TWI599837B - 電泳裝置及顯示單元 - Google Patents

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Description

電泳裝置及顯示單元
本發明係關於一種包含一絕緣液體中之複數個電泳粒子之電泳裝置且係關於一種包含該電泳裝置之顯示單元。
近年來，隨著以行動電話及個人數位助理為代表之行動裝置變得廣泛地使用，已愈加需求具有低電力消耗及高影像品質之顯示單元(顯示器)。特定而言，近來，與電子書之遞送業務之誕生相關聯，出於閱讀文本資訊達一長時間之目的之個人數位助理(電子書終端)已吸引人們注意。因此，已期望具有適合於此一閱讀目的之顯示品質之顯示器。
已提出膽固醇液晶顯示器、電泳顯示器、電致變色顯示器、扭轉球(twist ball)顯示器及諸如此類作為用於閱讀之顯示器。特定而言，反射式顯示器係較佳的。由於反射式顯示器如紙一樣藉由利用外側光之反射(散射)來執行光顯示，因此反射式顯示器提供接近於紙之顯示品質之顯示品質。此外，在反射式顯示器中，並不需要一背光，且因此，電力消耗保持為低。
反射式顯示器之一主要候選者係藉由利用電泳現象來產生對比度之電泳顯示器，此乃因在電泳顯示器中電力消耗低且高速回應優良。因此，已針對電泳顯示器之顯示方法做出各種論述。
舉例而言，已揭示一種其中使用各自具有不同光學特性之兩種 類型之帶電粒子(其中之一種帶電粒子分散於一絕緣液體中，且其中之另一種帶電粒子保持於配置於絕緣液體中之一多孔層中)之顯示單元(舉例而言，參見PLT 1)。在此顯示單元中，藉由根據一電場使分散於絕緣液體中之帶電粒子穿過多孔層之微孔來執行顯示切換。
[引用清單] [專利文獻] [PLT 1]
JP 2012-022296A
雖然已提出電泳顯示器之各種顯示方法，但其顯示品質尚不足夠。鑒於在將來達成彩色顯示、視訊顯示及諸如此類，期望顯示特性之進一步改良，且更具體而言，期望對比度之改良。
期望提供一種能夠改良對比度之電泳裝置及一種包含該電泳裝置之顯示單元。
在一說明性實施例中，提供一種顯示設備。該設備包含：一第一層，其具有一第一折射率；一第二層，其具有一第二折射率，毗鄰於該第一層安置，該第二折射率不同於該第一折射率；及複數個電泳粒子，其與該第一層及該第二層中之至少一者相關聯。
在另一說明性實施例中，提供一種製造一顯示設備之方法。該方法包含：毗鄰於具有一第二折射率之一第二層定位具有一第一折射率之一第一層，該第二折射率不同於該第一折射率；及將複數個電泳粒子定位於該第一層及該第二層中之至少一者內。
在另一說明性實施例中，提供一種操作一顯示設備之方法。該方法包含施加一電場以致使複數個電泳粒子穿過具有一第一折射率之 一第一層朝向具有一第二折射率之一第二層移動，該第二折射率不同於該第一折射率。
根據本發明技術之上文所闡述實施例之電泳裝置及顯示單元，該多孔層包含具有不同折射率之複數個層。因此，由該多孔層所致之該等電泳粒子之顯示屏蔽減少，且對比度得以改良。因此，允許提供一種具有經改良顯示特性之高品質顯示單元。
應理解，前述一般說明及以下詳細說明兩者皆係例示性的且意欲提供對如所主張技術之進一步闡釋。
1‧‧‧電泳裝置
2A‧‧‧電泳裝置
2B‧‧‧電泳裝置
3‧‧‧電泳裝置
4A‧‧‧電泳裝置
4B‧‧‧電泳裝置
10‧‧‧絕緣液體
20‧‧‧電泳粒子
30‧‧‧多孔層
30A‧‧‧高折射率層/多孔高折射率層/白色高折射率層
30B‧‧‧低折射率層/多孔低折射率層
31‧‧‧纖維結構
31A‧‧‧纖維結構
31B‧‧‧纖維結構
32‧‧‧非電泳粒子
33‧‧‧微孔
40‧‧‧驅動基板
41‧‧‧支撐基底物質
42‧‧‧電極/薄膜電晶體
43‧‧‧保護層
44‧‧‧平坦化絕緣層
45‧‧‧像素電極
50‧‧‧對置基板
51‧‧‧支撐基底物質
52‧‧‧配對電極/電極
60‧‧‧間隔物
70A‧‧‧高折射率層
70B‧‧‧低折射率層
120‧‧‧電泳粒子
130‧‧‧多孔層
131‧‧‧纖維結構
145‧‧‧像素電極
150‧‧‧電泳裝置
152‧‧‧配對電極
A‧‧‧區
B‧‧‧區
R‧‧‧後表面
R1‧‧‧待避區
R2‧‧‧移動區
S‧‧‧顯示表面
[圖1A]圖1A係圖解說明根據本發明技術之一實施例之一電泳裝置之一組態之一平面圖。
[圖1B]圖1B係圖解說明圖1A中所圖解說明之電泳裝置之一組態之一剖面圖。
[圖2A]圖2A係圖解說明本發明技術之實施例之一相關技術中之一電泳裝置之一實例的一剖面圖。
[圖2B]圖2B係圖2A中所圖解說明之電泳裝置之一顯示表面之一側之一平面圖。
[圖3A]圖3A係圖解說明圖1A及圖1B中所圖解說明之電泳裝置之一實例之一剖面圖。
[圖3B] 圖3B係圖3A中所圖解說明之電泳裝置之一顯示表面之一側之一平面圖。
[圖4A]圖4A係圖解說明本發明技術之實施例中之電泳裝置之另一實例之一剖面圖。
[圖4B]圖4B係圖解說明圖4A中所圖解說明之電泳裝置之另一實例之一剖面圖。
[圖5]圖5係圖解說明根據本發明技術之實施例之一修改之一電泳裝置之一組態之一剖面圖。
[圖6A]圖6A係圖解說明修改中之電泳裝置之另一實例之一剖面圖。
[圖6B]圖6B係圖解說明圖6A中所圖解說明之電泳裝置之另一實例之一剖面圖。
[圖7]圖7係圖解說明使用根據本發明技術之實施例之電泳裝置之一顯示單元之一組態之一剖面圖。
