合时，各自的液体不会飞舞、飞散、或偏移，能够提供无显示不均及缺陷的高品质的电湿润元件。
[0048]本发明的第七方面涉及上述第一方面所述的电湿润元件的制造方法，其中，具备如下工序:
[0049]通过将经过了凝胶化或高粘度化为IPa.s以上的粘度的所述第一液体材料、和经过了凝胶化或高粘度化为IPa.s以上的粘度的所述第二液体材料叠层而形成叠层体的工序；以及
[0050]使用所述叠层体使所述第一基板和所述第二基板贴合的工序。
[0051]根据本发明的电湿润元件的制造方法，由于使用由经过了凝胶化或高粘度化的第一及第二液体材料构成的叠层体进行第一基板和第二基板的贴合工序，因此，能够在显示单元中设置稳定的液体量，能够提供无显示不均及缺陷的高品质的电湿润元件。另外，由于使用凝胶状态或高粘度状态的叠层体，因此，可以通过适合转印等大量生产的工序来制造电湿润元件。因此，即使是具有大型基板的电湿润元件，也能够有效且容易地制造。
[0052]本发明的第八方面涉及上述第七方面所述的电湿润元件的制造方法，其中，所述贴合工序在将所述叠层体转印到了所述第一基板及所述第二基板中的一个上的状态下进行。
[0053]在上述电湿润元件的制造方法中，所述贴合工序优选为在将所述叠层体转印到所述第一基板及所述第二基板的一个上的状态下进行。
[0054]根据该构成，由于叠层体转印于第一基板或第二基板，因此，能够高速且容易地进行第一基板及第二基板的贴合工序。
[0055]本发明的第九方面涉及上述第一~八方面中任一方面所述的电湿润元件的制造方法，其中，所述刺激是选自与化学物质进行接触、照射电磁波、热、声波、振动、电场及磁场中的至少一种。
[0056]根据该构成，由于能够通过与化学物质进行接触、照射电磁波等这样的简便的工序使所述第一液体材料及所述第二液体材料中的至少一种的粘度降低，因此，在电湿润元件动作时，即对单元内施加电压时，能够提高第一液体材料及第二液体材料的界面形状的变化中的响应性。
[0057]本发明的第十方面涉及上述第一、第三、第四、第六及第九方面中任一方面所述的电湿润元件的制造方法，其中，所述第二液体材料的凝胶化剂或高粘度化剂是使该第二液体材料凝胶化或高粘度化为IPa.s以上，且溶解于所述第一液体材料的凝胶化剂或高粘度化剂。 [0058]根据该构成，由于第二液体材料的凝胶化剂或高粘度化剂溶解在第一液体材料中，因此，通过使经过了凝胶化或高粘度化的第二液体材料与第一液体材料接触，凝胶化剂或高粘度化剂向第一液体转移。其结果，经过了凝胶化或高粘度化的第二液体材料成为对作为电湿润元件动作而言足够低粘度的液体。另一方面，由于凝胶化剂或高粘度化剂溶解在第一液体材料中，因此，不会使第一液体材料凝胶化或高粘度化，第一液体材料也成为对作为电湿润元件动作而言足够低粘度的液体。
[0059]本发明的第十一方面涉及上述第十方面所述的电湿润元件的制造方法，其中，所述凝胶化剂或高粘度化剂是下面的通式(I)表示的凝胶化剂或高粘度化剂。
[0060][化学式I]
[0061]
【权利要求】
1.一种电湿润元件的制造方法，该电湿润元件在形成于相对配置的第一基板及第二基板间的单元内含有相互不混合的第一液体材料及表面能比该第一液体材料的表面能低的第二液体材料，所述第一液体材料及所述第二液体材料的至少一方经过了凝胶化或高粘度化，通过对所述单元内施加电压使所述第一液体材料及所述第二液体材料的界面形状发生变化， 该方法包括下述工序: 通过对经过了凝胶化或高粘度化的所述第一液体材料及所述第二液体材料的至少一方赋予刺激而使其低粘度化。
2.如权利要求1所述的电湿润元件的制造方法，其中，具备如下工序: 在由下述隔壁包围的区域内配置给定量的所述第二液体材料的工序，所述隔壁形成在所述第二基板上并区划所述单元； 在所述第一基板的一面侧配置经过了凝胶化或高粘度化为IPa.s以上的粘度的所述第一液体材料的工序；以及 隔着所述经过了凝胶化或高粘度化的第一液体材料使所述第一基板和所述第二基板贴合的工序。
3.如权利要求1所述的电湿润元件的制造方法，其中，具备如下工序: 在由下述隔壁包围的区域内配置给定量的经过了凝胶化或高粘度化为IPa.s以上的粘度的所述第二液体材料 的工序，所述隔壁形成在所述第二基板上并区划所述单元； 在由所述隔壁包围的区域配置所述第一液体材料的工序；以及 使所述第一基板和所述第二基板贴合的工序。
