JP2006162901A - Electrophoretic display element and electrophoretic display device - Google Patents
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Abstract
【課題】 表示品位の低下を防ぐことのできる電気泳動表示素子及び電気泳動表示装置を提供する。
【解決手段】 所定間隙を開けた状態に配置される第1基板1及び第2基板2と、第1基板1及び第2基板2の間隙に配置された隔壁7とに囲まれた空間Sに帯電粒子8を配置し、この帯電粒子8の分布を間隙に面して配置された第1電極3及び第2電極4間に生じる電界により変化させて表示を行う。そして、第1基板3及び第2基板4と隔壁部材7とにより囲まれた空間Sのうち、第1電極3及び第2電極4の間の、電界強度の強い領域の少なくとも一部を、帯電粒子8との間の付着力及び摩擦力の少なくとも一方が他の領域よりも強い領域とすることにより、帯電粒子の密度減少の発生を防ぐようにする。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrophoretic display element and an electrophoretic display device capable of preventing deterioration of display quality.
SOLUTION: A space S surrounded by a first substrate 1 and a second substrate 2 arranged with a predetermined gap and a partition wall 7 arranged in a gap between the first substrate 1 and the second substrate 2 is provided. Display is performed by arranging the charged particles 8 and changing the distribution of the charged particles 8 by the electric field generated between the first electrode 3 and the second electrode 4 arranged facing the gap. In the space S surrounded by the first substrate 3 and the second substrate 4 and the partition wall member 7, at least a part of the region having a high electric field strength between the first electrode 3 and the second electrode 4 is charged. By making at least one of the adhesion force and frictional force between the particles 8 stronger than the other regions, the occurrence of a decrease in the density of the charged particles is prevented.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、電気泳動表示素子及び電気泳動表示装置に関し、特に帯電粒子の分布を制御する構成に関する。 The present invention relates to an electrophoretic display element and an electrophoretic display device, and more particularly to a configuration for controlling the distribution of charged particles.
近時、電気泳動性の帯電粒子を絶縁性液体中に分散させた分散系に表示制御用の電圧を印加して表示を行うようにした電気泳動表示装置が、非発光型の表示デバイスとして注目されている。 Recently, an electrophoretic display device that performs display by applying a voltage for display control to a dispersion system in which electrophoretic charged particles are dispersed in an insulating liquid has attracted attention as a non-light-emitting display device. Has been.
そして、このような電気泳動表示装置に用いられる電気泳動表示素子としては、第1電極が設けられた第1基板に対向して設けられた第2基板の外側に遮蔽層を設け、かつ、遮蔽層に隠蔽された領域に第2電極を設けるようにしたものが提案されている(特許文献1参照)。 As an electrophoretic display element used in such an electrophoretic display device, a shielding layer is provided on the outside of a second substrate provided opposite to the first substrate provided with the first electrode, and the shielding is performed. There has been proposed one in which a second electrode is provided in a region concealed by a layer (see Patent Document 1).
ところで、このような電気泳動表示素子を備えた電気泳動表示装置では、第1電極と第2電極とに電圧を印加することによって電極間に生じる電界により絶縁性液体中の帯電粒子を移動させて表示を行うが、この場合、表示の明るさは、第1電極上に分布する帯電粒子の密度によって表現される。 By the way, in an electrophoretic display device having such an electrophoretic display element, charged particles in an insulating liquid are moved by an electric field generated between the electrodes by applying a voltage to the first electrode and the second electrode. In this case, the brightness of the display is expressed by the density of charged particles distributed on the first electrode.
ここで、この帯電粒子の分布状態を制御するには、第1電極と第2電極との間に電位勾配を適切に形成することが必要となる。例えば、着色した帯電粒子の色味のみを表現するには、帯電粒子を第1電極を被うように分布させ、また第1電極からの反射光を利用して明るい表示を行うには、第2電極近傍に帯電粒子を集合させるような分布を作り、絶縁性液体を通過してきた入射光の多くが第1電極に直接入射するようにする。 Here, in order to control the distribution state of the charged particles, it is necessary to appropriately form a potential gradient between the first electrode and the second electrode. For example, in order to express only the color of the colored charged particles, the charged particles are distributed so as to cover the first electrode, and the reflected light from the first electrode is used to perform bright display. A distribution is formed so that charged particles are gathered in the vicinity of the two electrodes so that most of the incident light that has passed through the insulating liquid is directly incident on the first electrode.
例えば、帯電粒子として黒色の負極性に帯電した粒子を用いると共に、第1電極上に配置する散乱層として白色散乱層を用いて白黒表示を行う場合、白表示を行うには、第1電極に負極性の電圧を印加し、第2電極に相対的に正の電圧を印加することで、負極性に帯電した帯電粒子は、第2電極近傍の隔壁周辺に移動するようになり、これにより散乱層の色である白色を外部より視認することとなる。 For example, when using black negatively charged particles as charged particles and using a white scattering layer as a scattering layer disposed on the first electrode to perform black and white display, By applying a negative voltage and applying a relatively positive voltage to the second electrode, the negatively charged charged particles move around the partition wall in the vicinity of the second electrode, thereby scattering. The white color that is the color of the layer will be visually recognized from the outside.
