JP2012093384A - 表示シート、表示装置および電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】信頼性が高く、優れた表示特性を発揮することのできる表示シート、それを備えた表示装置および信頼性が高い電子機器を提供すること。
【解決手段】表示装置20は、表示面121側に設けられた基板12と、基板12に対向配置された対向基板11と、基板12と対向基板11との間に設けられ、互いに反対の極に帯電する白色粒子Aおよび黒色粒子Bを分散媒7に分散してなる分散液100が充填された表示層400と、表示層400内に設けられ、白色粒子Aおよび黒色粒子Bの表示層400の厚さ方向への移動は許容しつつ、表示層400の面内方向の移動を抑制する粒子拘束層6とを有している。このような表示装置20では、粒子拘束層6は、基板12と離間して設けられている。
【選択図】図1

Description

本発明は、表示シート、表示装置および電子機器に関するものである。
例えば、電子ペーパーの画像表示部を構成するものとして、粒子の電気泳動を利用した電気泳動ディスプレイが知られている(例えば、特許文献1参照)。電気泳動ディスプレイは、優れた可搬性および省電力性を有しており、電子ペーパーの画像表示部として特に適している。
電気泳動ディスプレイは、対向配置された一対の電極と、これらの間に設けられた表示層とを有しており、表示層には、例えば正に帯電する白色粒子と、負に帯電する黒色粒子とを液相分散媒に分散してなる分散液が充填されている。このような電気泳動ディスプレイは、一対の電極間に電圧を印加し、白色粒子および黒色粒子を所望の方向へ泳動させることにより所望の画像を表示するように構成されている。
ここで、表示層の構成は、大きく分けて、特許文献1のように隔壁によって表示層を複数のセルに分割し、各セルに分散液を充填する「隔壁型」と、特許文献2のように分散液が封入されたマイクロカプセルを複数配置しバインダによって固定する「マイクロカプセル型」と、特許文献3のように表示層を1つの空間として(すなわち、隔壁等により分割せず)その空間内に分散液を充填する「液晶型」とに分類される。
しかしながら、「隔壁型」では、隔壁によって表示面内の有効表示領域(表示色を変更することができる領域)が減少し、表示特性が低下する問題がある。また、「マイクロカプセル型」では、隣り合うマイクロカプセル間に隙間が生じることにより表示面内の有効表示領域が減少し表示特性が低下したり、一対の電極間に電圧を印加する際にバインダによってリーク電流が発生したりすることで表示特性が低下する問題がある。また、「液晶型」では、表示面内のほぼ全域を有効表示領域として利用できるが、例えば、ディスプレイを本のように立てた場合に、白色粒子および黒色粒子が自重によって鉛直方向下側に移動(沈降)し、表示画像を維持することがでず、信頼性が低下する問題がある。
特開2010−44114号公報 特開2003−140202号公報 特表平8−510790号公報
本発明の目的は、信頼性が高く、優れた表示特性を発揮することのできる表示シート、それを備えた表示装置および信頼性が高い電子機器を提供することにある。
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の表示シートは、表示面側に設けられた第1基板と、
前記第1基板に対向配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、正または負に帯電する少なくとも1種の粒子を分散媒に分散してなる分散液が充填された表示層と、
前記表示層内に設けられた粒子拘束層とを有し、
前記粒子拘束層は、前記第1基板と離間して設けられていることを特徴とする。
これにより、信頼性が高く、優れた表示特性を発揮することのできる表示シートを提供することができる。
本発明の表示シートでは、前記粒子拘束層と前記第1基板との離間距離は、前記粒子の平均粒子径の1倍以上、5倍以下であることが好ましい。
これにより、第1基板側に集まった粒子によって、粒子拘束層を覆い隠すことができるため、表示特性がより向上する。
本発明の表示シートでは、前記粒子拘束層は、前記第2基板と離間して設けられていることが好ましい。
これにより、第2基板側にて粒子を表示層の面内方向に移動させることができる。そのため、例えば、装置に強い衝撃が加わったり、同じ姿勢で長時間置かれていたりし、粒子の偏りが生じてしまった場合、再び表示層中に粒子を均一に分散させるのがより簡単となる。
本発明の表示シートでは、前記粒子拘束層と前記第2基板との離間距離は、前記粒子の平均粒子径の1倍以上、5倍以下であることが好ましい。
これにより、第2基板側にて粒子を表示層の面内方向に移動させることができる。そのため、例えば、装置に強い衝撃が加わったり、同じ姿勢で長時間置かれていたりし、粒子の偏りが生じてしまった場合、再び表示層中に粒子を均一に分散させるのがより簡単となる。
本発明の表示シートでは、前記表示層内に設けられ、前記第1基板に対して前記粒子拘束層を固定する固定部材を有していることが好ましい。
これにより、粒子拘束層と第1基板との間に隙間が形成された状態をより確実に維持することができる。
本発明の表示シートでは、前記固定部材は、前記表示層の厚さ方向に延在する柱状をなしていることが好ましい。
これにより、維持部材が表示層の強度を補強する補強部材としても機能し、装置の耐久性が向上する。
本発明の表示シートでは、表示層の単位面積当たりの固定部材の数は、前記表示層の縁部よりも中央部の方が多いことが好ましい。
これにより、維持部材がバランスよく配置されることとなり、表示特性を維持しつつ装置の耐久性を向上させることができる。
本発明の表示シートでは、前記粒子拘束層は、多孔質体、網目構造体および繊維の集合体のうちの少なくとも1つを有していることが好ましい。
これにより、粒子拘束層の構成が簡単となる。
本発明の表示シートでは、前記粒子拘束層は、前記粒子の前記表示層の厚さ方向への移動は許容しつつ、前記表示層の面内方向の移動を抑制することが好ましい。
これにより、より優れた表示特性を発揮することができる。
本発明の表示シートでは、前記分散液には、正または負に帯電する第1粒子と、前記第1粒子と反対の極に帯電する第2粒子とが含まれており、
前記第1粒子と前記第2粒子の平均粒径は、ほぼ等しいことが好ましい。
これにより、第1粒子および第2粒子のいずれの粒子についても同様の効果が得られるため、表示特性がより向上する。
本発明の表示装置は、本発明の表示シートを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い表示装置が得られる。
本発明の電子機器は、本発明の表示装置を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
本発明の表示装置の第1実施形態を示す断面図である。 従来の表示装置の問題点を示す図である。 従来の表示装置の問題点を示す図である。 図1に示す表示装置の駆動と効果を説明する断面図である。 図1に示す表示装置の駆動と効果を説明する断面図である。 本発明の表示装置の第2実施形態を示す部分拡大断面図である。 本発明の表示装置の第3実施形態を示す概略斜視図である。 図7に示す表示シート装置の断面図である。 本発明の電子機器を電子ペーパーに適用した場合の実施形態を示す斜視図である。 本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態を示す図である。
以下、本発明の表示シート、表示装置および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
1.表示装置
