JP2007121785A - Electrophoretic display device - Google Patents

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Hiroyuki Kitayama
宏之 北山
Kohei Nagayama
耕平 永山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrophoretic display device that eliminates a non-uniform electric field, displays a stable halftone or black color, has an improved memory property and a simple structure for color display, and prevents decrease in reflectance due to a transparent electrode. <P>SOLUTION: An electrophoretic dispersion liquid 3 having electrophoretic particles 4 dispersed therein is sealed in a space formed by a first substrate 1, a second substrate 2 and a barrier wall 6. A first electrode 5 and a second electrode 7 are connected through a resistant layer 9. When a voltage is applied on the first electrode 5, potential gradient toward the second electrode is generated in the resistance layer 9. This suppresses a non-uniform electric field in the electrophoretic dispersion liquid 3 and gives a uniform dispersion state of electrophoretic particles 4 in the electrophoretic dispersion liquid. Since the resistance layer 9 is colored, a color filter is unnecessary and favorable and bright color reproduction is attained. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電気泳動分散液中の電気泳動粒子の分布状態を変化させることで、表示状態を変更する電気泳動表示装置に関する。   The present invention relates to an electrophoretic display device that changes a display state by changing a distribution state of electrophoretic particles in an electrophoretic dispersion.

携帯パソコンや電子手帳等の普及に伴い、低消費電力かつ薄型の表示装置の需要が増大している。例えば液晶ディスプレイ等の薄型ディスプレイによる表示機能と座標入力処理とを一体化し、ディスプレイに表示された内容をペンあるいは指で押圧操作することにより直接的に入力できるものが製品化されている。   With the widespread use of portable personal computers and electronic notebooks, the demand for low power consumption and thin display devices is increasing. For example, a display function that integrates a display function and a coordinate input process using a thin display such as a liquid crystal display and can directly input the content displayed on the display by pressing with a pen or a finger has been commercialized.

しかし、多くの液晶は、いわゆるメモリ性が無いため、表示期間中は液晶に対して電圧印加を継続する必要がある。一方で、メモリ性を有する液晶においては、携帯パソコンのようにさまざまな環境における使用を想定した場合の信頼性を確保することが難しく実用化には至っていない。   However, since many liquid crystals do not have so-called memory properties, it is necessary to continue voltage application to the liquid crystals during the display period. On the other hand, a liquid crystal having a memory property has not been put into practical use because it is difficult to ensure reliability when assumed to be used in various environments such as a portable personal computer.

そこで、メモリ性を有する、薄型軽量ディスプレイ方式の一つとして、特許文献1に示される電気泳動表示装置100Bがある。このものは、図5(a),(b)に示すように、所定間隙を開けた状態に配置された一対の対向基板101,102と、その対向射基板101,102の間隙に注入された絶縁性の電気泳動分散液103と、この電気泳動分散液103に分散させた多数の電気泳動粒子104とを備えている。さらに、電気泳動分散液103に近接するように配置された画素電極105、画素を仕切るように配置された共通電極106と、これら電極105,106を覆う絶縁層107,108とを備えている。   Thus, there is an electrophoretic display device 100B disclosed in Patent Document 1 as one of thin and light display systems having a memory property. As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), this was injected into a gap between a pair of counter substrates 101 and 102 arranged in a state where a predetermined gap was opened and the counter substrate 101 and 102. An insulating electrophoretic dispersion 103 and a large number of electrophoretic particles 104 dispersed in the electrophoretic dispersion 103 are provided. Furthermore, a pixel electrode 105 disposed so as to be close to the electrophoretic dispersion liquid 103, a common electrode 106 disposed so as to partition the pixels, and insulating layers 107 and 108 covering these electrodes 105 and 106 are provided.

なお、特許文献2に記載の表示装置においては、製造歩留まりを良くすることを目的として、導電性着色層が画素電極を兼ねる液晶表示装置が提案されている。   In the display device described in Patent Document 2, a liquid crystal display device in which a conductive colored layer also serves as a pixel electrode has been proposed for the purpose of improving manufacturing yield.

上述のような電気泳動表示装置は、そのカラー化に際し、カラーフィルターを用いる方式が最も簡単であり、カラーフィルターを図5に示す対向基板101,102側に形成する場合と、反射電極上に形成する場合の2通りがある。前者については、カラーフィルターと画素とが合うようにセルを組み立てるので製造上必ず合わせずれが生じる。合わせずれは隣接画素間での混色を招くので、合わせマージン分のブラックマトリックスを対向基板101,102側に設ける必要がある。このため高い開口率を得ることが困難である。特に150ppi以下の高精細画素を形成する場合や、熱膨張係数の高いプラスチック基板を使用する場合では、開口率の低下が著しく、実用に耐えない。   In the electrophoretic display device as described above, the color filter is the simplest method for colorization, and the color filter is formed on the counter substrate 101 or 102 side shown in FIG. There are two ways to do this. As for the former, since the cell is assembled so that the color filter and the pixel match, there is always a misalignment in manufacturing. Since misalignment causes color mixing between adjacent pixels, it is necessary to provide a black matrix for the alignment margin on the counter substrates 101 and 102 side. For this reason, it is difficult to obtain a high aperture ratio. In particular, when a high-definition pixel of 150 ppi or less is formed, or when a plastic substrate having a high thermal expansion coefficient is used, the aperture ratio is remarkably lowered and cannot be practically used.