一方、黒表示を行う時には、第1電極に正極性の電圧を印加し、第2電極には相対的に負の電圧を印加することで、帯電粒子は第1電極上へ移動し、外部からは帯電粒子の色である黒色が視認されることとなる。 On the other hand, when black display is performed, a positive voltage is applied to the first electrode and a relatively negative voltage is applied to the second electrode, so that the charged particles move onto the first electrode and are externally applied. The black color which is the color of the charged particles is visually recognized.
ところが、このような従来の電気泳動表示素子を備えた電気泳動表示装置において、帯電粒子を第1電極上へ移動させて黒表示を行うとき、本来黒表示を行うべき駆動条件において、黒の輝度が最暗の輝度よりわずかに上昇してしまうという現象が確認された。そして、この現象に対し詳細に光学的な観察を行った結果、図6に示すような黒表示時、第1電極53と第2電極54の境界部分である隔壁57の近傍の帯電粒子58の密度が減少し、散乱層56の色である白色の光漏れが生じ、黒輝度の上昇を招いていることが判明した。
However, in the electrophoretic display device having such a conventional electrophoretic display element, when black display is performed by moving the charged particles onto the first electrode, the black luminance is reduced under the driving conditions that should originally perform black display. It was confirmed that the phenomenon slightly increased from the darkest brightness. As a result of detailed optical observation of this phenomenon, the
ここで、このような表示品位の低下の原因としては、隔壁近傍の帯電粒子密度が減少している領域は、平行方向の電界成分と垂直方向の電界成分を持ち、画素内でも特に電界が強い領域であり、また黒表示時、第2電極54が帯電粒子58と同極となっているため、帯電粒子58が静電的な反発によって画素中央に向けて押し出され、隔壁近傍で粒子密度が減少してしまったと考えられる。
Here, as a cause of such a deterioration in display quality, the area where the charged particle density in the vicinity of the barrier ribs has a parallel electric field component and a vertical electric field component, and the electric field is particularly strong even within the pixel. Since the
そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、表示品位の低下を防ぐことのできる電気泳動素子を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention has been made in view of such a current situation, and an object of the present invention is to provide an electrophoretic element capable of preventing deterioration in display quality.
本発明は、所定間隙を開けた状態に配置される第1基板及び第2基板と、前記第1基板及び第2基板の間隙に配置された隔壁部材と、前記第1基板及び第2基板と前記隔壁部材とに囲まれた空間に配置された帯電粒子と、前記間隙に面して配置された第1電極及び第2電極とによって形成された複数の画素を備え、前記電極間に生じる電界により前記帯電粒子の分布を変化させて表示を行う電気泳動表示素子において、前記空間のうち、前記第1電極及び第2電極の間の、電界強度の強い領域の少なくとも一部を、前記帯電粒子との間の付着力及び摩擦力の少なくとも一方が他の領域よりも強い領域とすることを特徴とするものである。 The present invention includes a first substrate and a second substrate disposed in a state where a predetermined gap is provided, a partition member disposed in a gap between the first substrate and the second substrate, the first substrate and the second substrate, An electric field generated between the electrodes, comprising a plurality of pixels formed by charged particles disposed in a space surrounded by the partition wall member, and first and second electrodes disposed facing the gap. In the electrophoretic display element that performs display by changing the distribution of the charged particles according to the above, at least a part of a region having a high electric field strength between the first electrode and the second electrode in the space is used as the charged particle. It is characterized in that at least one of the adhesive force and the frictional force between the two is a region stronger than the other region.
本発明のように、第1基板及び第2基板と隔壁部材とにより囲まれた空間のうち、第1電極及び第2電極の間の、電界強度の強い領域の少なくとも一部を、帯電粒子との間の付着力及び摩擦力の少なくとも一方が他の領域よりも強い領域として帯電粒子の密度減少の発生を防ぐことにより、帯電粒子の密度減少により生じる表示品位の低下を防ぐことができる。 As in the present invention, at least a part of a region having a high electric field strength between the first electrode and the second electrode in the space surrounded by the first substrate and the second substrate and the partition member is charged particles. By preventing the occurrence of a decrease in the density of charged particles as a region where at least one of the adhesion force and the frictional force between them is stronger than the other regions, it is possible to prevent a reduction in display quality caused by a decrease in the density of charged particles.
