JP5100229B2 - 反射型表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子ペーパーなどの電子機器に用いる反射型表示装置に関する。

視認性が高く消費電力の少ない表示装置として、電子ペーパーの開発が盛んである。電子ペーパーに用いる表示装置の例として、電圧印加により電極間に配置された固体や液体に起こる可逆的色変化を利用するエレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ）が知られている。また、電気化学反応により電極間に配置された電解質に溶出している金属イオンの析出／溶解を利用して黒表示／白表示を行うエレクトロデポジション型のディスプレイが知られている。例えば、特許文献１で提案されている、透明電極への電気的なめっきを利用したものでは、光の利用効率が高く、明るい表示装置を提供できるとされている。

特許文献２では、上記のような電気的なめっきを利用した表示装置にカラーフィルターを組み合わせた例が記載されている。特許文献２の表示装置は、透明電極と対極との間に銀塩溶液を配置し、透明電極と対極との間に多数の微小な細孔が設けられた多孔質の白色背景板を配置し、透明電極で透過状態を、白色背景板で反射状態をそれぞれ決めるよう制御する。この表示装置では、各単位セルにマイクロカラーフィルターを配してカラー画像を表示し、各単位セルを駆動する電圧を制御して階調表現が可能なため、フルカラー化への対応が容易であるとされている。

また、特許文献３では、白表示時の反射率を高めたカラーの反射型表示装置が開示されている。特許文献３の反射型表示装置では、光散乱状態と透明状態とを外部電場により制御可能な第１の調光層と、光吸収状態と透明状態とを外部電場により制御可能な第２の調光層とが光の入射側からこの順に設けられている。第２の調光層としては、２色性色素を液晶に混合し分散させたゲスト・ホスト型の液晶素子であれば利用することが可能となると記載されている。
米国特許第４２４０７１７号明細書 特開平１１−１０１９９４号公報 特開平５−４０２７６号公報

しかしながら、特許文献２の表示装置では、入射光は、反射層で反射される前にカラーフィルターを経る構造であり、この構造で白を表示するためには、３原色分の画素が必要である。各画素は単色のみを反射し、入射光のうち、反射しない色成分は各画素のカラーフィルターで吸収される。例えば、赤を反射する画素では青と緑の成分は吸収され、青を反射する画素では赤と緑の成分は吸収され、緑を反射する画素では青と赤の成分は吸収される。従って、白表示時、赤色の成分は青と緑の画素では吸収されており、青色の成分は赤と緑の画素では吸収されており、緑色の成分は赤と青の画素では吸収されている。いわば、赤色を反射する面積は表示装置面積の１／３である。このことは、緑、青についても同様である。このように、各色共の１／３の面積でしか反射されていないため、白表示時の全体の反射率は、各色の有効反射面積率だけでみても１／３しかないことになり、反射率が不十分である。

また、上記特許文献３の方式では、黒を表示した際に、入射光が第２の調光層に入るまでに第１の調光層を通過する必要があり、複数の界面での界面反射が無視できず、良好な黒表示を得ることは困難である。

本発明の目的は、黒表示時の不要な反射が少なく、白表示時の反射率が高く、カラー表示が可能な反射型表示装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係る反射型表示装置は、光の吸収状態と透過状態とを外部から電気的に制御可能な第１の調光層と、光の反射状態と透過状態とを外部から電気的に制御可能な第２の調光層と、特定の波長帯域を反射する反射板とを光の入射する側からこの順に有し、前記第１の調光層、前記第２の調光層、及び前記反射板を含む画素をマトリクス状に配列して成る反射型表示装置であって、前記第１の調光層は、前記光の入射する側に配置される透明な第１の電極と、前記第１の電極に金属イオンを含む電解質溶液を挟んで対向する第２の電極とを有し、前記金属イオンの前記第１の電極への析出及び前記電解質溶液への溶解による電気めっきを利用して、前記光の吸収状態と透過状態とが制御可能に構成されており、前記第２の調光層は、前記光の入射する側に配置される透明な第１の電極と、前記第１の電極に金属イオンを含む電解質溶液を挟んで対向する第２の電極とを有し、前記金属イオンの前記第１の電極への析出及び前記電解質溶液への溶解による電気めっきを利用して、前記光の反射状態と透過状態とが制御可能に構成されることを特徴とする。