まず、本発明の表示シートを組み込んだ表示装置について説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の表示装置の第1実施形態を示す断面図、図2および図3は、従来の表示装置の問題点を示す図、図4および図5は、それぞれ、図1に示す表示装置の駆動と効果を説明する断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図1〜図6中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
図1に示す表示装置(本発明の表示装置)20は、粒子の泳動を利用して所望の画像を表示する電気泳動表示装置である。この表示装置20は、表示シート(フロントプレーン)21と、回路基板(バックプレーン)22とを有している。
図1に示すように、表示シート21は、平板状の基部2と基部2の下面に設けられた第2の電極4とを備える基板(第1基板)12と、基板12上に設けられ、分散液100が充填された表示層400とを有している。このような表示シート21では、基板12の上面が表示面121を構成している。なお、以下では、表示面121とは、表示装置20の平面視にて、基板12の上面の表示層400と重なる領域を言い、それ以外の領域(例えば後述する封止部9と重なる領域)は除くものとする。
一方、回路基板22は、平板状の基部1と基部1の上面に設けられた複数の第1の電極3とを備える対向基板11と、この対向基板11に設けられた図示しない回路とを有している。回路は、例えば、マトリックス状に配列されたTFT(スイッチング素子)と、TFTに対応して形成されたゲート線およびデータ線と、ゲート線に所望の電圧を印加するゲートドライバーと、データ線に所望の電圧を印加するデータドライバーと、ゲートドライバーとデータドライバーの駆動を制御する制御部とを有している。
このような表示装置20では、対向基板11が表示シート21の第2基板を兼ねている。
以下、各部の構成について順次説明する。
基部1および基部2は、それぞれ、シート状(平板状)の部材で構成され、これらの間に配置される各部材を支持および保護する機能を有する。各基部1、2は、それぞれ、可撓性を有するもの硬質なもののいずれであってもよいが、可撓性を有するものであるのが好ましい。可撓性を有する基部1、2を用いることにより、可撓性を有する表示装置20、すなわち、例えば電子ペーパーを構築する上で有用な表示装置20を得ることができる。
各基部(基材層)1、2を可撓性を有するものとする場合、その構成材料としては、それぞれ、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)等のポリエステル、ポリエチレン等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリアミド、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリウレタン系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を混合して用いることができる。
このような基部1、2の平均厚さは、それぞれ、構成材料、用途等により適宜設定され、特に限定されないが、可撓性を有するものとする場合、20μm以上500μm以下程度であるのが好ましく、25μm以上250μm以下程度であるのがより好ましい。これにより、表示装置20の柔軟性と強度との調和を図りつつ、表示装置20の小型化(特に薄型化)を図ることができる。
これらの基部1、2の表示層400側の面、すなわち、基部1の上面および基部2の下面に、それぞれ、膜状をなす第1の電極3および第2の電極4が設けられている。本実施形態では、第2の電極4が共通電極とされ、第1の電極3がマトリックス状に分割された個別電極(TFTに接続された画素電極)とされている。この表示装置20では、1つの第1の電極3と第2の電極4とが重なる領域が1つの画素を構成する。
電極3、4の構成材料としては、それぞれ、実質的に導電性を有するものであれば特に限定されず、例えば、金、銀、銅、アルミニウムまたはこれらを含む合金等の金属材料、カーボンブラック等の炭素系材料、ポリアセチレン、ポリフルオレンまたはこれらの誘導体等の電子導電性高分子材料、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート等のマトリックス樹脂中に、NaCl、Cu(CFSO等のイオン性物質を分散させたイオン導電性高分子材料、インジウム酸化物(IO)、インジウムスズ酸化物(ITO)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)等の導電性酸化物材料のような各種導電性材料が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、電極3、4の平均厚さは、それぞれ、構成材料、用途等により適宜設定され、特に限定されないが、0.01μm以上、10μm以下程度であるのが好ましく、0.02μm以上、5μm以下程度であるのがより好ましい。
ここで、各基部1、2および各電極3、4のうち、表示面121側に配置される基部および電極は、それぞれ、光透過性を有するもの、すなわち、実質的に透明(無色透明、有色透明または半透明)とされる。本実施形態では、基板12の表面が表示面121を構成するため、少なくとも基部2および第2の電極4は、実質的に透明とされる。これにより、分散液100中における白色粒子Aおよび黒色粒子Bの状態、すなわち、表示装置20に表示された情報(画像)を表示面121側から目視により容易に認識することができる。
基板12と対向基板11との間には、それらの縁部に沿って封止部9が設けられている。この封止部9により、表示層400が気密的に封止されている。これにより、表示装置20外部への分散液100の漏出や、表示装置20内への水分の浸入を防止して、表示装置20の表示性能の劣化をより確実に防止することができる。
封止部9の構成材料としては、特に限定されず、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂のような熱可塑性樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂のような熱硬化性樹脂等の各種樹脂材料等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
表示層400は、分散液100で満たされている。さらに、表示層400内には、柱部材8によって固定された粒子拘束層6が設けられている。
分散液100は、互いに反対の極に帯電した白色粒子(第1粒子)Aおよび黒色粒子(第2粒子)Bを分散媒7に分散させたものである。
分散媒7としては、比較的高い絶縁性を有するものが好適に使用される。かかる分散媒7としては、例えば、各種水(例えば、蒸留水、純水等)、メタノール等のアルコール類、メチルセロソルブ等のセロソルブ類、酢酸メチル等のエステル類、アセトン等のケトン類、ペンタン等の脂肪族炭化水素類(流動パラフィン)、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素類、ベンゼン等の芳香族炭化水素類、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素類、ピリジン等の芳香族複素環類、アセトニトリル等のニトリル類、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類、カルボン酸塩、シリコーンオイルまたはその他の各種油類等が挙げられ、これらを単独または混合物として用いることができる。
中でも、分散媒7としては、脂肪族炭化水素類(流動パラフィン)、またはシリコーンオイルを主成分とするものが好ましい。流動パラフィン、またはシリコーンオイルを主成分とする分散媒7は、白色粒子Aおよび黒色粒子Bの凝集抑制効果が高いことから好ましい。これにより、表示装置20の表示性能が経時的に劣化するのをより確実に防止または抑制することができる。また、流動パラフィン、またはシリコーンオイルは、不飽和結合を有しないため耐候性に優れ、および安全性も高いという点からも好ましい。
