JP2017167344A - Reflective display device and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、例えば、電気泳動素子を用いた反射型表示装置およびこれを備えた電子機器に関する。 The present disclosure relates to, for example, a reflective display device using an electrophoretic element and an electronic apparatus including the same.
反射型ディスプレイ、特に、電気泳動現象を利用した電気泳動型ディスプレイでは、信頼性の低さが問題となっている。これは、環境光に含まれる紫外線による構成部材の劣化によるものであり、表示面側に紫外線吸収層を設けることによって、紫外線による劣化を防いでいる。紫外線吸収層は、紫外線に相当する波長域の光強度を低減するものである。例えば、特許文献1では、表示面側に紫外線吸収剤を含有する透明防止膜が設けられたマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルが開示されている。
In a reflective display, in particular, an electrophoretic display utilizing an electrophoretic phenomenon, low reliability is a problem. This is due to the deterioration of the constituent members due to the ultraviolet rays contained in the ambient light, and the deterioration due to the ultraviolet rays is prevented by providing the ultraviolet absorbing layer on the display surface side. The ultraviolet absorbing layer reduces the light intensity in a wavelength region corresponding to ultraviolet rays. For example,
しかしながら、特許文献1に記載のマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルのように、表示面側に紫外線吸収剤を含有する透明防止膜を設けた場合、結果として電気泳動型ディスプレイの表示特性(具体的には、反射率)を低下させてしまうという問題がある。これは、透明防止膜と表示パネルを構成する基材や、接着層との界面反射等によって、表示層への入射光量および表示層からの反射光量が低下するからである。
However, when a transparent protective film containing an ultraviolet absorber is provided on the display surface side as in the microcapsule type electrophoretic display panel described in
信頼性および表示特性を向上させることが可能な反射型表示装置および電子機器を提供することが望ましい。 It is desirable to provide a reflective display device and electronic equipment that can improve reliability and display characteristics.
本開示の一実施形態の反射型表示装置は、反射型表示素子と、反射型表示素子よりも表示面側に配置されると共に、非可視領域の波長を可視領域の波長に変換する波長変換層とを備えたものである。 A reflective display device according to an embodiment of the present disclosure includes a reflective display element and a wavelength conversion layer that is disposed closer to the display surface than the reflective display element and converts a wavelength in a non-visible region to a wavelength in a visible region It is equipped with.
本開示の一実施形態の電子機器は、上記本開示の一実施形態の反射型表示装置を備えたものである。 An electronic apparatus according to an embodiment of the present disclosure includes the reflective display device according to the embodiment of the present disclosure.
本開示の一実施形態の反射型表示装置および一実施形態の電子機器では、反射型表示素子よりも表示面側に、非可視領域の波長を可視領域の波長に変換する波長変換層を配置することにより、反射型表示素子への入射光量を減らすことなく、非可視領域の光の入射を低減することが可能となる。 In the reflective display device according to an embodiment of the present disclosure and the electronic device according to the embodiment, a wavelength conversion layer that converts the wavelength of the non-visible region into the wavelength of the visible region is disposed closer to the display surface than the reflective display element. This makes it possible to reduce the incidence of light in the non-visible region without reducing the amount of incident light on the reflective display element.
本開示の一実施形態の反射型表示装置および一実施形態の電子機器によれば、反射型表示素子よりも表示面側に、非可視領域の波長を可視領域の波長に変換する波長変換層を配置するようにしたので、反射型表示素子への非可視領域の光の入射が低減され、非可視領域の光による反射型表示素子の劣化が低減される。また、非可視領域の波長は、可視領域の波長に変換されるため、入射光量の低下を抑えることが可能となる。よって、反射率の低下を防ぐことができ、信頼性および表示特性を向上させることが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。 According to the reflective display device of one embodiment of the present disclosure and the electronic apparatus of one embodiment, the wavelength conversion layer that converts the wavelength of the non-visible region into the wavelength of the visible region on the display surface side of the reflective display element. Since it is arranged, incidence of light in the non-visible region to the reflective display element is reduced, and deterioration of the reflective display device due to light in the non-visible region is reduced. In addition, since the wavelength in the non-visible region is converted into the wavelength in the visible region, it is possible to suppress a decrease in the amount of incident light. Therefore, it is possible to prevent a decrease in reflectivity and improve reliability and display characteristics. Note that the effects described here are not necessarily limited, and may be any effects described in the present disclosure.
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.実施の形態(対向基板の表示面側に波長変換層を設けた例)
1−1.反射型表示装置の構成
1−2.反射型表示装置の動作
1−3.作用・効果
2.変形例(反射型表示素子として液晶素子を用いた例)
3.適用例
4.実施例
Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The description will be given in the following order.
1. Embodiment (example in which a wavelength conversion layer is provided on the display surface side of the counter substrate)
1-1. Configuration of reflection type display device 1-2. Operation of the reflective display device 1-3. Action / Effect Modification (example using a liquid crystal element as a reflective display element)
3. Application example 4. Example
<1.実施の形態>
図1は、本開示の一実施の形態に係る反射型表示装置(反射型表示装置1)の断面構成の一例を表したものである。図2は、反射型表示装置1の平面構成を模式的に表したものである。図1は、図2におけるI−I線に沿った断面を示している。この反射型表示装置1は、電気泳動現象を利用してコントラストを生じさせる電気泳動型ディスプレイであり、駆動基板10と対向基板20との間に設けられる表示層には、電気泳動素子(電気泳動素子30)が用いられている。この電気泳動素子30が、本開示の反射型表示素子の一具体例に相当する。本実施の形態の反射型表示装置1は、電気泳動素子30を間に対向配置された駆動基板10および対向基板20のうち、表示面側に配置された対向基板20の最表面に波長変換層24が配置された構成を有する。なお、図1は反射型表示装置1の構成を模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なる場合がある。
<1. Embodiment>
FIG. 1 illustrates an example of a cross-sectional configuration of a reflective display device (reflective display device 1) according to an embodiment of the present disclosure. FIG. 2 schematically shows a planar configuration of the
(1−1.反射型表示装置の構成)
反射型表示装置1は、例えば、図1に示したように、駆動基板10と対向基板20とが電気泳動素子30を介して対向配置されたものであり、対向基板20側に表示面を有している。この「対向基板20側に表示面を有する」とは、対向基板20側に向かって画像を表示する(ユーザが対向基板20側から画像を視認可能である)という意味である。また、駆動基板10と電気泳動素子30との間には、シール層16が設けられており、これによって、電気泳動素子30を面方向に封止すると共に、駆動基板10と電気泳動素子30とが貼り合わされている。対向基板20には、接着層を兼ねた隔壁ユニット38が設けられており、これによって、対向基板20と電気泳動素子30とが貼り合わされている。
(1-1. Configuration of Reflective Display Device)
In the
