CN1254716C

CN1254716C - 电泳显示装置

Info

Publication number: CN1254716C
Application number: CNB031425674A
Authority: CN
Inventors: 池田勉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2006-05-03
Anticipated expiration: 2023-06-10
Also published as: KR20030095340A; CN1469178A; KR100553055B1; US20030227436A1; JP2004012949A

Abstract

提供一种电泳显示装置，具备：隔开规定间隔配置的显示基板和后方基板、配置在这些基板之间把象素和象素隔开的隔壁部件、配置在各象素中的液体和多个带电粒子、以及配置在各象素中的第一电极和第二电极，通过在这些电极之间施加电压使上述带电粒子移动进行显示，其特征在于：上述显示基板以及上述后方基板用柔性材料形成，且在上述显示基板和上述液体之间配置有比上述显示基板还薄的能变形的透明薄膜，在该透明薄膜和上述显示基板之间配置有透明部件，从而在电泳显示装置被弯曲时在上述显示基板和上述透明薄膜之间产生滑动。由此防止了荷电电泳粒子移动到其它象素中造成的画质劣化。

Description

电泳显示装置

技术领域

本发明涉及使液体中的带电粒子移动进行显示的电泳显示装置。

背景技术

近年，有关使绝缘性液体中的带电粒子通过电泳移动进行显示的电泳显示装置，提出了各种类型的装置。以下，说明该电泳显示装置。

随着信息设备的发展，低消耗电力并且薄型的显示装置的需求增加，适合这些需求的显示装置的研究、开发日新月异。在其中液晶显示装置作为可以对应该需求的显示装置其开发活跃并已商品化。但是，在现在的液晶显示装置中，存在因看画面的角度、反射光的原因看不清画面上的文字，以及因光源的闪烁和低亮度等产生的对视觉的负担重等问题，这些问题还未得到充分解决。因此，从低消耗电力、减轻对视觉的负担等的观点出发，期待反射型显示装置。

作为这样的反射型显示装置的一种，由Harold D.Lees等提出了电泳显示装置(美国专利USP3612758B号，1971年10月12日授权)。

图4A展示该电泳显示装置构造的一例，这种电泳显示装置具备：以规定的间隙配置的一对基板41、42(以下，根据需要称为“上侧基板41”以及“下侧基板42”)；被填充在基板41、42之间的绝缘性液体43；被分散到该绝缘性液体43中的多个着色荷电电泳粒子44；分别沿着基板41、42配置在各象素上的显示电极45、46。另外，在象素和象素之间设置隔壁47，防止着色荷电电泳粒子44移动到另一象素上，从而维持均匀显示。图4A以及4B分别是关于单个象素的断面图，实际的电泳显示装置通过连续设置多个这种象素构成。

在该装置中，因为着色荷电电泳粒子44带正电或者负电，所以根据施加在显示电极45、46上的电压的极性被吸引到其中一个显示电极45或者46上，另一方面，绝缘性液体43以及着色荷电电泳粒子44分别被着色为不同颜色。其结果，在着色荷电电泳粒子44被吸引到观察者一侧的显示电极45上的情况下(图4B)可以分辨该粒子44的颜色，当着色荷电电泳粒子44被吸引到另一侧的显示电极46上的情况下(图4A)，可以识别绝缘性液体43的颜色。因而，通过控制每个象素的施加电压的极性，可以显示各种图象。

这样，电泳显示装置通过来自颜料和染料等的反射光进行显示。因此，与其说是显示器不如说可以得到近似纸的显示品质。因而电泳显示装置，近年来成为被称为如纸那样的显示品质和兼具显示器的改写功能的电子纸张的显示装置的有力的候补。

在制造上述那样的电泳显示装置时，采用在一方的基板(例如，下侧基板42)上形成隔壁47，在注入(滴下)绝缘性液体43和荷电电泳粒子44后，粘贴另一基板(例如，上侧基板41)的方法。另外，在基板41、42上使用刚性高的玻璃基板。

