JP4934908B2

JP4934908B2 - Electrophoretic color display

Info

Publication number: JP4934908B2
Application number: JP2001141105A
Authority: JP
Inventors: 邦雅檜山; 典之苔口; 啓清水; 龍二木谷
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2001-05-11
Filing date: 2001-05-11
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2021-05-11
Also published as: JP2002333643A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペーパーライクディスプレイなどに利用される電気泳動型カラー表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
次世代ディスプレイとしてペーパーライクディスプレイが注目され研究が進められており、液晶方式或いは非液晶方式による各種の表示装置の提案がなされている。非液晶方式としては、例えば電気泳動の原理を利用した方式があり、例えば、特開２０００−３２２００４号公報、同２０００−３５５９８号公報、同２０００−１７１８３９号公報、特開平１０−１４９１１８号公報、米国特許第６０１７５８４号明細書などに記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した米国特許第第６０１７５８４号明細書に記載の電気泳動型カラー表示装置では、単一のマイクロカプセル中に複数の着色粒子を混合状態で配設し、この粒子を選択的に駆動することを提案しているが、選択的な駆動は原理的に非常な困難を伴う。
【０００４】
上記した特開２０００−３２２００４号公報に記載の電気泳動型表示装置では、電気泳動媒体を青色、電気泳動粒子を黒色とする構成が示されているが、この構成を積層構造に適用してカラー表示装置としようとすると、各層の粒子と組み合わせた減法混色法による色再現ができないので、結局積層構造とすることはできず、Ｙ（イエロー）・Ｍ（マゼンタ）・Ｃ（シアン）別の画素として横並び（並列的）に表現せざるを得ない。その結果、装置が複雑となり、また色再現にも制限がある。
【０００５】
また、特開２０００−３５５９８号公報には、複数の色を表現するセル又はマイクロカプセルを横並び（並列的）に配設してカラー表示を行う装置が開示されているが、バックライトを用いない反射型表示装置としては十分なコントラストが得られない。
【０００６】
本発明は、上記に鑑み、減法混色法によるカラー表示が可能であり、色再現性に優れているだけでなく、高いコントラストが得られ、画像耐候性に優れた電気泳動型カラー表示装置を明らかにすることを課題とする。
【０００７】
本発明に係る電気泳動型カラー表示装置は下記構成であることを特徴とする。
１．電気泳動媒体中に分散されている電気泳動粒子を１対の電極により駆動して表示を行う電気泳動表示装置において、それぞれ異なる色の電気泳動粒子を含む電気泳動部を縦方向に少なくとも２層以上有し、少なくとも２層の前記電気泳動部に含有される電気泳動粒子及び電気泳動媒体が光透過性を有することを特徴とする電気泳動型カラー表示装置。
【０００８】
２．電気泳動部が、イエローの光透過性粒子を含有する電気泳動部、マゼンタの光透過性粒子を含有する電気泳動部、シアンの光透過性粒子を含有する電気泳動部を３層有する積層構造であることを特徴とする前記１に記載の電気泳動型カラー表示装置。
【０００９】
３．前記１又は２に記載の光透過性の電気泳動粒子及び電気泳動媒体を含む電気泳動部に加えて、不透明な黒色電気泳動粒子を含む電気泳動部を、少なくとも１層有することを特徴とする前記１又は２に記載の電気泳動カラー表示装置。
４．電気泳動粒子中に、下記一般式（１）で表される部分構造を有する色素と、下記一般式（２）又は（３）で表わされる画像安定化剤を少なくとも一種含有することを特徴とする前記１〜３の何れかに記載の電気泳動型カラー表示装置。
【００１０】
【化４】