駆動基板10は、例えば、支持基体11の一面に薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;TFT)12と、保護層13と、平坦化絶縁層14と、画素電極15とがこの順に形成されたものである。TFT12および画素電極15は、例えば、画素パターン等に応じてマトリクス状またはセグメント状に分割配置および分割形成されている。
For example, the
支持基体11は、例えば、無機材料、金属材料またはプラスチック材料等により構成されている。無機材料としては、例えば、ケイ素(Si)、酸化ケイ素(SiOX)、窒化ケイ素(SiNX)または酸化アルミニウム(AlOX)等が挙げられる。酸化ケイ素には、ガラスまたはスピンオングラス(SOG)等が含まれる。金属材料としては、例えば、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)またはステンレス等が挙げられ、プラスチック材料としては、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)またはポリエチルエーテルケトン(PEEK)等が挙げられる。
The
この支持基体11は、光透過性でもよいし、非光透過性でもよい。対向基板20側に画像が表示されるため、支持基体11は必ずしも光透過性である必要がないからである。支持基体11は、ウェハ等の剛性を有する基板でもよいし、可撓性を有する薄層ガラスまたはフィルム等により構成してもよい。支持基体11に可撓性材料を用いることにより、フレキシブル(折り曲げ可能)な反射型表示装置1を実現できる。
The
TFT12は、画素を選択するためのスイッチング用素子である。このTFT12は、チャネル層として無機半導体層を用いた無機TFTでもよいし、有機半導体層を用いた有機TFTでもよい。保護層13および平坦化絶縁層14は、例えば、ポリイミド等の絶縁性樹脂材料により構成されている。保護層13の表面が十分に平坦であれば、平坦化絶縁層14を省略することも可能である。画素電極15は、例えば、金(Au)、銀(Ag)または銅(Cu)等の金属材料により形成されている。画素電極15は、保護層13および平坦化絶縁層14に設けられたコンタクトホール(図示せず)を通じてTFT12に接続されている。
The
なお、図1では、例えば、TFT12が後述するセル36ごとに配置されている(1つのセル36に対して1つのTFT12が設けられている)場合を示している。しかしながら、必ずしもこれに限られず、セル36およびTFT12のそれぞれの個数および位置関係は任意でよい。例えば、3つのセル36に対して2つのTFT12が配置されていてもよいし、セル36の範囲内に隣り合う2つのTFT12間の境界が位置してもよい。
FIG. 1 shows a case where, for example, the
シール層16は、保護層13および平坦化絶縁層14と同様に、例えば、ポリイミド等の絶縁性樹脂材料により構成されている。シール層16は適宜省略することが可能である。
The
対向基板20は、例えば、支持基体21、対向電極22および波長変換層24を有している。支持基体21の駆動基板10との対向面には対向電極22が設けられ、駆動基板10との対向面とは反対側の面(表示面)には、波長変換層24が設けられている。対向電極22は、画素電極15と同様に、マトリクス状またはセグメント状に配置するようにしてもよい。
The
支持基体21は、光透過性であることを除き、支持基体11と同様の材料により構成されている。対向電極22には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO)、酸化アンチモン−酸化スズ(ATO)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)またはアルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)等の光透光性導電性材料(透明電極材料)により形成されている。
The
対向基板20側に画像を表示する場合には、対向電極22を介して反射型表示装置(電気泳動素子30)を見ることになるため、対向電極22の光透過性(透過率)は、できるだけ高いことが好ましく、例えば、80%以上である。また、対向電極22の電気抵抗は、できるだけ低いことが好ましく、例えば、100Ω/□以下である。
When an image is displayed on the
波長変換層24は、非可視領域の波長を可視領域の波長に変換するものであり、本実施の形態では、対向基板20の表示面側に設けられている。非可視領域の波長とは、具体的には、紫外領域の波長(紫外線、例えば300nm以上400nm未満)であり、本実施の形態の波長変換層24は、紫外線を、例えば400nm以上700nm以下の波長に変換するものである。これにより、電気泳動素子30の構成部材を劣化させる紫外線の入射を低減しつつ、電気泳動素子30による反射光量の低下を防ぎ、電気泳動素子30による反射光量を増加させることが可能となる。
The
なお、波長変換層24は、少なくとも電気泳動素子30よりも表示面側に設けられていればよく、例えば、支持基体21と対向電極22との間や、対向電極22と隔壁ユニット38との間に配置するようにしてもよい。但し、界面反射による電気泳動素子30への入射光量の減少を防ぐために、本実施の形態のように、対向基板20の表示面側に設けることが好ましい。
The
波長変換層24の材料には、例えば、以下の特性が求められる。まず、人間が感知できる波長領域(可視領域)で透明であること、紫外光に対して高い吸収効率を有すること、吸収した光を可視光に高い効率で変換が可能であること、変換した光を有効に表示面側に集められること(可視光を散乱しないこと)である。このような材料としては、例えば蛍光体材料を含む有機色素、希土類イオン・錯体、量子ドット等が挙げられる。これら波長変換材料は、単独もしくは複数種の混合物として使用することができる。
The material of the
波長変換材料として用いられることが可能な有機色素としては、例えば、シアニン系色素、ピリジン系色素、ローダミン系色素、クマリン系色素、ペリレン系色素、ナフタルイミド系色素、トリアゾール系色素、オキサジアゾール系色素、チオフェン系色素、キサンチン系色素、スチリルベンゼン系色素、アントラキノン系色素、アントラピリドン系色素、ペリノン系色素、キノフタロン系色素、アミノベンゾピラノキサンテン系色素等が挙げられる。 Examples of organic dyes that can be used as wavelength conversion materials include cyanine dyes, pyridine dyes, rhodamine dyes, coumarin dyes, perylene dyes, naphthalimide dyes, triazole dyes, and oxadiazole dyes. And dyes, thiophene dyes, xanthine dyes, styrylbenzene dyes, anthraquinone dyes, anthrapyridone dyes, perinone dyes, quinophthalone dyes, aminobenzopyranoxanthene dyes, and the like.
希土類イオン・錯体としては、ユウロピウム(Eu)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)等の希土類元素の錯体や、これら希土類元素のイオンが透明な単結晶やガラス類中にドープされたものが挙げられる。前者としては、例えば、[Eu(phen)2]Cl3(ここでphenは1,10−フェナントロリンである)、[Tb(bpy)2]Cl3(ここでbpyは2,2‘−ジピリジンである)等が挙げられる。また、後者としては、例えば、Eu2+、Eu3+、Tb3+、Cr3+、Sm2+、Sm3+等のイオンが酸化アルミニウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化マグネシウムカリウム等の透明な結晶やガラス類中にドープされたものが挙げられる。その他に希土類元素を用いた波長変換材料として、Y2O2S:Eu,Mg,TiやYVO4:Bi3+、Eu3+等の蛍光粒子、酸化ストロンチウムと酸化アルミニウムからなる化合物にEuとDyを添加したSrAl2O4:Eu,Dy、Sr4Al14O25:Eu,Dyや、CaAl2O4:Eu,Dyや、ZnS:Cu等の無機蛍光物質が挙げられる。 Examples of rare earth ions and complexes include complexes of rare earth elements such as europium (Eu), terbium (Tb), dysprosium (Dy), and those in which ions of these rare earth elements are doped into transparent single crystals or glasses. It is done. Examples of the former include [Eu (phen) 2 ] Cl 3 (where phen is 1,10-phenanthroline) and [Tb (bpy) 2 ] Cl 3 (where bpy is 2,2′-dipyridine). ) And the like. The latter includes, for example, ions such as Eu 2+ , Eu 3+ , Tb 3+ , Cr 3+ , Sm 2+ , Sm 3+ , which are aluminum oxide, calcium fluoride, barium fluoride, magnesium potassium fluoride. And transparent crystals such as those doped in glass. Other wavelength conversion materials using rare earth elements include fluorescent particles such as Y 2 O 2 S: Eu, Mg, Ti, YVO 4: Bi 3+ , Eu 3+ , and compounds composed of strontium oxide and aluminum oxide, Eu and Dy. Inorganic fluorescent materials such as SrAl 2 O 4 : Eu, Dy, Sr 4 Al 14 O 25 : Eu, Dy, CaAl 2 O 4 : Eu, Dy, ZnS: Cu, and the like added.
量子ドットとしては、CdSe、Si、CdS、ZnS、GaAs、InAs、InS、PbSe、PbS、CuCl、CIS(Cu−In−Se)等の半導体材料を数nm〜数十nmの粒径にしたものが挙げられる。 Quantum dots include semiconductor materials such as CdSe, Si, CdS, ZnS, GaAs, InAs, InS, PbSe, PbS, CuCl, and CIS (Cu-In-Se) with a particle size of several nanometers to several tens of nanometers. Is mentioned.
上記波長変換材料は、上述した特性を満たす透明なホスト材料中に含有されていることが望ましい。ここで、透明とは、光路長100μmにおける波長400nm〜800nmの光の透過率が90%以上であることをいう。このようなホスト材料としては、例えば、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等の樹脂類及びエチレン酢酸ビニル共重合体等のこれら樹脂の共重合体、酸化アルミニウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化マグネシウムカリウム等の透明な結晶やガラス類が挙げられる。 The wavelength conversion material is desirably contained in a transparent host material that satisfies the above-described characteristics. Here, the term “transparent” means that the transmittance of light having a wavelength of 400 nm to 800 nm at an optical path length of 100 μm is 90% or more. Examples of such host materials include acrylic resins, methacrylic resins, urethane resins, epoxy resins, polyesters, polyethylene, polyvinyl chloride and other resins, and copolymers of these resins such as ethylene vinyl acetate copolymers, oxidation Examples thereof include transparent crystals and glasses such as aluminum, calcium fluoride, barium fluoride, and magnesium fluoride fluoride.