但是，如果隔壁47的高度不均匀则在基板粘贴后在隔壁47和上侧基板41之间出现间隙，不能完全防止着色荷电电泳粒子44向另一象素的移动，有引起显示劣化的现象。

作为避免该问题的方法，提出了通过在后面粘贴的一基板中使用柔性材料，使得在隔壁47和上侧基板41之间不产生间隙的方法(参照日本专利公报2733679B2号(1998年1月9日授权，1998年3月30日公告，公开号为特开平2-223935))。另外，因为具有这种柔性的比较薄的基板对水分的透过和外部冲击弱，所以在专利公报第3002316B2号(1999年11月12日授权，2000年1月24日公告，公开号为特开平5-165064)中，在该基板上粘贴金属板。

可是，在电子纸张中，要求电子纸张自身的柔性，仅仅把这些以往例子的构成制作在柔性基板上难以得到充分的柔性。其原因如下。如果使2个基板弯曲则由于在基板上产生内外周差，因而在基板中心部上对隔壁施加压缩应力，在基板周围对隔壁施加非常强的剪切应力。这些应力，因为集中在隔壁以及隔壁和基板的接合面上，所以如果过度弯曲则隔壁发生破坏。由于该基板的错位和破坏，使荷电电泳粒子在隔壁之间移动。

发明内容

因而，本发明的目的在于提供一种防止这些问题的电泳显示装置。

本发明就是考虑了上述情况而提出的，提供了一种电泳显示装置，具备：隔开规定间隔配置的显示基板和后方基板、配置在这些基板之间把象素和象素隔开的隔壁部件、配置在各象素中的液体和多个带电粒子、以及配置在各象素中的第一电极和第二电极，通过在这些电极之间施加电压使上述带电粒子移动进行显示，其特征在于：上述显示基板以及上述后方基板用柔性材料形成，且在上述显示基板和上述液体之间配置有比上述显示基板还薄的能变形的透明薄膜，在该透明薄膜和上述显示基板之间配置有透明部件。

如果采用本发明的实施方式，则在使基板弯曲的情况下，显示基板1a和后方基板1b的内外周差的应力，主要由显示基板1a和透明薄膜6之间的滑动和显示基板1a的柔软端部B吸收。透明薄膜6和后方基板1b的内外周差引起的应力主要由透明薄膜的伸缩吸收。因此，对隔壁部件2的剪切方向或者压缩方向的应力非常小，容易弯曲基板。

另外，当作为透明部件使用液体的情况下，显示基板和透明薄膜间可以非常圆滑地滑动。

透明薄膜，因为非常薄并且和隔壁部件紧密接触，所以即使基板弯曲也不会脱离隔壁部件，可以可靠地把带电粒子保持在隔壁内。

进而，各象素，因为以显示基板和透明薄膜和透明部件这3重构造密封，所以可以避免气体从外部向各象素的渗入。

另外，通过使透明部件的折射率比透明薄膜的折射率大，可以通过自对准对每个象素形成透镜，可以把入射光聚光在象素中央部上，其结果可以提高对比度。

附图说明

图1是展示本发明电泳显示装置的构造例的断面图。

图2A、2B以及2C是展示本发明的电泳显示装置制造方法一例的模式图。

图3A、3B以及3C是展示本发明的电泳显示装置制造方法另一例的模式图。

图4A以及4B是展示以往电泳显示装置的构造例的断面图。

具体实施方式

以下，用图1说明本发明的实施方式。

本实施方式的电泳显示装置，如图1所示，具备，以规定的间隙配置的显示基板1a以及后方基板1b；被配置在基板1a、1b之间并且彼此分隔象素A的隔壁部件2；被配置在各象素A中的液体3、多个带电粒子4和第一电极5a以及第二电极5b，根据施加在电极5a、5b之间的电压使上述带电粒子4移动进行显示。

例如，如图1所示，当把第二电极5b配置在隔壁部件2的下部上，如沿着后方基板1b那样配置第一电极5a的情况下，如果把第一电极5a的面设置为白色，把带电粒子4设置为黑色时，当带电粒子4被吸引到第二电极5b上的情况下观看第一电极5a显示白色(图1的右侧的象素)，当带电粒子4被吸引到第一电极5a上的情况下观看该粒子显示黑色(图1左侧的象素)。另外，也可以使用白黑以外的其它颜色，当把带电粒子4设置为黑色把第一电极5a的面设置为红·绿·兰颜色的情况下，可以把3个象素作为一组进行彩色显示。进而，作为在第一电极5a的面上附加颜色的方法，可以列举以下方法：