[圖8]圖8係用於闡釋圖7中所圖解說明之顯示單元之操作之一剖面圖。
將參考圖式詳細闡述本發明技術之一實施例。本說明將按以下次序給出：
1.實施例(其中多孔低折射率層配置成其中其間之一高折射率層 作為一多孔層之一實例)
1-1.整體組態
1-2.形成多孔層之方法
1-3.功能及效應
2.修改(其中提供一連續膜作為一低折射率層之一實例)
3.應用實例
4.實例
(1.電泳裝置)
圖1A及圖1B分別圖解說明根據本發明技術之一實施例之一電泳裝置1之一平面組態(圖1A)及一剖面組態(圖1B)。電泳裝置1藉由利用電泳現象來產生對比度，且可應用於諸如一顯示單元之各種電子設備。電泳裝置1包含一絕緣液體10中之具有極性之複數個電泳粒子20及一多孔層30。在此實施例中，多孔層30由各自具有不同光學特性之複數個層組態。
(1-1.整體組態)
(絕緣液體)
絕緣液體10可係(舉例而言)有機溶劑中之一或多者，且可係(具體而言)石蠟、異鏈烷烴或諸如此類。絕緣液體10之黏度及折射率可較佳地儘可能小。此之一個原因係，在此情形中，電泳粒子20之行動性(回應速度)經改良，且因此，用以使電泳粒子20移動所需之能量(電力消耗)減少。此之另一原因係：由於絕緣液體10之折射率與多孔層30(具體而言，一高折射率層30A)之折射率之間的一差減小，因此多孔層30之折射率減小。
應注意，絕緣液體10可視需要含有各種材料。各種材料之實例可包含一著色劑、一電荷控制劑、一分散穩定劑、一黏度調節劑、一表面活性劑及一樹脂。
(電泳粒子)
電泳粒子20係分散於絕緣液體10中之帶電粒子且可根據一電場移動穿過多孔層30。電泳粒子20係由諸如一有機顏料、一無機顏料、一染料、一碳材料、一金屬材料、一金屬氧化物、玻璃及一聚合物材料(樹脂)之一材料形成之粒子(粉末)中之一或多者。此外，電泳粒子20可係含有前述粒子之一樹脂固形物(solid content)之一經粉碎粒子、一膠囊粒子或諸如此類。應注意，對應於碳材料、金屬材料、金屬氧化物、玻璃或聚合物材料之材料排除在對應於有機顏料、無機顏料或染料之材料之外。
有機顏料之實例可包含一偶氮顏料、一金屬錯合物偶氮顏料、一聚縮合偶氮顏料、一黃士酮顏料、一苯并咪唑酮顏料、一鈦菁顏料、一煃吖啶酮顏料、一蒽醌顏料、一苝顏料、一苝酮顏料、一蒽吡啶顏料、一皮蒽酮顏料、一雙噁嗪顏料、一硫靛顏料、一異吲哚啉酮顏料、一喹啉黃顏料及一陰丹士林顏料。無機顏料之實例可包含氧化鋅、三氧化銻、碳黑、鐵黑、硼化鈦、鐵丹、瑪皮珂黃、鉛丹、鎘黃、硫化鋅、鋅鋇白、硫化鋇、硒化鎘、碳酸鈣、硫酸鋇、鉻酸鉛、硫酸鉛、碳酸鋇、鉛白及礬土白。染料之實例可包含一苯胺黑染料、一偶氮染料、一鈦菁染料、一喹啉黃染料、一蒽醌染料及一次甲基染料。碳材料之實例可包含碳黑。金屬材料之實例可包含金、銀及銅。 金屬氧化物之實例可包含氧化鈦、氧化鋅、氧化鋯、鈦酸鋇、鈦酸鉀、銅鉻氧化物、銅錳氧化物、銅鐵錳氧化物、銅鉻錳氧化物及銅鐵鉻氧化物。聚合物材料之實例可包含其中引入在一可見光區中具有一光吸收區之一官能基之一聚合物化合物。只要使用在可見光區中具有光吸收區之此一聚合物化合物即可，其類型並非特定受限。
絕緣液體10中之電泳粒子20之含量(濃度)並非特定受限，且可較佳地係(舉例而言)自0.1 wt%至10 wt%(包含此兩者)，此乃因藉此保 證電泳粒子20之屏蔽特性及行動性。在此情形中，若絕緣液體10中之電泳粒子20之含量(濃度)小於0.1 wt%，則電泳粒子20可較不可能屏蔽多孔層30。另一方面，若絕緣液體10中之電泳粒子20之含量(濃度)大於10 wt%，則電泳粒子20之可分散性降低，且因此電泳粒子20可較不可能電泳，且在某些情形中可聚集。
電泳粒子20具有任何光學反射特性(光反射率)。雖然電泳粒子20之光學反射特性並非特定受限，但至少，較佳地允許電泳粒子20屏蔽多孔層30。此之一個原因係，藉由使用電泳粒子20之光學特性與多孔層30之光學特性之間的一差，產生對比度。
電泳粒子20之特定形成材料係根據電泳粒子20用以產生對比度所承擔之一角色來選擇。具體而言，在由電泳粒子20執行光顯示之情形中之一材料可係(舉例而言)：一金屬氧化物，諸如氧化鈦、氧化鋅、氧化鋯、鈦酸鋇及鈦酸鉀；一無機鹽，諸如硫酸鋇及碳酸鈣；一有機化合物，諸如一聯苯乙烯衍生物(舉例而言，參見JP H11-130975A)及聚乙烯萘微粒子；空心微粒子；或諸如此類。另一方面，在由電泳粒子20執行暗顯示之情形中之一材料可係(舉例而言)一碳材料、一金屬氧化物或諸如此類。碳材料之實例可包含碳黑。金屬氧化物之實例可包含銅鉻氧化物、銅錳氧化物、銅鐵錳氧化物、銅鉻錳氧化物及銅鐵鉻氧化物。
在由電泳粒子20執行光顯示之情形中，在自外側觀察電泳裝置1時所觀看到之電泳粒子20之一色彩並非特定受限，只要藉此允許產生對比度即可。然而，特定而言，在此情形中之電泳粒子20之色彩可較佳地係接近於白色之一色彩，且可更佳係白色。另一方面，在由電泳粒子20執行暗顯示之情形中，在自外側觀察電泳裝置1時所觀看到之電泳粒子20之色彩並非特定受限，只要藉此允許產生對比度即可。然而，特定而言，在此情形中之電泳粒子20之色彩可較佳地係接近於黑 色之一色彩，且可更佳係黑色。在兩個情形中，可獲得高對比度。