波長変換層24のZ軸方向の膜厚(以下、単に厚みという)は、含有される蛍光体材料の発光効率(変換効率)によって変化するが、電気泳動素子30への入射光量の低下を防ぐため、薄い方が好ましく、例えば、1μm以上100μm以下であることが好ましい。なお、1μmは、一般的な粒子状の蛍光体材料の粒径である。波長変換層24は、例えば、フィルム基材上に蛍光体材料を含む波長変換材料を塗布したものであり、例えば日立化成、バテルジャパン、日東電工等から上市されている。
The thickness of the
また、本実施の形態の反射型表示装置1は、用いる蛍光体材料を適宜選択することによって特定の波長域の光強度を増加させ、表示における色度を調整することが可能となる。また、特定の波長領域の光強度を特に強めることによって蛍光表示が可能となる。
In addition, the
なお、波長変換層24は、フィルム状のものでなくてもよく、例えば対向基板20上に直接塗布形して形成するようにしてもよい。この場合には、図3に示した反射型表示装置2のように、波長変換層24上に反射防止層25を設けることが好ましい。これにより、界面反射(具体的には、波長変換層24の表面反射)を低減することが可能となる。反射防止層25は、反射型表示装置2の最表面、ここでは、波長変換層24上に、例えば、フッ化マグネシウムを真空蒸着することによって形成される。
In addition, the
電気泳動素子30は、図1および図4に示したように、絶縁性液体31中に、泳動粒子32および多孔質層33を備えている。泳動粒子32は、絶縁性液体31中に分散されており、多孔質層33は、繊維状構造体331および非泳動粒子332を含んで構成され、複数の細孔333を有している。多孔質層33には、表示面の反対側(駆動基板10側)から、1または2以上の隔壁35が隣接されている。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
絶縁性液体31は、例えば、駆動基板10と対向基板20との間の空間に充填されている。絶縁性液体31は、例えば、有機溶媒等の非水溶媒のいずれか1種類または2種類以上によって構成されており、具体的には、パラフィンまたはイソパラフィン等の炭化水素系溶媒が挙げられる。絶縁性液体31の粘度および屈折率は、できるだけ低くすることが好ましい。絶縁性液体31の粘度を低くすると泳動粒子32の移動性(応答速度)が向上する。また、これに応じて泳動粒子32の移動に必要なエネルギー(消費電力)は低くなる。絶縁性液体31の屈折率を低くすると、絶縁性液体31と多孔質層33との屈折率の差が大きくなり、多孔質層33の反射率が高くなる。
For example, the insulating
絶縁性液体31には、必要に応じて他の各種材料を含んでいてもよい。例えば、着色剤、電荷調整剤、分散安定剤、粘度調整剤、界面活性剤または樹脂等を添加するようにしてもよい。
The insulating
泳動粒子32は、電気的に泳動する1または2以上の荷電粒子(電気泳動粒子)であり、電界に応じて絶縁性液体31中を画素電極15または対向電極22に向かって移動することで表示面に画像を表示するものである。この泳動粒子32は、例えば、有機顔料、無機顔料、顔料、炭素材料、金属材料、金属酸化物、ガラスまたは高分子材料(樹脂)等の粒子(粉末)により構成されている。泳動粒子32は、これらのうちの1種類を用いてもよく、または2種類以上を用いてもよい。泳動粒子32を、上記粒子を含む樹脂固形分の粉砕粒子またはカプセル粒子等でもよい。なお、上記炭素材料、金属材料、金属酸化物、ガラスまたは高分子材料に該当する材料は、有機顔料、無機顔料または顔料に該当する材料から除く。泳動粒子32の粒径は、例えば、30nm〜300nmである。
The
上記の有機顔料は、例えば、アゾ系顔料、メタルコンプレックスアゾ系顔料、ポリ縮合アゾ系顔料、フラバンスロン系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、アントラピリジン系顔料、ピランスロン系顔料、ジオキサジン系顔料、チオインジゴ系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料またはインダンスレン系顔料等である。無機顔料は、例えば、亜鉛華、アンチモン白、鉄黒、硼化チタン、ベンガラ、マピコエロー、鉛丹、カドミウムエロー、硫化亜鉛、リトポン、硫化バリウム、セレン化カドミウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、クロム酸鉛、硫酸鉛、炭酸バリウム、鉛白またはアルミナホワイト等である。顔料は、例えば、ニグロシン系顔料、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キノフタロン系顔料、アントラキノン系顔料またはメチン系顔料等である。炭素材料は、例えば、カーボンブラック等である。金属材料は、例えば、金、銀または銅等である。金属酸化物は、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、銅−クロム酸化物、銅−マンガン酸化物、銅−鉄−マンガン酸化物、銅−クロム−マンガン酸化物または銅−鉄−クロム酸化物等である。高分子材料は、例えば、可視領域に光吸収域を有する官能基が導入された高分子化合物等である。可視領域に光吸収域を有する高分子化合物であれば、その種類は特に限定されない。これら一連の材料は、単独でもよいし、2種類以上の混合物でもよい。 Examples of the organic pigments include azo pigments, metal complex azo pigments, polycondensed azo pigments, flavanthrone pigments, benzimidazolone pigments, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, anthraquinone pigments, and perylene pigments. Perinone pigments, anthrapyridine pigments, pyranthrone pigments, dioxazine pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, quinophthalone pigments or indanthrene pigments. Inorganic pigments include, for example, zinc white, antimony white, iron black, titanium boride, bengara, mapico yellow, red lead, cadmium yellow, zinc sulfide, lithopone, barium sulfide, cadmium selenide, calcium carbonate, barium sulfate, lead chromate Lead sulfate, barium carbonate, lead white or alumina white. Examples of the pigment include a nigrosine pigment, an azo pigment, a phthalocyanine pigment, a quinophthalone pigment, an anthraquinone pigment, and a methine pigment. The carbon material is, for example, carbon black. The metal material is, for example, gold, silver or copper. Examples of metal oxides include titanium oxide, zinc oxide, zirconium oxide, barium titanate, potassium titanate, copper-chromium oxide, copper-manganese oxide, copper-iron-manganese oxide, and copper-chromium-manganese oxide. Or copper-iron-chromium oxide. The polymer material is, for example, a polymer compound in which a functional group having a light absorption region in the visible region is introduced. If it is a high molecular compound which has a light absorption area | region in a visible region, the kind will not be specifically limited. These series of materials may be used singly or as a mixture of two or more.
絶縁性液体31中における泳動粒子32の含有量(濃度)は、特に限定されないが、例えば、0.1重量%〜10重量%である。この濃度範囲では、泳動粒子32の遮蔽性および移動性が確保される。詳細には、泳動粒子32の含有量が0.1重量%よりも少ないと、泳動粒子32が多孔質層33を遮蔽(隠蔽)しにくくなり、十分にコントラストを生じさせることができない可能性がある。一方、泳動粒子32の含有量が10重量%よりも多いと、泳動粒子32の分散性が低下するため、その泳動粒子32が泳動しにくくなり、凝集する虞がある。
The content (concentration) of the migrating
泳動粒子32は、任意の光学的反射特性(光反射率)を有している。泳動粒子32の光反射率は、特に限定されないが、少なくとも泳動粒子32が多孔質層33を遮蔽可能となるように設定されることが好ましい。泳動粒子32の光反射率と多孔質層33の光反射率との違いを利用してコントラストを生じさせるためである。
The migrating
ここで、泳動粒子32の具体的な材料は、例えば、泳動粒子32がコントラストを生じさせるために担う役割に応じて選択される。泳動粒子32が明表示する場合、泳動粒子32には例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウムまたはチタン酸カリウム等の金属酸化物等が用いられる。中でも、電気化学的安定性および分散性に優れると共に、高い反射率が得られる酸化チタンが好ましい。泳動粒子32が暗表示する場合、泳動粒子32には例えば、カーボンブラック等の炭素材料または銅−クロム酸化物、銅−マンガン酸化物、銅−鉄−マンガン酸化物、銅−クロム−マンガン酸化物および銅−鉄−クロム酸化物等の金属酸化物等が用いられる。中でも、泳動粒子32には炭素材料を用いることが好ましい。炭素材料からなる泳動粒子32は、優れた化学的安定性、移動性および光吸収性を示す。
Here, the specific material of the migrating
泳動粒子32により明表示する場合には、外部から視認される泳動粒子32の色は、コントラストを生じさせることができれば特に限定されないが、中でも、白色に近い色が好ましく、白色がより好ましい。一方、泳動粒子32により暗表示する場合、外部から視認される泳動粒子32の色は、コントラストを生じさせることができれば特に限定されないが、中でも、黒色に近い色が好ましく、黒色がより好ましい。いずれの場合でも、高いコントラストが得られるからである。
In the case of bright display by the migrating
泳動粒子32は、絶縁性液体31中で長期間に渡って分散および帯電しやすく、また、多孔質層33に吸着しにくいことが好ましい。このため、静電反発により泳動粒子32を分散させるための分散剤(または電荷調整剤)を用いたり、泳動粒子32に表面処理を施してもよく、両者を併用してもよい。
It is preferable that the migrating
