CN104460171A - 电泳显示装置及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电泳显示装置，其具备：第一基板；电泳层，其配置于第一基板的一面侧；和折射率变化层，其配置于电泳层的与第一基板相反的一侧，在电泳层的厚度方向上随着从电泳层离开、折射率以逐渐增大的方式变化。

Description

电泳显示装置及电子设备
技术领域
本发明涉及电泳显示装置及电子设备。
背景技术
以往，作为电泳显示装置，已知在由在一对基板之间形成的分隔壁划分出的区域中封入了分散有电泳微粒的分散液的装置(例如，参照下述专利文献1)。
现有技术文献
专利文献1：日本特开第2013－7985号公报。
发明内容
发明所要解决的问题
然而，在上述现有技术中，在将某一像素作为对象像素而关注的情况下，因周边像素的颜色(反射率)而使对象像素的亮度变化，发生了产生了显示不匀这一问题。
本发明的一个方式是为了解决上述问题而研制的，其目的之一是提供通过抑制显示不匀而得到良好的显示品质的电泳显示装置及电子设备。
用于解决问题的技术方案
本发明的发明人们进行锐意研究，结果发现：对象像素的亮度因周边像素的颜色(反射率)而变化的原因在于周边像素处的反射光的约60％在基板表面反射而照射对象像素，该对象像素将该光反射。即、得到以下发现：如果周边像素变黑则向对象像素照射的光量减少从而对象像素变暗，如果对象像素变白则向对象像素照射的光量增加从而对象像素变亮，这一光学串扰产生了上述显示不匀。而且，基于该发现而完成了本发明。
根据本发明的第一方式，提供一种电泳显示装置，具备：第一基板；电泳层，其被配置于所述第一基板上；和折射率变化层，其被配置于所述电泳层上，在所述电泳层的厚度方向上随着从所述电泳层离开、折射率以逐渐增大的方式变化。
根据第一方式涉及的电泳显示装置，在由电泳层散射了的光中的临界角以上的光在通过折射率变化层时，能够向法线方向(电泳层的厚度方向)弯曲。因此，能够降低在不通过折射率变化层的情况下、因全反射而照射相邻的像素的光。因此，通过抑制光学串扰所引起的显示不匀的发生，能够进行高品质的显示。
在上述第一方式中，优选，所述折射率变化层的所述折射率连续地变化。
根据该结构，折射率变化层的折射率连续地变化，因此在折射率变化层内不会产生界面。因此，不会有光在折射率变化层内的界面反射的情况。因而，光良好地通过折射率变化层从而能够可靠地取出到外部。
在上述第一方式中，优选，具备第二基板，在所述第一基板与所述第二基板之间夹持所述电泳层，所述折射率变化层被配置于所述电泳层与所述第二基板之间。
根据该结构，能够使来自电泳层的光高效地向折射率变化层入射。
在上述第一方式中，优选，具备第二基板，在所述第一基板与所述第二基板之间夹持所述电泳层，所述折射率变化层被设置于所述第二基板的与所述电泳层相反侧。
根据该结构，由于折射率变化层被配置于第二基板上，因此能够防止第二基板破损等。
在上述第一方式中，优选，所述折射率变化层包含具有折射率各向异性的折射率各向异性材料。
根据该结构，通过将来自电泳层的光可靠地弯曲而能够高效地将其取出到外部。
在上述第一方式中，优选，所述折射率各向异性材料是盘状液晶。
根据该结构，能够利用盘状液晶将来自电泳层的光可靠地弯折而向法线方向弯曲。
根据本发明的第二方式，提供一种电泳显示装置，具备：第一基板；电泳层，其被配置于所述第一基板的一面侧；和导光部件，其被配置于所述电泳层的与所述第一基板相反侧，沿该电泳层的厚度方向导引在所述电泳层反射了的光并使其射出。
根据第二方式涉及的电泳显示装置，能够通过折射率变化层沿法线方向(电泳层的厚度方向)取出在电泳层散射了的光中的临界角以上的光。因此，能够减小在没有通过折射率变化层的情况下因全反射而照射相邻的像素的光。因此，通过抑制光学串扰所引起的显示不匀的发生，能够进行高品质的显示。
根据本发明的第三方式，提供一种电子设备，具备：上述第一方式或第二方式涉及的电泳显示装置。