較佳地，電泳粒子20易於分散且易於在絕緣液體10中充電達一長時間，且較不可能被吸收至多孔層30中。因此，可使用一分散劑(或一電荷調整劑)來藉由靜電排斥來分散電泳粒子20，電泳粒子20可經受表面處理，或可使用兩個前述方法。
分散劑之實例可包含可自Lubrizol Co.購得之Solsperse系列、可自BYK-Chemie Co.購得之BYK系列或Anti-Terra系列及可自ICI Americas Co.購得之Span系列。
表面處理之實例可包含松香處理、表面活性劑處理、顏料衍生物處理、耦合劑處理、接枝聚合處理及微膠囊化處理。特定而言，接枝聚合處理、微膠囊化處理或其一組合可係較佳的，此乃因藉此可獲得分散穩定性及諸如此類達一長時間。
用於表面處理之一材料之實例可包含具有能夠被吸收至電泳粒子20之表面中之一官能基及一可聚合官能基之一材料(吸收性材料)。根據電泳粒子20之形成材料來判定可吸收官能基類型。其實例可包含針對一碳材料(諸如碳黑)之諸如4-乙烯苯胺之一苯胺衍生物及針對一金屬氧化物之諸如甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲矽烷基)丙基之一有機矽烷衍生物。可聚合官能基之實例可包含一乙烯基、一丙烯醯基及一甲基丙烯醯基。
此外，用於表面處理之材料之實例可包含能夠被接枝至至其引入一可聚合官能基之電泳粒子20之表面中之一材料(接枝材料)。接枝材料可較佳地具有一可聚合官能基及能夠將電泳粒子20分散於絕緣液體10中且能夠藉由空間障壁保持可分散性之一分散官能基。可聚合官能基類型類似於針對吸收性材料所闡述之可聚合官能基類型。在其中絕緣液體10係石蠟之情形中，分散官能基之實例可包含一分支狀烷基。為聚合或接枝接枝材料，舉例而言，可使用諸如偶氮雙異丁腈 (AIBN)之一聚合起始劑。
舉例而言，對於如上文所闡述之將電泳粒子20分散於絕緣液體10中之方法之細節，在諸如由Science & Technology Co.出版之「Dispersion Technology of Superfine Particle and Evaluation thereof：Surface Treatment,Pulverizing,and Dispersion Stabilization in Air/Liquid/Polymer」之書中給出說明。
(多孔層)
多孔層30係由各自具有不同光學特性之複數個層組態之一個三維空間結構，如上文所闡述。亦即，多孔層30具有一多層結構，且由具有不同於電泳粒子20之反射率之反射率之高折射率層30A及具有低於高折射率層30A之折射率之一折射率之一低折射率層30B組態。具體而言，多孔層30具有其中兩個低折射率層30B分別配置於顯示表面側及後表面側上、其間具有高折射率層30A之一結構。高折射率層30A及低折射率層30B分別由纖維結構31(31A及31B)形成，且分別具有複數個微孔33。
(高折射率層)
關於高折射率層30A，纖維結構31A包含複數個非電泳粒子32。亦即，該複數個非電泳粒子32由纖維結構31A支撐。在作為三維空間結構之高折射率層30A中，一個纖維結構31A可隨機交織，複數個纖維結構31A可隨機組裝及層積，或兩個前述狀態可同時存在。在其中存在複數個纖維結構31A之情形中，各別纖維結構31A支撐一或多個非電泳粒子32。應注意，圖1A圖解說明多孔高折射率層30A由複數個纖維結構31A形成之一情形。
高折射率層30A係由纖維結構31A形成之三維空間結構之一個原因係，在此情形中，光(外側光)以漫射方式反射，且高折射率層30A之折射率增大。藉此，允許高折射率層30A之厚度減小。因此，電泳 裝置1之對比度增大，且用以使電泳粒子20移動所需之能量減少。
纖維結構31A包含複數個非電泳粒子32之一個原因係，在此情形中，光較易於以漫射方式反射，且高折射率層30A之反射率進一步增大。藉此，電泳裝置1之對比度進一步增大。此外，由於高折射率層30A具有由纖維結構31A形成之三維空間結構，因此光(外側光)以漫射方式反射(多重散射)，且因此，獲得較高反射率。
纖維結構31A可(舉例而言)由一聚合物材料、一無機材料及諸如此類中之一或多者形成，且可由其他材料形成。聚合物材料之實例可包含尼龍、聚乳酸、聚醯胺、聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚丙烯腈、聚環氧乙烷、聚乙烯咔唑、聚氯乙烯、聚胺基甲酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚碸、聚乙烯吡咯啶酮、聚二氟亞乙烯、聚六氟丙烯、聚甲基丙烯酸酯(諸如聚甲基丙烯酸甲酯)、聚丙烯酸酯(諸如聚丙烯酸乙基己酯)、酯酸纖維素、膠原、明膠、幾丁聚糖及其共聚物。 無機材料之實例可包含氧化鈦。特定而言，作為纖維結構31A之一形成材料，聚合物材料可係較佳的。由於聚合物材料具有低反應性(光反應性或諸如此類)，亦即，聚合物材料係化學穩定的，因此藉此抑制纖維結構31A之無意分解反應。應注意，在其中纖維結構31A由具有高反應性之一材料形成之情形中，纖維結構31A之表面可較佳地覆蓋有任何保護層(未圖解說明)。