この分散剤または電荷調整剤は、例えば、正、負のどちらか一方、または両方の電荷を有しており、絶縁性液体31中の帯電量を増加させものである。このような分散剤として、例えば、Lubrizol社製のSolsperceシリーズ、BYK−Chemic社製のBYKシリーズまたはAnti−Terraシリーズ、あるいはTCI America社製Spanシリーズ等が挙げられる。
This dispersing agent or charge adjusting agent has, for example, either positive or negative charge, or both, and increases the amount of charge in the insulating
表面処理は、例えば、ロジン処理、界面活性剤処理、顔料誘導体処理、カップリング剤処理、グラフト重合処理またはマイクロカプセル化処理等である。特に、グラフト重合処理、マイクロカプセル化処理またはこれらを組み合わせて処理を行うことにより、泳動粒子32の長期間の分散安定性を維持することができる。
The surface treatment is, for example, rosin treatment, surfactant treatment, pigment derivative treatment, coupling agent treatment, graft polymerization treatment or microencapsulation treatment. In particular, long-term dispersion stability of the migrating
このような表面処理には、例えば、泳動粒子32の表面に吸着可能な官能基(吸着性官能基)と重合性官能基とを有する材料(吸着性材料)等が用いられる。吸着性官能基は、泳動粒子32の形成材料に応じて決定される。例えば、泳動粒子32がカーボンブラック等の炭素材料により構成されている場合には、4−ビニルアニリン等のアニリン誘導体、泳動粒子32が金属酸化物により構成されている場合には、メタクリル酸3−(トリメトキシシリル)プロピル等のオルガノシラン誘導体をそれぞれ吸着することができる。重合性官能基は、例えば、ビニル基、アクリル基、メタクリル基等である。
For such surface treatment, for example, a material (adsorbent material) having a functional group (adsorptive functional group) that can be adsorbed on the surface of the migrating
泳動粒子32の表面に重合性官能基を導入し、これにグラフトさせて表面処理を行うようにしてもよい(グラフト性材料)。グラフト性材料は、例えば、重合性官能基と分散用官能基とを有している。分散用官能基は、絶縁性液体31中に泳動粒子32を分散させ、その立体障害により分散性を保持するものである。絶縁性液体31が例えば、パラフィンである場合、分散用官能基として分岐状のアルキル基等を用いることができる。重合性官能基は、例えば、ビニル基、アクリル基、メタクリル基等である。グラフト性材料を重合およびグラフトさせるためには、例えば、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)等の重合開始剤を用いればよい。この他、泳動粒子32の表面に吸着可能な官能基と分散性を付与するためのアルキル鎖を有する材料を用いることができる。このような材料としては、例えば、チタネート系カップリング剤(例えば、味の素ファインテクノ株式会社製KR-TTS)およびアルミネート系カップリング剤が挙げられる。
A polymerizable functional group may be introduced on the surface of the migrating
上記泳動粒子32を絶縁性液体31中に分散させる方法の詳細については、「超微粒子の分散技術とその評価〜表面処理・微粉砕と気中/液中/高分子中の分散安定化〜(サイエンス&テクノロジー社)」等の書籍に掲載されている。
For details of the method for dispersing the migrating
多孔質層33は、図1や図4に示したように、繊維状構造体331により形成された3次元立体構造物(不織布のような不規則なネットワーク構造物)であり、1または2以上の隙間(細孔333)を有している。細孔333には絶縁性液体31が満たされており、泳動粒子32はこの細孔333を介して画素電極15と対向電極22との間を移動する。なお、多孔質層33は、対向電極22に隣接していてもよいし、それから離間されていてもよい。また、多孔質層33は、駆動基板10と対向基板20との間の空間を支持するスペーサ(図示せず)によって支持されていてもよい。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
繊維状構造体331には、1または2以上の非泳動粒子332が含まれており、その非泳動粒子332は、繊維状構造体331により保持されている。3次元立体構造物である多孔質層33では、1本の繊維状構造体331がランダムに絡み合っていてもよいし、複数本の繊維状構造体331が集合してランダムに重なっていてもよいし、両者が混在していてもよい。繊維状構造体331が複数本である場合、各繊維状構造体331は、1または2以上の非泳動粒子332を保持していることが好ましい。なお、図4では、複数本の繊維状構造体331により多孔質層33が形成されている場合を示している。
The
多孔質層33が繊維状構造体331により形成された3次元立体構造物であるのは、その不規則な立体構造により外光が乱反射(多重散乱)されやすいからである。この場合には、多孔質層33の光反射率が著しく高くなると共に、その高い光反射率を得るために多孔質層33が薄くて済むからである。これにより、コントラストが高くなると共に、泳動粒子32の移動に要するエネルギーが少なくなる。また、細孔333の平均孔径が大きくなると共にその数が多くなるため、泳動粒子32が細孔333を移動しやすくなるからである。これにより、泳動粒子32の移動に要する時間が短くなると共に、その移動に要するエネルギーがより低くなる。
The reason why the
繊維状構造体331に非泳動粒子332が含まれているのは、外光がより乱反射されやすくなるため、多孔質層33の光反射率がより高くなるからである。これにより、コントラストがより高くなる。
The reason why the
繊維状構造体331は、繊維径(直径)に対して十分な長さを有する繊維状物質である。この繊維状構造体331が集合し、ランダムに重なることによって多孔質層33が構成される。また、1つの繊維状構造体331がランダムに絡みあって多孔質層33を構成していてもよい。あるいは、1つの繊維状構造体331による多孔質層33と複数の繊維状構造体331による多孔質層33とが混在していてもよい。
The
繊維状構造体331の形状(外観)は、上記したように繊維径に対して長さが十分に大きい繊維状であれば、特に限定されない。具体的には、直線状でもよいし、縮れていたり、途中で折れ曲がっていてもよい。また、一方向に延在しているだけに限らず、途中で1または2以上の方向に分岐していてもよい。繊維状構造体331は、例えば、相分離法,相反転法,静電(電界)紡糸法,溶融紡糸法,湿式紡糸法,乾式紡糸法,ゲル紡糸法,ゾルゲル法またはスプレー塗布法等により形成される。このような方法を用いることにより、繊維径に対して十分な長さを有する繊維状構造体331を容易に、かつ安定して形成することができる。
The shape (external appearance) of the
繊維状構造体331の最小繊維径は、非泳動粒子332を保持できればよく、例えば、500nm以下であることが好ましく、より好ましくは300nm以下である。繊維状構造体331の平均繊維径は、例えば、50nm以上2000nm以下であることが好ましいが、上記範囲外であってもよい。なお、平均繊維径は、例えば、走査型電子顕微鏡等を用いた顕微鏡観察により測定することができる。繊維状構造体331の平均長さは任意である。
The minimum fiber diameter of the
細孔333は、複数の繊維状構造体331が重なり合い、または1つの繊維状構造体331が絡まりあうことによって形成されている。細孔333の平均孔径は、特に限定されないが、泳動粒子32が細孔333を経由して移動しやすいよう、出来だけ大きいことが好ましい。このため、細孔333の平均孔径は、0.1μm以上10μm以下であることが好ましい。
The
多孔質層33の厚さは、特に限定されないが、例えば、5μm〜100μmである。多孔質層33の遮蔽性が高くなると共に、泳動粒子32が細孔333を経由して移動しやすくなるからである。
Although the thickness of the
繊維状構造体331は、ナノファイバーであることが好ましい。ここでナノファイバーとは、繊維径が0.001μm〜0.1μmであり、長さが繊維径の100倍以上である繊維状物質である。このようなナノファイバーを繊維状構造体331として用いることにより、光が乱反射し易くなり、多孔質層33の反射率をより向上させることができる。即ち、電気泳動素子30のコントラストを向上させることが可能となる。また、ナノファイバーからなる繊維状構造体331では、単位体積中に占める細孔333の割合が大きくなり、細孔333を経由して泳動粒子32が移動し易くなる。従って、泳動粒子32の移動に必要なエネルギーを小さくすることができる。ナノファイバーからなる繊維状構造体331は、静電紡糸法により形成することが好ましい。静電紡糸法を用いることにより繊維径が小さい繊維状構造体331を容易に、かつ安定して形成することができる。
The
繊維状構造体331は、例えば、高分子材料または無機材料等のいずれか1種類または2種類以上によって形成されている。高分子材料は、例えば、ナイロン、ポリ乳酸、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキシド、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルクロライド、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリサルフォン、ポリビニルピロリドン、ポリビニリデンフロリド、ポリヘキサフルオロプロピレン、セルロースアセテート、コラーゲン、ゼラチン、キトサンまたはそれらのコポリマー等である。無機材料は、例えば、酸化チタン等である。中でも、繊維状構造体331の形成材料としては、高分子材料が好ましい。反応性(光反応性等)が低い(化学的に安定である)ため、繊維状構造体331の意図しない分解反応が抑制されるからである。なお、繊維状構造体331が高反応性の材料により形成される場合には、その繊維状構造体331の表面は任意の保護層により被覆されることが好ましい。
The
繊維状構造体331は、泳動粒子32とは異なる光学的反射特性を有することが好ましい。具体的には、繊維状構造体331の光反射率は、特に限定されないが、少なくとも、多孔質層33が全体として泳動粒子32を遮蔽可能となるように設定されることが好ましい。泳動粒子32の光反射率と、多孔質層33の光反射率との違いを利用してコントラストを生じさせるためである。これに伴い、絶縁性液体31中で光透過性(無色透明)を有する繊維状構造体331は好ましくない。但し、繊維状構造体331の光反射率が、多孔質層33全体の光反射率にほとんど影響を及ぼさず、多孔質層33全体の光反射率が実質的に非泳動粒子332の光反射率により決定される場合には、繊維状構造体331の光反射率は任意でよい。
The
非泳動粒子332は、繊維状構造体331に固定されており、電気的に泳動しない1または2以上の粒子である。非泳動粒子332は、保持されている繊維状構造体331の内部に埋設されていてもよく、あるいは、繊維状構造体331から部分的に突出してしてもよい。
The
非泳動粒子332は、泳動粒子32とは異なる光学的反射特性を有している。非泳動粒子332の光反射率は、特に限定されないが、少なくとも多孔質層33が全体として泳動粒子32を遮蔽可能となるように設定されることが好ましい。泳動粒子32の光反射率と多孔質層33の光反射率との違いを利用してコントラストを生じさせるためである。