根据第三方式涉及的电子设备，由于具备上述电泳显示装置，因此该电子设备自身也抑制了显示不匀从而能够进行高品质的显示。
附图说明
图1是表示第一实施方式涉及的电泳显示装置的概要构成的剖视图。
图2是用于说明在现有的电泳显示装置中产生的现象的概要剖视图。
图3是将式(1)曲线化的图。
图4是表示光学元件的概要构成的剖视图。
图5是表示第二实施方式涉及的电泳显示装置的概要构成的剖视图。
图6是纤维板处的光纤的配置间距的说明图。
图7是表示变形例涉及的电泳显示装置的概要构成的图。
图8(a)是表示电子设备的一例即电子书的立体图，(b)是表示电子设备的一例即手表的立体图，(c)是表示电子设备的一例即电子纸的立体图。
附图标记说明：
1 元件基板(第一基板)      2 对置基板(第二基板)
11 电泳层                 12 光学元件(折射率变化层)
12a 盘状液晶              52 纤维板(导光部件)
100、200 电泳显示装置     300 电子书(电子设备)
400 手表(电子设备)        500 电子纸(电子设备)
具体实施方式
下面参照附图来说明本发明的电泳显示装置及电子设备的一个实施方式。
再有，在以下的说明中使用的附图，为了便于理解特征，有时放大示出成为特征的部分，各构成要素的尺寸比例等也不限于与实际情况相同。
第一实施方式
图1是表示第一实施方式涉及的电泳显示装置的概要结构的剖视图。如图1所示，电泳显示装置100具备元件基板1、对置基板2和配置于该元件基板1与对置基板2之间的电泳层11。
元件基板(第一基板)1包括：基材1A；在基材1A的电泳层11侧设置的像素电极(第一电极)4；和覆盖像素电极4的第一绝缘膜7。基材1A是含玻璃或塑料等的基板，由于配置在与图像显示面相反一侧，因此也可以不透明。像素电极4是由在Cu箔上依次层叠了镍镀层和金镀层而成的材料、Al或ITO(铟锡氧化物)等形成的电极。虽然省略了图示，但是，在像素电极4与基材1A之间形成有扫描线、数据线及选择晶体管等。
对置基板(第二基板)2包含玻璃或塑料等透明基材，配置于图像显示侧。在对置基板2的电泳层11侧形成有与多个像素电极4相对的平面形状的共用电极5。共用电极5的整个面由第二绝缘膜8覆盖。共用电极5是由MgAg、ITO、IZO(铟锌氧化物)等形成的透明电极。
电泳层11填充于由在元件基板1的内面侧设置的第一绝缘膜7、在对置基板2的内面侧设置的第二绝缘膜8和在该第一绝缘膜7与第二绝缘膜8之间配置的分隔壁10分隔开的空间。分隔壁10划分与各像素电极4相对应地设置的像素G，并含透光性材料(丙烯或环氧树脂等)。
分隔壁10的厚度例如为30μm。再有，在分隔壁10的上部与第二绝缘膜8之间，设有接合层21。接合层21用于将对置基板2和形成有分隔壁10的元件基板10接合。接合层21例如含透明树脂，使分隔壁10的上部啮入接合层21。接合层21的厚度，只要不妨碍电场即可，例如，优选为2μm～6μm。此外，分隔壁10向接合层21的啮入量，例如，优选为0.5μm～1μm。
电泳层11包含在分散介质30中分散的多个电泳微粒31。在本实施方式中，电泳微粒31包括例如白色微粒31a及黑色微粒31b。
白色微粒31a例如是含二氧化钛、氧化锌、三氧化锑等白色颜料的微粒(高分子或胶体)，例如带负电来使用。黑色微粒31b例如是含苯胺黑、炭黑等黑色颜料的微粒(高分子或胶体)，例如带正电来使用。在这些颜料中，根据需要可添加电解质、表面活性剂、含金属皂、树脂、橡胶、油、清漆、复合物等微粒的带电控制剂、钛类偶联剂、铝类偶联剂、硅烷类偶联剂等分散剂、润滑剂、稳定剂等。
此外，也可以代替白色微粒31a及黑色微粒31b而使用例如红色、绿色、蓝色等颜料。根据该结构，能够提供能够通过显示红色、绿色、蓝色等来进行彩色显示的电泳显示装置100。