これに対し、後者については、図7に示すように直接、画素にカラーフィルター109a,109b,109cを作り込むことによって開口率低下を抑えることができる。しかし、このようなセル構成では焼きつきの原因である残留DCが発生する。   On the other hand, in the latter case, as shown in FIG. 7, a decrease in the aperture ratio can be suppressed by directly forming the color filters 109a, 109b, and 109c in the pixels. However, in such a cell configuration, residual DC that causes burn-in occurs.

この対策としては、絶縁層すなわちカラーフィルター上に透明電極を形成して、絶縁層の残留DCが溜まらない構成にする方法がある。   As a countermeasure, there is a method in which a transparent electrode is formed on an insulating layer, that is, a color filter, so that residual DC of the insulating layer does not accumulate.

特許第3421494号明細書Japanese Patent No. 3421494 特開平8−313726号公報JP-A-8-313726

図6に、従来の電気泳動表示装置100Bの画素電極105と共通電極106と間に電圧を印加したときの等電位線を示す。点線は等電位線を表す。電極105,106間の狭い場所では等電位線が密なため電界が強く、画素の中央部では等電位線が疎なため電界が弱くなることから、電気泳動分散液103内の電界は不均一であることがわかる。このため、中間調を表示する際には帯電泳動粒子104の位置の制御が困難となり、安定した階調を表示することができない場合がある。   FIG. 6 shows equipotential lines when a voltage is applied between the pixel electrode 105 and the common electrode 106 of the conventional electrophoretic display device 100B. The dotted line represents an equipotential line. The electric field in the electrophoretic dispersion 103 is non-uniform because the equipotential lines are dense in the narrow space between the electrodes 105 and 106 and the electric field is strong because the equipotential lines are sparse in the center of the pixel. It can be seen that it is. For this reason, when displaying a halftone, it is difficult to control the position of the charged electrophoretic particles 104, and a stable gradation may not be displayed.

また、黒を表示する場合においては、画素電極105にマイナスの電圧を印加して電気電気泳動粒子104を画素電極105上に集めて表示を行うが、画素の中央方向への電界が非常に弱いため、帯電泳動粒子104が画素中央部まで到達せず、十分なコントラストが得られないという問題も生じる。   When displaying black, a negative voltage is applied to the pixel electrode 105 to collect and display the electrophoretic particles 104 on the pixel electrode 105, but the electric field in the center direction of the pixel is very weak. Therefore, there is a problem that the charged electrophoretic particles 104 do not reach the center of the pixel and sufficient contrast cannot be obtained.

さらに、電界の強い場所では、帯電した電気泳動粒子104とイオンの分極も非常に大きくなるため、電圧を0Vに落とした場合、電気泳動粒子104間の反発及び粒子・イオン引力による反電場が発生し、メモリ性を阻害する場合があった。
さらにまた、カラー化について、上述のカラーフィルター上に透明電極を形成する方法では、構造が複雑になる上、透明電極による反射率低下が懸念される。
Furthermore, in a place where the electric field is strong, the polarization of the charged electrophoretic particles 104 and ions becomes very large. Therefore, when the voltage is lowered to 0 V, repulsion between the electrophoretic particles 104 and a counter electric field due to particle / ion attractive force are generated. In some cases, however, the memory performance is hindered.
Furthermore, with regard to colorization, the method of forming a transparent electrode on the above-described color filter complicates the structure, and there is a concern about a decrease in reflectance due to the transparent electrode.

そこで、本発明は、電気泳動分散液内の電界の不均一性を抑制して、安定した中間調や黒を表示することができ、またメモリ性を向上させることができ、しかもカラー化において、構造が簡単で、透明電極による反射率低下を防止することができる電気泳動表示装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention suppresses the non-uniformity of the electric field in the electrophoretic dispersion, can display a stable halftone and black, can improve the memory property, and in colorization, An object of the present invention is to provide an electrophoretic display device having a simple structure and capable of preventing a decrease in reflectance due to a transparent electrode.

本発明は、電気泳動粒子が分散されている密閉状態の電気泳動分散液を第1電極と第2電極との間に保持し、前記第1電極と前記第2電極との間に電圧を印加することにより、前記電気泳動分散液中で前記電気泳動粒子を移動させ、その分布状態を変化させる電気泳動表示装置において、前記第1電極に接続されるとともに前記第2電極に向かって延びて形成され、前記第1電極と前記第2電極との間に印加される電圧によって層内に電位勾配が生成される抵抗層を備え、前記抵抗層が着色されている、ことを特徴とする。   The present invention holds a sealed electrophoretic dispersion liquid in which electrophoretic particles are dispersed between a first electrode and a second electrode, and applies a voltage between the first electrode and the second electrode. In the electrophoretic display device that moves the electrophoretic particles in the electrophoretic dispersion liquid and changes the distribution state thereof, the electrophoretic display device is connected to the first electrode and extends toward the second electrode. And a resistance layer in which a potential gradient is generated in the layer by a voltage applied between the first electrode and the second electrode, and the resistance layer is colored.