The
ここで、非泳動粒子332の具体的な形成材料は、例えば、コントラストを生じさせるために非泳動粒子332が担う役割に応じて選択される。具体的には、非泳動粒子332により明表示する場合の材料は、泳動粒子32により明表示する場合に選択される材料と同様である。一方、非泳動粒子332により暗表示する場合の材料は、泳動粒子32により暗表示する場合に選択される材料と同様である。中でも、非泳動粒子332により明表示する場合に選択される材料としては、金属酸化物が好ましく、酸化チタンがより好ましい。電気化学的安定性および定着性等に優れていると共に、高い反射率が得られるからである。コントラストを生じさせることができれば、非泳動粒子332の形成材料は、泳動粒子32の形成材料と同じ種類でもよいし、違う種類でもよい。
Here, the specific forming material of the
なお、非泳動粒子332により明表示または暗表示する場合に視認される色は、泳動粒子32が視認される色について説明した場合と同様である。
In addition, the color visually recognized when the
また、非泳動粒子332は、粒径の異なる2種類以上の粒子を組み合わせて用いてもよい。
The
また、多孔質層33は、高分子フィルムに、レーザを使用して穴開け加工を施して細孔333を形成するようにしてもよく、多孔質層33に合成繊維等により編まれた布、または連泡多孔性高分子等を用いるようにしてもよい。
In addition, the
隔壁35は、絶縁性液体31中に分散された泳動粒子32の存在可能範囲を仕切り、例えば、図1および図2に示したように、その泳動粒子32を収容する空間(後述するセル36)を形成するものである。この隔壁35は、例えば駆動基板10に向かって延在しており、表示面側から多孔質層33の一部に隣接している。
The
隔壁35によって形成されるセル36の数および配列パターンは、特に限定されない。ただし、複数のセル36を効率よく配置するために、セル36はマトリクス状(複数行×複数列の配置)に配列されていることが好ましい。また、セル36の形状(開口形状)は、特に限定されず、図2に示したように矩形状でもよいし、他の形状(六角形等)でもよい。
The number and arrangement pattern of the
隔壁35の形成材料は、電気泳動素子30の動作性能等に影響を及ぼさない材料であれば、特に限定されないが、成形加工に優れた樹脂等であることが好ましい。所望の寸法および形状を有する隔壁35を形成しやすいからである。この樹脂は、例えば、熱可塑性樹脂または光硬化性樹脂等(フォトリソグラフィ用のレジストを含む)であり、それ以外の樹脂でもよい。
The material for forming the
なお、隔壁35の形成材料として樹脂を用いる場合には、その隔壁35は、例えば、熱可塑性樹脂を用いた熱インプリント法、または光硬化性樹脂を用いた光インプリント法等により形成される。具体的には、熱インプリント法では、例えば、ガラス転移温度以上に加熱された樹脂(高分子材料)にモールド(雌型)がプレスされたのち、冷却後の樹脂からモールドが剥離される。これにより、モールドの形状が樹脂の表面に転写されるため、所望の形状を有する隔壁35が形成される。このモールドは、例えば、フォトリソグラフィ法により成形されたフォトレジスト膜でもよいし、バイト等の機械加工により成形された金属板等でもよい。
When a resin is used as the material for forming the
なお、隔壁35は、対向基板20側に連続する支持体37を有していてもよく、隔壁35は、この支持体37によって支持されていてもよい。この場合には、隔壁35および支持体37がユニット化(隔壁ユニット38)されていてもよい。但し、隔壁35および支持体37は、一体化されていてもよいし、別体化されていてもよい。後者の場合、支持体37は、フィルム等でもよい。なお、支持体37は、駆動基板10側に設けられていてもよく、その場合には、隔壁35は、対向基板20に向かって延在する。
The
隔壁35の幅Wは、その延在方向において均一でもよいし、不均一でもよく、例えば、幅Wは、多孔質層33に近づくにしたがって次第に小さくなっていてもよい。隔壁35の側面の傾斜角度(いわゆるテーパ角度)は、特に限定されないが、例えば、60°〜90°、好ましくは75°〜85°である。
The width W of the
なお、隔壁35のピッチおよび高さ等は、特に限定されず、任意に設定可能である。一例を挙げると、隔壁35のピッチは、30μm〜300μm、好ましくは60μm〜150μmであり、隔壁35の高さは、10μm〜100μm、好ましくは30μm〜50μmである。
The pitch and height of the
また、隔壁35の高さおよび多孔質層33のZ軸方向の厚さ(以下、単に厚さという)は、ほぼ均一であることが好ましい。画素電極15と対向電極22との間の距離(いわゆるギャップ)が一定になるため、電界強度が均一化されるからである。これにより、応答速度等のムラが改善される。
The height of the
(1−2.反射型表示装置の動作)
この反射型表示装置1は、以下のように動作する。図5Aおよび図5Bは、反射型表示装置の動作を説明するためのものであり、図1に対応する断面構成を表している。なお、ここでは、図示内容を簡略化するために多孔質層33を簡略化し、シール層16、隔壁ユニット38および波長変換層24を省略して表している。
(1-2. Operation of the reflective display device)
The
初期状態の反射型表示装置1では、泳動粒子32が待避領域R1に配置されている(図5A)。この場合には、全ての画素で泳動粒子32が多孔質層33により遮蔽されているため、対向基板20側から反射型表示装置1を見ると、コントラストが生じていない(画像が表示されていない)状態にある。
In the
一方、TFT12により画素が選択され、画素電極15と対向電極22との間に電界が印加されると、図5Bに示したように、画素毎に泳動粒子32が待避領域R1から多孔質層33(細孔333)を経由して表示領域R2に移動する。この場合には、泳動粒子32が多孔質層33により遮蔽されている画素と遮蔽されていない画素とが併存するため、対向基板20側から反射型表示装置1を見ると、コントラストが生じている状態になる。これにより、画像が表示される。
On the other hand, when a pixel is selected by the
(1−3.作用・効果)
前述したように、電気泳動型ディスプレイに代表される反射型ディスプレイでは、環境光に含まれる紫外線による表示素子の構成部材の劣化が問題となっており、信頼性の低下の原因となっている。このため、一般的な電気泳動型ディスプレイでは、表示面側に紫外線吸収層が設けられており、この紫外線吸収層によって環境光に含まれる紫外線領域の光強度を低減させて信頼性の確保が図られている。
(1-3. Action and effect)
As described above, in a reflective display typified by an electrophoretic display, deterioration of constituent members of a display element due to ultraviolet rays contained in environmental light is a problem, which causes a decrease in reliability. For this reason, in a general electrophoretic display, an ultraviolet absorbing layer is provided on the display surface side, and this ultraviolet absorbing layer reduces the light intensity in the ultraviolet region included in ambient light, thereby ensuring reliability. It has been.
しかしながら、紫外線吸収層を設けた電気泳動型ディスプレイでは、紫外線による表示素子の構成部材の劣化は防げるものの、電気泳動ディスプレイの反射率が低下するという問題が生じる。一般的な紫外線吸収層には、紫外線を散乱する二酸化チタン(チタニア)等の微粒子が分散されたポリマーや、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、サリシレート系あるいはシアノアクリレート系等の紫外線吸収化合物が用いられている。紫外線吸収層を設けた電気泳動型ディスプレイでは、この紫外線吸収層と、例えば基材あるいは接着層等との界面反射等によって表示素子への入射光量および表示素子からの反射光量が低下し、これにより、電気泳動ディスプレイの反射率が低下する。 However, in an electrophoretic display provided with an ultraviolet absorbing layer, although deterioration of the constituent members of the display element due to ultraviolet rays can be prevented, there arises a problem that the reflectance of the electrophoretic display is lowered. For general UV absorbing layers, polymers in which fine particles such as titanium dioxide (titania) that scatters UV rays are dispersed, and UV absorbing compounds such as benzophenone, benzotriazole, salicylate, and cyanoacrylate are used. Yes. In an electrophoretic display provided with an ultraviolet absorbing layer, the amount of incident light on the display element and the amount of reflected light from the display element are reduced due to interface reflection between the ultraviolet absorbing layer and a substrate or an adhesive layer, for example. The reflectivity of the electrophoretic display is reduced.
一方、入射光量の低下を補うために、新たな機能層を設けることが考えられる。しかしながら、新たな層を追加することは、紫外吸収層を設けた場合と同じく、界面反射量を増加させてしまう。このため、新たな機能層の追加による効果は限定される。 On the other hand, it is conceivable to provide a new functional layer to compensate for the decrease in the amount of incident light. However, adding a new layer increases the amount of interface reflection as in the case of providing an ultraviolet absorption layer. For this reason, the effect by addition of a new functional layer is limited.