纖維結構31A之形狀(外觀)並非特定受限，只要纖維結構31A係相對於如上文所闡述之纖維直徑具有一充分大長度之一纖維即可。具體而言，其形狀(外觀)可係線性的，可係捲曲的或可係中途彎曲的。此外，纖維結構31A可沿一個方向延伸，或可中途分支成兩個或兩個以上方向。形成纖維結構31A之一方法並非特定受限。形成纖維結構31A之方法可較佳地係(舉例而言)一相位分離方法、一相位反轉方法、一靜電(電場)紡絲方法、一熔融紡絲方法、一濕式紡絲方法、一 乾式紡絲方法、一凝膠紡絲方法、一溶膠凝膠方法、一噴塗方法或諸如此類，此乃因藉由前述方法，相對於纖維直徑具有一充分大長度之一纖維材料易於且穩定地形成。
雖然纖維結構31A之平均纖維直徑並非特定受限，但其平均纖維直徑較佳地儘可能小。此之一個原因係，在此情形中，光變得易於以漫射方式反射，且微孔33之孔直徑變得更大。然而，可需要判定纖維結構31A之平均纖維直徑(直徑)以使得允許纖維結構31A支撐後文提及之非電泳粒子32。因此，纖維結構31A之平均纖維直徑可較佳地等於或小於10微米。應注意，平均纖維直徑之下限並非特定受限，且可(舉例而言)等於或小於0.1微米。平均纖維直徑可(舉例而言)藉助使用一掃描電子顯微鏡或諸如此類藉由顯微鏡觀察來量測。應注意，可視情況設定纖維結構31A之平均長度。
特定而言，纖維結構31A可較佳地係一奈米纖維。此之一個原因係，在此情形中，光變得易於以漫射方式反射，且因此高折射率層30A之折射率進一步增大。此之另一原因係，在此情形中，每單位體積之微孔33之一比率增大，且因此，電泳粒子20易於移動穿過微孔33。藉此，對比度進一步增大，且用以使電泳粒子20移動所需之能量進一步減少。奈米纖維係具有自0.001微米至0.1微米(包含此兩者)之一纖維直徑且具有纖維直徑之100倍或更多之一長度之一纖維材料。 作為奈米纖維之纖維結構31A可較佳地藉由一靜電紡絲方法形成，此乃因藉此，具有一小纖維直徑之纖維結構31A易於且穩定地形成。
纖維結構31A可較佳地具有不同於電泳粒子20之彼等光學特性之光學特性。具體而言，雖然纖維結構31A之光學特性並非特定受限，但其光學特性可較佳地經設定至少以使得允許高折射率層30A整體地屏蔽電泳粒子20。此之一個原因係，如上文所闡述，在此情形中，藉由使用電泳粒子20之光學特性與高折射率層30A之光學特性之間的 差，允許產生對比度。因此，在絕緣液體10中具有透光性(透明及無色特性)之纖維結構31A可並非較佳。然而，在其中纖維結構31A之光學特性較不可能影響高折射率層30A之光學特性且高折射率層30A之光學特性實質上由非電泳粒子32之光學特性判定之情形中，可視情況設定纖維結構31A之光學特性。
雖然微孔33之平均孔直徑並非特定受限，但其平均孔直徑可較佳地儘可能大，此乃因藉此使電泳粒子20易於移動穿過微孔33。因此，微孔33之平均孔直徑可較佳地係自0.01微米至10微米(包含此兩者)。
高折射率層30A之厚度並非特定受限，且可係(舉例而言)自5微米至100微米(包含此兩者)，此乃因高折射率層30A之屏蔽特性藉此增大，且使電泳粒子20易於移動穿過微孔33。
雖然纖維結構31A之極性並非特定受限，但纖維結構31A可具有(舉例而言)與電泳粒子20之極性相同的極性。舉例而言，可較佳地使用具有所要極性之一聚合物材料。可藉助使用具有與電泳粒子20之極性相同之極性之一官能基來對纖維結構31A之表面做出修改。另一選擇係，可添加展示相同極性之一化學材料。在如於此實施例中利用電泳現象的電泳裝置1中，藉由電泳粒子20之光學特性與高折射率層30A之光學特性之間之一差來產生對比度。具體而言，在其中將一電場施加至電泳裝置1之情形中，使電泳粒子20在其中施加電場之一範圍中移動穿過由纖維結構31A形成之微孔33，且藉此，在光顯示與暗顯示之間做出切換。電泳粒子20係具有極性之帶電粒子，且具有受體特性或施體特性之一官能基鍵結至電泳粒子20之表面。因此，在其中纖維結構31A具有與電泳粒子20之極性相反之極性的情形中，當電泳粒子20通過微孔33時，可抑制其吸收或移動，且可降低顯示特性。另一方面，舉例而言，藉由將具有與電泳粒子20之極性相同之極性之一 官能基添加至纖維結構31A之表面，而抑制微孔33中電泳粒子20之吸收。
纖維結構31A之表面上修改之一官能基並非特定受限，只要該官能基具有與電泳粒子20之極性相同的極性即可。其較佳實例可包含一基於胺之官能基(一胺基、一亞胺基及一醯胺基)、一矽原子(Si)、一鈦原子、一鋁原子、矽氧基(-Si-O-)、鈦酸基(-Ti-O-)及鋁酸基(-Al-O-)。雖然纖維結構31A與前述官能基之間的鍵結類型並非特定受限，但共價鍵結可係較佳的。如上文所闡述，由於使電泳粒子20移動穿過由纖維結構31A形成之微孔33，因此電泳粒子20可與纖維結構31A接觸。因此，在其中纖維結構31A與前述官能基之間之鍵結力微弱的情形中，前述官能基可自纖維結構31A脫離。
雖然纖維結構31A之一修改方法(亦即，其一表面處理方法)並非特定受限，但修改程序宜可在適度條件下執行。舉例而言，可較佳地執行使用一矽烷耦合劑之氣相反應。此之一個原因係，在電泳裝置1中，由纖維結構31A形成之間隙(微孔33)及其結構係重要的，且因此，應在不改變結構之情況下執行修改。
非電泳粒子32由纖維結構31A支撐(固定至纖維結構31A)，且係並不電泳之粒子。非電泳粒子32之一形成材料可(舉例而言)類似於電泳粒子20之形成材料，且係根據由稍後所闡述之非電泳粒子32所承擔之一角色來選擇。
應注意，非電泳粒子32可自纖維結構31A部分地曝露，或可埋入於纖維結構31A中，只要非電泳粒子32由纖維結構31A支撐即可。