また、本発明は、相互に対向配置された第1基板と第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間隙を確保するとともに画素を区画する隔壁と、前記第1基板と前記第2基板と前記隔壁とによって構成される密閉空間に充填され、電気泳動粒子が分散された状態の電気泳動分散液と、前記第1基板上に形成された第1電極と、前記隔壁に形成された第2電極とを備え、前記第1電極と前記第2電極との間に電圧を印加することにより、前記電気泳動分散液中で前記電気泳動粒子を移動させ、その分布状態を変化させる電気泳動表示装置において、前記第1電極に接続されるとともに前記第2電極に向かって延びて形成され、前記第1電極と前記第2電極との間に印加される電圧によって層内に電位勾配が形成される抵抗層を備え、前記抵抗層が着色されている、ことを特徴とする。   The present invention also provides a first substrate and a second substrate that are arranged to face each other, a partition that secures a gap between the first substrate and the second substrate, and partitions pixels, the first substrate, An electrophoretic dispersion liquid filled with an electrophoretic particle in a sealed space constituted by a second substrate and the partition wall, a first electrode formed on the first substrate, and formed on the partition wall The electrophoretic particles are moved in the electrophoretic dispersion liquid and the distribution state thereof is changed by applying a voltage between the first electrode and the second electrode. In the electrophoretic display device, the potential gradient is formed in the layer by a voltage connected between the first electrode and extending toward the second electrode, and applied between the first electrode and the second electrode. A resistor layer formed of There are colored, and wherein the.

本発明によると、第1電極に接続されるとともに第2電極に向かって延びる抵抗層を有し、この抵抗層は、第1電極に印加される電圧によって層内に第2電極に向かって電位勾配が形成される。したがって、抵抗層から第2電極までの距離が近い場所では電位差を小さく、遠い場所では電位差を大きくすることができるので、電気泳動分散液内の電界の不均一を抑制することができる。このため、電気泳動分散液内の電気泳動粒子の分布状態をほぼ均一にすることができ、安定した中間調の表示を行うことができる。また、例えば黒表示時の光学レベルを下げることができるので、コントラストを向上させることができる。また、電界が極端に強く作用する箇所がなくなるので、粒子・イオンの分極による反電場の形成を抑制して、メモリ性を向上させることができる。   According to the present invention, the resistive layer has a resistance layer connected to the first electrode and extending toward the second electrode, and the resistance layer has a potential toward the second electrode in the layer by a voltage applied to the first electrode. A gradient is formed. Accordingly, the potential difference can be reduced at a location where the distance from the resistance layer to the second electrode is short, and the potential difference can be increased at a location far away, so that the unevenness of the electric field in the electrophoretic dispersion liquid can be suppressed. For this reason, the distribution state of the electrophoretic particles in the electrophoretic dispersion liquid can be made substantially uniform, and a stable halftone display can be performed. Further, for example, since the optical level during black display can be lowered, the contrast can be improved. In addition, since there is no place where the electric field acts extremely strongly, the formation of a counter electric field due to the polarization of particles / ions can be suppressed, and the memory performance can be improved.

さらに、抵抗層が着色されているので、カラーフィルターを別途に設ける必要がなく、良好で明るい色再現の維持と製造プロセスの簡略化を図ることができる。   Furthermore, since the resistance layer is colored, it is not necessary to provide a separate color filter, and it is possible to maintain good and bright color reproduction and simplify the manufacturing process.

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一の図面又は異なる図面において同一の符合を付したものは、同様の構成あるいは同様の作用をなすものであり、これらについては、適宜、重複説明を省略している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, what attached | subjected the same code | symbol in the same drawing or a different drawing performs the same structure or the same effect | action, The duplication description is abbreviate | omitted suitably about these.

<実施の形態1>
図1に、本発明を適用することができる電気泳動表示装置(電気泳動表示素子)100の一部を示す。同図は、多数の画素Pを有する電気泳動表示装置100における1つの画素Pの縦断面を模式的に示す図である。なお、同図中の符号Eは人の「目」を示しており、同図においては電気泳動表示装置100を上方から見ることを示唆している。電気泳動表示装置100は、同図に示すように、第1基板1とこれに対向するように配設された第2基板2とを備えている。これら第1基板1と第2基板2とは、所定間隙を保持して相互に平行になるように配設されている。これら第1基板1と第2基板2との間には、隣接する画素P,Pを区画するための隔壁6が配設されている。第2基板2は、例えば、透明ガラスや透明フィルムなどの光透過性板で構成されている。これに対し、第1基板1は、必ずしも透明である必要はなく、フィルム基板や金属基板等で構成してもよい。
<Embodiment 1>
FIG. 1 shows a part of an electrophoretic display device (electrophoretic display element) 100 to which the present invention can be applied. FIG. 2 is a diagram schematically showing a longitudinal section of one pixel P in the electrophoretic display device 100 having a large number of pixels P. Note that symbol E in the figure indicates a human “eye”, and the figure indicates that the electrophoretic display device 100 is viewed from above. As shown in the figure, the electrophoretic display device 100 includes a first substrate 1 and a second substrate 2 disposed so as to face the first substrate 1. The first substrate 1 and the second substrate 2 are disposed so as to be parallel to each other while maintaining a predetermined gap. A partition wall 6 is provided between the first substrate 1 and the second substrate 2 to partition adjacent pixels P and P. The 2nd board | substrate 2 is comprised with light transmissive boards, such as transparent glass and a transparent film, for example. On the other hand, the 1st board | substrate 1 does not necessarily need to be transparent, and may be comprised with a film substrate, a metal substrate, etc.

