JP2017078863A - 電気泳動ディスプレイのためのマイクロカップ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ディスプレイ画面の目立った欠陥を減少させるとともに、モアレ現象を防止する電気泳動ディスプレイ用マイクロカップ構造を提供する。【解決手段】それぞれ第１の形状を有する複数のマイクロカップと、全マイクロカップ数の少なくとも１０％を占め、前記第１の形状と異なる形状を有する他の複数のマイクロカップと、を備える電気泳動ディスプレイフィルムを対象とする。【選択図】図５ｃ

Description

本発明は、ディスプレイ画面の目立った欠陥を減少させるとともに、モアレ現象を防止することを目的とする電気泳動ディスプレイ用マイクロカップ構造を対象とする。

米国特許第６,９３０,８１８号は、マイクロカップ技術に基づく電気泳動ディスプレイについて開示している。当該特許は、マイクロエンボス加工を施すこと、もしくは、像様露光(imagewise exposure)により、マイクロカップをディスプレイセルとして製造することを開示する。このマイクロカップは、その後、溶媒もしくは溶媒混合物に分散された、電荷を帯びたピグメント粒子を含む電気泳動流体で充填される。

従来、マイクロカップの上方開口部は同じサイズ及び同じ形状を有し、そのようなマイクロカップが全ディスプレイ表面に亘って分散されている。例えば、マイクロカップの全部が、視認側(viewing side)に、四角形状の上方開口部を有するか、もしくは、マイクロカップの全部が、視認側に、六角形の上方開口部を有する。

この従来のタイプの構造においては、マイクロカップがランダム化(randomized)されていないため、繰り返された規則的なパターンを有するＴＦＴバックプレーンにマイクロカップフィルムを貼り合わせた際、モアレパターンが発生しうる。カラーフィルターが、そのようなディスプレイ装置において用いられた場合、モアレパターンはより深刻となる。これは、当該カラーフィルターは、繰り返された規則的なパターンを有するからである。

それ程深刻ではない角度だけマイクロカップを回転させることにより、モアレ現象を低減させることができる。しかしながら、そのような構造の変化は、切断歩留(cutting yield)を低下させてしまう。また、回転角度が正確であるため製造コストを増加させうる

本発明のある態様は、ａ）第１の形状を有する複数のマイクロカップと、ｂ）全マイクロカップの数の少なくとも１０％を占め、第１の形状と異なる形状を有する他の複数のマイクロカップと、を有する電気泳動ディスプレイフィルムを対象とする。

ある態様では、前記他の複数のマイクロカップは、全マイクロカップの数の少なくとも３０％を占める。他の態様では、前記他の複数のマイクロカップは、全マイクロカップの数の少なくとも５０％を占める。

ある態様では、（ｂ）のマイクロカップは、（ａ）のマイクロカップの中でランダムに分散されている。

ある態様では、（ｂ）のマイクロカップは、予め決定された数の（ａ）のマイクロカップの間仕切壁を除去し、除去された間仕切壁を新たな間仕切壁に置き換えることにより形成される。

他の態様では、（ｂ）のマイクロカップは、規定された領域内において、予め決定された数の（ａ）のマイクロカップの各頂点を独立してシフトさせ、シフトされた頂点を再接続することにより形成される。

ある態様において、規定された領域は円形である。ある態様において、頂点は、Ｘ方向にΔＸ、Ｙ方向にΔＹだけ独立してシフトしている。ある実施の形態において、ΔＸもしくはΔＹの絶対値は前記規定された領域である円の半径を超えない。