非電泳粒子32具有不同於電泳粒子20之彼等光學特性之光學特性。雖然非電泳粒子32之光學特性並非特定受限，但其光學特性可較佳地經設定至少以使得允許高折射率層30A整體地屏蔽電泳粒子20。此之一個原因係，如上文所闡述，藉由使用電泳粒子20之光學特性與 高折射率層30A之光學特性之間的差，允許產生對比度。
非電泳粒子32之形成材料係根據由非電泳粒子32用於產生對比度所承擔之角色來選擇。具體而言，由非電泳粒子32執行光顯示之情形中之一材料類似於由電泳粒子20執行光顯示之情形中所選擇之材料。另一方面，由非電泳粒子32執行暗顯示之情形中之一材料類似於由電泳粒子20執行暗顯示之情形中所選擇之材料。特定而言，作為由非電泳粒子32執行光顯示之情形中所選擇之材料，一金屬氧化物可係較佳的，此乃因藉此，可獲得優良化學穩定性、優良固定特性及優良光反射率。非電泳粒子32之形成材料可係與電泳粒子20之形成材料之類型相同之類型，或可係與電泳粒子20之形成材料之類型不同之類型，只要藉此允許產生對比度即可。
應注意，在由非電泳粒子32執行光顯示或暗顯示之情形中觀看之一色彩類似於針對電泳粒子20之所觀看色彩所闡述之情形。
(低折射率層)
低折射率層30B係如同前述高折射率層30A之一多孔層，係具有低於高折射率層30A之折射率之一折射率(諸如等於或低於2之一折射率)之一層且具有等於絕緣液體10之折射率之一折射率。具體而言，低折射率層30B之折射率與絕緣液體10之折射率之間的一差可較佳地係等於或小於0.5之一值，且可更佳地係等於或小於0.2之一值。藉此，絕緣液體10中之低折射率層30B包含透光性，且係無色及透明的。
在此實施例中之低折射率層30B由如上文所闡述之纖維結構31B形成，且相對地配置成其間具有高折射率層30A，如圖1B中所圖解說明。纖維結構31B之形狀(外觀)並非特定受限，只要如同形成前述高折射率層30A之纖維結構31A，纖維結構31B係相對於纖維直徑具有一充分大長度之一纖維即可。雖然如同纖維結構31A之前述平均纖維直 徑，纖維結構31B之平均纖維直徑並非特定受限，但其平均纖維直徑可較佳地儘可能小。此之一個原因係，在此情形中，微孔33之孔直徑變得更大，且電泳粒子20易於保持於低折射率層30B之微孔33中。
不同於纖維結構31A，對於纖維結構31B之平均纖維直徑(直徑)而言，無需關注非電泳粒子32之保持力，此乃因低折射率層30B並不包含非電泳粒子32。具體而言，纖維結構31B之平均纖維直徑可較佳地係自0.05微米至10微米(包含此兩者)，且可等於或小於0.05微米。 平均纖維直徑可(舉例而言)藉助使用一掃描電子顯微鏡或諸如此類藉由顯微鏡觀察來量測。應注意，可視情況設定纖維結構31B之平均長度。如同形成高折射率層30A之纖維結構31A，纖維結構31B可由一聚合物材料、一無機材料及諸如此類中之一或多者形成，且可由其他材料形成。
雖然低折射率層30B之厚度並非特定受限，但低折射率層30B之厚度可較佳地係(舉例而言)自1微米至30微米(包含此兩者)，此乃因在此情形中，允許由低折射率層30B充分保持電泳粒子20。
如上文所闡述，多孔層30由具有不同於電泳粒子20之反射率之反射率之高折射率層30A及具有低於高折射率層30A之折射率之一折射率之低折射率層30B組態。此外，低折射率層30B相對地配置成其間具有高折射率層30A。藉此，暗顯示及光顯示在施加一電場時得以改良，且對比度得以改良。
此外，低折射率層30B可較佳地與電泳粒子20具有比高折射率層30A更高之親和力。具體而言，作為纖維結構31B，舉例而言，可選擇具有與電泳粒子20之極性相反之極性之一聚合物材料。另一選擇係，可藉助使用具有與電泳粒子20之極性相反之極性之一官能基對纖維結構31B做出修改。應注意，官能基類型之實例可包含一羥基、一羧基、一羰基、一氰基、一硝基、一胺基及一鹵基。該聚合物材料包 含此等官能基中之任一者。
如上文所闡述，藉由改良低折射率層30B與電泳粒子20之親和力(舉例而言，藉由將低折射率層30B之極性設定為不同於電泳粒子20之極性)，抑制在刪除一電場之後的電泳粒子20之擴散。亦即，記憶體特性得以改良。
(1-2.形成多孔層之方法)
多孔層30之形成程序之一實例如下。首先，作為步驟S101(一聚合物溶液之製備)，將一聚合物材料溶解於諸如N,N'-二甲基甲醯胺(DMF)之一有機溶劑中以製備一聚合物溶液，將該聚合物溶液劃分成兩份(兩份溶液A及B)。隨後，作為步驟S102(非電泳粒子之分散)，將非電泳粒子32(諸如氧化鈦)添加至聚合物溶液中之一者(諸如溶液B)，隨後充分攪拌所得物以使非電泳粒子32分散，且藉此製備一溶液C。接下來，作為步驟S103(紡絲)，首先，藉助使用溶液A藉由一靜電紡絲方法來執行紡絲以形成纖維結構31B(低折射率層30B)。隨後，如在使用溶液A之情形中，藉助使用溶液C來對纖維結構31B執行紡絲以形成纖維結構31A(高折射率層30A)。接下來，同樣藉助使用溶液A來對纖維結構31A執行紡絲以形成纖維結構31B。藉此，獲得其中低折射率層30B提供於高折射率層30A之兩個表面上之此實施例之多孔層30。
(電泳裝置之較佳顯示方法)