第1基板1表面(第2基板2に対面する面)には表示面形成体8が形成されている。表示面形成体8は、透明な材料によって構成されている。材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などのプラスチック材料、あるいはガラスなどを使用できる。これらに酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなどの無機酸化物顔料、染料を混ぜ合わせて着色化、光散乱化させてもよい。   A display surface forming body 8 is formed on the surface of the first substrate 1 (the surface facing the second substrate 2). The display surface forming body 8 is made of a transparent material. As the material, for example, a plastic material such as acrylic resin, epoxy resin, silicone resin, or glass can be used. These may be mixed with inorganic oxide pigments and dyes such as titanium oxide, zinc oxide, and aluminum oxide to be colored and light scattered.

表示面形成体8の下には、第1電極5が配設されている。第1電極5としては、ITO膜を使用することができるが、Al膜等の金属膜を用いてもよい。第1電極5の最適なサイズは、画素ピッチ、隔壁の高さなどによるが、本実施の形態では、上方から見たサイズが縦横5μm四方の正方形である。   A first electrode 5 is disposed under the display surface forming body 8. As the first electrode 5, an ITO film can be used, but a metal film such as an Al film may be used. The optimum size of the first electrode 5 depends on the pixel pitch, the height of the partition walls, and the like, but in this embodiment, the size seen from above is a square of 5 μm in length and width.

隔壁6としては、一般に使用されているレジスト材料、あるいは熱可塑性材料、紫外線硬化材料などを使用することができる。この隔壁6の厚さは通常5〜30μm程度である。この隔壁6の表面には第2電極7が形成されている。第2電極7は、Al、Ti等の金属膜や、ITO膜で構成することができる。   As the partition wall 6, a generally used resist material, thermoplastic material, ultraviolet curable material, or the like can be used. The thickness of the partition wall 6 is usually about 5 to 30 μm. A second electrode 7 is formed on the surface of the partition wall 6. The second electrode 7 can be made of a metal film such as Al or Ti, or an ITO film.

さらに、第1電極5と接続された抵抗層(導電膜)9が表示面形成体8を覆うように配設されている。抵抗層9は、光透過性の材料と色素材料とを含んでいる。光透過性の材料としては、ポリシラン、ポリシロキサン、ポリアセチレンなどの有機膜、もしくはそれの複合体、共重合体、又はカーボン含有膜などを使用することができる。また、インジウム−スズ酸化物(ITO)などの無機膜、又はシリコーンなどの半導体膜、又は導電性のフィラ(充填物)、例えば金属粉、カーボン粒子等をエポキシ樹脂、ポリプロピレン樹脂等に配合して得る導電性樹脂膜などを使用することもできる。   Further, a resistance layer (conductive film) 9 connected to the first electrode 5 is disposed so as to cover the display surface forming body 8. The resistance layer 9 includes a light transmissive material and a pigment material. As the light-transmitting material, an organic film such as polysilane, polysiloxane, or polyacetylene, or a composite, copolymer, or carbon-containing film thereof can be used. In addition, an inorganic film such as indium-tin oxide (ITO), a semiconductor film such as silicone, or a conductive filler (filler), for example, metal powder, carbon particles, or the like is blended in an epoxy resin, a polypropylene resin, or the like. An obtained conductive resin film or the like can also be used.

色素材料としては、アゾ系、ジアゾ系、アントラキノン系、アントラセン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、イソインドリノン系、ジオキサジン系、ペリレン系、チオインジゴ系、ピロコリン系、フルオルビン系、キノフタロン系等の染顔料が挙げられる。   Examples of dye materials include dyes such as azo, diazo, anthraquinone, anthracene, phthalocyanine, quinacridone, isoindolinone, dioxazine, perylene, thioindigo, pyrocholine, fluorvin, and quinophthalone. Can be mentioned.

抵抗層9は、これらの色素材料を所望の分光特性に従い、体積抵抗率10〜1012Ω・cm、膜厚1〜200nmとなるように、上述の光透過性の材料と配合するのが望ましい。この抵抗層9は、その体積抵抗率が上述の電気泳動分散液3よりも低くなるように構成されている。 The resistance layer 9 is prepared by blending these pigment materials with the above light-transmitting materials so as to have a volume resistivity of 10 6 to 10 12 Ω · cm and a film thickness of 1 to 200 nm in accordance with desired spectral characteristics. desirable. The resistance layer 9 is configured such that its volume resistivity is lower than that of the above-described electrophoretic dispersion liquid 3.

第1基板1と第2基板2と4方の隔壁6との間に構成される密封空間には、電気泳動分散液3が封入されている。この電気泳動分散液3は、液層分散媒と、この液層分散媒に分散されている帯電した電気泳動粒子4を含んでいる。ここで、液層分散媒としては、水、メタノール、エタノール、アセトン、ヘキサン、トルエン、長鎖アルキル基を有するベンゼン類等の芳香族炭化水素等、又はその他の種々の油類等の単独又はこれらの混合物に界面活性剤等を配合したものを用いることができる。   An electrophoretic dispersion 3 is enclosed in a sealed space formed between the first substrate 1, the second substrate 2, and the four partition walls 6. The electrophoretic dispersion liquid 3 includes a liquid layer dispersion medium and charged electrophoretic particles 4 dispersed in the liquid layer dispersion medium. Here, as the liquid layer dispersion medium, water, methanol, ethanol, acetone, hexane, toluene, aromatic hydrocarbons such as benzene having a long-chain alkyl group, or other various oils alone or these A mixture of a surfactant and the like can be used.