ある態様において、電気泳動ディスプレイフィルムはマイクロカップを含み、全てのマイクロカップがそれぞれ異なる形状を有する。

本発明のさらに別の態様は、マイクロカップを含み、少なくとも１つのマイクロカップが波状の間仕切壁を有する電気泳動ディスプレイを対象とする。

ある態様では、波状の間仕切壁のピッチは異なる。

ある態様では、波状の間仕切壁の振幅は異なる。

ある態様では、波状の間仕切壁のピッチは異なり、波状の間仕切壁の振幅は同じである。

ある態様では、波状の間仕切壁の振幅は異なり、波状の間仕切壁のピッチは同じである。

ある態様では、波状の間仕切壁の振幅は異なり、波状の間仕切壁のピッチは異なる。

ある態様では、マイクロカップの少なくとも１つは四角形の開口部を有し、少なくとも１組の平行な間仕切壁が波状である。

ある態様では、マイクロカップの少なくとも１つは六角形の開口部を有し、少なくとも１組の平行な間仕切壁が波状である。

ある態様では、波状の間仕切壁は５μｍ〜２０００μｍの範囲のピッチを有する。

ある態様では、波状の間仕切壁は０．１μｍ〜２０μｍの範囲の振幅を有する。

図１は、（ａ）四角形の開口部、及び、（ｂ）六角形の開口部をそれぞれ有するマイクロカップを示す。 図２は、マイクロカップの開口形状がどのようにしてランダム化されるかを示している。 図３は、マイクロカップの開口形状がどのようにしてランダム化されるかを示している。 図４は、マイクロカップベースのディスプレイフィルムの“フィルファクター(fill factor)”を示している。 図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の別の態様を示している。 図６は、（ａ）同じ形状を有するマイクロカップ、及び、（ｂ）ランダム化された形状を有するマイクロカップを備えるディスプレイフィルムに重ね合わされたＴＦＴバックプレーンを示す。 図７は、波状の間仕切壁を有するマイクロカップフィルムの斜視図である。 図８は、波状の間仕切壁を有するマイクロカップフィルムの上面図である。 図９は、波状の間仕切壁のピッチ及び振幅を示す。 図１０は、波状の間仕切壁を有するマイクロカップを示している。

本発明は、マイクロカップの形状もしくはマイクロカップの間仕切壁の形状をランダム化することによりディスプレイ装置におけるモアレパターンもしくは目に見える欠陥を最小化することを対象とする。

本発明における“形状”との用語は、視認側におけるマイクロカップの上方開口部の形状をいう。例えば、マイクロカップは、図１（ａ）に示すような四角形の開口部（すなわち、四角い形状）を有していてもよいし、もしくは、図１（ｂ）に示すような六角形の開口部（すなわち、六角形の形状）を有していてもよい。

本発明のある態様では、マイクロカップは、図２及び３に示すように、同じ形状を有するマイクロカップの間仕切壁（点線）を取り除き、取り除かれた間仕切壁を新たな間仕切壁（実線の濃色ライン）で置き換えることによりランダム化されてもよい。新たな間仕切壁は、２つの頂点を接続することにより形成される。これは、取り除かれる間仕切壁を接続する２つの頂点と同じものではない。

同じサイズ及び同じ形状を有する全てのマイクロカップをはじめとして、この方法により、少なくとも１０％のマイクロカップが変換されることが好ましく、少なくとも３０％のマイクロカップが変換されることがより好ましい。さらに、変換されたマイクロカップは、変換されていないマイクロカップの中でランダムに分散されていることが好ましい。

どの間仕切壁を除去するか、及び、どこに新たな間仕切壁を追加するかについて、１つの基準は、最終の構造において、フィルファクター(fill factor)が実質的に維持されなければならないということである。より具体的には、変換されたマイクロカップベースのフィルムのフィルファクターは、同じサイズ及び同じ形状を有するマイクロカップを含む元々のマイクロカップベースフィルムのフィルファクターの３０％を超えて変換されない。

フィルファクターは、壁領域以外の領域を全領域により除したものにより決定される。図４に示すように、フィルファクターは、領域Ａ（ディスプレイ流体が存在する）の合計を領域Ａ及び領域Ｗ（壁領域）の合計により除したものである。