【００１１】
〔式中のＲ_１〜Ｒ_７は水素原子または置換基を表す。〕
【００１２】
【化５】

【００１３】
Ｒ_１１〜Ｒ_１５：置換基又は水素原子
【００１４】
【化６】

【００１５】
Ｒ_２１：置換基又は水素原子
Ｒ_２２：置換基
【００１６】
５．電気泳動粒子が、溶媒中に溶解された色素を壁材で覆いマイクロカプセル化された形状であることを特徴とする前記１〜４の何れかに記載の電気泳動型カラー表示装置。
【００１７】
６．一対の電極が第１電極と第２電極とから成り、電気泳動部において、電気泳動粒子が前記第１電極に引き寄せられる面積と前記第２電極に引き寄せられる面積の割合が、９：１〜６：４であることを特徴とする前記１〜４の何れかに記載の電気泳動型カラー表示装置。
【００１８】
７．電気泳動媒体及び電気泳動粒子の光屈折率が１．４〜１．６であることを特徴とする前記１〜５の何れかに記載の電気泳動型カラー表示装置。
【００１９】
８．電気泳動媒体の誘電率が３．０Ｆ／ｍ以上であることを特徴とする前記１〜５の何れかに記載の電気泳動型カラー表示装置。
【００２０】
９．第１層の電気泳動部の上面が、光遮断部と光透過部とで構成された上面層で被覆されていることを特徴とする前記１〜８の何れかに記載の電気泳動型カラー表示装置。
【００２１】
１０．第１層の電気泳動部の上面が、光透過性を有する部材で構成された上面層で被覆されており、且つ第１層の電気泳動部における電気泳動粒子が、不透明な黒色電気泳動粒子であることを特徴とする前記１〜８の何れかに記載の電気泳動型カラー表示装置。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、上記した本発明の構成の特徴を更に詳細に説明する。
【００２３】
先ず、図１に示す態様を説明する。この態様は、第１電極１１、第２電極１２、泳動媒体１３、各々が電気泳動粒子（帯電粒子）であるイエローの光透過性粒子１４・マゼンタの光透過性粒子１５・シアンの光透過性粒子１６とで構成される電気泳動部１０を３層構造（上段から第１層、第２層、第３層という）に配設すると共に、上面層２０として光遮断部２１、光透過部２２を、下面層３０として白色拡散板３１を配設した構成である。イエローの光透過性粒子１４・マゼンタの光透過性粒子１５・シアンの光透過性粒子１６は、夫々別々の第１電極１１と第２電極１２により電気泳動される。
【００２４】
上記した縦３層構造の電気泳動部１０と上面層２０及び下面層３０とにより１単位の電気泳動ユニット（以下、ユニットと略称する）が形成されている。このユニットは平面的な二次元方向に連続して配設され、各ユニット間は隔壁４０により区画されている。
【００２５】
尚、図面では下面層３０として配設される白色拡散板３１は、平面的な二次元方向に連続している広域の層として示されているが、各ユニット毎に独立している構成であってもよい。図で表現すると、隣接する隔壁４０の間に白色拡散板３１が位置することになる。尚、白色拡散板３１は、支持体となる基板の上面に反射層及び／又は拡散層を塗布した態様、反射及び／又は拡散機能を有するフィルムなどを貼付した態様の外、白色拡散板３１それ自体が支持体としての機能を持つ態様などを含む。
【００２６】
尚また、図中の符号４１は透明基板であって、隔壁４０と共に個々の電気泳動部１０を構成しており、例えば、ガラスやポリエチレンフタレート、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）などの透明性合成樹脂で形成されている。図中の符号４２は、透明絶縁層であって、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などの有機材料、或いは酸化シリコン、窒化シリコンなど無機材料を用いればよい。
【００２７】
図１のＢに示すように、左端のユニットでは、イエローの光透過性粒子１４は、第１電極１１に引き寄せられて、光透過部２２の下方に展開している状態にあり、マゼンタの光透過性粒子１５及びシアンの光透過性粒子１６は、第２電極１２に引き寄せられて、光遮断部２１の下方に集積状態にある。この状態では、光透過部（開口）１１から入射した光は、イエローの光透過性粒子１４だけを透過し、白色拡散板３１で反射・拡散された光は、光透過部２２を通して可視光（黄）として目視することができる。同様にして、中間のユニットでは可視光（赤）を、右端のユニットでは可視光（青）を目視することができる。
【００２８】
上記の説明で理解されるように、イエローの光透過性粒子１４、マゼンタの光透過性粒子１５及びシアンの光透過性粒子１６が第２電極１２に引き寄せられている状態では、光遮断部２１に遮られて、カラー光は光透過部２２を通じて目視されず、粒子が第１電極１１に引き寄せられた状態の場合のみ目視される。
【００２９】
ここで、ユニットの横断面積（Ｗ_０）に対し、光透過性粒子１４〜１６が第１電極１１に引き寄せられて平面的に展開している面積（Ｗ_１）の割合が開口率（面積比）として問題となる。
【００３０】
ユニットの横断面積（Ｗ_０）は、光透過性粒子１４〜１６が第１電極１１に引き寄せられて平面的に展開している面積（Ｗ_１）に光透過性粒子１４〜１６が第２電極１２に引き寄せられて集積している部分の面積（Ｗ_２）を加えた面積ということができるから、開口率は、（Ｗ_１）と（Ｗ_２）の割合として表現することもできる。更に、図１に示す実施態様における（Ｗ_２）の部分では、その面積に対応して光遮断部２１が配設されているから、開口率は、光遮断部２１と光透過部２２との間の面積比として表現することもできる。
【００３１】
ユニットの横断面積に対する光遮断部２１の占める面積の比が大きくなれば、光透過部２２の面積は狭くなり（開口率が低くなる）、光の量が少なくなる結果、白色拡散板３１からの反射光の光量が減少し、色が暗くなり見にくくなる。
【００３２】
開口率（％）＝（Ｗ_１／Ｗ_０）×１００で計算され、開口率は６０％〜９０％、好ましくは７０％〜９０％、より好ましくは７５％〜８５％である。
【００３３】
開口率が６０％未満であると、色が暗いだけでなく、光遮断部２１の表面の色がユニットからの反射光に作用して色再現性が著しく低下するので好ましくない。