また、分散媒7中には、必要に応じて、例えば電解質、アルケニルコハク酸エステルのような界面活性剤(アニオン性またはカチオン性)、金属石鹸、樹脂材料、ゴム材料、油類、ワニス、コンパウンド等の粒子からなる荷電制御剤、シラン系カップリング剤等の分散剤、潤滑剤、安定化剤等の各種添加剤を添加するようにしてもよい。また、分散媒7を着色する場合には、分散媒7に必要に応じてアントラキノン系染料、アゾ系染料、インジゴイド系染料等の各種染料を溶解するようにしてもよい。
白色粒子Aおよび黒色粒子Bは、それぞれ、荷電を有し、電界が作用することにより分散媒7中を電気泳動し得る粒子である。白色粒子Aおよび黒色粒子Bは、それぞれ、荷電を有するものであればいかなるものをも用いることができ、特に限定はされないが、顔料粒子、樹脂粒子またはこれらの複合粒子のうちの少なくとも1種が好適に使用される。これらの粒子は、製造が容易であるとともに、荷電の制御を比較的容易に行うことができるという利点を有している。
顔料粒子を構成する顔料としては、例えば、アニリンブラック、カーボンブラック、チタンブラック、亜クロム酸銅等の黒色顔料、酸化チタン、酸化アンチモン等の白色顔料、モノアゾ等のアゾ系顔料、イソインドリノン、黄鉛等の黄色顔料、キナクリドンレッド、クロムバーミリオン等の赤色顔料、フタロシアニンブルー、インダスレンブルー等の青色顔料、フタロシアニングリーン等の緑色顔料等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、樹脂粒子を構成する樹脂材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、尿素系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリスチレン、ポリエステル等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、複合粒子としては、例えば、顔料粒子の表面を樹脂材料や他の顔料で被覆したもの、樹脂粒子の表面を顔料で被覆したもの、顔料と樹脂材料とを適当な組成比で混合した混合物で構成される粒子等が挙げられる。
顔料粒子の表面を他の顔料で被覆した粒子としては、例えば、酸化チタン粒子の表面を、酸化珪素や酸化アルミニウムで被覆したものを例示することができ、かかる粒子は、白色粒子Aとして好適に用いられる。また、カーボンブラック粒子またはその表面を被覆した粒子は、黒色粒子Bとして好適に用いられる。
また、白色粒子Aおよび黒色粒子Bの形状は、それぞれ、特に限定されないが、球形状であるのが好ましい。また、白色粒子Aおよび黒色粒子Bの平均粒子径は、それぞれ、特に限定されるものではないが、好ましくは10nm以上500nm以下、より好ましくは20nm以上300nm以下である。白色粒子Aおよび黒色粒子Bの平均粒子径が10nm未満であると充分な色度が得られず、コントラストが低下して表示が不鮮明になることがある。逆に、白色粒子Aおよび黒色粒子Bの平均粒子径が300nmを超えると粒子自体の着色度を必要以上に高くする必要があり、顔料などの使用量が増大することや、表示のために電圧を印加した部分で粒子の速やかな移動が困難となり、その応答速度が低下することがある。
なお、白色粒子Aおよび黒色粒子Bの平均粒子径は、動的光散乱式粒度分布測定装置(例えば、製品名:LB−500、(株)堀場製作所製)で測定した体積平均粒子径を意味する。
本実施形態では、白色粒子Aおよび黒色粒子Bの平均粒子径は、互いにほぼ等しく設定されている。
次いで、粒子拘束層6について説明するが、それに先立って、粒子拘束層6を省略した場合に起きる問題点について説明する。
電極3、4の間に所定の電圧を印加すると、図2に示すように、白色粒子Aを表示層400の第2の電極4(基板12)側に集め、黒色粒子Bを表示層400の第1の電極3(対向基板11)側に集めることができる。これにより、表示面121全域に白色が表示された状態となる。
ここで、表示装置20は、手に持って本のようにして立てた状態で視認される場合を想定している。そこで、図3に示すように、粒子拘束層6を省略した表示装置20を本のように立てて保持した場合、白色粒子Aのうち第2の電極4と接触している粒子や第2の電極4の近傍に位置しる粒子は、第2の電極4との吸着力によってその位置が維持されるが、第2の電極4から比較的離間している粒子は、第2の電極4との間に吸着力が働かないため(または働く吸着力が微少であるため)、自重により鉛直方向へ下側へ移動(沈降)する。黒色粒子Bについても同様である。
このような現象が起こると、表示層400内にて白色粒子Aおよび黒色粒子Bの偏りが生じ、表示面121に表示される画像は、ムラのある画像となる。また、白色粒子Aの移動(沈降)によって白色粒子Aの数が減少した画素では、高い反射率を得ることができなくなるため、コントラストが低下する。
このように、粒子拘束層6のない従来型の表示装置では、優れた表示特性を発揮することができない。
また、一端、白色粒子Aおよび黒色粒子Bの沈降が生じると、再び、表示層中400に白色粒子Aおよび黒色粒子Bを均一に分散させるのは困難であり、例えば、表示を一旦リセットする必要等がある。そのため、リセットができない場合には表示特性が悪化したまま表示が続けられたり、表示特性を回復するためにリセットする場合には、一端表示が中止されたりし、表示装置20の利便性が悪化する。
粒子拘束層6は、このような問題を解消、すなわち、白色粒子Aおよび黒色粒子Bの鉛直方向下側への移動(沈降)を防止または抑制することにより、表示装置20に優れた表示特性を発揮させる。
以下、粒子拘束層6について詳細に説明する。
図1に示すように、粒子拘束層6は、表示層400内に設けられており、複数の柱部材(固定部材)8によって基板12および対向基板11に固定されている。
また、粒子拘束層6は、白色粒子Aおよび黒色粒子Bの表示層400の厚さ方向への移動を許容しつつ、表示層400の面内方向の移動を抑制する機能を有している。なお、当該機能は、後述するように、電極3、4間に電圧を印加したときに、白色粒子Aおよび黒色粒子Bが表示層400の厚さ方向へ移動でき、電極3、4に電圧を印加していない状態で表示装置20を立てたときに、白色粒子Aおよび黒色粒子Bの表示層400の面方向(鉛直方向下側)への移動を阻止する機能を言う。
そのため、粒子拘束層6は、例えば、表示層400の厚さ方向と面方向とで粒子拘束力が異なる、すなわち粒子拘束力に異方性を有するものであってもよい。この場合には、表示層400の厚さ方向よりも面方向の粒子拘束力を高めればよい。このような構成とすることにより、より確実に、上記機能を発揮することができる。
また、粒子拘束層6は、例えば、表示層400の厚さ方向と面方向とで粒子拘束力が等しいものであってもよい。この場合、粒子拘束層6の粒子拘束力は、白色粒子Aおよび黒色粒子Bの自重によっては粒子拘束層6中を移動できず、電極3、4間に所定以上の電圧が印加された状態で粒子拘束層6中を移動できるような強さとすることもできる。このような構成とすることにより、より確実に、上記機能を発揮することができる。
このような粒子拘束層6としては、上記機能を有していれば、特に限定されないが、多孔質体および繊維の集合体のいずれか1つであるのが好ましい。これにより、上記機能に優れ、かつ比較的簡単な構成の粒子拘束層6が得られる。
多孔質体としては、例えば、カーボンペーパー、カーボンクロス、カーボンフェルト等の炭素質多孔質体、多孔質シリカ、多孔質アルミナ、多孔質チタニア等の多孔質セラミック、発泡ポリスチレン、発泡ウレタン、発泡ポリイミド等の発泡体、ゼオライト等が挙げられる。また、繊維の集合体としては、所定の繊維を織って形成される織物体、所定の繊維同士を織り込まずに形成される不織体等が挙げられる。