他の態様では、マイクロカップの形状は、図５（ａ）〜５（ｃ）に示されるように、ランダム化されていてもよい。図５（ａ）において、元々のマイクロカップは、同じ形状、すなわち六角形を有する。当該形状をランダム化する際、六角形の各頂点（Ｐ）は、決定された領域内において独立してシフトされていてもよい。決定された領域は、各頂点の周りに同じサイズ及び形状を有する。図５（ａ）の具体例において、決定された領域である円形が各頂点の周りに示されている。

図５（ｂ）において、元々の頂点（Ｐ）は、Ｘ方向にΔｘ、Ｙ方向にΔＹの距離だけシフトされるように、すなわち、点Ｐ‘までシフトされるように示されている。Δｘ及びΔｙの値は、シフトの方向に基づいて、正であってもよいし、また、負であってもよい。決定された領域が、図示されているように円形である場合、ΔｘもしくはΔｙは零より大きい。しかし、その絶対値は、円形の半径を超えない。

ここでは、この方法を例示するために具体例が示されている。当初の配置として、１００μｍの名目上ピッチを有する規則的な六角形状マイクロカップを有する。“名目上ピッチ”との用語は、規則的な六角形状マイクロカップの当初のＸ、Ｙ座標を対象とするものである。

この具体例において、さらに、Δｘ及びΔｙの両方の絶対値は、１０μｍ〜２５μｍに亘る。これは、Ｘ方向もしくはＹ方向のそれぞれについて、元々の頂点が、少なくとも１０μｍ、しかしながら、２５μｍを超えない距離移動してもよいことを意味する。上述のように、Δｘ及びΔｙは、シフトの方向によって、正であってもよいし、もしくは負であってもよい。

シフト後、頂点は再接続される。

この方法は、予め決定されたパラメータをプログラムに供給することにより、ＣＡＤもしくは同等のもの等、コンピュータプログラムの助力により実行される。この具体例に基づくランダム化されたマイクロカップが、図５（ｃ）に示されている。

全ての頂点についてΔｘの合計は、実質的に零であるはずであるから、結果として得られるマイクロカップの名目上ピッチは、平均して、約１００μｍのままである。これは、Δｙについても当てはまる。フィルファクターは、また、ランダム化の前及び後において実質的に同じに維持される。

より大きなΔｘもしくはΔｙにより、変換されたマイクロカップにおいて、ランダム化の程度はより大きくなることに留意すべきである。ΔｘもしくはΔｙの最大値は、六角形の元々の側面長さ以下であり、好ましくは、六角形の元々の側面長さの５０％以下に制御されるべきである。

この方法は、四角形、三角形、もしくは、八角形等の他の形状のマイクロカップに適用することができる。

図６ａは、同じ六角形状を有するマイクロカップが、ＴＦＴバックプレーンに重ね合わされたマイクロカップベースフィルムを示す。このケースにおいては、モアレパターンが観察されうる。図６ｂは、ランダムな形状を有するマイクロカップが、ＴＦＴバックプレーンに重ね合わされたマイクロカップベースフィルムを示す。ここでは、モアレパターンは観察されない。

本発明のさらに別の態様は、マイクロカップの間仕切壁を変更することを対象とする。図７は、マイクロカップの軸の一つ（具体的には、Ｘ軸）に沿って間仕切壁が擬似ランダム化され、Ｙ軸に沿って間仕切壁が直線である斜視図である。

この変換は、Ｘ／Ｙ平面についてのみ行われ；Ｚ軸については行われていない。これは、マイクロカップの壁の高さが一定に保たれていることを意味する。

図８は、このマイクロカップ構造の上面図であり、ピッチは、一のマイクロカップ壁における曲面と、同じマイクロカップ壁の他の曲面とで異なっていてもよいことは理解されよう。これは、図９においてさらに示されている。図９は、波状のマイクロカップ壁（９１）を示している。これは、図８において示された壁（８１）に相当するものである。