【００３４】
一方、開口率が９０％を越えると、各電気泳動部１０の厚みを大きくする必要があるためコントラストが低下するので好ましくない。
【００３５】
開口率を上記の値に設定するには、Ｗ_１やＷ_０の面積を設定するだけでは不十分である。即ち、電気泳動媒体１３の中で泳動する電気泳動粒子の全量が、印荷された第１電極１１又は第２電極１２に引き寄せられることが必要である。第１電極１１に引き寄せられ平面的に展開している光透過性粒子１４〜１６の量は、その透過光がディスプレイとして目視するのに必要にして十分な光量であるか否かを決定しているが、同時に、印荷された第２電極１２に引き寄せられるときには、その全量が移動させられることが必要であり、光透過性粒子１４〜１６が第２電極１２に引き寄せられて集積している部分の面積（Ｗ_２）は、光透過性粒子１４〜１６の逃げ場の面積でもある。開口率の関係で、Ｗ_１／Ｗ_２は大きな値とする必要があるから、光透過性粒子１４〜１６の逃げ場は、電気泳動部１０の厚みとして確保する必要がある。
【００３６】
図２は、上記の関係を理解するために、電気泳動部１０を二次元の断面図で示した。Ｌ_１（μｍ）はユニットの一辺の長さであり、Ｌ_２（μｍ）は光透過性粒子１４〜１６が第２電極１２に引き寄せられて集積している部分の一辺の長さ、Ａ（μｍ）は光透過性粒子１４〜１６の粒径である。Ｌ_１／ＡによりＬ_１部分に存在する１層分の光透過性粒子１４〜１６の個数が計算できる。或る開口率（％）でのＬ_１・Ｌ_２・Ａが決められれば、光透過性粒子１４〜１６の個数と電気泳動部１０の厚みＭ（μｍ）が計算できる。例えば、Ｌ_２＝１００μｍ、Ａ＝１μｍ、開口率＝０．８とすると、Ｍ＝５μｍとなる。
【００３７】
但し、図２において、
開口率：ｘ＝Ｌ_１／Ｌ_０
Ｌ_０／Ａ＝Ｌ_０×（１−ｘ）／Ａ×Ｍ／Ａ
Ａ＝Ｍ×（１−ｘ）
【００３８】
各ユニットにおいて、イエローの光透過性粒子１４・マゼンタの光透過性粒子１５・シアンの光透過性粒子１６の全てが第２電極１２に引き寄せられている場合には、白色光が光透過部（開口）から目視されることになり、逆に第１電極１１に引き寄せられている場合には、黒色となる。
【００３９】
ユニット内において、イエローの光透過性粒子１４・マゼンタの光透過性粒子１５・シアンの光透過性粒子１６の透過光を組み合わせることにより白色・黄色・赤色・青色・黒色以外のフルカラーが目視される。
【００４０】
また、第１電極１１及び第２電極１２の電界強度を調整することにより、第１電極１１の側に展開する光透過性粒子１４〜１６の量を調整することができ、各種の色相及び色調を表わすことが可能である。
【００４１】
以上は、縦３層のユニット内でカラーを表示する態様であるが、前述したようにユニットは二次元方向に平面的に連続しているので、隣接するユニットが表示する色との関係でカラーを表示する構成とすることもできる。この態様では、縦３層で構成される各ユニットは、黄色赤色青色のどれか一色を表示し、網点印刷の如く、隣接するユニットにより表示される単一色との関係においてカラーが合成されることになる。
【００４２】
以上は、電気泳動部１０を３層構造とする態様を説明したが、２層構造或いは４層以上の多層構造とすることができる。以下に説明する他の実施態様でも同様である。
【００４３】
２層構造の例としては、例えば、第１層・第２層・第３層の何れか１つの層を省略することで、２色での減法混合法によるカラー表示が可能となる。その場合、１層分だけ光透過性粒子による光の吸収（減衰）が少なくなり、その分だけ強い可視光が得られる利点がある。
【００４４】
４層構造の例としては、例えば、黒色の電気泳動粒子による電気泳動部１０を第４層として配設すれば、イエロー（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）の泳動粒子の混色による黒色によらなくとも黒色表示を行うことができる。
【００４５】
以上説明した実施例における各要素の素材等に付いて説明する。
【００４６】
第１電極１１、第２電極１２、電気泳動媒体１３としては、公知のものを特別の制限なく利用することができる。第１電極１１、第２電極１２は、透明基板４１に接するように形成されていてもいなくてもよい。また、これらの電極１１、１２は必要に応じて絶縁層や電極保護層やブラックマトリクスパターンを形成すると良い。
【００４７】
また、上述した第１電極１１と第２電極１２との間の電位差の極性は、それぞれの区画（電気泳動部）において別個独立に変更できるように構成されている。その方法としては、第１電極１１及び第２電極１２の双方を各区画（電気泳動部）にドット状に形成して、それぞれの電極１１，１２毎に任意の極性の電圧を印加する方法や、一方の電極を基板のほぼ全体に亘って形成して共通電極にすると共に他方の電極を各区画毎にドット状に形成し、共通電極とした一方の電極を例えば接地等して基準電位に保持すると共に、他方の電極には任意の極性の電圧を印加する方法、を挙げることができる。ここで、印加電圧の大きさは、光透過性粒子（帯電粒子）の帯電量や電極間ピッチに応じて調整すれば良いが、通常は数十Ｖ程度が必要である。
【００４８】
例えば、第１電極１１としては、ＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）などの透明電極を用いるのが好ましく、第２電極１２としては、アルミニウムやチタンなどの金属材料を用いればよいが、好ましくは黒色材料（例えば炭化チタンなど）である。電気泳動媒体１３としては、光透過性粒子（帯電粒子）が良好に帯電し且つ低粘度の透明性液体を使用すればよく、例えばシリコンオイル・キシレン・トルエン・アイソパーなどの中、比重が光透過性粒子の比重と略同等であるものを採用することが好ましい。
【００４９】
電気泳動媒体１３は、誘電率≧３．０Ｆ／ｍ、光屈折率＝１．４〜１．６となるよう調整するのが好ましい。
本発明に係る表示装置は、電気泳動を利用している。電気泳動移動速度は下記式に示されるように電気泳動媒体の誘電率に影響する。
【００５０】
【数１】