また、電気泳動粒子4は、液層分散媒中で電位差による電気泳動により移動する性質を有する有機あるいは無機の粒子である。この電気泳動粒子4としては、例えば、アニリンブラック、カーボンブラック等の黒色顔料、二酸化チタン、三酸化アンチモン等の白色顔料、アゾ系顔料、その他着色顔料等の1種又は2種以上を用いることができる。   The electrophoretic particles 4 are organic or inorganic particles having a property of moving by electrophoresis due to a potential difference in a liquid layer dispersion medium. As the electrophoretic particles 4, for example, one or more of black pigments such as aniline black and carbon black, white pigments such as titanium dioxide and antimony trioxide, azo pigments, and other colored pigments may be used. it can.

さらに、これらの顔料には、必要に応じ、電解質、界面活性剤、樹脂、ゴム、油等の粒子からなる荷電制御剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シラン系カップリング剤等の分散剤、潤滑剤、安定化剤等を添加することができる。さらに、本実施の形態では、第1電極5と第2電極7との間には、駆動電圧を発生する駆動電圧発生装置(不図示)が接続されている。   Furthermore, these pigments include electrolytes, surfactants, resins, rubbers, oil-based charge control agents, titanium-based coupling agents, aluminum-based coupling agents, silane-based coupling agents, etc., as necessary. A dispersant, a lubricant, a stabilizer and the like can be added. Further, in the present embodiment, a drive voltage generator (not shown) that generates a drive voltage is connected between the first electrode 5 and the second electrode 7.

次に、上述構成の電気泳動表示装置100の動作について説明する。なお、以下の説明では、電気泳動粒子4は正極性に帯電している場合を例に挙げるが、これとは逆に、負極性に帯電している場合でも、電気泳動粒子4の動く方向が逆になることを考慮すれば同様に説明することができる。   Next, the operation of the electrophoretic display device 100 configured as described above will be described. In the following description, the case where the electrophoretic particles 4 are positively charged is taken as an example, but conversely, even when the electrophoretic particles 4 are negatively charged, the direction of movement of the electrophoretic particles 4 is different. The same explanation can be made in consideration of the reverse.

図3(a),(b),(c)に電気泳動表示装置100の1画素に対する諸信号波形を示す図である。このうち(a)は第1電極5の電位を示し、(b)は図1中の抵抗層9の点Aにおける電位(導電膜電位)を示す。そして、(c)は光学応答を示す。(a),(b),(c)に共通の横軸は時間を示す。このうち、時間t1から時間t2までの期間はリセット期間、時間t2から時間t3までの期間は書込み期間に相当する。なお、第2電極7の電位は0Vとしている。   3A, 3B, and 3C are diagrams showing various signal waveforms for one pixel of the electrophoretic display device 100. FIG. Among these, (a) shows the potential of the first electrode 5, and (b) shows the potential (conductive film potential) at point A of the resistance layer 9 in FIG. And (c) shows an optical response. The horizontal axis common to (a), (b), and (c) indicates time. Among these, the period from time t1 to time t2 corresponds to the reset period, and the period from time t2 to time t3 corresponds to the writing period. The potential of the second electrode 7 is 0V.

リセット期間では、電気泳動粒子4の位置を所定の位置に揃えるために、第1電極5にリセット電圧Vrを印加する。このとき図1中の点Aにおける抵抗層9の電位は、抵抗分圧により第2電極7の電位(0V)と第1電極5の電位Vrとの間の電位となる。   In the reset period, a reset voltage Vr is applied to the first electrode 5 in order to align the electrophoretic particles 4 at a predetermined position. At this time, the potential of the resistance layer 9 at the point A in FIG. 1 becomes a potential between the potential (0 V) of the second electrode 7 and the potential Vr of the first electrode 5 by resistance division.

その後、書込み期間に移ると、時間t2において、第1電極5に書込み電圧Vwが印加され、同様に抵抗層9の電位も変化し、抵抗分圧により、第1電極5の電位Vwよりも低い電位となる。   Thereafter, when the writing period starts, the writing voltage Vw is applied to the first electrode 5 at time t2, the potential of the resistance layer 9 also changes, and is lower than the potential Vw of the first electrode 5 due to resistance voltage division. It becomes a potential.

書込み終了後(時間t3)、第1電極5の電圧を0Vに落として表示状態維持期間へ移行する。抵抗層9の抵抗を液層分散媒の抵抗よりも十分に低くしておけば、残留DCは溜まらないので、0Vに落とした直後、逆方向の電場は発生せず、メモリ性は損なわれない。   After the completion of writing (time t3), the voltage of the first electrode 5 is reduced to 0V and the display state maintaining period is started. If the resistance of the resistance layer 9 is made sufficiently lower than the resistance of the liquid layer dispersion medium, residual DC will not accumulate, so an electric field in the reverse direction will not be generated immediately after dropping to 0 V, and the memory performance will not be impaired. .