·着色电极自身的方法

·和电极分开设置着色层的方法

·利用如覆盖电极那样形成的绝缘层的方法(例如，利用绝缘层自身的颜色和在绝缘层中混入着色材料的方法)

可是，在本实施方式中，在上述显示基板1a和上述隔壁部件2之间，配置比显示基板1a还薄的透明薄膜6，在透明薄膜6和显示基板1a之间在每个象素上配置透明部件7。

透明部件7是液体或者固体，设置成凸状(即，中间部分与周边部相比向液体3和后方基板1b一侧突出的形状)。透明部件7可以使用可变形的材料。例如，可以使用异链烷烃、硅油、二甲苯、苯甲醚或UV硬化丙烯酸树脂、或硅橡胶等。透明部件7最好比液体3的折射率高。

即，透明部件7和液体3的折射率只要是，

透明部件7的折射率＞液体3的折射率既可。理想的是，

透明部件7的折射率＞透明薄膜6的折射率＞液体3的折射率

这是因为，由于透明部件7是如上述那样的凸状，因而入射光可以聚集在中央部分上的缘故。入射光聚光在中央部上，可以起到在白显示时难以看到周围的黑粒子的效果，其结果可以提高显示对比度。

上述的显示基板1a和透明薄膜6最好把端部粘接在后方基板1b上。

当使这样构造的电泳显示装置弯曲的情况下，显示基板1a和后方基板1b的内外周差的应力，主要由显示基板1a和透明薄膜6之间的滑动和显示基板1a的柔软端部B吸收。透明薄膜6和后方基板1b的内外周差产生的应力，主要由透明薄膜的伸缩吸收。

透明薄膜6和隔壁部件2粘接不粘接都可以，但透明薄膜周边部需要和后方基板1b粘接。

另外，上述的隔壁部件2，是为了防止带电粒子4向另一象素移动而设置的，但也可以用作限定基板间隙的隔板功能。该隔壁部件2，只要是可以被图案化则可以用任何材料形成。例如可以使用具有感光性的丙烯酸树脂或环氧树脂等。

进而，在各第一电极5a上，也可以连接用于有源矩阵驱动的开关元件8。

后方基板1b可以使用聚醚砜(PES)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)以及聚碳酸酯(PC)等的塑料膜、玻璃、石英等的硬基板。另外，该基板也可以使用聚酰亚胺(PI)或着色的不锈钢等的金属基板或不透明的基板。显示基板1a可以使用这些材料中透明的材料。进而，两基板1a、1b可以用柔性材料形成。

显示基板1a，可以把其周边部分(除去图象显示部分的部分，用符号B表示的部分)设置成柔软部分。也可以把该部分B与后方基板1b粘接。

作为透明薄膜6，可以使用透明柔软的塑料材料。虽然聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂适宜，但也可以使用PET、聚丙烯、聚乙烯等的薄膜透明树脂。该透明薄膜6的厚度，最好比象素宽度即图1中用符号A表示的尺寸小。最好比隔壁部件2的高度小，进而适宜的是在隔壁部件2的宽度以下。

电极5a、5b只要是可以图案化的导电性材料就可以使用。例如，可以使用铬(Cr)、铝(Al)、铜(Cu)等的金属或者碳和银膏，或者有机导电膜等。进而，当把第一电极5a作为光反射层使用的情况下，只要使用银(Ag)或者Al等的光反射率高的材料即可。另外，为了把该第一电极5a设置为白色，可以在电极表面上形成如光漫反射那样的表面凹凸，或者在电极上形成光漫反射层。

液体3最好是异链烷烃、硅油、二甲苯、甲苯等透明的非极性溶剂。

带电粒子4最好使用被着色并且在上述液体中表现正极性或者负极性良好的带电特性的材料。例如，可以使用各种无机颜料、有机颜料、碳黑或者含有它们的树脂。粒子直径可以使用通常0.01μm～50μm的粒子。理想的是使用从0.1至10μm的粒子。

在上述液体中和带电粒子中，可以添加用于带电粒子带电的控制稳定化的电荷控制剂。作为此电荷控制剂，可以列举丁二酰亚胺、单偶氮染料的金属络盐、水杨酸、有机季铵盐或苯胺黑系列化合物等。