【００５１】
誘電率が３．０Ｆ／ｍより小さいと、表示装置として充分な移動速度が得られない。
一方、複数の電気泳動部を縦方向に積層する場合、それぞれの電気泳動部に含まれる電気泳動媒体の屈折率が１．４〜１．６の範囲から外れると、入射した光の散乱が起こり、特に下層で表示した画像の反射濃度の損失を招いたり、鮮鋭度の低下を引き起こす。
【００５２】
イエローの光透過性粒子１４・マゼンタの光透過性粒子１５・シアンの光透過性粒子１６としては、例えば、ポリエステル、ポリエチレンなどの透明性ポリマー樹脂を主成分とし、これに各々イエロー、マゼンタ、シアンの分光吸収極大を有する色素を用いて染色ないし着色したものを用いればよい。尚、黒色電気泳動粒子としては、カーボンなどの着色剤を用いればよい。
【００５３】
請求項４に示す本発明は、少なくとも１層の電気泳動部が電気泳動粒子中に、前記一般式（１）で表される部分構造を有する色素と、前記一般式（２）又は（３）で表わされる画像安定化剤を少なくとも一種含有することを特徴とする。
【００５４】
一般式（１）で表される化合物はｐ−フェニレンジアミン及びその置換体から合成される色素化合物である。以下にその具体例を挙げるが本発明に使用できる化合物はこの限りではない。
【００５５】
【化７】