このような構成では、第1電極5と第2電極7とが抵抗層9を介して接続されており、駆動電圧を印加した場合には、抵抗層9内に電位勾配が生じ、抵抗分圧により抵抗層9の電位は第2電極7に近いほど小さくなる。このときの等電位線を図2に示す。第1電極5と第2電極7との間の等電位線の間隔が従来(図6参照)と比べて格段に広くなるので、隔壁6の第2の電極7近傍の電界が小さくなる。したがって、液層分散媒中の電界不均一性が解消され、安定した中間調表示を得ることができる。   In such a configuration, the first electrode 5 and the second electrode 7 are connected via the resistance layer 9, and when a drive voltage is applied, a potential gradient is generated in the resistance layer 9, resulting in resistance voltage division. Thus, the potential of the resistance layer 9 becomes smaller as the potential is closer to the second electrode 7. The equipotential lines at this time are shown in FIG. Since the equipotential line interval between the first electrode 5 and the second electrode 7 is significantly wider than in the prior art (see FIG. 6), the electric field in the vicinity of the second electrode 7 of the partition 6 is reduced. Therefore, the electric field non-uniformity in the liquid layer dispersion medium is eliminated, and a stable halftone display can be obtained.

また、第1電極5が表示画素の中央部に形成されているので、黒を表示するときに中央に向かう横方向の電界が生じるため、粒子が中央部まで到達するようになり、コントラストを格段に向上させることができる。   In addition, since the first electrode 5 is formed in the central portion of the display pixel, a horizontal electric field is generated toward the center when displaying black, so that the particles reach the central portion and the contrast is remarkably increased. Can be improved.

さらに、電界均一化によって粒子・イオンの分極による反電場を抑えることができ、十分なメモリ性も得ることが可能である。   Furthermore, by making the electric field uniform, a counter electric field due to the polarization of particles and ions can be suppressed, and a sufficient memory property can be obtained.

<実施の形態2>
図4に実施の形態2の電気泳動表示装置100Aを示す。同図は、上述の実施の形態1における図1に相当する図である。本実施の形態では、コンタクト部11を介して第1電極12と抵抗層9とが接続されている。このような構成では、抵抗層9は、単純な面状であるので、均一な層厚に形成して表面の凹凸(段差)を小さくすることができるので、電気泳動粒子4が抵抗層9の凹凸に張り付くといった問題を解決することができる。
<Embodiment 2>
FIG. 4 shows an electrophoretic display device 100A according to the second embodiment. This figure corresponds to FIG. 1 in the first embodiment described above. In the present embodiment, the first electrode 12 and the resistance layer 9 are connected via the contact portion 11. In such a configuration, since the resistance layer 9 has a simple planar shape, it can be formed to have a uniform layer thickness to reduce surface irregularities (steps). The problem of sticking to unevenness can be solved.

また、コンタクト部11は、画素Pのほぼ中央に配置されている。つまり、各第2電極7から最も遠い位置に配置されている。これにより、画素Pの中央部と第2電極7との間の電位差が最も大きくなり、黒表示時に中央に向かう横方向の電界が生じるため、電気泳動粒子4が中央部まで到達するようになり、コントラストが格段に向上する。   In addition, the contact portion 11 is disposed substantially at the center of the pixel P. That is, it is arranged at a position farthest from each second electrode 7. As a result, the potential difference between the center portion of the pixel P and the second electrode 7 becomes the largest, and a horizontal electric field is generated toward the center during black display, so that the electrophoretic particles 4 reach the center portion. Contrast is greatly improved.

コンタクト部11としては、抵抗層9の抵抗よりも低い材料が望ましく、Al、Tiなどの金属や、ITO、導電性樹脂などを用いてもよい。コンタクト部11の抵抗が低い場合には、コンタクト部11における電位降下を抑えることができ、上述の実施の形態1よりも効率良く液層分散媒に電圧を印加することができる。さらに、コンタクト部11が金属の場合には、コンタクト部11の径を小さくしても、接続部の抵抗が十分低くできるため、表示に有効な部分の面積が広くなり、明るく良好な表示が得られる。   The contact portion 11 is preferably made of a material lower than the resistance of the resistance layer 9, and a metal such as Al or Ti, ITO, or a conductive resin may be used. When the resistance of the contact part 11 is low, the potential drop at the contact part 11 can be suppressed, and the voltage can be applied to the liquid layer dispersion medium more efficiently than in the first embodiment. Further, when the contact portion 11 is made of metal, even if the diameter of the contact portion 11 is reduced, the resistance of the connection portion can be sufficiently reduced, so that the area of the effective portion for display is widened, and a bright and good display can be obtained. It is done.

本実施の形態では、さらに第1電極12が凹凸13上に形成されている。凹凸13としては、例えば、感光性樹脂を塗布した後、露光及びウェット現像を行うことで形成することができる。また、ガラスに微細な凹凸を作る方法でもよい。この凹凸13上に形成された第1電極12の材料としては、アルミニウムや銀など反射率の高い材料が望ましい。このような構成にすることによって、第1電極12に光を拡散させる機能を持たせることができる。凹凸13の傾斜角の分布を制御し、視野角を拡大させるとともに外光を効率良く反射させることができるので、実施の形態1よりも明るい良好な表示が得られる。   In the present embodiment, the first electrode 12 is further formed on the unevenness 13. The unevenness 13 can be formed, for example, by applying a photosensitive resin and then performing exposure and wet development. Moreover, the method of making a fine unevenness | corrugation in glass may be used. As the material of the first electrode 12 formed on the unevenness 13, a material having high reflectivity such as aluminum or silver is desirable. With such a configuration, the first electrode 12 can have a function of diffusing light. Since the distribution of the inclination angle of the unevenness 13 can be controlled, the viewing angle can be expanded and the external light can be reflected efficiently, a better display brighter than that of the first embodiment can be obtained.