前記反射板は、赤の波長帯域を反射する第１の反射板と、緑の波長帯域を反射する第２の反射板と、青の波長帯域を反射する第３の反射板とを有してもよい。

前記第２の調光層よりも前記光の入射する側に光を拡散させる層をさらに有してもよく、また、前記第２の調光層の前記第１の電極が光を散乱させる凹凸形状を有してもよい。

前記反射板は、特定の波長帯域を反射する誘電体多層膜で構成されてもよく、また、特定の色に着色した紙を有してもよい。

前記第１の調光層の吸収率をＡ_１とし、前記第２の調光層の反射率をＲ_２とし、前記反射板の反射率をＲｃとし、前記光の入射光強度を１とした場合の反射光強度をＩとしたとき、
前記反射光強度Ｉが、
Ｉ＝（１−Ａ_１）^２・Ｒ_２＋（１−Ａ_１）^２・（１−Ｒ_２）^２・Ｒｃ
の式で得られるように前記第１の調光層の吸収率Ａ_１及び前記第２の調光層の反射率Ｒ_２がそれぞれ制御可能に構成されることがより好ましい。

本発明によれば、黒表示時の不要な反射が少なく、白表示時の反射率が高く、カラー表示が可能な反射型表示装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

本実施の形態に係る反射型表示装置は、第１の調光層、第２の調光層、特定の波長帯域を反射する反射板を光の入射する側からこの順に有する構造である。

第１の調光層は、光の吸収状態と透過状態とを外部から電気的に制御可能な構成であり、特許文献１で記載されている電気めっきを用いる方法の他、エレクトロクロミックなどを用いることができる。

第２の調光層は、光の反射状態と透過状態とを外部から電気的に制御可能な構成であり、銀などの光沢物質を電気めっきする方法や、エレクトロクロミックにより反射と透過を切り替える方法などを用いることができる。

第１及び第２の調光層の制御手段として、透明電極への電気めっきを用いた場合の具体的な装置構成の例について、図１を用いて詳細に述べる。また、図１の斜視図を図２に示す。ただし、装置構成はこれに限定されるものではなく、例えば後述するエレクトロクロミックを用いたものでもよい。なお、同図の装置構成は、赤、青、緑の３色の画素（セル）を例示している。

図１に示す反射型表示装置は、カラー表示が可能なもので、光１００を入射する側から順に、第１の調光層１０１と、第２の調光層１０２と、特定の波長帯域を反射するカラー反射板（以下、反射板）９とを有する。

第１の調光層１０１は、光を吸収する物質がめっきされる透明な第１の電極２と、第１の電解質溶液（電解質層）３を挟んで第１の電極２に対向する第１の対向電極４とを含む。第１の調光層１０１上には、表面を保護する透明な第１の支持基板１が配置される。第１の調光層１０１下には、第２の調光層１０２との中間に配置される第２の支持基板５が設けられる。

第２の調光層１０２は、光を反射する物質がめっきされる透明な第２の電極６と、第２の電解質溶液（電解質層）７を挟んで第２の電極６に対向する第２の対向電極８を積層して成る。

反射板９は、第２の調光層１０２下に配置される。反射板９は、赤の波長帯域を反射する第１の反射板１７と、緑の波長帯域を反射する第２の反射板１８と、青の波長帯域を反射する第３の反射板１９とを有する。反射板９下には、第３の支持基板１０が配置される。

第１及び第２の電解質溶液３、７は、それぞれ金属イオンを含有して成る。

第１及び第２の対向電極４、８は、透明であるか、または透明でない場合には画素に占める面積が小さく、より下の層の視認を妨げない構造とする。

第１及び第２の対向電極４、８が透明でない場合の構造は、より具体的には、細線状、ストライプ状、網目状、櫛歯状などであるが、必ずしも上記に限定するものではない。図３にデバイスを表面から見た場合の配置の一例を示す模式図を示す。同図において、２６は第１の反射板１７に対応する赤の画素、２７は第３の反射板１９に対応する青の画素、２８は第２の反射板１８に対応する緑の画素、２９は第１及び第２の対向電極４、８をそれぞれ示す。