【００５６】
【化８】

【００５７】
以下に、本発明に用いられる一般式（２）で表される化合物の具体的な化合物例を示すが、本発明に用いられる一般式（２）で表される化合物は、これらによって限定されるものではない。
【００５８】
【化９】

【００５９】
【化１０】

【００６０】
【化１１】

【００６１】
以下に、本発明に用いられる一般式（３）で表される化合物の具体的な化合物例を示すが、本発明に用いられる一般式（３）で表される化合物は、これらによって限定されるものではない。
【００６２】
【化１２】

【００６３】
【化１３】

【００６４】
光透過性粒子１４〜１６は、光屈折率＝１．４〜１．６となるよう調整するのが好ましい。
光透過性着色粒子の光屈折率が１．４〜１．６の範囲から外れると、着色粒子表面で光の乱反射が起こり、反射濃度の損失や鮮鋭度の低下を引き起こすため好ましくない。
【００６５】
上面層２０の光遮断部２１及び光透過部２２を形成する素材として、公知のものを特別の制限なく利用することができる。例えば、光透過部２２としては、ガラスやポリエチレンフタレート、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）などの透明性合成樹脂を用いればよい。
【００６６】
光遮断部２１と光透過部２２とは別々の部材で形成することもできるし、単一部材で形成することもできる。後者の例として、例えば、光遮断部２１と光透過部２２を含む面積部分を透明素材で形成し、光遮断部２１の面積部分を不透明材（例えば、カーボンなどの黒色着色剤）の塗布・貼付などにより遮蔽する態様が挙げられる。
【００６７】
光遮断部２１の表面は、粗面に形成するなどして無反射ないし反射抑制構造とすることが好ましい。
【００６８】
白色拡散板３１としては、公知のものを特別な制限なく用いることができ、例えば、酸化チタン練り込みポリエチレンフタレートベースなどの白い反射板であってもよいし、アルミナなどの白色微粒子を混入して散乱層として形成してもよい。前述したように、白色散乱板３１は、単一の素材で形成する態様でなく、例えば、支持体となる基板の上に、反射層及び／又は散乱層を塗布により或いは貼付により積層する構成であってもよい。
【００６９】
隔壁４０を形成する素材としては、公知のものを特別の制限なく利用することができる。例えば、シリコンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴムなど、その他感光性樹脂が好ましく用いられる。
【００７０】
次に、別の実施例を説明する。
図１及び図２に示した実施例は、隔壁４０で囲繞された四角の空間に電気泳動部１０を積層して１単位の電気泳動ユニットを形成し、このユニットを平面的な二次元方向に（格子状に）連接する構成であるが、別の実施例では、隔壁４０を円筒形に形成し、この円筒内に電気泳動部１０を積層して１単位の電気泳動ユニットを形成し、このユニットを平面的な二次元方向に連接する構成である。
【００７１】
本発明においては、下記のような他の実施態様が採用されてもよい。
（１）上面層２０の構成に付いて
図１、図２に示す実施例では、上面層２０を光遮断部２１と光透過部２２とで構成しているが、上面層２０の全面を光透過性とする構成も可能である。
【００７２】
例えば、第１層として不透明な黒色泳動粒子による電気泳動部２０を配設する態様とすれば、第２電極に引き寄せられている黒色粒子により、光遮断部２１と同等の機能が得られる。このとき、光透過部２２に相当する空間は黒色粒子が存在せず、光透過性を有する。
【００７３】
（２）第２電極１２に付いて
図１示す実施例では、第２電極１２が隔壁４０の一方の側に配置されており、泳動方向が１方向である。第２電極１２が隔壁４０の両面側に配設する構成を採用してもよい（図３のＢを参照）。また、図３のＡに示す如く、電気泳動部１０の厚み方向に配設する構成（第２電極１２は縦長になる）や、隔壁４０自体の一部又は全部を第２電極１２とする構成を採用してもよい（図示せず）。
【００７４】
【発明の効果】
本発明に係る電気泳動型カラー表示装置によれば、それぞれイエローの光透過性粒子・マゼンタの光透過性粒子・シアンの光透過性粒子を電気泳動媒体中に分散させた構成の電気泳動部を積層状態に配設しているので、色再現性に優れた減法混色法によるカラー表示が可能であり、頭記した課題が解決される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す概略平面図及び断面図
【図２】電気泳動部の概略拡大断面図
【図３】本発明の他の実施例の二例を示す概略平面図及び断面図
【符号の説明】
１０−電気泳動部
１１−第１電極
１２−第２電極
１３−電気泳動媒体
１４−イエローの光透過性粒子
１５−マゼンタの光透過性粒子
１６−シアンの光透過性粒子
２０−上面層
２１−光遮断部
２２―光透過部
３０−下面層
３１−白色拡散板
４０−隔壁
４１−透明基板
４２−透明絶縁層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophoretic color display device used for a paper-like display or the like.
[0002]
[Prior art]
Paper-like displays are attracting attention as next-generation displays, and research is being promoted. Various display devices using liquid crystal or non-liquid crystal systems have been proposed. Non-liquid crystal systems include, for example, systems utilizing the principle of electrophoresis. For example, JP 2000-32004 A, 2000-35598 A, 2000-171839 A, JP 10-149118 A, For example, it is described in US Pat. No. 6,175,584.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the electrophoretic color display device described in the above-mentioned US Pat. No. 6,175,584, a plurality of colored particles are arranged in a mixed state in a single microcapsule, and the particles are selectively driven. Although proposed, selective driving is in principle very difficult.
[0004]
In the above-described electrophoretic display device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-32004, a configuration is shown in which the electrophoretic medium is blue and the electrophoretic particles are black. If it is intended to be a display device, color reproduction by subtractive color mixing combined with particles in each layer cannot be performed, so that it is not possible to obtain a laminated structure after all, and pixels by Y (yellow), M (magenta), and C (cyan) Must be expressed side by side (in parallel). As a result, the apparatus becomes complicated and color reproduction is limited.
[0005]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2000-35598 discloses a device that performs color display by arranging cells or microcapsules expressing a plurality of colors side by side (in parallel), but does not use a backlight. As a reflective display device, sufficient contrast cannot be obtained.
[0006]
In view of the above, the present invention clearly provides an electrophoretic color display device capable of color display by a subtractive color mixing method, not only having excellent color reproducibility but also providing high contrast and excellent image weather resistance. The challenge is to make it.
[0007]
The electrophoretic color display device according to the present invention has the following structure.
1. In an electrophoretic display device that performs display by driving electrophoretic particles dispersed in an electrophoretic medium by a pair of electrodes, at least two or more electrophoretic portions each containing electrophoretic particles of different colors are arranged in the vertical direction has, electrophoretic color display device characterized by having an electrophoretic particle and electrophoretic medium optical transparency contained in the electrophoretic portion of the at least two layers.
[0008]
2. Electrophoresis unit, electrophoresis unit containing a yellow light transmissive particles, an electrophoretic unit containing a light transmissive particles magenta, a laminated structure having three layers electrophoresis unit containing a cyan light transmissive particles 2. The electrophoretic color display device as described in 1 above.
[0009]
3. Wherein in addition to the one or electrophoresis unit containing a light transmissive electrophoretic particles and electrophoretic medium according to 2, the electrophoresis unit comprising an opaque black electrophoretic particles, characterized by having at least one layer 3. The electrophoretic color display device according to 1 or 2.
4). The electrophoretic particle contains at least one dye having a partial structure represented by the following general formula (1) and an image stabilizer represented by the following general formula (2) or (3). 4. The electrophoretic color display device according to any one of 1 to 3.
[0010]
[Formula 4]