本実施形態では、粒子拘束層6は、繊維61aの集合体、具体的には、繊維61a同士を織り込まずに形成された不織体61で構成されている。不織体61は、繊維径と繊維間距離を独立して設計することができるため、不織体61によって粒子拘束層6を構成することにより、簡単に、粒子拘束層6内での白色粒子Aおよび黒色粒子Bの易動性を犠牲にせずに、白色粒子Aおよび黒色粒子Bの前述したような沈降をより効果的に防止または抑制することができる。
不織体61の平均孔径としては、電界が印加された際に、白色粒子Aおよび黒色粒子Bが不織体61中を移動することができるサイズであれば特に限定されないが、具体的には、白色粒子Aおよび黒色粒子Bの平均粒子径の1倍以上、10000倍以下程度であることが好ましく、2倍以上、1000倍以下程度であることがより好ましい。不織体61の平均孔径をこのような大きさとすることにより、粒子拘束層6中の白色粒子Aおよび黒色粒子Bを円滑に移動させることができ、さらに、繊維61aの使用量を比較的多くすることができるため後述するように白色粒子Aおよび黒色粒子Bの沈降をより効果的に防止または抑制することができる。
これに対して、不織体61の平均孔径が前記数値未満では、粒子拘束層6の孔中の白色粒子Aおよび黒色粒子Bの移動が阻害され、表示状態の切り替えが困難となる場合がある。反対に、不織体61の平均孔径が前記数値を超えると、粒子拘束層6に使用される繊維61aの使用量が少なくなり、白色粒子Aおよび黒色粒子Bの沈降を防止する性能が低下する場合がある。
なお、不織体61の平均孔径は、不織体61の断面のSEM観察により求めた。具体的には、不織体61の平均孔径は、不織体61の断面に観察される孔の任意の100点について孔径を測定し、各点における孔径の平均値として求めた。
また、不織体61の空隙率としては、特に限定されないが、20%以上、60%以下程度であることが好ましく、30%以上、50%以下であることがより好ましい。これにより、粒子(白色粒子Aおよび黒色粒子B)の移動経路を充分に確保することができる。また、繊維61aの使用量を比較的多くすることができ、白色粒子Aおよび黒色粒子Bの沈降をより効果的に防止または抑制することができる。
また、不織体61の体積密度としては、特に限定されないが、1%以上、30%以下程度であることが好ましい。これにより、粒子(白色粒子Aおよび黒色粒子B)の移動経路を充分に確保することができる。
繊維61aとしては、例えば、PETなどのポリエステル系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリカーボネード系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリフェニレン系樹脂などの合成繊維などを挙げることができ、また、羊毛、兎毛等の動物由来の繊維を挙げることもできる。更には、樹木や草などから取り出した植物由来の繊維やグラスウール、アスベストなどの無機繊維、鉱物繊維を用いることもできる。これらの中でも、強度、コスト、電気泳動表示用液との相性などの点から、ポリエステルやポリアミド製の繊維を用いることが好ましい。
また、繊維61aは、マルチフィラメントと呼ばれる多芯繊維の他、モノフィラメント繊維と呼ばれる単芯繊維でもよい。また、繊維61aは、上記材質を組み合わせた複合材料であってもよいし、複数の繊維をより合わせた複合繊維であってもよい。
繊維61aの直径は、表示特性、応答性などの諸性能の点から細いことが望ましく、具体的には、100nm以上、100μm以下程度であるのが好ましく、1μm以上、50μm以下程度であるのがより好ましい。
また、繊維61aの断面形状は、特に限定されないが、円形形状であるのが好ましい。これにより、分散液100中の白色粒子Aおよび黒色粒子Bの移動を円滑に行うことができる。
以上のような構成の粒子拘束層6は、対向基板12と接触し、かつ、基板12と離間して配置されている。このような配置の粒子拘束層6を有することにより、次のような効果を発揮することができる。
第1に、粒子拘束層6内に位置する粒子(白色粒子Aおよび黒色粒子B)の表示層400の平面方向(厚さ方向に直交する方向)への移動を規制することができるため、表示装置20を立てたときの白色粒子Aおよび黒色粒子Bの沈降を防止または抑制することができる。そのため、表示装置20は、優れた表示特性を発揮することができる。
第2に、基板12側に集まった粒子(白色粒子Aまたは黒色粒子B)によって粒子拘束層6が覆い隠され、表示面121から粒子拘束層6が視認されなくなるため、粒子拘束層6が表示に悪影響を与えるのを防止できる。そのため、表示装置20は、優れた表示特性を発揮することができる。
第3に、第2の電極4に粒子拘束層6が接触していないため、第2の電極4の全域に粒子(白色粒子Aまたは黒色粒子B)を集めることができる。そのため、表示面121のほぼ全域を有効表示領域とすることができ、表示装置20は、優れた表示特性を発揮することができる。
粒子拘束層6と基板12との離間距離は、特に限定されないが、白色粒子Aおよび黒色粒子Bの平均粒子径をRとしたとき、R以上、5R以下程度であるのが好ましく、2R以上、3R以下程度であるのがより好ましい。また、粒子拘束層6と基板12との離間距離は、上記数値範囲を満足していれば特に限定されないが、具体的には、5μm以下程度であるのが好ましい。これにより、上記効果がより顕著なものとなる。
粒子拘束層6と基板12との離間距離は、複数の柱部材8によって維持される。すなわち、各柱部材8は、基板12に対して粒子拘束層6を固定する機能を有している。具体的には、各柱部材8は、粒子拘束層6を貫通して設けられており、粒子拘束層6に含まれる繊維61aが柱部材8に絡まることにより、基板12に対して粒子拘束層6を固定している。これにより、上述したような効果をより確実に発揮させることができる。
また、各柱部材8は、表示層400の厚さ方向に延在して設けられており、一端が基板12と接合しており、他端が対向基板11と接合している。これにより、柱部材8を表示層400の強度を高める補強部材として利用でき、表示装置20が湾曲変形しても、表示層400の厚さをほぼ一定に維持することができるため、優れた表示特性を維持することができる。
また、柱部材8の横断面積は、その機能を発揮し得る限り小さいのが好ましい。これにより、表示面121から見たときに柱部材8を目立ち難くすることができる。また、柱部材8の横断面形状は、特に限定されず、例えば、円形、三角形、四角形等であってもよい。
また、表示装置20の平面視にて、表示層400の1cm(単位面積)当たりの柱部材8の数は、柱部材8の大きさ等によって異なるが、例えば、1本以上、5本以下程度であるのが好ましい。また、表示層400の単位面積当たりの柱部材8の数は、表示層400の全域で均一となっていてもよいが、表示層400の縁部よりも表示層400の中央部の方が多くなっているのが好ましい。表示層400の中央部の方が縁部と比べて、基板12および対向基板12の撓み量(変化量)が大きいため、柱部材8を表示層400の中央部に多く配置することにより、柱部材8の効果がより効果的に発揮される。また、封止部9等によって中央部よりも強度が確保されている縁部に柱部材8が過剰に設けられてしまうのが防止されるため、柱部材8による表示特性の低下を効果的に抑制することができる。
柱部材8の構成材料としては、絶縁性を有していることが好ましく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリアミド(例:ナイロン6、ナイロン66)、スチレン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を混合して用いることができる。
また、このような柱部材8は、例えば、各種成膜法により、第2の電極4上にポリエチレンからなる樹脂層を形成し、各種エッチング法により、樹脂層の柱部材8に対応する箇所以外を除去することにより、簡単に形成することができる。
2.表示装置の駆動方法