另外，在液体中，也可以添加用于防止带电粒子之间的凝集维持分散状态的分散剂。作为该分散剂，可以列举磷酸钙、磷酸镁等的磷酸多价金属盐、碳酸钙等的碳酸盐、其它无机盐、无机氧化物，或者有机高分子材料等。

以下，说明本发明的效果。

如果采用本发明，则在弯曲基板的情况下，显示基板1a和后方基板1b的内外周差的应力，主要由显示基板1a和透明薄膜6之间的滑动和显示基板1a的柔软端部B吸收。由透明薄膜6和后方基板1b的内外周差引起的应力主要由透明薄膜的伸缩吸收。因此，对隔壁部件2的剪切方向或者压缩方向的应力非常小，可以容易弯曲基板。

另外，当作为透明基板7使用液体的情况下，显示基板1a和透明薄膜6之间可以非常圆滑地滑动。

透明薄膜6，因为非常薄并且和隔壁部件2密封，所以即使不进行粘接，也不会相对基板离开隔壁部件2，可以可靠地把带电粒子4保持在隔壁内。

进而，各象素，因为用显示基板1a和透明薄膜6和透明部件7这3重构造密封，使用可以避免气体等从外部向各象素的渗透。

虽然在以上的实施方式中，对液体3是透明的且带电粒子在后方基板上移动的情况进行了说明，但不言而喻，本发明的“在显示基板和隔壁部件之间配置比显示基板薄的透明薄膜，以及在该透明薄膜和显示基板之间配置透明部件”这样的构成，能够适用于图4所示的常规显示装置。

但是，在图1所示的“液体透明、第一电极沿着后方基板配置、而第二电极配置于隔壁部件下部的电泳显示装置”中，通过使透明部件7的折射率比液体3的折射率大，可以在各象素中形成自对准透镜，可以把入射光聚集在象素中央部上，其结果可以提高对比度。

[实施例]

以下，根据实施例进一步详细说明本发明。

(实施例1)

在本实施例中，用图2A至2C所示的方法制作图1所示的电泳显示装置。以下具体地说明。在后方基板1b上使用厚度0.1mm的不锈钢基板，把单个象素A的大小设置为240μm×80μm，把象素数设置为200×600。在后方基板1b的表面上在每个象素上配置开关元件8。而后，如覆盖开关元件8那样配置绝缘层9a、9b，在这些绝缘层9a、9b之间为每个象素配置第一电极5a。进而，各开关元件8和各电极5a利用通孔电气连接。另外，第一电极5a，如兼作光漫反射层那样用光反射率高的铝形成，绝缘层9a用丙烯酸树脂形成。9b用含有氧化钛粒子的丙烯酸树脂形成，作为光散射性的绝缘层(图2A)。

在相当于绝缘层9b表面的象素A之间的间隔的位置上，形成第二电极5b，电气连接所有象素的第二电极以便可以保持同一电位。进而，形成宽度8μm，高度20μm的隔壁部件2。在各象素中作为绝缘性液体3配置含有丁二酰亚胺(商品名：OLOA1200，Chevron公司制造)作为电荷控制剂的异链烷烃(商品名：Isopar，Exxon公司制造)，并且作为荷电电泳粒子4配置含有粒子直径1～2μm的碳黑的聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯共聚物树脂。

其后，在隔壁部件2的上侧作为透明薄膜6配置厚度5μm的聚碳酸酯薄膜(参照图2B)。透明薄膜6和隔壁部件2粘接，透明薄膜的周边部和后方基板1b也粘接(图2B)。

而后，在透明薄膜上，在作为透明部件7配置透明液体后，配置中央部是PET，周边部B由聚乙烯组成的显示基板1a。使显示基板1a和隔壁部件2上的透明薄膜6充分接触除去气泡以及多余的透明液体后，把周边的聚乙烯与后方基板1b热压(图2C)。在得到的显示装置上实施配线，可以进行显示。

已制作的显示装置，可以容易在前后方向上弯曲基板。由于该弯曲产生的荷电电泳粒子4的隔壁间的移动完全不发生。进而，即使在高湿度(90％)下长期驱动本显示装置，对驱动也完全没有影响，没有气泡渗入到显示象素内。

(实施例2)

在本实施方式中，用图3A至3C所示的方法制作图1所示构造的电泳显示装置。和实施例1的主要不同点是：

·透明部件7的材质

·在透明部件7的成形中使用透明基板(符号C)