[0011]
[R < ₁ > -R < ₇ > in a formula represents a hydrogen atom or a substituent. ]
[0012]
[Chemical formula 5]

[0013]
R _{11 to} R ₁₅ : Substituent or hydrogen atom
[Chemical 6]

[0015]
R ₂₁ : Substituent or hydrogen atom R ₂₂ : Substituent
5). 5. The electrophoretic color display device as described in any one of 1 to 4 above, wherein the electrophoretic particles have a microencapsulated shape in which a dye dissolved in a solvent is covered with a wall material.
[0017]
6). A pair of electrodes is composed of a first electrode and a second electrode. In the electrophoretic part, the ratio of the area where the electrophoretic particles are attracted to the first electrode and the area where the electrophoretic particles are attracted to the second electrode is 9: 1-6. The electrophoretic color display device as described in any one of 1 to 4 above.
[0018]
7). 6. The electrophoretic color display device as described in any one of 1 to 5 above, wherein the electrophoretic medium and the electrophoretic particles have a light refractive index of 1.4 to 1.6.
[0019]
8). 6. The electrophoretic color display device as described in any one of 1 to 5 above, wherein the electrophoretic medium has a dielectric constant of 3.0 F / m or more.
[0020]
9. 9. The electrophoretic color display according to any one of 1 to 8, wherein an upper surface of the electrophoretic part of the first layer is covered with an upper surface layer constituted by a light blocking part and a light transmitting part. apparatus.
[0021]
10. The upper surface of the electrophoretic part of the first layer is covered with an upper surface layer made of a light-transmitting member, and the electrophoretic particles in the electrophoretic part of the first layer are opaque black electrophoretic particles. 9. The electrophoretic color display device as described in any one of 1 to 8 above.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the features of the above-described configuration of the present invention will be described in more detail.
[0023]
First, the mode shown in FIG. 1 will be described. In this embodiment, the first electrode 11, the second electrode 12, and the migration medium 13, each of which is an electrophoretic particle (charged particle), a yellow light transmissive particle 14, a magenta light transmissive particle 15, and a cyan light transmissive property. The electrophoretic unit 10 composed of the particles 16 is arranged in a three-layer structure (referred to as the first layer, the second layer, and the third layer from the top), and the light blocking unit 21 and the light transmitting unit 22 are used as the upper layer 20. The white diffuser plate 31 is disposed as the lower surface layer 30. The yellow light-transmitting particles 14, the magenta light-transmitting particles 15, and the cyan light-transmitting particles 16 are electrophoresed by separate first electrodes 11 and second electrodes 12, respectively.
[0024]
The electrophoresis unit 10 having the vertical three-layer structure described above and the upper surface layer 20 and the lower surface layer 30 form one unit of electrophoresis unit (hereinafter abbreviated as a unit). These units are continuously arranged in a planar two-dimensional direction, and each unit is partitioned by a partition 40.
[0025]
In the drawing, the white diffusion plate 31 disposed as the lower surface layer 30 is shown as a wide-area layer continuous in a planar two-dimensional direction, but has a configuration independent for each unit. May be. In the figure, the white diffuser plate 31 is located between the adjacent partition walls 40. The white diffuser plate 31 is not limited to a mode in which a reflective layer and / or a diffused layer is applied to the upper surface of a substrate serving as a support, or a mode in which a film having a reflective and / or diffused function is attached. It includes an embodiment that itself has a function as a support.
[0026]
Reference numeral 41 in the figure denotes a transparent substrate, which constitutes each electrophoretic unit 10 together with the partition wall 40. For example, a transparent synthetic resin such as glass, polyethylene phthalate, or polyethersulfone (PES) is used. Is formed. Reference numeral 42 in the drawing is a transparent insulating layer, and an organic material such as acrylic resin or polyimide resin, or an inorganic material such as silicon oxide or silicon nitride may be used.
[0027]
As shown in FIG. 1B, in the leftmost unit, the yellow light-transmitting particles 14 are attracted to the first electrode 11 and are developed below the light transmitting portion 22, and magenta light. The transmissive particles 15 and the cyan light transmissive particles 16 are attracted to the second electrode 12 and are in an integrated state below the light blocking portion 21. In this state, the light incident from the light transmission part (opening) 11 transmits only the yellow light-transmitting particles 14, and the light reflected / diffused by the white diffusion plate 31 passes through the light transmission part 22 and becomes visible light ( Yellow). Similarly, visible light (red) can be seen in the middle unit, and visible light (blue) can be seen in the right end unit.
[0028]
As understood from the above description, in the state where the yellow light-transmitting particles 14, the magenta light-transmitting particles 15, and the cyan light-transmitting particles 16 are attracted to the second electrode 12, the light blocking portion 21. The color light is not visually observed through the light transmission part 22 and is only visually observed when the particles are attracted to the first electrode 11.
[0029]
Here, the ratio of the area (W ₁ ) where the light transmissive particles 14 to 16 are attracted to the first electrode 11 and developed in a plane with respect to the cross-sectional area (W ₀ ) of the unit is the aperture ratio (area ratio). ) As a problem.
[0030]
The cross-sectional area (W ₀ ) of the unit is the area (W ₁ ) where the light-transmitting particles 14 to 16 are attracted to the first electrode 11 and developed in a plane, and the light-transmitting particles 14 to 16 are the second electrode. since it is possible that the area plus the area of the portion that is integrated are attracted to 12 (W _2), the aperture ratio can also be expressed as a percentage of (W ₁₎ and (W _2). Furthermore, in the portion (W ₂ ) in the embodiment shown in FIG. 1, the light blocking portion 21 is arranged corresponding to the area, so that the aperture ratio is the ratio between the light blocking portion 21 and the light transmitting portion 22. It can also be expressed as an area ratio between.
[0031]
If the ratio of the area occupied by the light blocking portion 21 to the cross-sectional area of the unit is increased, the area of the light transmitting portion 22 is reduced (the aperture ratio is reduced), and the amount of light is reduced. The amount of reflected light is reduced, and the color becomes dark and difficult to see.
[0032]
The aperture ratio (%) = (W ₁ / W ₀ ) × 100, and the aperture ratio is 60% to 90%, preferably 70% to 90%, more preferably 75% to 85%.
[0033]
If the aperture ratio is less than 60%, not only the color is dark, but also the color of the surface of the light blocking portion 21 acts on the reflected light from the unit, and the color reproducibility is remarkably deteriorated.
[0034]
On the other hand, if the aperture ratio exceeds 90%, it is necessary to increase the thickness of each electrophoretic section 10, which is not preferable because the contrast is lowered.
[0035]
In order to set the aperture ratio to the above value, it is not sufficient to set the area of W ₁ or W ₀ . That is, it is necessary that the total amount of electrophoretic particles migrating in the electrophoretic medium 13 is attracted to the first electrode 11 or the second electrode 12 that is loaded. The amount of the light transmissive particles 14 to 16 that are attracted to the first electrode 11 and developed in a plane determines whether or not the transmitted light is a sufficient amount of light necessary for viewing as a display. However, at the same time, when attracted to the imprinted second electrode 12, it is necessary to move the entire amount, and the light transmitting particles 14 to 16 are attracted to the second electrode 12 and accumulated. The area (W ₂ ) of the portion is also the area of the escape field of the light transmissive particles 14 to 16. Since W ₁ / W ₂ needs to be a large value in relation to the aperture ratio, the escape field of the light transmissive particles 14 to 16 needs to be secured as the thickness of the electrophoretic unit 10.
[0036]
FIG. 2 shows the electrophoretic unit 10 in a two-dimensional cross-sectional view in order to understand the above relationship. L ₁ (μm) is the length of one side of the unit, and L ₂ (μm) is the length of one side of the portion where the light-transmitting particles 14 to 16 are attracted and accumulated by the second electrode 12, A ( μm) is the particle size of the light transmissive particles 14-16. The number of light-transmitting particles 14 to 16 for one layer existing in the L ₁ portion can be calculated by L ₁ / A. If L ₁ · L ₂ · A at a certain aperture ratio (%) is determined, the number of light-transmitting particles 14 to 16 and the thickness M (μm) of the electrophoretic part 10 can be calculated. For example, when L ₂ = 100 μm, A = 1 μm, and aperture ratio = 0.8, M = 5 μm.
[0037]
However, in FIG.
Aperture ratio: x = L ₁ / L ₀
L ₀ / A = L ₀ × (1-x) / A × M / A
A = M × (1-x)
[0038]
In each unit, when all of the yellow light-transmitting particles 14, the magenta light-transmitting particles 15, and the cyan light-transmitting particles 16 are attracted to the second electrode 12, white light is transmitted to the light transmitting portion ( When it is viewed from the opening) and is attracted to the first electrode 11, the color is black.
[0039]
In the unit, a full color other than white, yellow, red, blue, and black can be visually observed by combining the light transmitted through yellow light transmissive particles 14, magenta light transmissive particles 15, and cyan light transmissive particles 16. .
[0040]
Further, by adjusting the electric field strength of the first electrode 11 and the second electrode 12, the amount of the light transmissive particles 14 to 16 developed on the first electrode 11 side can be adjusted, and various hues and hues can be adjusted. Can be expressed.
[0041]
The above is a mode in which color is displayed in a unit of three vertical layers. However, as described above, since the units are planarly continuous in the two-dimensional direction, the color is related to the color displayed by the adjacent unit. Can be configured to display. In this mode, each unit composed of three vertical layers displays one of yellow, red, and blue, and colors are synthesized in relation to a single color displayed by adjacent units, such as halftone printing. It will be.
[0042]
In the above, the aspect in which the electrophoretic unit 10 has a three-layer structure has been described, but a two-layer structure or a multilayer structure of four or more layers can be used. The same applies to other embodiments described below.
[0043]
As an example of the two-layer structure, for example, by omitting any one of the first layer, the second layer, and the third layer, color display by a subtractive mixing method using two colors is possible. In that case, light absorption (attenuation) by the light-transmitting particles is reduced by one layer, and there is an advantage that strong visible light can be obtained.
[0044]
As an example of the four-layer structure, for example, if the electrophoretic unit 10 made of black electrophoretic particles is arranged as the fourth layer, it is based on a mixture of yellow (Y), magenta (M), and cyan (C) electrophoretic particles. Black display can be performed without depending on black.
[0045]
The material of each element in the embodiment described above will be described.
[0046]
As the 1st electrode 11, the 2nd electrode 12, and the electrophoresis medium 13, a well-known thing can be utilized without a special restriction | limiting. The first electrode 11 and the second electrode 12 may or may not be formed in contact with the transparent substrate 41. These