在此實施例中之電泳裝置1中，如上文所闡述，電泳粒子20及高折射率層30A(含有非電泳粒子32之纖維結構31A)分別執行光顯示及暗顯示，且因此，產生對比度。在此情形中，可能的係，由電泳粒子20執行光顯示且由高折射率層30A執行暗顯示，或反之亦然。角色之此一差異係由電泳粒子20之光學特性與高折射率層30A之光學特性之間的關係來判定。
特定而言，較佳地，由電泳粒子20執行暗顯示且由高折射率層30A執行光顯示。因此，在其中高折射率層30A之光學特性實質上由非電泳粒子32之光學特性來判定之情形中，非電泳粒子32之折射率可較佳地高於電泳粒子20之折射率。藉由利用高折射率層30A(纖維結構31A之三維空間結構)之光漫反射，針對此情形中之光顯示之折射率變得顯著增大，且因此，對比度相應地顯著增大。
(電泳裝置之操作)
在電泳裝置1中，電泳粒子20之光學特性不同於組態多孔層30之高折射率層30A(非電泳粒子32)之光學特性。在此情形中，在其中將一電場施加至電泳裝置1之情形中，電泳粒子20在其中施加電場之一範圍中移動穿過高折射率層30A之微孔33。藉此，若自其上移動電泳粒子20之側觀看電泳裝置1，則在其中移動電泳粒子20之一範圍中由電泳粒子20執行暗顯示(或光顯示)，且在其中並不移動電泳粒子20之一範圍中由高折射率層30A執行光顯示(或暗顯示)。藉此，產生對比度。
(功能及效應)
圖2A圖解說明包含此實施例中之其中一多孔層130僅由高折射率層30A組態之一電泳裝置100之一顯示單元之一組態。如在此實施例及此顯示單元中，在包含帶電粒子(電泳粒子20或120)及具有不同於帶電粒子之彼等光學特性之光學特性之多孔層(高折射率層30A或多孔層130)之電泳裝置中，藉由施加一電場使電泳粒子120移動至一對應電極(一像素電極145或一配對電極152)之一側。應注意，稍後將闡述顯示單元之一詳細組態。
圖2B係自配對電極之側(亦即，其中電泳粒子120移動至配對電極152之側(亦即，執行暗顯示)之一區A之一顯示表面S之側)所觀看之一平面圖。在區A中之顯示表面S之側附近，混合承擔光顯示之一角 色之纖維結構131之部分與承擔暗顯示之一角色之電泳粒子120，如圖2B中所圖解說明。因此，暗顯示(黑色反射率)降低。此外，在其中電泳粒子120移動至像素電極145之側(一後表面R之側)之一區B中，雖然在圖中未圖解說明，但電泳粒子120之部分留在纖維結構131中，且藉此，由纖維結構131所致之白色反射率降低。亦即，已存在降低之對比度之一缺點。
另一方面，在根據此實施例之電泳裝置1中，如在圖3A中所圖解說明之顯示單元中，多孔層30由由保持非電泳粒子32之纖維結構31A形成之高折射率層30A及具有低於高折射率層30A之折射率之一折射率之低折射率層30B組態。具體而言，低折射率層30B配置於一像素電極45之側(後表面R之側)及一配對電極52之側(顯示表面S之側)兩者上，其間具有高折射率層30A。低折射率層30B由具有幾乎等於絕緣液體10之折射率之一折射率之纖維結構31B形成，且在絕緣液體10中係大致透明的。
藉由施加一電場而移動至一對應電極(像素電極45或配對電極52)之一側之電泳粒子20通過高折射率層30A且含納於低折射率層30B之微孔33中。此外，藉由配置於高折射率層30A與電極42之間的低折射率層30B及配置於高折射率層30A與電極52之間的低折射率層30B來防止組態高折射率層30A之纖維結構31A移動至像素電極45或配對電極52附近。因此，在其中電泳粒子20移動至配對電極52之側(顯示表面之側)之區A中，如圖3B中所圖解說明，可在不被高折射率層30A之纖維結構31A屏蔽之情況下獲得顯示。
另一方面，在其中電泳粒子20移動至像素電極45之側(後表面R之側)之區B中，移動至像素電極45之側的幾乎所有電泳粒子含納於提供於像素電極45之側上之低折射率層30B中。因此，雖然此處未圖解說明，但在自顯示表面S之側所觀看之區B中，抑制由電泳粒子20進 行之暗顯示(或光顯示)與由纖維結構31A(或非電泳粒子32)進行之光顯示(或暗顯示)混合。
如上文所闡述，在此實施例中，執行光顯示(或暗顯示)之多孔層30由兩種類型之層組態，該兩種類型之層係實際上執行光顯示(或暗顯示)之高折射率層30A及具有低於高折射率層30A之折射率之一折射率之低折射率層30B。特定而言，兩個低折射率層30B相對地配置成其間具有高折射率層30A。因此，允許抑制由顯示表面之側上之電泳粒子20進行之暗顯示(或光顯示)被執行光顯示(或暗顯示)之纖維結構31A(或非電泳粒子32)屏蔽。此外，允許抑制由電泳粒子20進行之暗顯示(或光顯示)與由保持非電泳粒子32之纖維結構31A(亦即，高折射率層30A)進行之光顯示(或暗顯示)混合。因此，黑色反射率降低，且白色反射率得以改良。因此，允許改良對比度。
應注意，在此實施例中，低折射率層30B提供於高折射率層30A之顯示表面S之側及後表面R之側兩者上。然而，低折射率層30B可提供於此等表面中之任一者上。舉例而言，低折射率層30B可如圖4A中所圖解說明之一電泳裝置2A僅提供於顯示表面之側上，或可如圖4B中所圖解說明之一電泳裝置2B僅提供於後表面之側上。然而，低折射率層30B可較佳地提供於顯示表面S之側上，此乃因藉此對比度得以改良。如在此實施例中，低折射率層30B可更佳提供於顯示表面S之側及後表面R之側兩者上。