これに対して、本実施の形態の反射型表示装置1(および反射型表示装置2)では、電気泳動素子30よりも表示面側に、非可視領域の波長を可視領域の波長に変換する波長変換層24を設けるようにした。これにより、非可視領域(具体的には、紫外線)の入射が低減されるため、紫外線による電気泳動素子30の劣化を防ぐことが可能となる。また、非可視領域の波長は、波長変換層24によって可視領域の波長に変換されるため、反射型表示装置1の表示面と電気泳動素子30との間に存在する界面(例えば、波長変換層24と対向基板20との界面)における反射によって減少する入射光量が補われる。よって、反射型表示装置1(および反射型表示装置2)の反射率を向上させることが可能となる。即ち、高い信頼性および表示特性を有する反射型表示装置1(および反射型表示装置2)を提供することが可能となる。
On the other hand, in the reflective display device 1 (and the reflective display device 2) of the present embodiment, the wavelength that converts the wavelength of the non-visible region into the wavelength of the visible region closer to the display surface than the
なお、本実施の形態では、駆動基板10側にTFT12を備えた反射型表示装置1を例に本技術を説明したが、例えば、図6に示したように、駆動基板10側には画素電極15のみが形成され構成としてもよい。図6に示した反射型表示装置3は、支持基体11上に、例えばY軸方向に延伸する複数の画素電極が設けられた駆動基板10と、支持基体21の全面に設けられた対向電極22が設けられた駆動基板との間に電気泳動素子30が配置された構成を有する。この反射型表示装置3は、例えば、後述する電子時計(適用例3、図10A,図10B)における文字盤410等の固定パターンや単色を表示する際に用いられるものである。
In the present embodiment, the present technology has been described using the
次に、上記実施の形態の変形例について説明する。なお、上記反射型表示装置1に対応する構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
Next, a modification of the above embodiment will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component corresponding to the said reflection
<2.変形例>
図7は、上記実施の形態の変形例に係る反射型表示装置(反射型表示装置4)の断面構成を表したものである。この反射型表示装置4は、例えば、後述する電子ブックや、プロジェクタ等の投射型表示装置に含まれる液晶パネルとして用いられるものである。本変形例では、表示素子として液晶素子50を用いた点が上記実施の形態とは異なる。液晶素子50は、本開示の反射型表示素子の一具体例に相当する。なお、図7は反射型表示装置4の構成を模式的に表したものであり、実際の寸法、形状とは異なる場合がある。
<2. Modification>
FIG. 7 illustrates a cross-sectional configuration of a reflective display device (reflective display device 4) according to a modification of the above embodiment. The reflective display device 4 is used as, for example, a liquid crystal panel included in a projection display device such as an electronic book described later or a projector. This modification differs from the above embodiment in that the liquid crystal element 50 is used as a display element. The liquid crystal element 50 corresponds to a specific example of the reflective display element of the present disclosure. FIG. 7 schematically shows the configuration of the reflective display device 4 and may differ from actual dimensions and shapes.
反射型表示装置4は、例えば、図7に示したように、駆動基板10と対向基板20とが液晶素子50を介して対向配置されたものであり、対向基板20側に表示面を有している。
For example, as shown in FIG. 7, the reflective display device 4 includes a
駆動基板10は、例えば、支持基体11の一面にTFT12、保護層13、平坦化絶縁層14、画素電極15、保護層17および配向膜18がこの順に形成されたものである。TFT12および画素電極15は、例えば、画素パターン等に応じてマトリクス状またはセグメント状に分割配置および分割形成されている。画素電極15は、上記実施の形態と同様に、例えば、金(Au)、銀(Ag)または銅(Cu)等の反射性を有する金属材料により形成されている。これにより対向基板20側から入射された光は、画素電極15によって反射されて対向基板20側(表示面側)に射出される。
For example, the driving
保護層17は、画素電極15の腐食を抑制するためのものである。保護層17は、例えば酸化シリコンあるいは窒化シリコン等の、配向膜18,26を構成する材料よりも化学的に安定な無機材料によって構成されている。保護層17の厚みは、例えば30nm〜70nmである。保護層17は、例えばCVD法あるいはスパッタ法等の、蒸着法よりも化学的に安定な手法により成膜することが好ましい。
The
配向膜18は、液晶素子50の配向制御を行うためのものであり、例えば、ポリイミド等の有機材料やシリコン酸化物等の無機材料により構成されている。配向膜18の厚みは、例えば120nm〜360nmである。配向膜18は、例えば蒸着法により成膜される。配向膜18の成膜領域の面形状は、例えば支持基体11の面形状と略同一の矩形状である。なお、配向膜26も同様の構成を有する。
The
対向基板20は、例えば、支持基体21の一面に、対向電極22と、配向膜26とがこの順に形成されたものである。対向電極22は、図7に示したように、支持基体21の全面に設けられていてもよいし、画素電極15と同様に、マトリクス状またはセグメント上に配置するようにしてもよい。支持基体21の裏面には、偏光板27が設けられており、この偏光板27上に波長変換層24が配置されている。
The
偏光板27は、ある一定の振動方向の光(偏光)のみを通過させるようになっている。
The
液晶素子50は、画素電極15および対向電極22を通じて供給される映像電圧に応じて、透過する光の透過率を制御する機能を有する。この液晶素子50には、例えばVA(Vertical Alignment)モード、TN(Twisted Nematic)モード、ECB(Electrically controlled birefringence)モード、FFS(Fringe Field Switching)モードあるいはIPS(In Plane Switching)モード等により表示駆動される液晶を含むものである。
The liquid crystal element 50 has a function of controlling the transmittance of transmitted light in accordance with the video voltage supplied through the
本変形例では、表示素子として液晶素子50を用いた反射型表示装置4を示したが、本開示の技術は、表示素子として液晶素子50を用いた場合でも、上記実施の形態と同様の効果が得られる。 In the present modification, the reflective display device 4 using the liquid crystal element 50 as the display element is shown. However, the technique of the present disclosure can achieve the same effects as those of the above embodiment even when the liquid crystal element 50 is used as the display element. Is obtained.
<3.適用例>
次に、上述の実施の形態および変形例において説明した反射型表示装置(反射型表示装置1〜4)の適用例について説明する。ただし、以下で説明する電子機器の構成はあくまで一例であり、その構成は適宜変更可能である。上記の反射型表示装置1(および反射型表示装置2〜4)は、各種の電子機器あるいは服飾品の一部に適用可能であり、その電子機器等の種類は特に限定されない。
<3. Application example>
Next, application examples of the reflective display devices (
(適用例1)
図8Aおよび図8Bは、電子ブックの外観構成を表している。この電子ブックは、例えば、表示部110および非表示部120と、操作部130とを備えている。なお、操作部130は、図8Aに示したように非表示部120の前面に設けられていてもよいし、図8Bに示したように上面に設けられていてもよい。表示部110が反射型表示装置1(または反射型表示装置2〜4)により構成される。なお、反射型表示装置1(および反射型表示装置2〜4)は、図8Aおよび図8Bに示した電子ブックと同様の構成を有するPDA(Personal Digital Assistants)等に搭載されてもよい。
(Application example 1)
8A and 8B show the external configuration of the electronic book. The electronic book includes, for example, a
(適用例2)
図9は、タブレットパーソナルコンピュータの外観を表したものである。このタブレットパーソナルコンピュータは、例えば、タッチパネル部310および筐体320を有しており、タッチパネル部310が上記反射型表示装置1(または反射型表示装置2〜4)により構成されている。
(Application example 2)
FIG. 9 shows the appearance of a tablet personal computer. The tablet personal computer has, for example, a touch panel unit 310 and a housing 320, and the touch panel unit 310 is configured by the reflective display device 1 (or the reflective display devices 2 to 4).
(適用例3)
上記の反射型表示装置1(および反射型表示装置2〜4)は、いわゆるウェアラブル端末として、例えば時計(腕時計)、鞄、衣服、帽子、眼鏡および靴等の服飾品の一部に適用することも可能である。以下に、そのような服飾品一体型の電子機器の一例を示す。
(Application example 3)
The reflective display device 1 (and the reflective display devices 2 to 4) are applied as a so-called wearable terminal to a part of clothing such as a watch (watch), a bag, clothes, a hat, glasses and shoes. Is also possible. Below, an example of such an electronic device integrated with clothing is shown.
図10Aおよび図10Bは、電子時計(腕時計一体型電子機器)の外観を表したものである。この電子時計は、例えば文字盤(文字情報表示部分)410とバンド部(色柄表示部分)420とを有しており、これらの文字盤410とバンド部420とが上記反射型表示装置1(または反射型表示装置2〜4)を含んで構成されている。文字盤410には、上述の電気泳動素子を用いた表示駆動により、図10Aおよび図10Bのように、例えば様々な文字や図柄が表示される。バンド部420は、例えば腕等に装着可能な部位である。このバンド部420において、反射型表示装置1が用いられることで、様々な色柄を表示することができ、図10Aの例から図10Bの例のように、バンド部420の意匠を変更することができる。ファッション用途においても有用な電子デバイスを実現可能となる。
10A and 10B show the appearance of an electronic timepiece (a wristwatch-integrated electronic device). The electronic timepiece has a dial (character information display portion) 410 and a band portion (color pattern display portion) 420, for example, and these
<4.実施例>
次に、本開示の実施例について詳細に説明する。
<4. Example>
Next, examples of the present disclosure will be described in detail.