electrodes

11 and 12 are preferably formed with an insulating layer, an electrode protective layer, and a black matrix pattern as necessary.
[0047]
In addition, the polarity of the potential difference between the first electrode 11 and the second electrode 12 described above can be changed independently in each section (electrophoresis unit). As the method, both the first electrode 11 and the second electrode 12 are formed in dots in each section (electrophoresis part), and a voltage of arbitrary polarity is applied to each of the

electrodes

11 and 12. One electrode is formed over almost the whole of the substrate to be a common electrode, and the other electrode is formed in a dot shape for each section. A method in which a voltage having an arbitrary polarity is applied to the other electrode can be mentioned. Here, the magnitude of the applied voltage may be adjusted according to the charge amount of the light-transmitting particles (charged particles) and the pitch between the electrodes, but usually about several tens of volts are required.
[0048]
For example, the first electrode 11 is preferably a transparent electrode such as ITO (indium tin oxide), and the second electrode 12 may be a metal material such as aluminum or titanium, but preferably black. The material (for example, titanium carbide). As the electrophoretic medium 13, it is only necessary to use a transparent liquid in which light-transmitting particles (charged particles) are well charged and have a low viscosity. For example, the specific gravity of silicon oil, xylene, toluene, isopar, etc. It is preferable to employ a particle having a specific gravity substantially equal to that of the conductive particles.
[0049]
The electrophoretic medium 13 is preferably adjusted so that the dielectric constant ≧ 3.0 F / m and the optical refractive index = 1.4 to 1.6.
The display device according to the present invention uses electrophoresis. The electrophoretic moving speed affects the dielectric constant of the electrophoretic medium as shown in the following equation.
[0050]
[Expression 1]

[0051]
If the dielectric constant is less than 3.0 F / m, a moving speed sufficient as a display device cannot be obtained.
On the other hand, when a plurality of electrophoretic parts are stacked vertically, if the refractive index of the electrophoretic medium included in each electrophoretic part is out of the range of 1.4 to 1.6, scattering of incident light occurs. In particular, the loss of the reflection density of the image displayed in the lower layer is caused or the sharpness is lowered.
[0052]
The yellow light-transmitting particles 14, magenta light-transmitting particles 15, and cyan light-transmitting particles 16 are mainly composed of a transparent polymer resin such as polyester and polyethylene, and yellow, magenta, and cyan, respectively. What is necessary is just to use what was dye | stained thru | or colored using the pigment | dye which has the spectral absorption maximum of these. As the black electrophoretic particles, a colorant such as carbon may be used.
[0053]
In the present invention described in claim 4, the electrophoretic part of at least one layer has a partial structure represented by the general formula (1) in the electrophoretic particles, and the general formula (2) or (3). It contains at least one kind of image stabilizer represented by the following.
[0054]
The compound represented by the general formula (1) is a dye compound synthesized from p-phenylenediamine and a substituted product thereof. Although the specific example is given to the following, the compound which can be used for this invention is not this limitation.
[0055]
[Chemical 7]

[0056]
[Chemical 8]

[0057]
Specific examples of the compound represented by the general formula (2) used in the present invention are shown below, but the compound represented by the general formula (2) used in the present invention is limited by these. It is not a thing.
[0058]
[Chemical 9]

[0059]
[Chemical Formula 10]

[0060]
Embedded image

[0061]
Specific examples of the compound represented by the general formula (3) used in the present invention are shown below, but the compound represented by the general formula (3) used in the present invention is limited by these. It is not a thing.
[0062]
Embedded image