図３（ａ）は、赤、青、緑の各画素２６〜２８に対して電極２９を細線状に配置した場合、図３（ｂ）は、赤、青、緑の各画素２６〜２８に対して電極２９をストライプ状に配置した場合を示す。また、図３（ｃ）は、赤、青、緑の各画素２６〜２８に対して網目状に配置した場合、図３（ｄ）は、赤、青、緑の各画素２６〜２８に対して電極２９を櫛歯状に配置した場合をそれぞれ示す。図３は、赤、青、緑の各画素２６〜２８の配列として、ベイヤー配列を取っているが、その他の配列でも良いことは言うまでもない。

第１及び第２の対向電極４、８が透明でない場合、その配置は同一または類似の配置であることが好ましい。その場合、第１及び第２の対向電極４、８は、光を透過しないために透過率を低下させる要因となるため、できるだけ面積が小さいことが好ましい。実用上、第１及び第２の電極２、６と比較して、第１及び第２の対向電極４、８の面積は、６０％未満であることが好ましい。一方、第１及び第２の対向電極４、８は、表示に必要な電流を流しても過度な発熱をしない程度に太い必要があり、上記太さは電極の温度が溶媒の沸点を超えない範囲で選択され得る。

第１、第２、第３の支持基板１、５、１０の基板間の間隔は、図１及び図２に示すように、スペーサー３３によって一定に保たれる。スペーサー３３は、円柱や球体、四角柱を含む任意の形状で作成される。

次に、第１の調光層１０１における光の吸収状態と透過状態との外部からの電気的な制御について、下記に説明する。

上記構成において、第１の電極２と第１の対向電極４の間に、第１の電極２を陰極とし第１の対向電極４を陽極とする電圧を印加して電流を流すと、第１の電解質溶液３に含まれる金属イオンが還元析出して、第１の電極２の表面には金属が電気めっきされる。該金属には、光を吸収する性質のもの、即ち黒色のものを使用する。該「光を吸収する金属膜」には、例えばニッケルと亜鉛の合金などが好適に使用できる。上記金属の厚さは、電流と通電時間の積に比例し、また上記金属膜による光の吸収率は膜厚に比例することから、電流と通電時間によって吸収率を制御することができる。上記金属は電流の向きを逆にすると酸化されて、第１の電解質溶液３へ溶解する。

次に、第２の調光層１０２における光の反射状態と透過状態との外部からの電気的な制御について、下記に説明する。

上記構成において、第２の電極６と第２の対向電極８の間に電流を流し、第２の電解質溶液７の還元析出によって、６の表面に金属を電気めっきする。該金属には、光を反射する性質のもの、即ち鏡面体または散乱体を使用する。該「光を反射する金属膜」には、例えば亜鉛や銀が好適に使用できる。該金属の厚さは電流と通電時間で制御でき、反射率は膜厚に比例することから、電流と通電時間によって反射率を制御することができる。上記金属も同様に電流の向きを逆にすると酸化されて、第２の電解質溶液７へ溶解する。

なお、第１の調光層１０１は、第２の調光層１０２よりも表面側に配置する。これにより、黒表示時において、光が第１の調光層１０１の光を吸収する金属膜へ到達して吸収される前に、第２の調光層１０２の複数の界面での界面反射の影響を抑え、良質な黒表示を得ることができる。

次に、図４及び図５を参照して、本実施の形態による反射型表示装置の表示原理について、説明する。

図４は、赤、緑、青の３色のセルによってカラー表示を行う反射型表示装置の断面摸式図である。同図において、１７、１８、１９は赤、緑、青の波長帯域を反射する反射板９である。１１、１３、１５は、光の吸収率を０〜１００％の範囲で制御する第１の調光層１０１である。１２、１４、１６は光の反射率を０〜１００％の範囲で制御する第２の調光層１０２である。２３、２４、２４は、第１の調光層１０１の表面、第１の調光層１０１と第２の調光層１０２との界面、第２の調光層１０２と反射板９との界面をそれぞれ示す。