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る電気泳動素子の構成を示す図であり、この電気泳動表示素子は、第1基板1と、第1基板1と所定間隙を開けて配置され、観察者側に配置される第2基板2と、これら第1及び第2基板1,2の間隙に、この間隙を一定に保持するように配置され、かつ間隙を仕切って画素10を画定する隔壁部材である隔壁7と、第1及び第2基板1,2と隔壁7とからなる空間Sに配置された透明な絶縁性液体9と、この絶縁性液体9内に分散された帯電粒子8と、第1基板1に沿って画素10に配置された第1電極3と、隔壁7の内部形成された第2電極4とを備えている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an electrophoretic element according to an embodiment of the present invention. This electrophoretic display element is arranged with a first substrate 1 and a predetermined gap from the first substrate 1 for observation. Partition member that is disposed in the gap between the
なお、図1において、6は第1電極3上に設けられた散乱層であるが、この散乱層6は設けなくとも良い。また、第1電極3が透明材料で作られている場合には第1電極3の下部に反射層を設けても良い。なお、第1電極3と第2電極4の配置、あるいは形状に関して制限をするものではない。
In FIG. 1,
そして、このような構成の電気泳動素子においては、第1電極3と第2電極4とに電圧を印加することによって電極間に生じる電界により、絶縁性液体9中の帯電粒子8を移動させて表示を行うようにしている。ここで、表示の明るさは、第1電極3上に分布する帯電粒子8の密度によって表現されるが、分布状態を制御するには、第1電極3と第2電極4との間に電位勾配を適切に形成することが必要となる。
In the electrophoretic element having such a configuration, the
例えば、着色した帯電粒子8の色味のみを表現するには、帯電粒子8を第1電極3を被うように分布させ、また第1電極3からの反射光を利用して明るい表示を作るには、第2電極4近傍に帯電粒子8を集合させるよう分布を作り、絶縁性液体9を通過してきた入射光の多くが第1電極3に直接入射するようにする。
For example, in order to express only the color of the colored
ところで、既述したように散乱層6の絶縁性液体9に接する表面のうち第1電極3と第2電極4の境界部分である隔壁近傍部分は、散乱層6の表面に平行な方向の電界成分と垂直な方向の電界成分を持ち、画素内でも特に電界が強い部分であり、この部分の帯電粒子8は画素中央に向けて押し出されるため、帯電粒子8を第1電極3を被うように分布させた場合、隔壁近傍で粒子密度減少が起こる。
By the way, as described above, of the surface of the
そこで、本実施の形態において、帯電粒子密度が減少する領域である隔壁近傍部分に、図1に示すように、接触状態もしくは近接状態における帯電粒子8との間の付着力及び摩擦力の少なくとも一方が大きくなるように構成された領域を形成するよう、粒子付着帯5を設けている。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, at least one of the adhesion force and the frictional force between the
そして、このような粒子付着帯5を設け、隔壁近傍部分において帯電粒子8との間の付着力及び摩擦力の少なくとも一方が大きくなるようにすることにより、帯電粒子8を第1電極3を覆うように分布させる際、帯電粒子8が画素中央に押し出されるのを防ぐことができる。
Then, such a
つまり、接触状態または近接状態における帯電粒子8との間の付着力及び摩擦力の少なくとも一方が空間Sの他の部分よりも強い領域を構成する粒子付着帯5を隔壁7の近傍に設けることにより、帯電粒子8の密度の減少に基づく輝度変化を抑制することが可能となる。この結果、図2に示すように、隔壁近傍における粒子密度減少がなくなり、粒子密度減少による表示品位の低下を抑制することができる。
That is, by providing the
なお、この粒子付着帯5の付着力及び摩擦力の少なくとも一方は、逆方向の電界が印加された場合には、帯電粒子8が粒子付着帯5から離れ、隔壁近傍に集まることのできる大きさに設定されている。
It should be noted that at least one of the adhesion force and friction force of the
ここで、この粒子付着帯5は、第1及び第2電極3,4にそれぞれ近接した電界強度の強い領域であり、かつ帯電粒子密度の低下によって表示品位の低下を起こす部分に設けると良く、本実施の形態においては、図1及び図2に示すように散乱層6の絶縁性液体に接する表面のうち隔壁近傍に設けているが、図3に示すような、第1基板1の内部に第1電極3を形成し、第1基板1の上に第2電極4を形成した構成のもの場合においては、二つの電極3,4にそれぞれ近接した部分、即ち第2電極4の側端に粒子付着帯5を設けるようにすると良い。
Here, the
また、この粒子付着帯5は透明もしくは散乱層6と同色とすることが好ましく、この場合には粒子付着帯5による散乱層6からの反射率の低減は認められない。また、この粒子付着帯5の面積や形状については特に限定するものではないが、面積を大きくしすぎると、より電界強度の弱い領域において付着力が強くなるため、駆動電圧の上昇を招くことがあることから、面積については必要最小限とすることが望ましい。
The
このため、第1電極上に帯電粒子を移動させる際に帯電粒子密度が減少し、散乱層6が露出する面積(以下、画素開口面積と称する)を鑑みて粒子付着帯5の面積や形状を算出する必要がある。例えば、第2電極周辺に帯電粒子を集合させた際、ならびに、第1電極上に粒子を移動させた際の光学観察結果に基づいて、画素開口面積とその形状を実際の状況に応じて算出することも可能である。
For this reason, when moving charged particles onto the first electrode, the charged particle density decreases, and the area and shape of the
また、粒子付着帯5の形成材料としては、粒子付着帯5を形成する際、絶縁性液体中で帯電粒子8との間の付着力及び摩擦力の少なくとも一方が大きく、粒子密度減少を抑制する効果があればどのような材料を用いてもよい。なお、帯電粒子8と粒子付着帯5との間の付着力は、実質的に接触状態で作用するものでも良く、クーロン力のように非接触でも近接状態では相互作用の強い引力でもよい。
Further, as a material for forming the
例えば、引力により付着力を発生させる場合には、絶縁性液体中で帯電粒子と逆極性に帯電するイオン性材料を用いても良い。ここで、イオン性材料としては、好ましくは分子量の大きな、イオン性の官能基を有するイオン性ポリマーを用いると良い。なお、イオン性ポリマーとしては、イオン性モノマーの単独重合体、或いはイオン性モノマーと非イオン性モノマーからなる共重合体が使用できる。そして、イオン性モノマーとしては、例えば以下のモノマーが挙げられる。 For example, when the adhesive force is generated by attractive force, an ionic material that is charged in the insulating liquid with a polarity opposite to that of the charged particles may be used. Here, as the ionic material, an ionic polymer having an ionic functional group having a large molecular weight is preferably used. In addition, as an ionic polymer, the homopolymer of an ionic monomer or the copolymer which consists of an ionic monomer and a nonionic monomer can be used. And as an ionic monomer, the following monomers are mentioned, for example.