このような表示装置20は、次のようにして駆動する。
電極3、4の間に電圧を印加すると、これらの間に電界が生じる。この電界に従って白色粒子Aおよび黒色粒子Bは、それぞれ、電極3、4のいずれかに向かって移動(電気泳動)する。以下では、白色粒子Aとして正荷電を有するものを用い、黒色粒子Bとして負荷電のものを用いた場合について代表して説明する。また、以下では、説明の便宜上、1つの画素について代表して説明する。
−白色表示状態−
第1の電極3と第2の電極4との間に、第1の電極3が正電位、第2の電極4が負電位となる電圧を印加すると、当該電圧印加により発生した電界が表示層400中の白色粒子Aおよび黒色粒子Bに作用する。すると、図4(A)に示すように、白色粒子Aは、第2の電極4側に泳動して第2の電極4に集り、黒色粒子Bは、第1の電極3側に泳動して第1の電極3に集まる。これにより、表示面121に白色が表示される白色表示状態となる。
このとき、表示面121側に泳動した白色粒子Aが第2の電極4に集まるため、表示面121側から見たときに、白色粒子Aによって粒子拘束層6が覆い隠される。これにより、表示面121から粒子拘束層6が視認されないため、粒子拘束層6が表示画像に悪影響を及ぼすことがない。
さらに、この状態で表示装置20を立てた場合、白色粒子Aのうち第2の電極4と接触している粒子および第2の電極4の近傍に位置している粒子については、第2の電極4との吸着力によってその位置を維持することができる。また、これら粒子は、分散媒7中にて不規則かつ微少に運動(ブラウン運動)しているため、巨視的に見て、その位置を維持することができる。
一方、白色粒子Aのうち第2の電極4から比較的離間している粒子は、前述のような吸着力が働かず(または、働いたとしても微少であるため)自重により鉛直方向下側へ移動(沈降)しようとするが、図4(B)に示すように、そのような粒子は、粒子拘束層6に拘束されている(粒子拘束層6中に位置している)ため、前記移動が防止または抑制される。また、黒色粒子Bも同様に、粒子拘束層6に拘束されているため、前記移動が防止または抑制される。
このような表示装置20によれば、第2の電極4側に集まった白色粒子Aの不本意な移動を防止または抑制することができるため、高い反射率を有する白色表示状態を維持することができ、高いコントラストを発揮することができる。また、表示層400中での粒子の偏りを効果的に防止または抑制することができるため、表示面121に、ムラのない鮮明な画像を表示することができる。
−黒色表示状態−
第1の電極3と第2の電極4との間に、第1の電極3が正電位、第2の電極4が負電位となる電圧を印加すると、当該電圧印加により発生した電界が表示層400中の白色粒子Aおよび黒色粒子Bに作用する。すると、図5(A)に示すように、白色粒子Aは、第1の電極3側に泳動して第1の電極3に集り、黒色粒子Bは、第2の電極4側に泳動して第2の電極4に集まる。これにより、表示面121に黒色が表示される黒色表示状態となる。
このとき、表示面121側に泳動した黒色粒子Bが第2の電極4に集まるため、表示面121側から見たときに、黒色粒子Bによって粒子拘束層6が覆い隠される。これにより、表示面121から粒子拘束層6が視認されないため、粒子拘束層6が表示画像に悪影響を及ぼすことがない。
さらに、この状態で表示装置20を立てた場合、黒色粒子Bのうち第2の電極4と接触している粒子および第2の電極4の近傍に位置している粒子については、第2の電極4との吸着力によってその位置を維持することができる。また、これら粒子は、分散媒7中にて不規則かつ微少に運動(ブラウン運動)しているため、巨視的に見て、その位置を維持することができる。
一方、黒色粒子Aのうち第2の電極4から比較的離間している粒子は、前述のような吸着力が働かず自重により鉛直方向下側へ移動(沈降)しようとするが、図5(B)に示すように、そのような粒子は、粒子拘束層6に拘束されている(粒子拘束層6中に位置している)ため、前記移動が防止または抑制される。また、白色粒子Aも同様に、粒子拘束層6に拘束されているため、前記移動が防止または抑制される。
このような表示装置20によれば、第2の電極4側に集まった黒色粒子Bの不本意な移動を防止または抑制することができるため、低い反射率を有する黒色表示状態を維持することができ、高いコントラストを発揮することができる。また、表示層400中での粒子の偏りを効果的に防止または抑制することができるため、表示面121に、ムラのない鮮明な画像を表示することができる。
このような表示装置20では、画素毎に、白色表示状態か黒色表示状態を選択することにより、すなわち、白色表示状態の画素と黒色表示状態の画素とを組み合わせることにより、表示面121に所望の画像を表示することができる。
特に、本実施形態では、白色粒子Aおよび黒色粒子Bの平均粒子径が等しいため、白色表示状態の画素と黒色表示状態の画素とで同じ上記効果を発揮することができる。そのため、表示装置20の表示特性がより向上する。
<第2実施形態>
図6は、本発明の表示装置の第2実施形態を示す断面図である。
以下、第2実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第2実施形態にかかる表示装置は、粒子拘束層の配置が異なること以外は、第1実施形態の表示装置と同様である。なお、前述した第1実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図6に示すように、本実施形態の粒子拘束層6は、対向基板11とも離間して配置されている。粒子拘束層6と対向基板11との離間距離は、特に限定されないが、粒子拘束層6と基板12との離間距離とほぼ等しいことが好ましい。すなわち、白色粒子Aおよび黒色粒子Bの平均粒子径をRとしたとき、R以上、5R以下程度であるのが好ましく、2R以上、3R以下程度であるのがより好ましい。また、粒子拘束層6と対向基板11との離間距離は、上記数値範囲を満足していれば特に限定されないが、具体的には、5μm以下程度であるのが好ましい。
これにより、表示装置20を立てたときに、第1の電極3側での黒色粒子Bの沈降を効果的に防止または抑制することができるとともに、次のような効果を発揮することができる。例えば、表示装置20を立てた状態が長期間続いたり、表示装置20に強い衝撃や振動が加わったりした場合には、表示層400内にて白色粒子Aおよび黒色粒子Bが偏ってしまう場合がある。その場合には、表示層400中にて白色粒子Aおよび黒色粒子Bが均一に分散した状態とするためにリフレッシュ電圧を印加し、白色粒子Aおよび黒色粒子Bを横方向(表示層400の厚さ方向に直交する方向)に移動させる必要がある。そのため、粒子拘束層6と基板12との間のみならず、粒子拘束層6と対向基板11との間にも隙間が形成されていると、前述のような白色粒子Aおよび黒色粒子Bの横方向への移動をよりスムーズに行うことができる。なお、リフレッシュ電圧としては、例えば、所定の第1の電極3に正電圧を印加し、残りの第1の電極3に負電圧を印加した状態と、これと反対の状態とを交互に繰り返すような電圧が挙げられる。
<第3実施形態>
図7は、本発明の表示装置の第3実施形態を示す概略斜視図、図8は、図7に示す表示装置の断面図である。
以下、第3実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本願発明の第3実施形態にかかる表示装置は、表示シートが別体として構成されている以外は、前記第1実施形態と同様である。
図7に示すように、本実施形態の表示装置20Eは、表示シート21Eと、書き込み装置22Eとを有している。
表示シート21Eは、図8に示すように、基板(第1基板)12Eと、基板12Eと対向配置された基板(第2基板)11Eと、基板12E、11Eの間に設けられた表示層400と、表示層400内に設けられた粒子拘束層6と、表示層400を封止する封止部9とを有している。基板12E、11Eは、それぞれ、前述した第1実施形態の基板12の基部2と同様の構成であるため、その説明は省略する。