作为分散介质30，能够例示水、醇类溶剂(甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、辛醇、甲基溶纤剂等)、酯类(醋酸乙酯、醋酸丁酯等)、酮类(丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮等)、脂肪族烃(戊烷、己烷、辛烷等)、脂环式烃(环己烷、甲基环己烷等)、芳香族烃(苯、甲苯、具有长链烷基的苯类(二甲苯、己基苯、庚基苯、辛基苯、壬基苯、癸基苯、十一烷基苯、十二烷基苯、十三烷基苯、十四烷基苯等))、卤代烃(二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷等)等或其他的油类。这些物质能够单独或作为混合物使用，此外，还可以混合羧酸盐那样的表面活性剂等。
基于该结构，在电泳显示装置100中，例如，若在像素电极4与共用电极5之间施加电压，则由于在两者间所产生的电场，电泳微粒31(白色微粒31a及黑色微粒31b)向某一电极(像素电极4、共用电极5)电泳移动。例如，在白色微粒31a具有正电荷的情况下，如将像素电极4设为负电位，则白色微粒31a移动到像素电极4侧(下侧)并集中，成为黑色显示。
然而，在普通的电泳显示装置中，在着眼于某一像素(对象像素)的情况下，由于周边像素的颜色即反射率，对象像素的亮度变化，产生了发生显示不匀的问题。
图2是用于说明在现有的电泳显示装置100A中产生的现象的概要剖视图。
如图2所示，在电泳显示装置100A中，从成为显示面的对置基板2A侧入射的光在电泳层11A漫反射。在电泳层11A漫反射了的光再次入射于对置基板2A内，在对置基板2A与空气的界面具有小于临界角度的角度光L1中的一部分光L1a被反射而返回内部，剩余的一部分光L1b从显示面作为图像光射出。另一方面，具有临界角度以上的角度的光L2由于被全反射而再次向电泳层11A照射。
这样，在电泳显示装置100A中，例如，在电泳层11A反射了的光从显示面直接射出的比例为38％左右，返回显示面内侧的比例为62％左右。再有，返回到显示面内侧的光再次在电泳层11A重复反射。
从某处的电泳层11A射出的光返回另一处的电泳层11A。即、可换言之，与某处的电泳层11A相当的亮度的62％左右由其他电泳层11A的反射光构成。
此处，在将电泳层11A的反射率设为Rp、将来自显示面的光的出射率(即、经对置基板2的电泳层11A的反射率)设为Robs时，用以下的式(1)规定。
Robs＝0.95(0.38Rp/(1－0.62Rp))     式(1)
再有，上述式的右边第一项的0.95是考虑了入射光在对置基板2的表面的反射率后的数值。
将上述式(1)曲线化所得的是图3。再有，在图3中，横轴是电泳层11A的反射率Rp，竖轴是来自显示面的光的出射率Robs。
如图3所示，若电泳层11A的反射率Rp下降，则来自显示面的光的出射率急剧下降。可以认为这是由于从其他位置反射来的光减弱了反射率Rp量。即、获得以下发现：如果成为对象的某一像素(以下称为对象像素)的周边像素变为黑色，则向对象像素照射的光量减小，从而对象像素变暗，但是，如果对象像素的周边像素变为白色，则向对象像素照射的光量增加，从而对象像素变亮这一光学串扰产生上述显示不匀。
基于该发现，本实施方式涉及的电泳显示装置100具备在对置基板2的与电泳层11相反侧的面所配置的光学元件(折射率变化层)12。作为光学元件12，例如，使用排列液晶等具有介电常数各向异性的材料以使得介电常数在电泳显示装置100的显示面的法线方向上逐渐变化的光学元件。此处，不具有磁性的透明部件的折射率与介电常数的平方根成比例，因此光学元件12其法线方向的折射率随着从电泳层11离开而逐渐变大地变化。
图4是表示光学元件12的概要结构的剖视图。再有，在图4中，省略了与说明无关的共用电极5、第二绝缘膜8、接合层21及分隔壁10的图示。如图4所示，本实施方式涉及的光学元件12构成为包括液晶板，该液晶板包括基材12b和在该基材12b内按预定取向状态配置的多个盘状液晶分子12a。在光学元件12中，多个盘状液晶分子12a的取向状态变化，使得随着从电泳层11离开、折射率逐渐变大。具体地，盘状液晶分子12a在电泳层11侧垂直取向，随着从电泳层11离开而转变为水平取向。