正帯電性を発現させる場合には、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ヒドロキシエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N−オクチル−N−エチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジヘキシルアミノエチル(メタ)アクリレート等の脂肪族アミノ基を有する(メタ)アクリレート類、N−メチルアクリルアミド、N−オクチルアクリルアミド、N−フェニルメチルアクリルアミド、N−シクロヘキシルアクリルアミド、N−フェニルアクリルアミド、N−p−メトキシ−フェニルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジブチルアクリルアミド、N−メチル−N−フェニルアクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類、ジメチルアミノスチレン、ジエチルアミノスチレン、ジメチルアミノメチルスチレン、ジオクチルアミノスチレン等の含窒素基を有する芳香族置換エチレン系単量体類、ビニル−N−エチル−N−フェニルアミノエチルエーテル、ビニル−N−ブチル−N−フェニルアミノエチルエーテル、トリエタノールアミンジビニルエーテル、ビニルジフェニルアミノエチルエーテル、N−ビニルヒドロキシエチルベンズアミド、m−アミノフェニルビニルエーテル等の含窒素ビニルエーテル単量体類等が挙げられる。 In the case of developing positive chargeability, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dibutylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-hydroxy Aliphatic amino groups such as ethylaminoethyl (meth) acrylate, N-ethylaminoethyl (meth) acrylate, N-octyl-N-ethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dihexylaminoethyl (meth) acrylate, etc. (Meth) acrylates, N-methylacrylamide, N-octylacrylamide, N-phenylmethylacrylamide, N-cyclohexylacrylamide, N-phenylacrylamide, Np-methoxy-phenylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N N-dibutylacrylamide, (meth) acrylamides such as N-methyl-N-phenylacrylamide, aromatic substituted ethylene-based monomers having nitrogen-containing groups such as dimethylaminostyrene, diethylaminostyrene, dimethylaminomethylstyrene, dioctylaminostyrene , Vinyl-N-ethyl-N-phenylaminoethyl ether, vinyl-N-butyl-N-phenylaminoethyl ether, triethanolamine divinyl ether, vinyl diphenylaminoethyl ether, N-vinylhydroxyethylbenzamide, m- And nitrogen-containing vinyl ether monomers such as aminophenyl vinyl ether.
さらに含窒素系塩基性モノマーとしては、含窒素複素環式化合物類が挙げられるが、このうちN−ビニルピロール等のピロール類、N−ビニル−2−ピロリン、N−ビニル−3−ピロリン等のピロリン類、N−ビニルピロリジン、ビニルピロリジンアミノエーテル、N−ビニル−2−ピロリドン等のピロリジン類、N−ビニル−2−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、N−ビニルイミダゾリン等のイミダゾリン類、N−ビニルインドール等のインドール類、N−ビニルインドリン等のインドリン類、N−ビニルカルバゾール、3,6−ジブロム−N−ビニルカルバゾール等のカルバゾール類、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、2−メチル−5−ビニルピロジン等のピリジン類、(メタ)アクリルピペリジン、N−ビニルピペリドン、N−ビニルピペラジン等のピペリジン類、2−ビニルキノリン、4−ビニルキノリン等のキノリン類、N−ビニルピラゾール、N−ビニルピラゾリン等のピラゾール類、2−ビニルオキサゾール等のオキサゾール類、4−ビニルオキサジン、モルホリノエチル(メタ)アクリレート等のオキサジン類なども用いることができる。 Further, examples of nitrogen-containing basic monomers include nitrogen-containing heterocyclic compounds, among which pyrroles such as N-vinylpyrrole, N-vinyl-2-pyrroline, N-vinyl-3-pyrroline and the like. Pyrrolines, N-vinyl pyrrolidine, vinyl pyrrolidine amino ether, pyrrolidines such as N-vinyl-2-pyrrolidone, imidazoles such as N-vinyl-2-methylimidazole, imidazolines such as N-vinyl imidazoline, N-vinyl Indoles such as indole, indolines such as N-vinylindoline, N-vinylcarbazole, carbazoles such as 3,6-dibromo-N-vinylcarbazole, 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, 2-methyl-5 -Pyridines such as vinylpyrrolidine, (meth) acrylic piperidine, N-vinyl pipette Don, piperidines such as N-vinylpiperazine, quinolines such as 2-vinylquinoline and 4-vinylquinoline, pyrazoles such as N-vinylpyrazole and N-vinylpyrazoline, oxazoles such as 2-vinyloxazole, 4-vinyl Oxazines such as oxazine and morpholinoethyl (meth) acrylate can also be used.