4.如权利要求1所述的电湿润元件的制造方法，其中，具备如下工序: 在由下述隔壁包围的区域内配置给定量的经凝胶化或高粘度化为IPa.s以上的粘度的所述第二液体材料的工序，所述隔壁形成在所述第二基板上并区划所述单元； 在所述第一基板的一面侧配置所述第一液体材料的工序；以及 隔着所述第一液体材料使所述第一基板和所述第二基板贴合的工序。
5.如权利要求1所述的电湿润元件的制造方法，其中，具备如下工序: 在由下述隔壁包围的区域内配置给定量的经过了凝胶化或高粘度化为IPa.s以上的粘度的所述第一液体材料和第二液体材料的混合液体的工序，所述隔壁形成在所述第二基板上并区划所述单元； 在由所述隔壁包围的区域配置所述第一液体材料的工序、或者在所述第一基板的一面侧配置所述第一液体材料的工序；以及 使所述第一基板和所述第二基板贴合的工序。
6.如权利要求1所述的电湿润元件的制造方法，其中，具备如下工序: 在由下述隔壁包围的区域内配置给定量的经过了凝胶化或高粘度化为IPa.s以上的粘度的所述第二液体材料的工序，所述隔壁形成在所述第二基板上并区划所述单元； 在所述第一基板的一面侧配置经过了凝胶化或高粘度化为IPa.s以上的粘度的所述第一液体材料的工序；以及 隔着进行了所述凝胶化或高粘度化的所述第一液体材料使所述第一基板和所述第二基板贴合的工序。
7.如权利要求1所述的电湿润元件的制造方法，其中，具备如下工序: 通过将经过了凝胶化或高粘度化为IPa *s以上的粘度的所述第一液体材料、和经过了凝胶化或高粘度化为IPa.s以上的粘度的所述第二液体材料叠层而形成叠层体的工序；以及 使用所述叠层体使所述第一基板和所述第二基板贴合的工序。
8.如权利要求7所述的电湿润元件的制造方法，其中， 所述贴合工序在将所述叠层体转印到了所述第一基板及所述第二基板中的一个上的状态下进行。
9.如权利要求1~8中任一项所述的电湿润元件的制造方法，其中， 所述刺激是选自与化学物质进行接触、照射电磁波、热、声波、振动、电场及磁场中的至少一种。
10.如权利要求1、3、4、6及9中任一项所述的电湿润元件的制造方法，其中， 所述第二液体材料的凝胶化剂或高粘度化剂是使该第二液体材料凝胶化或高粘度化为IPa.s以上，且溶解于所述第一液体材料的凝胶化剂或高粘度化剂。
11.如权利要求10所述的电湿润元件的制造方法，其中， 所述凝胶化剂或高粘度化剂是下面的通式(I)表示的凝胶化剂或高粘度化剂，
12.如权利要求11所述的电湿润元件的制造方法，其中， X为具有芳香族基团的酸的共轭碱。
13.如权利要求11或12所述的电湿润元件的制造方法，其中， R1为甲基、异丙基、异丁基、仲丁基、苄基中的任意基团。
14.如权利要求11~13中任一项所述的电湿润元件的制造方法，其中， R2为碳原子数6~20的直链烷基。
15.如权利要求10所述的电湿润元件的制造方法，其中， 所述凝胶化剂或高粘度化剂包含下面的结构式(2)表示的化合物，
16.如权利要求15所述的电湿润元件的制造方法，其中， 所述凝胶化剂或高粘度化剂是所述结构式(2)表示的化合物与类固醇化合物或酚化合物的混合物。
17.如权利要求16所述的电湿润元件的制造方法，其中， 酚化合物为对苯二酚或间苯二酚。
18.如权利要求10所述的电湿润元件的制造方法，其中， 所述凝胶化剂或高粘度化剂包含下面的通式(3)表示的化合物，
19.如权利要求18所述的电湿润元件的制造方法，其中， Y为甲基、氯基或溴基中的任意基团。
20.如权利要求18所述的电湿润元件的制造方法，其中， R为碳原子数6~20的脂肪族烃基或芳烷基。
21.如权利要求1、2、4、5中任一项所述的电湿润元件的制造方法，其中， 所述第一液体材料的凝胶化剂或高粘度化剂是使该第一液体材料凝胶化或高粘度化为IPa.s以上，且溶解于所述第二液体材料的凝胶化剂或高粘度化剂。
22.如权利要求1~21中任一项所述的电湿润元件的制造方法，其中， 通过对所述单元内赋予刺激而使经过了凝胶化或高粘度化的所述第一液体材料及所述第二液体材料的至少一方低粘度化的工序在所述第一基板及所述第二基板的贴合工序后进行。
23.一种电湿润显示器，其包括通过权利要求1~22中任一项所述的电湿润元件的制造方法制造的电湿润元件。
【文档编号】G02B3/14GK103748510SQ201280038988
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2012年9月18日 优先权日:2011年10月24日
【发明者】野村茂树 申请人:积水化学工业株式会社