以下具体地说明。

后方基板1b使用和实施例1相同的材质。但是，隔壁部件2的尺寸和实施例1不同，把宽度设置为5μm，把高度设置为15μm。另外，把单个象素A的大小设置为200μm×65μm，把象素数设置为200×600。在后方基板1b的表面上，和实施例1一样，配置开关元件8、绝缘层9a、9b以及第一电极5a，各开关元件8和各电极5a利用通孔电气连接。

另外，和实施例1一样，在相当于绝缘层9b表面的象素A之间的间隙的位置上，形成第二电极5b以及隔壁部件2，在各象素上配置绝缘性液体3和荷电电泳粒子4。电气连接全部象素的第二电极5b，以便保持在同一电位。

其后，和实施例1一样，虽然在隔壁部件2的上侧上配置透明薄膜6，但在该透明薄膜6上，使用厚度2.5μm折射率1.45的聚丙烯酸树酯薄膜。使透明薄膜6和隔壁部件2充分密实接触，还粘接透明薄膜的周边部和后方基板1b。

在透明薄膜6上涂布作为透明部件7的折射率1.59的UV硬化性丙烯酸树脂，其后，配置透明基板C。使透明基板C和透明薄膜6充分接触并除去气泡以及多余的透明液体。其后，进行UV照射(图3B)。由此，UV硬化性丙烯酸树脂被硬化变为透明固体。

除去透明基板C，在树脂7的表面上涂布硅油后，装配和实施例1一样材质的显示基板1a(图3C)。如上所述因为涂布了硅油，所以显示基板1a和树脂之间没有残留气泡。

在被制作的显示装置中，UV硬化树脂通过自对准如图所示可以为每个象素形成透镜状。而且，UV硬化树脂的折射率因为比透明薄膜6的折射率还小，所以可以把入射光聚光在象素中央部上，其结果可以提高对比度。另外，因为在UV硬化树脂中使用具有弹性的材料所以可以容易把基板在前后方向上弯曲，因弯曲引起的荷电电泳粒子在隔壁间的移动完全不会发生。进而，在高湿度(90％)下，即使长时间驱动对显示装置的驱动状态也完全没有影响，没有气泡渗入到显示象素内。

(实施例3)

在本实施例中，透明薄膜6使用厚度8μm折射率1.35的氟树脂薄膜6。透明部件7使用折射率1.52的二甲苯。进而，显示基板1a使用由中央部厚度是100μm的PET，周边部B由厚度20μm的PET组成的板。其它构成和制造方法和实施例1一样。

如果采用本实施例，则和实施例2一样，把入射光聚光在象素中央部，可以提高显示对比度。另外，可以容易把基板在前后方向上弯曲，由于使基板弯曲引起的荷电电泳粒子的隔壁间的移动完全不会发生。进而，在高湿度(90％)下，即使长时间驱动对显示装置的驱动状态也完全没有影响，没有气泡渗入到显示象素内。

Claims

1.一种电泳显示装置，具备：

隔开规定间隔配置的显示基板和后方基板、配置在这些基板之间把象素和象素隔开的隔壁部件、配置在各象素中的液体和多个带电粒子、以及配置在各象素中的第一电极和第二电极，通过在这些电极之间施加电压使上述带电粒子移动进行显示，其特征在于：

上述显示基板以及上述后方基板用柔性材料形成，且

在上述显示基板和上述液体之间配置有比上述显示基板还薄的能变形的透明薄膜，在该透明薄膜和上述显示基板之间配置有透明部件。

2.权利要求1所述的电泳显示装置，其特征在于：

上述液体是透明的，上述第一电极沿着上述后方基板配置，上述第二电极配置于上述隔壁部件的下部。

3.权利要求2所述的电泳显示装置，其特征在于：

上述透明部件配置在每个象素中且具有向上述液体一侧突出的凸状。

4.权利要求3所述的电泳显示装置，其特征在于：

上述透明部件的折射率比上述液体的折射率高。

5.权利要求1所述的电泳显示装置，其特征在于：上述透明薄膜的厚度比象素的宽度小。

6.权利要求1所述的电泳显示装置，其特征在于：

上述透明薄膜的厚度比上述隔壁部件的高度小。