また、負帯電性を発現させる場合には、例えばイオン性モノマーとして、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、ビニル酢酸、ビニルグリコーゲン酸、ビニルアクリル酸、ビニル安息香酸等のカルボキシル基を有する化合物及びその金属塩(Li、Na、K、Ca、Mg、Al等)、ビニルスルホン酸、ビニルベンゼンスルホン酸、ビニルベンジルスルホン酸、ビニルベンゼンスルフィン酸等のスルホン基、スルフィン基を有する化合物及びその金属塩、その他りん酸等の酸性を示す官能基を有する化合物を単独で、或いは2種類以上組み合わせて用いることができる。 In order to develop negative chargeability, for example, an ionic monomer having a carboxyl group such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, vinyl acetic acid, vinyl glycogenic acid, vinyl acrylic acid, vinyl benzoic acid, etc. Compound and its metal salt (Li, Na, K, Ca, Mg, Al, etc.), vinyl sulfonic acid, vinyl benzene sulfonic acid, vinyl benzyl sulfonic acid, vinyl benzene sulfinic acid etc. A compound having a functional group showing acidity such as a metal salt or phosphoric acid may be used alone or in combination of two or more.
また、粒子付着帯5としてエレクトレット化する材料を用い、帯電粒子と逆極性に帯電するようにエレクトレット処理を行ってもよい。
Alternatively, an electret material may be used as the
ここで、エレクトレット化する材料としては、テフロン(登録商標)(Teflon−FEP,Teflon−TFE)等のフッ素系樹脂やポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド等を用いる。また、エレクトレット処理の方法としては、例えば1.誘電体を軟化温度、または溶融温度近傍まで加熱し、高電界DCを印加しながら冷却する方法(サーモ・エレクトレット法)、2.誘電体表面にコロナ放電させるか、絶縁破壊電圧に近い高電界DC(〜106V/cm)を室温で印加する方法(エレクトロ・エレクトレット法)、3.絶縁体に真空中で高エネルギー放射線(電子線、γ線)を照射する方法(ラジオ・エレクトレット法)、4.光照射中に高電圧DCを印加する方法(フォト・エレクトレット)、5.加圧・延伸等による機械的な変形による方法(メカノ・エレクトレット)等があげられる。 Here, as a material to be electretized, fluororesin such as Teflon (registered trademark) (Teflon-FEP, Teflon-TFE), polyethylene, polypropylene, polystyrene, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polyimide, etc. Use. As an electret processing method, for example, 1. 1. A method in which a dielectric is heated to a softening temperature or near a melting temperature and cooled while applying a high electric field DC (thermo-electret method). 2. A method in which corona discharge is applied to the dielectric surface, or a high electric field DC (˜10 6 V / cm) close to the dielectric breakdown voltage is applied at room temperature (electro-electret method). 3. A method of irradiating an insulator with high-energy radiation (electron beam, γ-ray) in a vacuum (radio electret method). 4. Method of applying high voltage DC during light irradiation (photo electret); Examples thereof include a method (mechanical / electret) by mechanical deformation by pressurization / stretching.
また、粒子付着帯5としては、絶縁性液体中で帯電粒子8を付着させる付着力が大きければどんな材料を用いてもよい。例えば、絶縁性液体9としてイソパラフィンを用い、帯電粒子8としてカーボンブラックを含有したポリスチレン−ポリメチルメタクリレート共重合体樹脂を使用する場合には、エポキシ樹脂やポリエチレンテレフタレート(PET)を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
As the
なお、粒子付着帯5を形成する付着性材料選択時における、付着力を定量的に調べる方法としては、付着性材料に帯電粒子8を付着させ、付着していた帯電粒子8が付着性材料から離れるために必要な分散液中でのせん断力の強度を測定する、付着していた帯電粒子8が付着性材料から離れるために必要な電界強度を測定する、付着性材料に付着している帯電粒子8の単位面積あたりの面積比を求める、などが挙げられる。
In addition, as a method for quantitatively examining the adhesive force when selecting the adhesive material for forming the
また、粒子付着帯を形成する方法は、どのようなものを用いてもよい。例えば、フォトリソグラフィー、印刷等を用いて付着帯材料を直接所望の形状に形成しても良いし、画素全面に付着帯材料からなる膜を形成し、しかる後に不必要部を除去しても良い。また、予め粒子付着帯の形状に形成した後に貼り付けてもよい。さらには、画素全面に付着帯材料からなる膜を形成し、付着帯を設けるべき場所以外は付着力の小さな別の材料からなる膜で覆ってもよいが、これらに限定されるものではない。 Any method may be used to form the particle adhesion band. For example, the adhesive band material may be directly formed into a desired shape using photolithography, printing, etc., or a film made of the adhesive band material may be formed on the entire surface of the pixel, and then unnecessary portions may be removed. . Moreover, you may affix after forming in the shape of a particle adhesion band previously. Furthermore, a film made of an adhesive band material may be formed on the entire surface of the pixel, and the film may be covered with a film made of another material having a small adhesive force except where the adhesive band is to be provided, but is not limited thereto.