基材12b例如含丙烯等透明基材。再有，作为基材12b，优选使用具有与对置基板2大体相同折射率的材料。由此，能够抑制在电泳层11反射了的光在基材12b与对置基板2的界面发生反射。
此外，在本实施方式中，光学元件12的折射率连续地变化。
根据本实施方式，在因电泳层11而散射了的光通过对置基板2上的光学元件12时，因此随着从电泳层11离开、折射率连续地变大，所以，散射光中的从法线以外的方向入射光学元件12的光L在通过光学元件12期间向法线方向弯曲。这样，能够通过可靠地使来自电泳层11的光L弯曲而高效地将其取出到外部。
据此，能够使在电泳层11散射了的光相对于光射出面的入射角度比临界角大。即、能够通过设置光学元件12来缓和电泳层11所形成的散射光的全反射条件。由此，能够抑制在没有设置光学元件12的情况下，因在导线基板2的表面全反射而对其他像素的显示造成影响的散射光。
因此，能够减小如上述那样在普通的电泳显示装置100中产生的、某一像素的电泳层11A所形成的发射光的大部分照射其他像素的比例。换言之，通过设置光学元件12，能够减小来自其他像素的发射光，因此即使对象像素的周围的像素的显示状态(反射率)变化了，对象像素的亮度也能够不易受其影响。
能够如上述那样降低上述光学串扰，所以，结果能够抑制显示不匀的发生以进行高品质的显示。
此外，在本实施方式中，光学元件12的折射率连续地变化，因此在光学元件12内不会产生界面。因此，不会有光在光学元件12内的界面反射的情况。因而，电泳层11的散射光能够良好地在光学元件12内部通过而可靠地取出到外部。
此外，在本实施方式中，对置基板2由光学元件12覆盖，因此能够防止对置基板2破损等。
这样，在本实施方式涉及的电泳显示装置100中，通过将使来自电泳层11的散射光向缩小视场角的方向弯曲的光学元件12配置于显示面侧来抑制上述光学串扰的产生。
即、构成光学元件12的液晶板的用途与液晶显示装置的视场角补偿膜那样、使液晶分子在内部侧(电泳层11侧)水平取向而在空气界面侧(随着从电泳层11离开)转变为垂直取向从而扩展视场角的情况完全相反，本发明的方式是基于全新构思而完成的。
第二实施方式
接着，对第二实施方式涉及的电泳显示装置进行说明。在上述第一实施方式中，作为缓和全反射条件的单元举折射率逐渐变化的光学元件12为例，但是，本实施方式在使用将来自电泳层的光沿该电泳层的厚度方向导引并使其射出的导光部件这点上不同。再有，对于与上述实施方式相同的部件标注相同的附图标记，并省略对其的详细说明。
图5是表示本实施方式涉及的电泳显示装置的概要结构的剖视图。如图5所示，电泳显示装置200具备元件基板1、对置基板2和在该元件基板1与对置基板2之间配置的电泳层11。
本实施方式涉及的电泳显示装置200具备在对置基板2的与电泳层11相反侧的面配置的纤维板(导光部件)52。
纤维板52包括将中心部的折射率比周边部的折射率大的光纤52a按预定间距P捆束多条而成的部件。
图6是用于说明纤维板52中的光纤52a的配置间距(以下简称为间距P)的图。如图6所示，纤维板52中的间距P只要使得光线射出时与射出面的法线所成的角度θu为临界角θc以下即可。具体地，在将纤维板52的厚度设为t的情况下，设定为P＝2ttanθc以下。此处，临界角θc在将对置基板2的折射率设为n时以满足1/n＝sinθ的角度规定。
再有，通过光纤板52的光只要至少在上面为临界角θc以下即可。因此，在纤维板52的下方的光线的角度θd也可以超过临界角θc。
根据本实施方式，在电泳层11散射了的散射光通过经过对置基板2上的光纤板52的各光纤52a而向法线方向上弯曲地射出。这样，在本实施方式中，能够使在电泳层11散射了的光相对于光射出面的入射角度比临界角大。即、通过设置光纤板52来缓和电泳层11所形成的散射光的全反射条件，能够抑制因在对置基板2全反射而有助于其他像素的显示的光分量。