書き込み装置22Eは、表示シート21Eに所望の画像(模様、色彩、文字、絵またはこれらの組み合わせ等)を書き込む際に使用する装置である。図7に示すように、書き込み装置22Eは、台座221Eと、台座221E上に設けられたシート状の共通電極222Eと、先端に部分電極223Eが設けられた書き込みペン(入力具)224Eと、共通電極222Eおよび部分電極223E間に電圧を印加する電圧印加手段225Eとを有している。
このような表示装置20Eは、例えば、次のように使用する。
まず、表示面121の全域が白色表示状態である表示シート21Eを、表示面121を上側にして書き込み装置22Eの共通電極222E上に載置する。次いで、電圧印加手段225Eによって共通電極222Eおよび部分電極223E間に、部分電極223E側が低電位となる電圧を印加する。この状態で、書き込みペン224Eを表示面121に接触させつつ所望の軌跡で移動させることにより、その軌跡に対応する領域にて粒子の泳動が生じ、表示色が白色から黒色に変化する。
このような表示装置20Eによれば、紙に鉛筆で文字等を描くのと同様の感覚で、表示シート21Eの表示面121に所望の文字等を描くことができる。そのため、表示装置20Eの操作性(操作感覚)が向上する。
以上説明したような表示装置20は、それぞれ、各種電子機器に組み込むことができる。電気泳動表示装置を備える本発明の電子機器としては、例えば、電子ペーパー、電子ブック、テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、電子新聞、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等を挙げることができる。
これらの電子機器のうちから、電子ペーパーを例に挙げ、具体的に説明する。
図9は、本発明の電子機器を電子ペーパーに適用した場合の実施形態を示す斜視図である。
図9に示す電子ペーパー600は、紙と同様の質感および柔軟性を有するリライタブルシートで構成される本体601と、表示ユニット602とを備えている。このような電子ペーパー600では、表示ユニット602が、前述したような表示装置20で構成されている。
次に、本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態について説明する。
図10は、本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態を示す図である。このうち、図10中(a)は断面図、(b)は平面図である。
図10に示すディスプレイ(表示装置)800は、本体部801と、この本体部801に対して着脱自在に設けられた電子ペーパー600とを備えている。なお、この電子ペーパー600は、前述したような構成、すなわち、図9に示す構成と同様である。
本体部801は、その側部(図10(a)中、右側)に電子ペーパー600を挿入可能な挿入口805が形成され、また、内部に二組の搬送ローラ対802a、802bが設けられている。電子ペーパー600を、挿入口805を介して本体部801内に挿入すると、電子ペーパー600は、搬送ローラ対802a、802bにより挟持された状態で本体部801に設置される。
また、本体部801の表示面側(図10(b)中、紙面手前側)には、矩形状の孔部803が形成され、この孔部803には、透明ガラス板804が嵌め込まれている。これにより、本体部801の外部から、本体部801に設置された状態の電子ペーパー600を視認することができる。すなわち、このディスプレイ800では、本体部801に設置された状態の電子ペーパー600を、透明ガラス板804において視認させることで表示面を構成している。
また、電子ペーパー600の挿入方向先端部(図10(a)中、左側)には、端子部806が設けられており、本体部801の内部には、電子ペーパー600を本体部801に設置した状態で端子部806が接続されるソケット807が設けられている。このソケット807には、コントローラー808と操作部809とが電気的に接続されている。
このようなディスプレイ800では、電子ペーパー600は、本体部801に着脱自在に設置されており、本体部801から取り外した状態で携帯して使用することもできる。これにより、利便性が向上する。
以上、本発明の表示シート、表示装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
また、前述した実施形態では、白色粒子Aおよび黒色粒子Bを互いに反対の極に帯電した帯電粒子としているが、これに限定されず、例えば、白色粒子Aおよび黒色粒子Bの一方を正または負に帯電する帯電粒子とし、他方を実質的に帯電していない無帯電粒子としてもよい。この場合、白色粒子Aおよび黒色粒子Bのうち帯電している方の粒子の平均粒子径をRとしたとき、粒子拘束層6と基板12との間の隙間が1R以上、5R以下の数値範囲を満足していることが好ましい。これは、無帯電粒子は、電界の有無や表示装置の姿勢によらず、分散媒中に分散した状態を維持さるため、前述したような粒子の沈降が生じ難い。そのため、帯電粒子の沈降を防止すれば足りるためである。
また、無帯電粒子の平均粒子径は、粒子拘束層6と基板12との間の隙間よりも大きいことが好ましい。これにより、無帯電粒子の画素間の移動を確実に防止することができる。
また、この場合には、黒色粒子を帯電粒子とし、白色粒子を無帯電粒子とするのが好ましい。この場合、黒色粒子を第1の電極側に集めれば白色表示状態となり、第2の電極側に集めれば黒色表示状態となる。また、白色粒子を分散させることにより、表示面121からの光をより効率的に反射、拡散することができ、より反射率の高い白色を表示することができる。
また、前述した実施形態では、白色粒子および黒色粒子の平均粒子径が互いに等しいものについて説明したが、これに限定されず、互いの平均粒子径が異なっていてもよい。この場合、白色粒子Aおよび黒色粒子Bのうち平均粒子径が小さい方の粒子の平均粒子径をRとしたとき、粒子拘束層6と基板12との隙間が1R以上、5R以下の数値範囲を満足していることが好ましい。
また、前述した実施形態では、固定部材として柱部材を用いた構成について説明したが、固定部材としては、これに限定されず、例えば、ガラスビーズ等の粒子で構成されたスペーサーであってもよい。このようなスペーサーを基板11と粒子拘束層6との間に配置することによっても、基板11と粒子拘束層6との間に所定の大きさの隙間を形成することができる。
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。しかしながら、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
1.表示装置の製造
(実施例1)
<1>まず、白色粒子として酸化チタン粒子を、黒色粒子としてチタンブラック粒子をそれぞれ用意した。そして、これらの粒子をジメチルシリコーンオイル(分散媒)中に分散して、分散液を調製した。なお、酸化チタン粒子とチタンブラック粒子には、それぞれ、互いに逆極性に帯電するよう表面にグラフト修飾を施した。酸化チタン粒子およびチタンブラック粒子の平均粒子径は、共に50nmであった。
<2>次いで、ITOで構成される電極(第2の電極)が形成されたPET−ITO基板を用意した。次いで、電極上にポリエチレンからなる樹脂層を形成した。次いで、樹脂層の柱部材に対応する箇所にマスクを形成した後、樹脂層をエッチングし、PET−ITO基板から突出形成された柱部材を得た。次いで、PET−ITO基板の縁部(外周部)にエポキシ系接着剤からなる封止部を形成した。
<3>次いで、PET−ITO基板と封止部とで形成された凹部に、粒子拘束層6をPET−ITO基板と50nm離間させて配置し、その後、凹部内に分散液を供給して凹部を分散液で満たした。これにより表示層を得た。次いで、表示層上にITOよりなる個別電極が形成された回路基板を配置し、その後、ロールラミネータを用いて封止部および各柱部材と接合することにより、表示装置を得た。