また、摩擦力を大きくする場合には、粒子付着帯を直接所望の形状に形成する代わりに、例えば散乱層6表面の隔壁近傍のみに凹凸を付けて摩擦力を大きくすると良い。そして、このように凹凸を付けて摩擦力を大きくすることにより、帯電粒子8が散乱層表面に沿って動くことを阻害し、粒子密度減少を抑制することができる。なお、この凹凸は、例えば、散乱層6表面の隔壁近傍領域のみ酸素ガスを用いたドライエッチングで付けても良いし、別の材料を用いて、例えばレジストをパターニングすることで付けても良い。更には、ウエットエッチング、プレス、切削、陽極酸化、レーザー加工などの手段を用いてもよい。また、粒子付着帯として摩擦力の大きな別の材料を用いてもよい。
Further, when the frictional force is increased, it is preferable to increase the frictional force by providing irregularities only in the vicinity of the partition wall on the surface of the
次に、本実施の形態に係る電気泳動素子を構成する他の材料および製造方法について説明する。 Next, other materials and manufacturing methods constituting the electrophoretic element according to the present embodiment will be described.
第1及び第2基板1,2には、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリイミド(PI)、ポリエチレンナフタレ−ト(PEN)、ポリカーボネート(PC)等のポリマーフィルム、ガラス、石英等の無機材料、あるいは表面に絶縁層を有するステンレス基板を使用することができる。なお、観察者側の第2基板2には、可視光の透過率が高い材料、たとえば透明なポリマーフィルムやガラスを使用するとよい。
For the first and
第1及び第2電極3,4には、パターニング可能な導電性材料なら特に限定されないが、例えば酸化インジウムすず(ITO)、アルミ、チタンなどを挙げることができる。なお、図1及び図2に示す電気泳動表示装置では、第1電極3が画素10ごとに分割して形成されているが、この第1電極3は画素全体に形成されていても良いし、第2基板2に設けてもよく、さらに第1及び第2基板1,2の両方に設けても良い。
The first and
また、第2電極4は隔壁内部に設けられているが、隔壁7の側面、底面、或いは隔壁7と第2基板2に挟まれた部分、又は図4に示すように隔壁7と第1基板1に挟まれた部分に設けても良い。
In addition, the
さらに、第1及び第2電極3,4を覆うように絶縁層を形成すると良く、このように絶縁層を形成した場合には、各電極3,4から帯電粒子8への電荷注入を防止できる。なお、この絶縁層に用いる材料としては、薄膜でピンホールが形成されにくいものが良い。具体的には、高い透明性を有するポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ノボラック樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。なお、絶縁層を形成する場合、粒子付着帯は絶縁層より絶縁性液体6側に形成してもよい。
Furthermore, an insulating layer may be formed so as to cover the first and
また、隔壁7にはポリマー樹脂を使用すれば良い。具体的には、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ノボラック樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。なお、隔壁7を形成する方法としては、光感光性樹脂層を塗布した後露光及びウエット現像を行う方法、印刷法によって形成する方法、隔壁を形成した後に基板に接着する方法、光透過性の基板表面にモールドによって形成しておく方法等を挙げることができる。
A polymer resin may be used for the
ところで、第1及び第2電極3,4の内、いずれか一方の電極が配置された領域には帯電粒子8と同じ色を付し、他方の電極が配置された領域には異なる色に着色することができる。この場合、電極自体を着色してもよく、あるいは着色層を電極とは別に設けてもよく、電極と重なるように絶縁層を配置すると共に、その絶縁層を着色してもいずれでも良い。また、白色表示として使用する場合は、電極表面そのものに光が乱反射するように表面凹凸をつけるか、あるいは電極上に光散乱層を形成しておくとよい。
By the way, the area | region in which any one electrode is arrange | positioned among the 1st and
ここで、散乱層6を構成する材料としては、反射性の高い微粒子を透明な絶縁性樹脂に含有させるのが好ましく、微粒子としては酸化チタン、Al2O3等が好適に用いられる。また透明な樹脂には、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フッ素系樹脂、ノルボルネン樹脂、PC、PETなどが使用できる。
Here, as a material constituting the
また、帯電粒子8の平均粒径は、0.1μm以上10μm以下の範囲であることが好ましい。着色剤としては特に限定されないが、例えば、カーボンブラック、酸化チタン、硫酸バリウム、ニグロシン、鉄黒、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、スカイブルー、ローダミンレーキ等が挙げられる。
The average particle size of the charged
また粒子樹脂としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリアクリルレート、ポリアクリル酸エステル、ポリエチレン−アクリル酸共重合体、ポリエチレン−メタクリル酸共重合体、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリエチレン系樹脂その他ポリ塩化ビニル樹脂、ニトロセルロース、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂等の高分子材料が挙げられる。これらの材料は単独あるいは2種類以上を併用してもよい。 Examples of the particle resin include polyethylene such as polystyrene, polyethylene, polyester, polymethacrylate, polyacrylate, polyacrylate, polyethylene-acrylic acid copolymer, polyethylene-methacrylic acid copolymer, polyethylene-vinyl acetate copolymer. And other high molecular weight materials such as polyvinyl chloride resin, nitrocellulose, phenol resin, and polyamide resin. These materials may be used alone or in combination of two or more.