此外，在如在此實施例中多孔層30具有一個三層結構之情形中，當顯示表面S之側及後表面R之側上之層(在此實施例中，低折射率層30B)與電泳粒子20之間的親和力係高的時，抑制在刪除一電場之後的電泳粒子20之擴散。亦即，記憶體特性得以改良。藉由針對低折射率層30B使用具有與電泳粒子20之極性相反之極性之一聚合物材料或至其添加具有相反極性之一官能基來改良低折射率層30B與電泳粒 子20之間的親和力。應注意，多孔層30可具有一雙層結構。如圖4A及圖4B中所圖解說明，與電泳粒子20具有高親和力之一層(低折射率層30B)可提供於顯示表面S之側及後表面R之側中之任一者上。
(2.修改)
圖5圖解說明包含根據本發明技術之實施例之一修改之一電泳裝置3之一顯示單元之一剖面組態。此修改中之電泳裝置3由各自具有與前述實施例中不同之光學特性之複數個層(一高折射率層70A及一低折射率層70B)組態。然而，此修改與前述實施例之不同之處在於低折射率層70B係一連續膜。應注意，對於與前述實施例之彼等組件相同之組件，附加相同元件符號，且省略對其之說明。
低折射率層70B係具有不同於高折射率層70A之彼等光學特性之光學特性之一連續膜。具體而言，低折射率層70B具有低於高折射率層70A之折射率之一折射率，且可具有(舉例而言)幾乎等於絕緣液體10之折射率之一折射率。作為形成低折射率層70B之一材料，可使用類似於前述實施例中之低折射率層30B之材料之一材料。在此修改中，可藉由(舉例而言)將組態低折射率層30B之一材料溶解於一溶劑中，及用所得物塗覆像素電極45及配對電極52來形成低折射率層70B。
雖然低折射率層70B之厚度並非特定受限，但低折射率層70B之厚度可係(舉例而言)自0.01微米至10微米(包含此兩者)。低折射率層70B可較佳地與電泳粒子20具有親和力。具體而言，如同低折射率層30B，低折射率層70B可較佳地具有與電泳粒子20之極性相反之極性(電荷)。
即使低折射率層70B形成為如此修改中之電泳裝置3中之一連續膜，亦允許抑制在刪除一電場之後的電泳粒子20之擴散，且允許改良記憶體特性。
此外，在此修改中，低折射率層70B提供於顯示表面S之側及後表面R之側兩者上，其間具有高折射率層70A。然而，低折射率層70B可提供於此等表面中之任一者上。舉例而言，低折射率層70B可如圖6A中所圖解說明之一電泳裝置4A僅提供於顯示表面之側上，或可如圖6B中所圖解說明之一電泳裝置4B僅提供於後表面之側上。然而，在其中如此修改中低折射率層70B提供於顯示表面S之側及後表面R之側兩者上之情形中，記憶體特性得以最大改良。
(3.電泳裝置之應用實例)
接下來，將給出對前述電泳裝置1至4之一應用實例之一說明。電泳裝置1至4適用於各種電子設備，且電子設備之類型並非特定受限。舉例而言，電泳裝置中之每一者可應用於一顯示單元。
(顯示單元之整體組態)
圖7圖解說明一顯示單元之一剖面組態。圖8係用於闡釋圖7中所圖解說明之顯示單元之操作之一視圖。應注意，下文所闡述之顯示單元之組態僅係一實例，且可視情況進行改變。
顯示單元係用於藉由使用電泳現象來顯示一影像(諸如文本資訊)之一電泳顯示器(所謂的電子紙顯示器)。在顯示單元中，舉例而言，如圖7中所圖解說明，一驅動基板40及一對置基板50相對地配置成其間具有一電泳裝置150。舉例而言，在顯示單元中，一影像顯示於對置基板50之側上。應注意，驅動基板40與對置基板50藉由一間隔物60以一規定間隔分離。
(驅動基板)
在驅動基板40中，舉例而言，複數個薄膜電晶體(TFT)42、一保護層43、一平坦化絕緣層44及複數個像素電極45以此次序形成於一支撐基底物質41上方。TFT 42及像素電極45根據一像素圖案配置成一矩陣狀態或成一分段狀態。
支撐基底物質41可由(舉例而言)一無機材料、一金屬材料、一塑膠材料或諸如此類形成。無機材料之實例可包含矽(Si)、氧化矽(SiOx)、氮化矽(SiNx)及氧化鋁(AlOx)。氧化矽之實例可包含玻璃及旋塗玻璃(SOG)。金屬材料之實例可包含鋁(Al)、鎳(Ni)及不銹鋼。塑膠材料之實例可包含聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)及聚醚醚酮(PEEK)。
支撐基底物質41可係為一透光型或一不透光型。由於一影像顯示於對置基板50之側上，因此支撐基底物質41不必係為一透光型。此外，支撐基底物質41可係諸如一晶圓之具有剛性之一基板，或可係具有撓性之一薄層玻璃、一膜或諸如此類。特定而言，後一類型係較佳的，此乃因藉此允許達成一撓性(可彎曲)顯示單元。
TFT 42係用於選擇一像素之一切換使用裝置。應注意，TFT 42可係使用一無機半導體層作為一通道層之一無機TFT，或可係使用一有機半導體層之一有機TFT。保護層43及平坦化絕緣層44可由(舉例而言)諸如聚醯亞胺之一絕緣樹脂材料形成。然而，只要保護層43之表面充分平坦，即可省略平坦化絕緣層44。像素電極45可由(舉例而言)諸如金(Au)、銀(Ag)及銅(Cu)之一金屬材料形成。像素電極45透過提供於保護層43及平坦化絕緣層44中之一接觸孔(未圖解說明)而連接至TFT 42。
(對置基板)
在對置基板50中，舉例而言，一配對電極52可整個地形成以覆蓋一支撐基底物質51之一個表面。另一選擇係，配對電極52可配置成如像素電極45可能所處之一矩陣狀態或成一分段狀態。