なお、粒子拘束層として、ポリエチレンで構成された繊維を織り込まずに形成した不織体を用いた。不織体の平均孔径は、1500nm(すなわち、白色粒子の平均粒子径の30倍)であった。
このようにして得られた表示装置は、粒子拘束層とPET−ITO基板との間に50nmの隙間が形成されているものであった。
(実施例2)
粒子拘束層とPET−ITO基板との間の隙間が100nmであった以外は、実施例1と同様にして実施例2の表示装置を得た。
(実施例3)
粒子拘束層とPET−ITO基板との間の隙間が150nmであった以外は、実施例1と同様にして実施例3の表示装置を得た。
(実施例4)
粒子拘束層とPET−ITO基板との間の隙間が200nmであった以外は、実施例1と同様にして実施例4の表示装置を得た。
(実施例5)
粒子拘束層とPET−ITO基板との間の隙間が250nmであった以外は、実施例1と同様にして実施例5の表示装置を得た。
(実施例6)
粒子拘束層とPET−ITO基板との間の隙間が300nmであった以外は、実施例1と同様にして実施例6の表示装置を得た。
(実施例7)
粒子拘束層とPET−ITO基板との間の隙間が350nmであった以外は、実施例1と同様にして実施例7の表示装置を得た。
(比較例1)
粒子拘束層を省略した以外は、実施例1と同様にして比較例1の表示装置を得た。
(比較例2)
粒子拘束層とPET−ITO基板とが接触している以外は、実施例1と同様にして比較例2の表示装置を得た。
2.評価
(2−1)粒子拘束層が視認されるか否か
各実施例および各比較例について、表示面の全域を白色表示状態とした後、表示面から粒子拘束層が視認されるか否かを、デジタルマイクロスコープ(製品名:VHX−600、(株)キーエンス社製)、レンズ(製品名:VH−Z100、(株)キーエンス社製)を用いて観察した。これらの測定結果を、以下の表1に示す。
Figure 2012093384
表1に示すように、各実施例1〜7の表示装置では、いずれも白色粒子(酸化チタン粒子)がPET−ITO基板と粒子拘束層との間に位置することで、白色粒子によって粒子拘束層が覆い隠されていた。これにより、各実施例1〜7では、粒子拘束層が表示面に表示された画像に影響を及ぼさないことが確認された。
これに対して、比較例2では、白色粒子によって粒子拘束層が覆い隠されず、粒子拘束層を視認することができた。すなわち、比較例2では、粒子拘束層が表示面に表示された画像に影響を及ぼすことが確認された。なお、比較例1については、粒子拘束層を省略していることから評価を省略した。
(2−2)反射率の測定
各実施例および各比較例について、表示面の全域を白色表示状態としたときの反射率を測定した。反射率の測定は、白色表示状態への切り替えが完了した3秒後に行った。なお、各表示装置の表示色の反射率は、基準となる白色(標準試料)の反射量を100としたときの、表示装置の表示色の反射量の割合を示すものである。また、反射率の測定は、色彩輝度計(トプコン社製、「BM−5A」)を用いて行った。
また、各実施例および各比較例について、表示面の全域を黒色表示状態としたときの反射率を測定した。この測定は、白色表示状態の反射率の測定と同様にして行った。
以上のようにして得られた各実施例および各比較例における反射率を表2に示す。
Figure 2012093384
表2に示すように、各実施例1〜7の表示装置で測定された白色の反射率は、いずれも、比較例1の表示装置で測定された反射率と比較して、遜色のないものであった。すなわち、実施例1〜7では、粒子拘束層が白色表示に悪影響を及ぼすことが効果的に防止(抑制)されていることが確認された。
これに対して、比較例2の表示装置で測定された白色の反射率は、比較例1の表示装置で測定された反射率と比較して低く、粒子拘束層が白色表示に悪影響を及ぼしていることが確認された。
また、各実施例1〜7の表示装置で測定された黒色の反射率は、いずれも、比較例1の表示装置で測定された反射率と比較して、遜色のないものであった。すなわち、実施例1〜7では、粒子拘束層が黒色表示に悪影響を及ぼすことが効果的に防止(抑制)されていることが確認された。
これに対して、比較例2の表示装置で測定された黒色の反射率は、比較例1の表示装置で測定された反射率と比較して高く、粒子拘束層が黒色表示に悪影響を及ぼしていることが確認された。
(2−3)反射率の測定
各実施例および各比較例について、表示面の全域を白色表示状態とし、電圧印加を停止した状態で、表示面が鉛直方向と平行となるように、表示装置を立てて10分間放置したときの反射率を測定した。また、反射率の測定は、表示面内の鉛直方向上側の領域(すなわち粒子の沈降によって、粒子の数が減少するおそれのある領域)にて行った。
また、各実施例および各比較例について、それぞれ、表示面の全域を黒色表示状態とし、電圧印加を停止した状態で、表示面が鉛直方向と平行となるように、表示装置を立てて10分間放置したときの反射率を測定した。
なお、反射率の測定は、前述した(2−2)と同様にして行った。
以上のようにして得られた各実施例および各比較例における反射率を表3に示す。
Figure 2012093384
表3に示すように、各実施例1〜7の表示装置で測定された白色の反射率は、いずれも、前述した(2−2)で測定した反射率からの差が僅かなものであった。特に実施例2〜4については、ほとんど変化しなかった。これにより、粒子拘束層によって白色粒子の鉛直方向下側への移動(沈降)が防止されていることが確認された。
これに対して、粒子拘束層を省略した比較例1の表示装置で測定された白色の反射率は、前述した(2−2)で測定した反射率から著しく低下していた。これにより、粒子拘束層のない表示装置では、白色粒子の沈降が発生していることが確認された。
また、表3に示すように、各実施例1〜7の表示装置で測定された黒色の反射率は、いずれも、前述した(2−2)で測定した反射率からの差が僅かなものであった。特に実施例2〜4については、ほとんど変化しなかった。これにより、粒子拘束層によって黒色粒子の鉛直方向下側への移動(沈降)が防止されていることが確認された。
これに対して、粒子拘束層を省略した比較例1の表示装置で測定された黒色の反射率は、前述した(2−2)で測定した反射率から著しく上昇していた。これにより、粒子拘束層のない表示装置では、黒色粒子の沈降が発生していることが確認された。
1‥‥基部 2‥‥基部 3‥‥第1の電極 4‥‥第2の電極 6‥‥粒子拘束層 61‥‥不織体 61a‥‥繊維 7‥‥分散媒 8‥‥柱部材 9‥‥封止部 100‥‥分散液 11、11E‥‥対向基板 12、12E‥‥基板 121‥‥表示面 20、20E‥‥表示装置 21、21E‥‥表示シート 22‥‥回路基板 22E‥‥書き込み装置 221E‥‥台座 222E‥‥共通電極 223E‥‥部分電極 224E‥‥書き込みペン 225E‥‥電圧印加手段 400‥‥表示層 600……電子ペーパー 601……本体 602……表示ユニット 800……ディスプレイ 801……本体部 802a、802b……搬送ローラ対 803……孔部 804……透明ガラス板 805……挿入口 806……端子部 807……ソケット 808……コントローラー 809……操作部 A‥‥白色粒子 B‥‥黒色粒子 W‥‥厚さ

Claims (12)

  1. 表示面側に設けられた第1基板と、
    前記第1基板に対向配置された第2基板と、
    前記第1基板と前記第2基板との間に設けられ、正または負に帯電する少なくとも1種の粒子を分散媒に分散してなる分散液が充填された表示層と、
    前記表示層内に設けられた粒子拘束層とを有し、
    前記粒子拘束層は、前記第1基板と離間して設けられていることを特徴とする表示シート。
  2. 前記粒子拘束層と前記第1基板との離間距離は、前記粒子の平均粒子径の1倍以上、5倍以下である請求項1に記載の表示シート。