絶縁性液体9としては、導電率の低い、高絶縁性の有機溶媒を使用できる。例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶剤、ヘキサン、シクロヘキサン、パラフィン系炭化水素溶媒、イソパラフィン系炭化水素、ナフテン系炭化水素等の脂肪族炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、あるいはシリコンオイル、高純度石油などが挙げられるが、中でも脂肪族炭化水素溶媒が好適に使用され、具体的にはアイソパーG、H,M,L(いずれもエクソン化学社製)、Shellsol(昭和シェルジャパン)、IPソルベント1016、1620、2028、2835(出光石油化学)が挙げられる。これらを単独、あるいは2種類以上混合して用いることができる。
As the insulating
なお、上述した絶縁性液体中や帯電粒子中には、帯電粒子8の帯電を制御し安定化させるための荷電制御剤を添加しておくと良い。かかる荷電制御剤としては、モノアゾ染料の金属錯塩やサリチル酸や有機四級アンモニウム塩やニグロシン系化合物などを用いると良い。
Note that a charge control agent for controlling and stabilizing the charging of the charged
また、絶縁性液体中には、帯電粒子同士の凝集を防ぎ分散状態を維持するための分散剤を添加しておいてもよい。かかる分散剤としては、燐酸カルシウム、燐酸マグネシウム等の燐酸多価金属塩、炭酸カルシウム等の炭酸塩、その他無機塩、無機酸化物、あるいは有機高分子材料などを用いることができる。なお、これらの帯電制御剤ならびに分散剤は、単独または2種類以上混合して用いることができる。 In addition, a dispersing agent for preventing aggregation of charged particles and maintaining a dispersed state may be added to the insulating liquid. As such a dispersing agent, polyvalent metal phosphates such as calcium phosphate and magnesium phosphate, carbonates such as calcium carbonate, other inorganic salts, inorganic oxides, or organic polymer materials can be used. These charge control agents and dispersants can be used alone or in combination of two or more.
以上述べたように、第1基板1及び第2基板2と隔壁7とにより囲まれた空間Sのうち、第1電極3及び第2電極4の間の、電界強度の強い領域の少なくとも一部を、帯電粒子8との間の付着力及び摩擦力の少なくとも一方が他の領域よりも強い領域として帯電粒子8の密度減少の発生を防ぐことにより、帯電粒子8の密度減少により生じる表示品位の低下を防ぐことができる。
As described above, in the space S surrounded by the first substrate 1 and the
以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
(実施例1)
本実施例では、図1に示す電気泳動表示装置を以下のようにして作製した。
Example 1
In this example, the electrophoretic display device shown in FIG. 1 was produced as follows.