(実験例1)
[泳動粒子およびこれを含む絶縁性液体の調製]
まず、テトラヒドロフラン400mlとメタノール400mlとの混合溶液を調製したのち、この溶液に複合酸化物微粒子(銅−鉄−マンガンの酸化物:大日精化工業株式会社製ダイピロキサイドカラーTM9550)50gを加え、超音波浴槽にて超音波攪拌(25℃〜35℃で30分間)を行った。次いで、この複合酸化物微粒子の分散液に28%アンモニア水40mlを30分間かけて滴下したのち、テトラヒドロフラン80mlにプレンアクトKR−TTS(味の素ファインテクノ株式会社製)10gを溶解させた溶液を30分間かけて滴下した。続いて、超音波浴槽を60℃まで昇温させ3時間保持したのち、これを室温まで冷却して遠心分離およびデカンテーションを行った。続いて、このデカンテーション後の沈殿物をテトラヒドロフランとメタノールとの混合溶媒(体積比1:1)に再分散させ、遠心分離およびデカンテーションを行った。この洗浄作業を3回繰り返して得られた沈殿物を70℃の真空オーブンで一晩乾燥した。これにより、絶縁性液体中において負に帯電する分散基で被覆された黒色の泳動粒子が得られた。
(Experimental example 1)
[Preparation of migrating particles and insulating liquid containing the same]
First, after preparing a mixed solution of 400 ml of tetrahydrofuran and 400 ml of methanol, 50 g of complex oxide fine particles (copper-iron-manganese oxide: Daipi Seika Kogyo Co., Ltd. Daipyroxide Side Color TM9550) are added to this solution, Ultrasonic stirring (at 25 ° C. to 35 ° C. for 30 minutes) was performed in an ultrasonic bath. Next, after adding 40 ml of 28% ammonia water to the dispersion of the composite oxide fine particles over 30 minutes, a solution of 10 g of Plenact KR-TTS (manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.) in 80 ml of tetrahydrofuran is applied over 30 minutes. And dripped. Subsequently, the temperature of the ultrasonic bath was raised to 60 ° C. and held for 3 hours, and then cooled to room temperature, followed by centrifugation and decantation. Subsequently, the precipitate after decantation was redispersed in a mixed solvent of tetrahydrofuran and methanol (volume ratio of 1: 1), followed by centrifugation and decantation. The precipitate obtained by repeating this washing operation three times was dried overnight in a vacuum oven at 70 ° C. As a result, black electrophoretic particles coated with a negatively charged dispersing group in the insulating liquid were obtained.
泳動粒子を調製した後、絶縁性液体94gに分散剤として長鎖アルキルコハク酸無水物を6g溶解させ溶液Aを調製した。この溶液A9gに上記泳動粒子1gを加え、超音波分散を行ったのち、遠心分離およびデカンテーションを行い、再度絶縁性液体に分散した。この作業を3回繰り返し、得られた分散液中の泳動粒子成分が10重量%となるように調製し、これを溶液Bとした。次いで、溶液B50gに絶縁性液体49.6g、塩基性添加剤アルキルアミン0.25gおよび酸性添加剤0.12gを加えて攪拌し、泳動粒子と、酸性添加剤および塩基性添加剤とをそれぞれ、0.4mmol(酸性添加剤),1.75mmol(塩基性添加剤)含有する絶縁性液体を得た。 After preparing the migrating particles, 6 g of a long-chain alkyl succinic anhydride as a dispersant was dissolved in 94 g of the insulating liquid to prepare a solution A. 1 g of the migrating particles was added to 9 g of this solution A, and after ultrasonic dispersion, centrifugation and decantation were performed, and the dispersion was again dispersed in the insulating liquid. This operation was repeated three times, so that the electrophoretic particle component in the obtained dispersion was adjusted to 10% by weight. Next, 49.6 g of the insulating liquid, 0.25 g of the basic additive alkylamine, and 0.12 g of the acidic additive are added to 50 g of the solution B and stirred, and the migrating particles, the acidic additive, and the basic additive are respectively added. An insulating liquid containing 0.4 mmol (acidic additive) and 1.75 mmol (basic additive) was obtained.
[多孔質層の作製]
まず、非泳動粒子として平均一次粒径250nmの酸化チタンを用意し、これを、カルボン酸系陰イオン性界面活性剤Aを溶解させたテトラヒドロフラン中に混合し、ペイントシェイカーを用いて1時間攪拌した。次に、遠心分離(5000rpmで10分)にかけ、デカンテーションにより溶媒を取り除き3回洗浄したのち、70℃で一晩乾燥した。これにより、カルボン酸系陰イオン性界面活性剤Aでコーティングされた酸化チタンが得られた。この酸化チタン(非泳動粒子)をT−1とする。
[Preparation of porous layer]
First, titanium oxide having an average primary particle size of 250 nm was prepared as non-electrophoretic particles, which was mixed in tetrahydrofuran in which a carboxylic acid anionic surfactant A was dissolved, and stirred for 1 hour using a paint shaker. . Next, the mixture was centrifuged (5000 rpm for 10 minutes), the solvent was removed by decantation, washed 3 times, and dried overnight at 70 ° C. As a result, titanium oxide coated with a carboxylic acid anionic surfactant A was obtained. This titanium oxide (non-electrophoretic particle) is designated as T-1.
次に、繊維状構造体の構成材料としてポリメチルメタクリレート(PMMA)を用いた。このポリメチルメタクリレート13gをN,N’−ジメチルホルムアミド87gに溶解させたのち、この溶液70gに、非泳動粒子としてT−1を30g加えてビーズミルで混合した。これにより繊維状構造体を形成するための紡糸溶液が得られた。続いて、支持基体上に、対向電極および隔壁を形成したのち、この紡糸溶液を用いて紡糸し、多孔質層を作製した。具体的には、紡糸溶液をシリンジに入れ、対向基板上で紡糸を行った。紡糸は、電界紡糸装置(株式会社メック製NANON)を用いて行った。 Next, polymethyl methacrylate (PMMA) was used as a constituent material of the fibrous structure. After 13 g of this polymethyl methacrylate was dissolved in 87 g of N, N′-dimethylformamide, 30 g of T-1 as non-electrophoretic particles was added to 70 g of this solution and mixed with a bead mill. As a result, a spinning solution for forming a fibrous structure was obtained. Subsequently, a counter electrode and partition walls were formed on the support substrate, and then spinning was performed using this spinning solution to produce a porous layer. Specifically, the spinning solution was put into a syringe, and spinning was performed on the counter substrate. Spinning was performed using an electrospinning apparatus (NANON manufactured by MEC Co., Ltd.).
[駆動基板と対向基板との接合]
次に、15μmの高さに設計した隔壁内に多孔質層と共に、泳動粒子を含む絶縁性液体を注入した。隔壁は、一方が開いている構造であるため、開口側を、シール層を塗布した駆動基板によって塞ぎ、端面部分は紫外線硬化樹脂を用いて封止した。最後に、機能層として波長変換層(日立化成社製波長変換フィルム WCP)を対向基板の表面に貼り、サンプル1(実験例1)となる表示装置を作製した。
[Bonding of drive substrate and counter substrate]
Next, an insulating liquid containing migrating particles was injected into the partition wall designed to a height of 15 μm together with the porous layer. Since the partition wall has a structure in which one side is open, the opening side was closed with a drive substrate coated with a seal layer, and the end surface portion was sealed with an ultraviolet curable resin. Finally, a wavelength conversion layer (Hitachi Chemical Co., Ltd. wavelength conversion film WCP) was attached to the surface of the counter substrate as a functional layer, to produce a display device serving as Sample 1 (Experimental Example 1).
(実験例2)
本実験では、機能層として波長変換層(日東電工社製波長変換フィルム レイクレア)を用いた以外は、実験例1と同様の方法を用いてサンプル2作製した。
(Experimental example 2)
In this experiment, Sample 2 was prepared using the same method as in Experimental Example 1 except that a wavelength conversion layer (wavelength conversion film Rayclaire manufactured by Nitto Denko Corporation) was used as the functional layer.
(実験例3)
本実験では、波長変換層の代わりに、対向基板の表面に、機能層として紫外領域の波長を散乱させるフィルム(紫外線散乱フィルム;尾池工業社製保護フィルムPT7−25GB1)を設けた以外は、実験例1と同様の方法を用いてサンプル3を作製した。
(Experimental example 3)
In this experiment, instead of the wavelength conversion layer, the surface of the counter substrate was provided with a film for scattering the wavelength in the ultraviolet region (ultraviolet scattering film; protective film PT7-25GB1 manufactured by Oike Kogyo Co., Ltd.) as a functional layer. Sample 3 was prepared using the same method as in Experimental Example 1.
(実験例4)
本実験のサンプル4は、対向基板の表面に何も設けずに作製した。サンプル4は、紫外線対策をしていないものであり、上記実験例1〜3の評価の基準となるものである。
(Experimental example 4)
Sample 4 of this experiment was prepared without providing anything on the surface of the counter substrate. Sample 4 is not subjected to ultraviolet light countermeasures, and serves as a reference for the evaluation of Experimental Examples 1 to 3.