  3. 前記粒子拘束層は、前記第2基板と離間して設けられている請求項1または2に記載の表示シート。
  4. 前記粒子拘束層と前記第2基板との離間距離は、前記粒子の平均粒子径の1倍以上、5倍以下である請求項3に記載の表示シート。
  5. 前記表示層内に設けられ、前記第1基板に対して前記粒子拘束層を固定する固定部材を有している請求項1ないし4のいずれかに記載の表示シート。
  6. 前記固定部材は、前記表示層の厚さ方向に延在する柱状をなしている請求項5に記載の表示シート。
  7. 表示層の単位面積当たりの固定部材の数は、前記表示層の縁部よりも中央部の方が多い請求項5または6に記載の表示シート。
  8. 前記粒子拘束層は、多孔質体、網目構造体および繊維の集合体のうちの少なくとも1つを有している請求項1ないし7のいずれかに記載の表示シート。
  9. 前記粒子拘束層は、前記粒子の前記表示層の厚さ方向への移動は許容しつつ、前記表示層の面内方向の移動を抑制する請求項1ないし8のいずれかに記載の表示シート。
  10. 前記分散液には、正または負に帯電する第1粒子と、前記第1粒子と反対の極に帯電する第2粒子とが含まれており、
    前記第1粒子と前記第2粒子の平均粒径は、ほぼ等しい請求項1ないし9のいずれかに記載の表示シート。
  11. 請求項1ないし10のいずれかに記載の表示シートを備えることを特徴とする表示装置。
  12. 請求項11に記載の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013254019A (ja) * 2012-06-05 2013-12-19 Sony Corp 電気泳動素子およびその製造方法並びに表示装置
JP2014002272A (ja) * 2012-06-19 2014-01-09 Sony Corp 電気泳動素子および表示装置
JP2014010339A (ja) * 2012-06-29 2014-01-20 Sony Corp 電気泳動素子および表示装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103135309B (zh) * 2011-11-22 2017-11-17 索尼公司 电泳装置、电泳装置的制造方法、以及显示器
JP5942394B2 (ja) * 2011-11-22 2016-06-29 ソニー株式会社 電気泳動素子および表示装置
JP5915370B2 (ja) * 2012-05-16 2016-05-11 ソニー株式会社 電気泳動素子、電気泳動表示装置、電子機器、及び、電気泳動素子の製造方法
TWI622845B (zh) * 2012-09-05 2018-05-01 Sony Corp Electrophoresis element, display device and electronic device
JP2014106333A (ja) * 2012-11-27 2014-06-09 Sony Corp 電気泳動素子、表示装置および電子機器
JP2014209159A (ja) * 2013-03-26 2014-11-06 ソニー株式会社 表示装置および電子機器
JP6326856B2 (ja) * 2013-06-24 2018-05-23 セイコーエプソン株式会社 電気泳動粒子、電気泳動分散液、表示シート、表示装置および電子機器
JP6127924B2 (ja) * 2013-11-07 2017-05-17 ソニー株式会社 表示装置および電子機器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004126197A (ja) * 2002-10-02 2004-04-22 Toshiba Corp 液晶表示装置
JP2008181058A (ja) * 2006-12-26 2008-08-07 Fuji Xerox Co Ltd 表示媒体、及び表示装置
JP2009003179A (ja) * 2007-06-21 2009-01-08 Fuji Xerox Co Ltd 表示媒体、表示装置、及び表示プログラム

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0703996A4 (en) 1993-05-21 1996-07-10 Copytele Inc METHOD FOR PRODUCING ELECTROPHORETIC DISPERSIONS WITH TWO TYPES OF PARTICLES WITH DIFFERENT COLORS AND CONTRASTING CHARGES
JP4092903B2 (ja) 2001-11-05 2008-05-28 セイコーエプソン株式会社 電気泳動装置、電気泳動装置の製造方法、電子機器
JP2005107040A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Canon Inc 電気泳動分散液及びこれを用いた電気泳動表示素子
JP4314173B2 (ja) 2004-09-01 2009-08-12 株式会社東芝 表示装置及びその製造方法
JP2007010965A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Brother Ind Ltd 電気泳動表示媒体の製造方法及び電気泳動表示媒体
JP2007192880A (ja) 2006-01-17 2007-08-02 Mitsubishi Pencil Co Ltd 電気泳動表示装置
US7652656B2 (en) * 2006-05-19 2010-01-26 Xerox Corporation Electrophoretic display and method of displaying images
JP4049202B1 (ja) 2006-11-10 2008-02-20 富士ゼロックス株式会社 表示媒体、表示装置および表示方法
US7499211B2 (en) * 2006-12-26 2009-03-03 Fuji Xerox Co., Ltd. Display medium and display device
JP2008216321A (ja) 2007-02-28 2008-09-18 Fuji Xerox Co Ltd 表示媒体及び表示装置
JP5298697B2 (ja) 2008-08-08 2013-09-25 セイコーエプソン株式会社 電気泳動表示シート、電気泳動表示装置および電子機器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004126197A (ja) * 2002-10-02 2004-04-22 Toshiba Corp 液晶表示装置
JP2008181058A (ja) * 2006-12-26 2008-08-07 Fuji Xerox Co Ltd 表示媒体、及び表示装置
JP2009003179A (ja) * 2007-06-21 2009-01-08 Fuji Xerox Co Ltd 表示媒体、表示装置、及び表示プログラム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013254019A (ja) * 2012-06-05 2013-12-19 Sony Corp 電気泳動素子およびその製造方法並びに表示装置
JP2014002272A (ja) * 2012-06-19 2014-01-09 Sony Corp 電気泳動素子および表示装置
JP2014010339A (ja) * 2012-06-29 2014-01-20 Sony Corp 電気泳動素子および表示装置

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