まず、1.1mm厚のガラス基板からなる第1基板1の表面に厚さ100nmでアルミを蒸着、フォトリソグラフィー技術を用いてパターニングして、第1電極3及び不図示の配線を形成する。次に、第1電極3の表面に、酸化チタン微粒子を混合させて白色化させたポリウレタン樹脂層を形成し、散乱層6とする。
First, aluminum is vapor-deposited with a thickness of 100 nm on the surface of the first substrate 1 made of a 1.1 mm thick glass substrate, and patterned using a photolithography technique to form the
次に、この散乱層6の表面に、フォトリソグラフィー技術により光感光性エポキシ樹脂からなる粒子付着帯5を設ける。ここで、この粒子付着帯の膜厚は1.5μm、線幅は26μmで画素を囲むように形成する。
Next, a
次に、第2電極4を粒子付着帯上に設ける。ここで、この第2電極4はめっき法を用いて銅で作成し、高さ10μm、電極幅は7μmとする。さらに、第2電極4と重なるように隔壁7を形成する。ここで、隔壁7は、光感光性エポキシ樹脂を用いてフォトリソグラフィー技術により作成する。なお、この隔壁7の幅は12μm、絶縁層からの高さは20μmである。そして、このように隔壁7を形成することにより、粒子付着体5は隔壁7より両側に7μmずつはみ出す。
Next, the
次に、各画素には絶縁性液体9及び帯電粒子8を充填する。絶縁性液体9にはイソパラフィン(商品名:アイソパー,エクソン社製)を用い、帯電粒子8には粒径1〜2μm程度のカーボンブラックを含有したポリスチレン−ポリメチルメタクリレート共重合体樹脂を使用する。イソパラフィンには、荷電制御剤としてコハク酸イミド(商品名:OLOA1200、シェブロン社製)を含有させる。次に、第2基板2を隔壁上に配置し、不図示の電圧印加手段を第1及び第2電極1,2に接続して、電気泳動表示素子を得る。
Next, each pixel is filled with an insulating
以上のようにして得られる電気泳動表示素子に電圧を印加し、表示状態を観察する。ここで、第2電極4を接地電位にし、第1電極3にプラス極性の電圧を印加すると、帯電粒子8は隔壁7側面近傍に移動し、第2基板上の散乱層6が露出するため、白表示となる。また、第1電極にマイナス極性の電圧を印加して帯電粒子を第1電極上へ移動させると、帯電粒子8は第1電極上へ移動し、白抜けのない良好な黒表示となる。
A voltage is applied to the electrophoretic display element obtained as described above, and the display state is observed. Here, when the
なお、比較例として、散乱層6上に粒子付着帯5を設けない以外は実施例1と同様にして形成した電気泳動表示素子に電圧を印加し、表示状態を観察すると、第1電極にマイナス極性の電圧を印加し、帯電粒子を第1電極上へ移動させた際、第2電極近傍に散乱層が視認されることによる白抜けが確認され、黒表示状態の表示品位が低下した。
As a comparative example, when a voltage is applied to the electrophoretic display element formed in the same manner as in Example 1 except that the
(実施例2)
本実施例においては、散乱層6の形成までは実施例1と同様とし、この後、実施例1において粒子付着帯を形成する個所が未被覆になるように、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストからなるマスクを形成する。次に、酸素プラズマを用いたドライエッチングによって未被覆の散乱層6表面に凹凸を形成して粒子付着帯とし、しかる後にマスクを除去する。その後は、実施例1と同様にして電気泳動表示素子得る。
(Example 2)
In this example, the process up to the formation of the
そして、このようにして得られる電気泳動表示素子に電圧を印加し、表示状態を観察したところ、実施例1と同様の効果が得られた。 When a voltage was applied to the electrophoretic display element thus obtained and the display state was observed, the same effect as in Example 1 was obtained.
(実施例3)
本実施例では、散乱層6の形成までは実施例1と同様とし、この後、図5に示すように、エポキシ樹脂からなる粒子付着帯5をパターニングせずに画素全面に設け、その上に画素周辺部のみ被覆しないように、帯電粒子の付着力がエポキシ樹脂より小さいアクリル樹脂からなるコート層11を形成する。その後は、実施例1と同様にして電気泳動表示素子得る。そして、このようにして得られる電気泳動表示素子に電圧を印加し、表示状態を観察したところ、実施例1と同様の効果が得られた。
(Example 3)
In this example, the process up to the formation of the
1 第1基板
2 第2基板
3 第1電極
4 第2電極
5 粒子付着帯
6 散乱層
7 隔壁
8 帯電粒子
9 絶縁性液体
10 画素
11 コート層
S 空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st board |
Claims (5)
前記空間のうち、前記第1電極及び第2電極の間の、電界強度の強い領域の少なくとも一部を、前記帯電粒子との間の付着力及び摩擦力の少なくとも一方が他の領域よりも強い領域とすることを特徴とする電気泳動表示素子。 A first substrate and a second substrate disposed in a state where a predetermined gap is provided; a partition member disposed in a gap between the first substrate and the second substrate; the first substrate, the second substrate and the partition member; A plurality of pixels formed by a charged particle disposed in a space surrounded by a first electrode and a second electrode disposed facing the gap, and the charged particle is generated by an electric field generated between the electrodes. In an electrophoretic display element that performs display by changing the distribution of
Of the space, at least part of a region where the electric field strength is strong between the first electrode and the second electrode, and at least one of adhesion force and friction force between the charged particles is stronger than other regions. An electrophoretic display element characterized in that it is a region.
An electrophoretic display device comprising the electrophoretic display element according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004353397A JP2006162901A (en) | 2004-12-06 | 2004-12-06 | Electrophoretic display element and electrophoretic display device |
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Publications (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4882031B1 (en) * | 2011-04-26 | 2012-02-22 | 株式会社サクラクレパス | Electrophoretic display device |
| JP2013160967A (en) * | 2012-02-07 | 2013-08-19 | Hitachi Chemical Co Ltd | Suspension particle device, dimming device using the same, and drive method of the dimming device |
| US8848279B2 (en) | 2012-03-20 | 2014-09-30 | Samsung Display Co., Ltd. | Electrophoretic display device |
-
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- 2004-12-06 JP JP2004353397A patent/JP2006162901A/en active Pending
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