上述の電気泳動表示装置100Aをカラー化するに際しては、カラーフィルタを用いる方式が最も簡単である。カラーフィルタは、基板側に形成する場合と、電極上に形成する場合の2通りがある。前者については、カラーフィルタと画素とが合うようにセルを組み立てるので製造上必ず合わせずれが生じる。合わせずれは隣接画素間での混色を招くので、合わせマージン分のブラックマトリックスを基板側に設ける必要がある。このため、高い開口率を得ることが困難である。特に150ppi以上の高精細画素を形成する場合や、熱膨張係数の高いプラスチック基板を使用する場合では、開口率の低下が著しく、実用に耐えない。   When the electrophoretic display device 100A described above is colored, the method using a color filter is the simplest. There are two types of color filters: a case where the color filter is formed on the substrate side and a case where the color filter is formed on the electrode. As for the former, since the cell is assembled so that the color filter and the pixel match, there is always a misalignment in manufacturing. Since misalignment causes color mixture between adjacent pixels, it is necessary to provide a black matrix for the alignment margin on the substrate side. For this reason, it is difficult to obtain a high aperture ratio. In particular, when a high-definition pixel of 150 ppi or more is formed, or when a plastic substrate having a high thermal expansion coefficient is used, the aperture ratio is remarkably lowered, which is not practical.

図7に後者、すなわちカラーフィルタを電極上に形成する例を示す。同図に示すように、直接、画素Pにカラーフィルタ109a,109b,109cを作り込むことによって開口率低下を抑えることができる。しかし、このようなセル構成では焼きつきの原因である残留DCが発生する。   FIG. 7 shows an example in which the latter, that is, a color filter is formed on an electrode. As shown in the figure, a decrease in the aperture ratio can be suppressed by forming the color filters 109a, 109b, and 109c directly in the pixel P. However, in such a cell configuration, residual DC that causes burn-in occurs.

この対策としては、絶縁層すなわちカラーフィルタ上に透明電極を形成して、絶縁層の残留DCが溜まらない構成にする方法があるが、構造が複雑になる上、透明電極による反射率低下が懸念される。   As a countermeasure, there is a method in which a transparent electrode is formed on an insulating layer, that is, a color filter, so that residual DC of the insulating layer does not accumulate. However, the structure is complicated, and there is a concern that the reflectance is lowered by the transparent electrode. Is done.

そこで、本実施の形態では、第1電極12上に形成した抵抗層9が、着色層10a,10b,10cを兼用するようにした。着色層としては、例えば、赤色又は青色又は緑色又はシアン又はマゼンタの顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストで構成する。膜厚は通常0.5〜4μm程度であり、画素Pの中央部にはコンタクト部11が形成されている。   Therefore, in the present embodiment, the resistance layer 9 formed on the first electrode 12 is also used as the colored layers 10a, 10b, and 10c. The colored layer is made of, for example, an ultraviolet curable acrylic resin resist in which a pigment of red, blue, green, cyan, or magenta is dispersed. The film thickness is usually about 0.5 to 4 μm, and a contact portion 11 is formed at the center of the pixel P.

表示面形成体8は、透明な材料を用いる。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などのプラスチック材料あるいはガラスなどを使用することができる。   The display surface forming body 8 uses a transparent material. For example, a plastic material such as acrylic resin, epoxy resin, or silicone resin, or glass can be used.

上述のように、本実施の形態では、抵抗層9がカラーフィルタ10a,10b,10cを兼用しているので、カラーフィルタを別途設ける必要がなく、良好で明るい色再現の維持と、製造プロセスの簡略化を図ることができる。   As described above, in the present embodiment, since the resistance layer 9 also serves as the color filters 10a, 10b, and 10c, there is no need to provide a separate color filter, and it is possible to maintain good and bright color reproduction and to maintain the manufacturing process. Simplification can be achieved.

実施の形態1の電気泳動表示装置における一画素の縦断面を模式的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a vertical cross section of one pixel in the electrophoretic display device according to the first embodiment. 実施の形態1の電気泳動表示装置の駆動状態における等電位線を示す図である。3 is a diagram showing equipotential lines in the driving state of the electrophoretic display device of Embodiment 1. FIG. 実施の形態1の電気泳動表示装置の一画素に対する諸信号波形を示す図であり、(a)は第1電極電位、(b)は点Aにおける導電膜電位、(c)は光学応答を示している。2 is a diagram illustrating various signal waveforms for one pixel of the electrophoretic display device of Embodiment 1, wherein (a) is a first electrode potential, (b) is a conductive film potential at point A, and (c) is an optical response. FIG. ing. 実施の形態2の電気泳動表示装置における一画素の縦断面を模式的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing a vertical cross section of one pixel in an electrophoretic display device according to a second embodiment. (a),(b)は、従来の電気泳動表示素子の一画素の縦断面図を模式的に示す図である。(A), (b) is a figure which shows typically the longitudinal cross-sectional view of 1 pixel of the conventional electrophoretic display element. 従来の電気泳動表示装置の駆動状態における等電位線を示す図である。It is a figure which shows the equipotential line in the drive state of the conventional electrophoretic display apparatus. 従来の電気泳動表示素子のカラーフィルタを説明する図である。It is a figure explaining the color filter of the conventional electrophoretic display element.