ここで、第１の調光層１０１の透過率をＴ_１、反射率をＲ_１、吸収率をＡ_１とし、第２の調光層１０２の透過率、反射率、吸収率をＴ_２、Ｒ_２、Ａ_２とすると、それぞれ、以下の式１、２が成り立つ。

Ｔ_１＝１−Ａ_１−Ｒ_１ …（式１）
Ｔ_２＝１−Ａ_２−Ｒ_２ …（式２）
この場合、Ｒ_１〜０、Ａ_２〜０なので、式１、２は、以下の式３、４で近似される。

Ｔ_１＝１−Ａ_１ …（式３）
Ｔ_２＝１−Ｒ_２ …（式４）
次に、図５に示すように、本装置の入射光強度を１として、反射板９での反射率をＲｃとすると、多重反射を無視して、反射光強度Ｉは、以下の式５に従う（図５参照）。

Ｉ＝Ｔ_１ ^２・Ｒ_２＋Ｔ_１ ^２・Ｔ_２ ^２・Ｒｃ
＝（１−Ａ_１）^２・Ｒ_２＋（１−Ａ_１）^２・（１−Ｒ_２）^２・Ｒｃ …（式５）
以上の式１〜５に従い、本装置により、カラー表示と黒表示、及び反射率の高い白表示ができることを、以下で順次説明する。

まず、特定の色、例えば赤を表示する場合、赤の波長帯域を反射する反射板１７上の第１の調光層１１及び第２の調光層１２を共に透過状態、即ちＴ_１＝Ｔ_２＝０の状態にする。また、青、緑の波長帯域を反射する反射板１８、１９上の第１の調光層１３、１５を吸収状態にする。第２の調光層１４、１６は、反射状態でも透過状態でも良い。Ｒｃ＝０．３３として、これらを表１にまとめる。

表１は、赤、緑、青の反射板１７、１８、１９を有する画素それぞれについて、赤表示時の第１の調光層１１、１３、１５の吸収率Ａ_１、第２の調光層１２、１４、１６の反射率Ｒ_２、及び式５によって算出される反射光強度Ｉをまとめた表である。

この場合、入射光は、赤の波長帯域を反射する反射板１７上の調光層１１、１２は透過して、１７で赤色が反射される。調光層１３、１５は入射光を吸収し、反射も透過もしないため、青と緑の画素は黒色となる。結果、赤い色のみが反射され、赤表示となる。

同様に、白を表示する場合の調光層状態を表２にまとめる。表２は、白表示時の第１の調光層１１、１３、１５の吸収率Ａ_１、第２の調光層１２、１４、１６の反射率Ｒ_２、及び式５で算出される反射光強度Ｉを示す。

この場合、白表示時には全ての入射光を調光層で反射するため、白表示となる。すなわち、本実施の形態によれば、白表示時には入射光はカラーフィルター等による吸収を受けることがなく、全て反射されるため、高い反射率の白表示を実現できる。

同様に、黒を表現する場合の構成を表３にまとめる。表３は、黒表示時の第１の調光層１１、１３、１５の吸収率Ａ_１、第２の調光層１２、１４、１６の反射率Ｒ_２、及び式５で算出される反射光強度Ｉを示す。

同様に、白から黒への諧調表示も可能である。反射率ｎ^２（０＜ｎ＜１）の白、即ち灰色を表現することは、表４のように調整することで可能である。表４は、反射率ｎ^２の白〜黒表示時の第１の調光層１１、１３、１５の吸収率Ａ_１、第２の調光層１２、１４、１６の反射率Ｒ_２、及び式５で算出される反射光強度Ｉを示す。

また、表４と異なり、Ｒ_２＝１でなくとも灰色を表現できる。表５は、式５により、ｎ^２×０．３３の反射率の灰色である。表５は、反射率ｎ^２×０．３３の白〜黒表示時の第１の調光層１１、１３、１５の吸収率Ａ_１、第２の調光層１２、１４、１６の反射率Ｒ_２、及び式５で算出される反射光強度Ｉを示す。

さらに、特定の色の諧調表現も可能である。例えば反射率０．３３ｎ^２の赤色を表現する場合は、表６のように調整する。表６は、式５により、反射率０．３３ｎ^２の赤表示となる。表６は、反射率０．３３ｎ^２の赤表示時の第１の調光層１１、１３、１５の吸収率Ａ_１、第２の調光層１２、１４、１６の反射率Ｒ_２、及び式５で算出される反射光強度Ｉを示す。