例示のため、４個の点、”ａ”、”ｂ”、”ｃ”及び”ｄ”において波状の壁（９１）と交差する水平の参照ライン（９２）が存在する。点”ａ”及び”ｂ”の間の距離は、第１のピッチＰ１に；点”ｂ”及び”ｃ”の間の距離は、第２のピッチＰ２に；点”ｃ”及び”ｄ”の間の距離は、第３のピッチＰ３に相当する。本発明の明細書において、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は異なることが好ましい。他の実施の形態において、それらの少なくとも２つが同じであってもよい。

波状のマイクロカップを規定する他のパラメータは振幅である。これは、参照ライン９２から、波状壁９１における曲面上の最も外側の点までの距離である。図９に示すように、波状の壁の最も外側の３つの点、”ｅ”、”ｆ”及び”ｇ”が存在する。参照ライン９２と、点”ｅ”との間の距離は、第１の振幅Ａに；参照ライン９２と、点”ｆ”との間の距離は第２の振幅Ａ’に；参照ライン９２と、点”ｇ”との間の距離は、第３の振幅Ａ”に相当する。本発明の明細書において、Ａ、Ａ’、Ａ”は異なることが好ましい。他の実施の形態において、それらの少なくとも２つが同じであってもよい。

ある態様では、ピッチＰ１＝Ｐ２＝Ｐ３であり、Ａ≠Ａ’≠Ａ”である。他の態様では、Ａ＝Ａ’＝Ａ”であり、Ｐ１≠Ｐ２≠Ｐ３である。さらに別の態様では、Ｐ１≠Ｐ２≠Ｐ３であり、Ａ≠Ａ’≠Ａ”である。

間仕切壁のいくつかは、図８の上面において波状に示されている。しかしながら、図７に示すように、曲面は、全壁領域の深さ方向に延びることに留意すべきである。

本デザインにおいて、ピッチは、５μｍ〜２０００μｍに亘り、振幅は、０．１μｍ〜２０μｍに亘っていてもよい。上述したピッチ及び振幅は、独立して変更してもよい。

本デザインのある実施の形態では、波状の壁は、一の軸において形成される。しかしながら、それらは、２つの軸において形成されてもよい。図１０ａは、四角形の形状を有するマイクロカップを示している。このケースにおいて、２対の間仕切壁Ａ及びＢが存在する。それぞれの対は、互いに平行な２つの間仕切壁を有する。本発明によれば、対Ａの両方の間仕切壁が波状であってもよく、もしくは、対Ｂの両方の間仕切壁が波状であってもよく、もしくは、両方の対の両方の間仕切壁が波状であってもよい。

マイクロカップの上方開口部は、六角形状もしくは他の任意の形状であってもよい。図１０ｂは、六角形の上方開口部を有するマイクロカップを示す。このケースにおいて、平行な３対の間仕切壁Ａ、Ｂ及びＣが存在する。本発明によれば、少なくとも１対の間仕切壁が波状である。換言すれば、間仕切壁の少なくとも１対のみが波状であるか、もしくは、３対の間仕切壁のうち２つが波状であるか、もしくは、間仕切壁の３対全てが波状である。

本発明のデザインではモアレパターンを減少させることができる。さらに、ランダム化されたマイクロカップもしくは波状の間仕切壁により、不規則な(fuzzy)外観を有することとなる。規則正しい形状のマイクロカップはこの不規則な外観を有せず、そのため、任意の小さな欠陥（例えば、スクラッチもしくはダスト）が目立たなくなる。

本発明のマイクロカップは、米国特許第６,９３０,８１８号に開示されたマイクロエンボスプロセスにより製造してもよく、当該内容は、全体として、本明細書において引用することにより援用する。形成されたマイクロカップは、その後、この米国特許における開示に従い充填され密閉される。