符号の説明Explanation of symbols

1 第1基板
2 第2基板
3 電気泳動分散液
4 電気泳動粒子
5 第1電極
6 隔壁
7 第2電極
8 表面形成層
9 抵抗層
10a,10b,10c
着色層
11 コンタクト部
100,100B,100C,100D
電気泳動表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st board | substrate 2 2nd board | substrate 3 Electrophoretic dispersion liquid 4 Electrophoretic particle 5 1st electrode 6 Partition 7 Second electrode 8 Surface formation layer 9 Resistance layer 10a, 10b, 10c
Colored layer 11 Contact portion 100, 100B, 100C, 100D
Electrophoretic display device

Claims (11)

電気泳動粒子が分散されている密閉状態の電気泳動分散液を第1電極と第2電極との間に保持し、前記第1電極と前記第2電極との間に電圧を印加することにより、前記電気泳動分散液中で前記電気泳動粒子を移動させ、その分布状態を変化させる電気泳動表示装置において、
前記第1電極に接続されるとともに前記第2電極に向かって延びて形成され、前記第1電極と前記第2電極との間に印加される電圧によって層内に電位勾配が生成される抵抗層を備え、前記抵抗層が着色されている、
ことを特徴とする電気泳動表示装置。
By holding an electrophoretic dispersion in a sealed state in which electrophoretic particles are dispersed between the first electrode and the second electrode, and applying a voltage between the first electrode and the second electrode, In the electrophoretic display device that moves the electrophoretic particles in the electrophoretic dispersion and changes the distribution state thereof,
A resistance layer connected to the first electrode and extending toward the second electrode, wherein a potential gradient is generated in the layer by a voltage applied between the first electrode and the second electrode The resistance layer is colored,
An electrophoretic display device.
相互に対向配置された第1基板と第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間隙を確保するとともに画素を区画する隔壁と、前記第1基板と前記第2基板と前記隔壁とによって構成される密閉空間に充填され、電気泳動粒子が分散された状態の電気泳動分散液と、前記第1基板上に形成された第1電極と、前記隔壁に形成された第2電極とを備え、前記第1電極と前記第2電極との間に電圧を印加することにより、前記電気泳動分散液中で前記電気泳動粒子を移動させ、その分布状態を変化させる電気泳動表示装置において、
前記第1電極に接続されるとともに前記第2電極に向かって延びて形成され、前記第1電極と前記第2電極との間に印加される電圧によって層内に電位勾配が形成される抵抗層を備え、前記抵抗層が着色されている、
ことを特徴とする電気泳動表示装置。
A first substrate, a second substrate, a partition that secures a gap between the first substrate and the second substrate, and partitions pixels; the first substrate, the second substrate, and the partition; An electrophoretic dispersion liquid in a state where electrophoretic particles are dispersed, a first electrode formed on the first substrate, and a second electrode formed on the partition wall. In the electrophoretic display device that moves the electrophoretic particles in the electrophoretic dispersion liquid by applying a voltage between the first electrode and the second electrode, and changes the distribution state thereof.
A resistance layer connected to the first electrode and extending toward the second electrode, wherein a potential gradient is formed in the layer by a voltage applied between the first electrode and the second electrode The resistance layer is colored,
An electrophoretic display device.
前記抵抗層と前記第2電極とが接続されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電気泳動表示装置。
The resistance layer and the second electrode are connected;
The electrophoretic display device according to claim 1 or 2.
前記第1電極が前記密閉空間の中央に配設されている、
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の電気泳動表示装置。
The first electrode is disposed in the center of the sealed space;
The electrophoretic display device according to claim 2 or 3.
前記抵抗層の抵抗値が前記電気泳動分散液の抵抗値よりも低い、
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の電気泳動表示装置。
The resistance value of the resistance layer is lower than the resistance value of the electrophoretic dispersion,
The electrophoretic display device according to claim 1, wherein the electrophoretic display device is provided.
前記抵抗層の体積抵抗率が10〜1012Ω・cmである、
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の電気泳動表示装置。
The volume resistivity of the resistance layer is 10 6 to 10 12 Ω · cm.
The electrophoretic display device according to claim 1, wherein the electrophoretic display device is an electrophoretic display device.
前記第1電極と前記抵抗層とがコンタクト部を介して接続されている、
ことを特徴とする請求項2ないし6のいずれか1項に記載の電気泳動表示装置。
The first electrode and the resistance layer are connected via a contact portion;
The electrophoretic display device according to claim 2, wherein the electrophoretic display device is an electrophoretic display device.
前記コンタクト部が前記密閉空間の中央に配設されている、
ことを特徴とする請求項7に記載の電気泳動表示装置。
The contact portion is disposed in the center of the sealed space;
The electrophoretic display device according to claim 7.
前記着色された抵抗層が、赤、青、緑、シアン、マゼンタ、イエローのうちの少なくとも1色の着色層を含む、
ことを特徴とする請求項5ないし8のいずれか1項に記載の電気泳動表示装置。
The colored resistance layer includes a colored layer of at least one of red, blue, green, cyan, magenta, and yellow.
The electrophoretic display device according to any one of claims 5 to 8.
前記コンタクト部の抵抗値が前記抵抗層の抵抗値よりも低い、
ことを特徴とする請求項9に記載の電気泳動表示装置。
A resistance value of the contact portion is lower than a resistance value of the resistance layer;
The electrophoretic display device according to claim 9.
前記コンタクト部が金属によって形成されている、
ことを特徴とする請求項10に記載の電気泳動表示装置。
The contact portion is made of metal;
The electrophoretic display device according to claim 10.
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