以上のような組み合わせによって、カラー表示ができ、かつ白表示時の反射率の高い表示を実現できる。なお、上記の組み合わせは一例であり、必ずしもこれに限定されるものではなく、さらに多様な組み合わせが為されても良い。

なお、第１の調光層１０１として、透明電極への電気めっきを用いたもの以外に、エレクトロクロミック層を用いてもよい。この場合、エレクトロクロミック層の作成方法は、例えば特開平０９−１５２６３４号公報に記載の方法で行ってもよい。

また、第２の調光層１０２として、透明電極への電気めっきを用いたもの以外に、エレクトロクロミック層を用いてもよい。エレクトロクロミック層の作成方法は、例えば産業技術総合研究所公報 ＡＩＳＴ Ｔｏｄａｙ ２００３．３ ＶＯＬ．３ ＮＯ．０３に記載の方法で行ってもよい。

次に、本発明の具体的な実施例について説明する。

図６を用いて、本実施例による反射型表示装置の具体的な装置構造を説明する。本装置の画素サイズは、０．７ｍｍ×０．７ｍｍとした。

（第１〜第３の支持基板）
第１の支持基板１には、厚さ０．７ｍｍのガラスを用いた。第２の支持基板５には、厚さ０．１ｍｍのガラス板を用いた。第３の支持基板１０には、シリコンウェーハを用いた。

（第１の調光層）
第１の電極２には、スパッタリング法により成膜したＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）を用いた。第１の電解質溶液３には、硫酸ニッケル２００ｇ／Ｌ、アンモニア５％、塩化亜鉛２０％、水から成る溶液を用いた。第１の電解質溶液３の厚さは、０．１ｍｍとした。第１の対向電極４には、幅０．１ｍｍ、厚さ３μｍの白金線を用いた。

（第２の調光層）
第２の電極６には、スパッタリング法により成膜したＩＴＯを用いた。第２の電解質溶液７には、銀３０ｇ／Ｌ、ヨウ化カリウム５００ｇ／Ｌ、メタンスルホン酸５ｇ／Ｌと水から成る溶液を用いた。第２の電解質溶液７の厚さは、０．１ｍｍとした。第２の対向電極８には、幅０．１ｍｍ、厚さ３μｍの白金線を用いた。

（反射板）
反射板９として、厚さ０．１ｍｍのガラス板２０と、着色した紙（着色紙）２１とをこの順に積層して用いた。入射した光は着色紙２１で反射される。着色紙２１と電解質溶液７が直接接触しないように、ガラス板２０で隔てた。着色紙２１には、赤に着色した第１の着色紙３０と、青に着色した第２の着色紙３１と、緑に着色した第３の着色紙３２とを用いた。

上記構成において、第１の調光層１０１の第１の電極２と第１の対向電極４の間に、第１の電極２を陰極とする２Ｖの電圧を加えると、１０ｍＡ／ｃｍ^２の電流が流れ、第１の電極２の表面にはＮｉ−Ｚｎの黒い膜が形成された。膜は通電時間に比例して厚くなり、吸収率が上がった。１０秒で完全な遮光性が得られた。

また、第２の調光層１０２の第２の電極６と第２の対向電極８の間に、第２の電極６を陰極とする１．４Ｖの電圧を加えると、４０ｍＡ／ｃｍ^２の電流が流れ、第２の電極６には銀の鏡面膜が形成された。膜は、通電時間に比例して厚くなり、反射率が上がった。３０秒で完全な反射膜になった。電流の向きを逆にすると、上記金属膜は電解質溶液中に再び溶解した。

なお、本実施例では、表面を保護する透明な第１の支持基板１、及び第２の支持基板５には、ガラス板を用いているが、それ以外にも、樹脂をはじめとする透明な固体を用いることができる。

また、本実施例では、第１の電極２、第２の電極６には、透明な電極として、ＩＴＯを用いているが、それ以外にも、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ）や酸化亜鉛、酸化チタン、その他の導電性透明物質を用いることができる。また、実質的に透明であれば、金属の薄膜や、金属の網構造や櫛歯構造を用いることもできる。