本発明は、その特定の実施の形態を参照しつつ記載されているが、本発明の範囲から逸脱しない範囲で、当該技術分野における当業者は、様々な変更を行うことができ、等価物と交換することができることは理解できよう。さらに、多くの修正を行い、特定のシチュエーション、材料、組成、プロセス、プロセス工程、もしくは、工程を他の対象物、本発明の範囲に適用してもよい。そのような全ての修正は、添付されたクレームの範囲にあることが意図されている。

Claims (23)

1. ａ）それぞれ第１の形状を有する複数のマイクロカップと、
   ｂ）全マイクロカップ数の少なくとも１０％を占め、前記第１の形状と異なる形状を有する他の複数のマイクロカップと、
   を備える電気泳動ディスプレイフィルム。
2. 前記他の複数のマイクロカップが、全マイクロカップ数の少なくとも３０％を占める請求項１に記載のディスプレイフィルム。
3. 前記他の複数のマイクロカップが、全マイクロカップ数の少なくとも５０％を占める請求項１に記載のディスプレイフィルム。
4. 前記（ｂ）のマイクロカップが、前記（ａ）のマイクロカップ内にランダムに分散されている請求項１に記載のディスプレイフィルム。
5. 前記（ｂ）のマイクロカップは、予め決定された数の（ａ）のマイクロカップの間仕切壁を除去し、除去された間仕切壁を新たな間仕切壁に置き換えることにより形成されている請求項１に記載のディスプレイフィルム。
6. 前記（ｂ）のマイクロカップは、規定された領域において、予め決定された数の（ａ）のマイクロカップの頂点を独立してシフトさせ、シフトされた複数の頂点を再接続することにより形成されている請求項１に記載のディスプレイフィルム。
7. 前記規定された領域は円である請求項６に記載のディスプレイフィルム。
8. 前記頂点がＸ方向にΔｘ、Ｙ方向にΔｙ独立してシフトしている請求項６に記載のディスプレイフィルム。
9. 前記Δｘもしくは前記Δｙの絶対値は、前記規定された領域である円の半径を超えない請求項８に記載のディスプレイフィルム。
10. 電極プレートに重ね合わされている請求項１に記載のディスプレイフィルム。
11. 複数のマイクロカップを含み、全てのマイクロカップがそれぞれ異なる形状を有する電気泳動ディスプレイフィルム。
12. 電極プレートに重ね合わされている請求項１１に記載のディスプレイフィルム。
13. 複数のマイクロカップを含み、前記マイクロカップの少なくとも１つが波状の間仕切壁を有する電気泳動ディスプレイフィルム。
14. 前記波状の間仕切壁のピッチが異なる請求項１３に記載のディスプレイフィルム。
15. 前記波状の間仕切壁の振幅が異なる請求項１３に記載のディスプレイフィルム。
16. 前記波状の間仕切壁のピッチが異なり、前記波状の間仕切壁の振幅が同じである請求項１３に記載のディスプレイフィルム。
17. 前記波状の間仕切壁の振幅が異なり、前記波状の間仕切壁のピッチが同じである請求項１３に記載のディスプレイフィルム。
18. 前記波状の間仕切壁の振幅が異なり、前記波状の間仕切壁のピッチが異なる請求項１３に記載のディスプレイフィルム。
19. マイクロカップの少なくとも１つが四角形の開口部を有し、少なくとも一対の平行な間仕切壁が波状である請求項１３に記載のディスプレイフィルム。
20. マイクロカップの少なくとも１つが六角形の開口部を有し、少なくとも一対の平行な間仕切壁が波状である請求項１３に記載のディスプレイフィルム。
21. 前記波状の間仕切壁が、５μｍ〜２０００μｍの範囲のピッチを有する請求項１３に記載のディスプレイフィルム。
22. 前記波状の間仕切壁が、０．１μｍ〜２０μｍの範囲の振幅を有する請求項１３に記載のディスプレイフィルム。
23. 電極フィルムに重ね合わされている請求項１３に記載のディスプレイフィルム。

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