(評価)
上記反射型表示装置(サンプル1〜4)を以下の方法を用いて耐光試験評価および反射率評価を行った。まず、反射率評価として、日本分光社製紫外可視分光光度計V−560および積分球ユニットILV−471に、サンプル1〜4をセットし、可視領域における反射率を測定した。続いて、耐光試験評価として、サンプル1〜4をそれぞれ、東洋精機社製サンテストXLSにセットし、紫外線を含む標準太陽光分光分布としてCIE85(Table4)を照度765W/m2で24H照射したのち、目視にてサンプル1〜4を観察した。表1は、サンプル1〜4の対向基板の表面に設けた機能層の種類、反射率および耐光試験後の状態をまとめたものである。
(Evaluation)
The reflection type display device (
対向基板の表面に機能層を設けなかったサンプル4では、対向試験後の電気泳動素子の構成部材(例えば、多孔質層や絶縁性液体)に黄変が見られた。これに対して、対向基板の表面に紫外線を波長変換あるいは散乱させる機能層を設けたサンプル1〜3では、対向試験後の電気泳動素子の構成部材に黄変は確認されなかった。但し、機能層として紫外線散乱フィルムを設けたサンプル3では、機能層として波長変換層を設けたサンプル1,2と比較して反射率が低下した。また、サンプル4とサンプル1,2との反射率を比較した場合、サンプル1,2では、対向基板の表面に何も設けなかったサンプル4と同等あるいはそれ以上の反射率が得られた。以上のことから、反射型表示装置を構成する表示素子よりも表示面側に、非可視領域の波長を可視領域の波長に変換する波長変換層を配設することによって、耐光性、具体的には、紫外線に対する耐性が向上することがわかった。また、反射率を維持あるいは向上させることができることがわかった。
In Sample 4 in which the functional layer was not provided on the surface of the counter substrate, yellowing was observed in the constituent members (for example, a porous layer and an insulating liquid) of the electrophoretic element after the counter test. On the other hand, in
以上、実施の形態および変形例を挙げて本開示を説明したが、本開示は実施形態で説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、電気泳動素子30として、マイクロカップ式の電気泳動素子を挙げて説明したが、これに限らず、いわゆるマイクロカプセル式の電気泳動素子あるいはツイストボール型の電気泳動素子を用いてもよい。
As described above, the present disclosure has been described with the embodiment and the modification. However, the present disclosure is not limited to the aspect described in the embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the
また、本開示の技術は、反射型表示素子を備えた表示装置全般に適用することが可能であり、上記実施の形態等で挙げた電気泳動素子30および液晶素子50以外の反射型表示素子、例えば、エレクトロクロミック(EC)素子を用いた表示装置にも適用することが可能である。
In addition, the technology of the present disclosure can be applied to all display devices including a reflective display element, and the reflective display elements other than the
更に、上記実施の形態において説明した構成要素を全て備える必要はなく、更に他の構成要素を含んでいてもよい。更に、上述した構成要素の材料や厚みは一例であり、記載したものに限定されるものではない。 Furthermore, it is not necessary to provide all the components described in the above embodiment, and other components may be included. Furthermore, the materials and thicknesses of the components described above are examples, and are not limited to those described.
なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。 In addition, the effect described in this specification is an illustration to the last, and is not limited, Moreover, there may exist another effect.
なお、本開示は以下のような構成も取ることができる。
(1)
反射型表示素子と、
前記反射型表示素子よりも表示面側に配置されると共に、非可視領域の波長を可視領域の波長に変換する波長変換層と
を備えた反射型表示装置。
(2)
前記波長変換層は、紫外領域の波長を可視領域の波長に変換する、前記(1)に記載の反射型表示装置。
(3)
前記波長変換層は、蛍光体材料を含む、前記(1)または(2)に記載の反射型表示装置。
(4)
前記波長変換層は、300nm以上400nm未満の波長を400nm以上700nm以下の波長に変換する、前記(1)乃至(3)のうちのいずれかに記載の反射型表示装置。
(5)
前記反射型表示素子を間に対向配置された第1基板および第2基板を有し、前記第1基板は前記表示面側に配置され、前記波長変換層は、前記第1基板の前記第2基板との対向面とは反対側の面に配置されている、前記(1)乃至(4)のうちのいずれかに記載の反射型表示装置。
(6)
更に、前記波長変換層の前記表示面側に反射防止層を有する、前記(1)乃至(5)のうちのいずれかに記載の反射型表示装置。
(7)
前記反射型表示素子は、電気泳動素子、エレクトロクロミック素子または液晶素子である、前記(1)乃至(6)のうちのいずれかに記載の反射型表示装置。
(8)
表示装置を備え、
前記表示装置は、
反射型表示素子と、
前記反射型表示素子よりも表示面側に配置されると共に、非可視領域の波長を可視領域の波長に変換する波長変換層と
を有する電子機器。
In addition, this indication can also take the following structures.
(1)
A reflective display element;
A reflective display device comprising: a wavelength conversion layer that is disposed closer to the display surface than the reflective display element and converts a wavelength in a non-visible region into a wavelength in a visible region.
(2)
The said wavelength conversion layer is a reflection type display apparatus as described in said (1) which converts the wavelength of an ultraviolet region into the wavelength of a visible region.
(3)
The reflective display device according to (1) or (2), wherein the wavelength conversion layer includes a phosphor material.
(4)
The reflection type display device according to any one of (1) to (3), wherein the wavelength conversion layer converts a wavelength of 300 nm to less than 400 nm into a wavelength of 400 nm to 700 nm.
(5)
The reflective display element includes a first substrate and a second substrate disposed to face each other, the first substrate is disposed on the display surface side, and the wavelength conversion layer is formed on the second substrate of the first substrate. The reflective display device according to any one of (1) to (4), wherein the reflective display device is disposed on a surface opposite to a surface facing the substrate.
(6)
Furthermore, the reflection type display device according to any one of (1) to (5), further including an antireflection layer on the display surface side of the wavelength conversion layer.
(7)
The reflective display device according to any one of (1) to (6), wherein the reflective display element is an electrophoretic element, an electrochromic element, or a liquid crystal element.
(8)
A display device,
The display device
A reflective display element;
An electronic device having a wavelength conversion layer that is disposed closer to the display surface than the reflective display element and converts a wavelength in a non-visible region into a wavelength in a visible region.
1〜4…反射型表示装置、10…駆動基板、11,21…支持基体、12…TFT、13…保護層、14…平坦化絶縁層、15…画素電極、16…シール層、17…保護層、18,26…配向膜、19,27…偏光板、20…対向基板、22…対向電極、24…波長変換層、25…反射防止層、30…電気泳動素子、31…絶縁性液体、32…泳動粒子、33…多孔質層、35…隔壁、36…セル、37…支持体、38…隔壁ユニット、40…スペーサ、50…液晶素子、331…繊維状構造体、332…非泳動粒子、333…細孔。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-4 ... Reflective type display apparatus, 10 ... Drive board | substrate, 11, 21 ... Support base | substrate, 12 ... TFT, 13 ... Protective layer, 14 ... Planarization insulating layer, 15 ... Pixel electrode, 16 ... Sealing layer, 17 ... Protection Layer, 18, 26 ... alignment film, 19, 27 ... polarizing plate, 20 ... counter substrate, 22 ... counter electrode, 24 ... wavelength conversion layer, 25 ... antireflection layer, 30 ... electrophoretic element, 31 ... insulating liquid, 32 ... migrating particles, 33 ... porous layer, 35 ... partition, 36 ... cell, 37 ... support, 38 ... partition unit, 40 ... spacer, 50 ... liquid crystal element, 331 ... fibrous structure, 332 ... non-migrating particle 333: pores.
Claims (8)
前記反射型表示素子よりも表示面側に配置されると共に、非可視領域の波長を可視領域の波長に変換する波長変換層と
を備えた反射型表示装置。 A reflective display element;
A reflective display device comprising: a wavelength conversion layer that is disposed closer to the display surface than the reflective display element and converts a wavelength in a non-visible region into a wavelength in a visible region.
前記第1基板は前記表示面側に配置され、
前記波長変換層は、前記第1基板の前記第2基板との対向面とは反対側の面に配置されている、請求項1に記載の反射型表示装置。 A first substrate and a second substrate disposed opposite to each other with the reflective display element interposed therebetween;
The first substrate is disposed on the display surface side,
2. The reflective display device according to claim 1, wherein the wavelength conversion layer is disposed on a surface of the first substrate opposite to a surface facing the second substrate.
前記表示装置は、
反射型表示素子と、
前記反射型表示素子よりも表示面側に配置されると共に、非可視領域の波長を可視領域の波長に変換する波長変換層と
を有する電子機器。 A display device,
The display device
A reflective display element;
An electronic device having a wavelength conversion layer that is disposed closer to the display surface than the reflective display element and converts a wavelength in a non-visible region into a wavelength in a visible region.
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