また、第１の電解質溶液３には、光を吸収する金属膜を析出させる電解質溶液として、例えば市販のニッケル−亜鉛合金のめっき液を用いることができるが、これに限定されるものではない。

また、第２の電解質溶液７には、光を反射する金属膜を析出させられる電解質溶液を用いることができ、例えば市販の銀めっき液やロジウムめっき液などを用いることができるが、これに限定されるものではない。

また、第１の対向電極４および第２の対向電極８には、めっきされる金属と同種の導体、または上記めっき反応で変化しない安定な導体であれば、白金以外にも、炭素や金などを用いることができる他、ＩＴＯなどの透明材料を用いることもできる。

また、反射板９は、特定の色を選択的に反射する材料であり、特定の色を透過させるカラーフィルターの下に反射板を配置する積層構造や、単層の有色の反射体でも良い。

また、第３の支持基板１０は、シリコンウェーハに限るものではなく、適当な強度を有する固体ならば広く用いることができる他、ガラス板２０または着色紙２１が充分な強度を有する場合は省略することもできる。

本実施例では、実施例１の表示装置の反射板を赤、緑、青の３色とし、ベイヤー配列でマトリクス状に配置することで、カラー表示が可能な反射型表示装置を形成した。反射板は、上記のガラス板と着色紙の積層を用いた。画素サイズに合わせたベイヤー配列の赤、緑、青色は、カラープリンターを用いて印刷した。画素の駆動は、パッシブマトリックス駆動で行った。この表示装置によって、白、黒を含む全てのカラー表示が可能となった。

なお、反射板の色配列はベイヤー配列に限るものではない。配色も上記に限るものではなく、シアン、マゼンダ、イエローの構成でも良い。着色方法もプリンターに限らない。また、駆動はトランジスタを用いたアクティブマトリックス駆動でも可能である。

実施例１の表示装置では、白表示が光反射状態であるために、紙の白さとは異なり、散乱性が乏しく、鏡に近い表示状態になる。より紙に近い白表示のために、本実施例では、図７に示すように、実施例１の装置の最表面に拡散シート２２を貼った。これにより、拡散シート２２によって白表示の質感は紙に近いものとなった。

なお、拡散シート２２を配置する位置は、最表面に限らず、上記めっきによって形成される「光を反射する金属膜」よりも表面側であればどこでも良い。

また、装置構造としては、第２の電極６よりも表面側に拡散機能を有する層があれば良い。また材料も拡散シート２２に限定するものではなく、他の部材が拡散の機能を兼ねても良い。例えば、第１の支持基板１を拡散板にすることや、第２の支持基板５を拡散板にすること、第１の電解質溶液３に白濁した液を用いることで拡散効果を得ても良い。

実施例３における拡散効果は、図８に示すように、第２の調光層１０２におけるＩＴＯで構成した第２の電極６の側表面に、フォト工程とウエットエッチングで０．０５ｍｍピッチの微細な凹凸パターン（凹凸形状）６ａを形成することでも得られた。該凹凸パターン６ａを有する第２の電極６に、光を反射する金属膜をめっきすると、光は該凹凸パターン６ａで散乱されるため、紙に近い良質な白表示が可能となった。

なお、凹凸パターン６ａは光を散乱する機能があればよく、ピッチサイズ・配列・電極材料等が上記に限定されないのは言うまでもない。

本実施例では、実施例１の反射板９として、特定の波長帯域を反射するように構成した誘電体多層膜を用いた。これによると、反射すべき波長λに対して、ｎ・ｄ＝λ／４（ｎは屈折率、ｄは膜厚）になる膜厚で屈折率の異なる膜を積層することにより、良好な選択反射が可能となった。その一例として、波長４５０ｎｍの青色を反射するため、厚さ３０８ｎｍのシリカ（屈折率１．４６）と厚さ１８０ｎｍのチタニア（屈折率２．５）を交互に３層積み重ねた誘電体多層膜を用いた。また、波長５５０ｎｍの緑色を反射するため、３７７ｎｍのシリカと２２０ｎｍのチタニアを３層積み重ねた誘電体多層膜を用いた。さらに、波長７００ｎｍの赤色を反射するため、４７９ｎｍのシリカと２８０ｎｍのチタニアを３層積み重ねた誘電体多層膜を用いた。