在本实施方式中，还能够降低上述光学串扰，因此，结果能够抑制显示不匀的产生以进行高品质的显示。
再有，在上述实施方式中，举相对于一个像素G配置有多条光纤52a的情况为例，但是，本发明不限于此。也可可以相对于多个像素G配置一条光纤52a。
再有，本发明并非必需限定于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内能够进行各种变化。
例如，在上述实施方式中，举光学元件12或光纤板52设置于对置基板2的外侧(与电泳层11相反侧)的情况为例，但是，本发明不限于此，如图7所示，光学元件12或光纤板52也可以设置于对置基板2的内侧。由此，能够使将来自电泳层11的散射光高效地入射光学元件12或光纤板52。或者，也可以代替对置基板2而仅设置光学元件12或光纤板52。在该情况下，光学元件12或光纤板52兼具作为对置基板2的功能，因此能够实现电泳显示装置的薄型化。
电子设备
接着，对将上述各实施方式的电泳显示装置应用于电子设备的情况进行说明。
图8是说明应用了本发明的电泳显示装置的电子设备的具体例的立体图。
图8(a)是表示电子设备的一例即电子书的立体图。该电子书(电子设备)300具备：书形状的框架301；相对于该框架301转动自如地设置(可开闭)的盖302；操作部303；和包括本发明的电泳显示装置的显示部304。
图8(b)是表示电子设备的一例即手表的立体图。该手表(电子设备)400具备包括本发明的电泳显示装置的显示部401。
图8(c)是表示电子设备的一例即电子纸的立体图。该电子纸(电子设备)500具备：由具有与纸同样的质感和柔软性的可改写片构成的主体部501；和包括本发明的电泳显示装置的显示部502。
例如电子书和电子纸等假设其用于在白地的背景上重复写入文字的用途，因此需要消除显示不匀。
再有，能够应用本发明的电泳显示装置的电子设备的范围不限于此，广泛包括利用与带电微粒的移动相伴的视觉上的色调变化的装置。
根据以上的电子书300、手表400和电子纸500，因为采用了本发明涉及的电泳显示装置，成为通过抑制显示不匀而能够得到高品质的显示特性的可靠性优良的高品质电子设备。
再有，上述电子设备是例示的本发明涉及的电子设备，但不限定本发明的技术范围。例如，在移动电话、便携用拍摄设备等电子设备的显示部和手册等业务用片、教科书、习题集、信息板等电子纸中也良好地应用本发明涉及的电泳显示装置。

Claims (8)

1.一种电泳显示装置，其特征在于，具备：
第一基板；
电泳层，其被配置于所述第一基板上；和
折射率变化层，其被配置于所述电泳层上，在所述电泳层的厚度方向上随着从所述电泳层离开、折射率以逐渐增大的方式变化。
2.根据权利要求1所述的电泳显示装置，其特征在于，
所述折射率变化层的所述折射率连续地变化。
3.根据权利要求1或2所述的电泳显示装置，其特征在于，
具备被配置于所述电泳层上的第二基板，
所述折射率变化层被配置于所述电泳层与所述第二基板之间。
4.根据权利要求1或2所述的电泳显示装置，其特征在于，
具备被配置于所述电泳层与所述折射率变化层之间的第二基板。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电泳显示装置，其特征在于，
所述折射率变化层包含具有折射率各向异性的折射率各向异性材料。
6.根据权利要求5所述的电泳显示装置，其特征在于，
所述折射率各向异性材料是盘状液晶。
7.一种电泳显示装置，其特征在于，具备：
第一基板；
电泳层，其被配置于所述第一基板的一面侧；和
导光部件，其被配置于所述电泳层的与所述第一基板相反侧，沿该电泳层的厚度方向导引在所述电泳层反射了的光并使其射出。
8.一种电子设备，其特征在于，具备：
权利要求1～7中任一项所述的电泳显示装置。
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