[0063]
Embedded image

[0064]
The light transmissive particles 14 to 16 are preferably adjusted so that the optical refractive index is 1.4 to 1.6.
If the light refractive index of the light-transmitting colored particles is out of the range of 1.4 to 1.6, irregular reflection of light occurs on the surface of the colored particles, which causes a loss of reflection density and a decrease in sharpness, which is not preferable.
[0065]
As a material for forming the light blocking portion 21 and the light transmitting portion 22 of the upper surface layer 20, a known material can be used without any particular limitation. For example, as the light transmission portion 22, a transparent synthetic resin such as glass, polyethylene phthalate, or polyether sulfone (PES) may be used.
[0066]
The light blocking part 21 and the light transmitting part 22 can be formed of separate members, or can be formed of a single member. As an example of the latter, for example, the area portion including the light blocking portion 21 and the light transmitting portion 22 is formed of a transparent material, and the area portion of the light blocking portion 21 is coated with an opaque material (for example, a black colorant such as carbon). The mode which shields by sticking etc. is mentioned.
[0067]
The surface of the light blocking part 21 is preferably formed as a non-reflective or anti-reflection structure by forming it on a rough surface.
[0068]
As the white diffuser plate 31, known ones can be used without any particular limitation. For example, a white reflector such as a polyethylene phthalate base kneaded with titanium oxide may be used, or white fine particles such as alumina may be mixed. It may be formed as a scattering layer. As described above, the white scattering plate 31 is not formed with a single material, but has a configuration in which, for example, a reflective layer and / or a scattering layer is laminated on a substrate serving as a support by coating or pasting. There may be.
[0069]
As a material for forming the partition wall 40, a known material can be used without any particular limitation. For example, other photosensitive resins such as silicon rubber, fluorine rubber, and acrylic rubber are preferably used.
[0070]
Next, another embodiment will be described.
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the electrophoretic unit 10 is stacked in a square space surrounded by a partition wall 40 to form one unit of electrophoretic unit, and this unit is arranged in a planar two-dimensional direction. In this embodiment, the partition walls 40 are formed in a cylindrical shape, and the electrophoresis units 10 are stacked in the cylinder to form one unit of electrophoresis unit. The unit is connected in a planar two-dimensional direction.
[0071]
In the present invention, the following other embodiments may be adopted.
(1) Concerning the structure of the upper surface layer 20 In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the upper surface layer 20 is composed of the light blocking portion 21 and the light transmitting portion 22, but the entire surface of the upper surface layer 20 is light-transmitted. A configuration with transparency is also possible.
[0072]
For example, if the electrophoretic unit 20 is formed of opaque black electrophoretic particles as the first layer, the same function as the light blocking unit 21 can be obtained by the black particles attracted to the second electrode. At this time, black particles do not exist in the space corresponding to the light transmitting portion 22 and the light transmitting property is present.
[0073]
(2) Regarding the second electrode 12 In the embodiment shown in FIG. 1, the second electrode 12 is arranged on one side of the partition wall 40, and the migration direction is one direction. A configuration in which the second electrode 12 is disposed on both sides of the partition wall 40 may be employed (see B in FIG. 3). Further, as shown in FIG. 3A, a configuration in which the electrophoretic unit 10 is disposed in the thickness direction (the second electrode 12 is vertically long), or a configuration in which a part or all of the partition wall 40 itself is the second electrode 12. May be adopted (not shown).
[0074]
【Effect of the invention】
According to the electrophoretic color display device of the present invention, the electrophoretic unit having a configuration in which yellow light-transmitting particles, magenta light-transmitting particles, and cyan light-transmitting particles are dispersed in the electrophoretic medium, respectively. Since they are arranged in a stacked state, color display by a subtractive color mixing method excellent in color reproducibility is possible, and the problems mentioned above are solved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view and a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic enlarged cross-sectional view of an electrophoresis part. FIG. 3 is a schematic plan view showing two examples of another embodiment of the present invention. Figures and sectional views 【Explanation of symbols】
10-electrophoresis unit 11-first electrode 12-second electrode 13-electrophoresis medium 14-yellow light-transmitting particles 15-magenta light-transmitting particles 16-cyan light-transmitting particles 20-upper surface layer 21- Light blocking portion 22-Light transmitting portion 30-Lower surface layer 31-White diffuser plate 40-Partition wall 41-Transparent substrate 42-Transparent insulating layer

Claims

In an electrophoretic display device that performs display by driving electrophoretic particles dispersed in an electrophoretic medium by a pair of electrodes, at least two or more electrophoretic portions each containing electrophoretic particles of different colors are arranged in the vertical direction has, electrophoretic color display device characterized by having an electrophoretic particle and electrophoretic medium optical transparency contained in the electrophoretic portion of the at least two layers.

Electrophoresis unit, electrophoresis unit containing a yellow light transmissive particles, an electrophoretic unit containing a light transmissive particles magenta, a laminated structure having three layers electrophoresis unit containing a cyan light transmissive particles The electrophoretic color display device according to claim 1, wherein the electrophoretic color display device is provided.

Claim 1 or 2 in addition to electrophoresis unit containing a light transmissive electrophoretic particles and electrophoretic medium according to the electrophoresis unit comprising an opaque black electrophoretic particles, characterized by having at least one layer The electrophoretic color display device according to claim 1.

The electrophoretic particle contains at least one dye having a partial structure represented by the following general formula (1) and an image stabilizer represented by the following general formula (2) or (3). The electrophoretic color display device according to claim 1.

[R < ₁ > -R < ₇ > in a formula represents a hydrogen atom or a substituent. ]

R _{11 to} R ₁₅ : substituent or hydrogen atom

R ₂₁ : substituent or hydrogen atom
R ₂₂ : substituent

The electrophoretic color display device according to any one of claims 1 to 4, wherein the electrophoretic particles have a shape in which a dye dissolved in a solvent is covered with a wall material and is microencapsulated.

A pair of electrodes is composed of a first electrode and a second electrode. In the electrophoretic part, the ratio of the area where the electrophoretic particles are attracted to the first electrode and the area where the electrophoretic particles are attracted to the second electrode is 9: 1-6. The electrophoretic color display device according to claim 1, wherein: 4 is an electrophoretic color display device.

The electrophoretic color display device according to claim 1, wherein the electrophoretic medium and the electrophoretic particles have a light refractive index of 1.4 to 1.6.

The electrophoretic color display device according to claim 1, wherein the electrophoretic medium has a dielectric constant of 3.0 F / m or more.

9. The electrophoretic color according to claim 1, wherein the upper surface of the electrophoretic portion of the first layer is covered with an upper surface layer composed of a light blocking portion and a light transmitting portion. Display device.

The upper surface of the electrophoretic part of the first layer is covered with an upper surface layer made of a light-transmitting member, and the electrophoretic particles in the electrophoretic part of the first layer are opaque black electrophoretic particles. The electrophoretic color display device according to claim 1, wherein the electrophoretic color display device is provided.