なお、所望の画素に所望の反射特性を持たせるためには、フォトリソグラフィーとエッチングを用いることができる。無論、誘電体多層膜の材料及び厚さはこれに限定されるものではなく、必要な帯域に合わせて選定できる。

本発明は、電子ペーパーのほか、電子フォトスタンドなどの電子機器に用いる反射型表示装置の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態による反射型表示装置の構成を示す断面図である。 図１に示す反射型表示装置の構成を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は、第１及び第２の対向電極の配置を示す図である。 本発明の実施の形態による反射型表示装置の表示原理を示す模式図である。 本発明の実施の形態による反射型表示装置の表示原理を示す図である。 本発明の実施例１による反射型表示装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施例２による反射型表示装置の構成を示す断面図である。 本発明の実施例３による反射型表示装置の構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 第１の支持基板
２ 第１の電極
３ 第１の電解質溶液
４ 第１の対向電極
５ 第２の支持基板
６ 第２の電極
６ａ 凹凸パターン
７ 第２の電解質溶液
８ 第２の対向電極
９ 反射板
１０ 第３の支持基板
１１、１３、１５ 第１の調光層
１２、１４、１６ 第２の調光層
１７ 第１の反射板（赤）
１８ 第２の反射板（緑）
１９ 第３の反射板（青）
２０ ガラス板
２２ 拡散シート
２６ 赤の画素
２７ 青の画素
２８ 緑の画素
２９ 第１及び第２の対向電極
３０ 第１の着色紙（赤）
３１ 第２の着色紙（青）
３２ 第２の着色紙（緑）
３３ スペーサー

Claims (7)

1. 光の吸収状態と透過状態とを外部から電気的に制御可能な第１の調光層と、
   光の反射状態と透過状態とを外部から電気的に制御可能な第２の調光層と、特定の波長帯域を反射する反射板と、を光の入射する側からこの順に有し、
   前記第１の調光層、前記第２の調光層、及び前記反射板を含む画素をマトリクス状に配列して成る反射型表示装置であって、
   前記第１の調光層は、前記光の入射する側に配置される透明な第１の電極と、前記第１の電極に金属イオンを含む電解質溶液を挟んで対向する第２の電極とを有し、前記金属イオンの前記第１の電極への析出及び前記電解質溶液への溶解による電気めっきを利用して、前記光の吸収状態と透過状態とが制御可能に構成されており、
   前記第２の調光層は、前記光の入射する側に配置される透明な第１の電極と、前記第１の電極に金属イオンを含む電解質溶液を挟んで対向する第２の電極とを有し、前記金属イオンの前記第１の電極への析出及び前記電解質溶液への溶解による電気めっきを利用して、前記光の反射状態と透過状態とが制御可能に構成されることを特徴とする反射型表示装置。
2. 前記反射板は、赤の波長帯域を反射する第１の反射板と、緑の波長帯域を反射する第２の反射板と、青の波長帯域を反射する第３の反射板とを有することを特徴とする請求項１に記載の反射型表示装置。
3. 前記第２の調光層よりも前記光の入射する側に、光を拡散させる層をさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型表示装置。
4. 前記第２の調光層の前記第１の電極は、光を散乱させる凹凸形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型表示装置。
5. 前記反射板は、特定の波長帯域を反射する誘電体多層膜で構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の反射型表示装置。
6. 前記反射板は、特定の色に着色した紙を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の反射型表示装置。
7. 前記第１の調光層の吸収率をＡ１とし、前記第２の調光層の反射率をＲ２とし、前記反射板の反射率をＲｃとし、前記光の入射光強度を１とした場合の反射光強度をＩとしたとき、
   前記反射光強度Ｉが、
   Ｉ＝（１−Ａ１）２・Ｒ２＋（１−Ａ１）２・（１−Ｒ２）２・Ｒｃ
   の式で得られるように前記第１の調光層の吸収率Ａ１及び前記第２の調光層の反射率Ｒ２がそれぞれ制御可能に構成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の反射型表示装置。