支撐基底物質51由類似於支撐基底物質41之材料之一材料形成，惟支撐基底物質51係為一透光型除外。由於一影像顯示於對置基板50上，因此支撐基底物質51應係為一透光型。配對電極52可由(舉 例而言)諸如氧化銦-氧化錫(ITO)、氧化銻-氧化錫(ATO)、氟摻雜之氧化錫(FTO)及鋁摻雜之氧化鋅(AZO)之一透光導電材料(透明電極材料)形成。
在其中一影像顯示於對置基板50之側上之情形中，觀看者透過配對電極52觀看電泳裝置150。因此，配對電極52之透光特性(透射率)可較佳地儘可能高，且可(舉例而言)等於或高於80%。此外，配對電極52之電阻可較佳地儘可能低，且(舉例而言)可等於或小於100歐姆/平方。
(電泳裝置)
電泳裝置150具有類似於前述電泳裝置1之組態之一組態。具體而言，電泳裝置150包含絕緣液體10中之複數個電泳粒子20及具有複數個微孔33之多孔層30。絕緣液體10填充於驅動基板40與對置基板50之間的一空間中。舉例而言，可由一間隔物60支撐多孔層30。填充有絕緣液體10之空間劃分成在接近於像素電極45之側上之一待避區(refuge region)R1及在接近於配對電極52之側上之一移動區R2，其中其間之多孔層30作為一邊界。絕緣液體10、電泳粒子20及多孔層30之組態分別類似於絕緣液體10、電泳粒子20及多孔層30之組態。應注意，圖7及圖8僅圖解說明微孔33之部分以簡化所圖解說明之內容。
(間隔物)
間隔物60可由(舉例而言)諸如一聚合物材料之一絕緣材料形成。
雖然間隔物60之一形狀並非特定受限，但間隔物60之形狀宜係不防止電泳粒子20之移動且允許均勻地分佈電泳粒子20之一形狀。舉例而言，間隔物60之形狀可係一似晶格形狀。此外，雖然間隔物60之厚度並非特定受限，但間隔物60之厚度宜儘可能小以便減少電力消耗，且可係(舉例而言)自10微米至100微米(包含此兩者)。
(顯示單元之操作)
在顯示單元中，如圖7中所圖解說明，在一初始狀態中，複數個電泳粒子20位於待避區R1中。在此情形中，於所有像素中，電泳粒子20被多孔層30屏蔽，且因此在其中自對置基板50之側觀看電泳裝置150的情形中並不產生對比度(不顯示一影像)。
在其中由TFT 42選擇一像素且將一電場施加於像素電極45與配對電極52之間的情形中，如圖7中所圖解說明，電泳粒子20自待避區R1穿過多孔層30(微孔33)朝向移動區R2移動。在此情形中，由於其中電泳粒子20被多孔層30屏蔽之像素與其中電泳粒子20不被多孔層30屏蔽之像素共存，因此當自對置基板50側觀看電泳裝置150時產生對比度。藉此，顯示一影像。
(顯示單元之功能及效應)
根據顯示單元，電泳裝置150具有類似於前述電泳裝置1之組態之一組態。因此，電泳裝置1之光顯示及暗顯示之光學特性得以改良，且對比度得以改良。因此，允許提供具有經改良顯示特性之一高品質顯示單元。
(4.實例)
接下來，將詳細給出對本發明技術之實施例之實例之一說明。
(實例1)
藉由以下程序藉助使用黑色電泳粒子(用於暗顯示)及一白色多孔層(含納粒子纖維結構)(用於光顯示)來製作一顯示單元。
(電泳粒子之製備)
首先，將43g之氫氧化鈉及0.37g之矽酸鈉溶解於43g之水中以獲得一溶液D。隨後，將5g之複合氧化物微粒子(DAIPYROXIDE Color TM3550，可自Dainichiseika Color & Chemicals Mfg.Co.,Ltd.購得)添加至溶液D，攪拌溶液D(達15分鐘)。此後，執行超音波攪拌(在自30℃至35℃(包含此兩者)下達15分鐘)。接下來，在90℃下加熱溶 液D。之後，滴加15 cm3之硫酸(0.22 mol/cm3)及其中溶解6.5 mg之矽酸鈉及1.3 mg之氫氧化鈉之7.5 cm3之一水溶液達2小時。隨後，在溶液D冷卻(至室溫)之後，至其添加1.8 cm3之硫酸(1 mol/cm3)。接下來，執行離心分離(在3700 rpm下達30分鐘)及傾析。此後，藉助使用乙醇執行再分散，且進一步執行離心分離(在3500 rpm下達30分鐘)及傾析兩次。隨後，將5 cm3之乙醇與0.5 cm3之水的一混合溶液添加至每一瓶，執行超音速攪拌(達1小時)，且藉此製備經矽烷塗覆之複合氧化物粒子構成之一分散溶液。
接下來，將3 cm3之水、30 cm3之乙醇及4 g之N-<3-(三甲氧基甲矽烷基)丙基>-N'-(4-乙烯基苯基)乙二胺鹽酸鹽(40%甲醇溶液)混合，且攪拌混合物(達7分鐘)。此後，混合所得混合溶液與分散溶液，攪拌(達10分鐘)其並進行離心分離(在3500 rpm下達30分鐘)。隨後，在執行傾析(作為清洗操作)之後，執行藉助使用乙醇進行之再分散及離心分離(在3500 rpm下達30分鐘)兩次。接下來，在於減小之壓力環境(室溫)中將所得物乾燥達6小時，將所得物加熱至70℃並乾燥達2小時。接下來，將所得物與50 cm3之甲苯添加在一起以獲得一溶液E。 此後，藉由一輥磨機攪拌所得物(達12小時)。隨後，將溶液E與0.5 g之丙烯酸及1.7 g之丙烯酸-2-乙基己酯添加在一起，且在氮氣氣體流下攪拌所得物(達20分鐘)。此外，將溶液E加熱至50℃並攪拌(達20分鐘)。此後，將溶液E與其中溶解0.01 g之AIBN之一甲苯溶液(3 cm3，溶液F)添加在一起，且隨後加熱至65℃並攪拌達1小時。接下來，將所得物冷卻至室溫，後續接著乙酸乙酯之添加及離心分離(在3500 rpm下達30分鐘)。隨後，在執行傾析(作為清洗操作)之後，執行藉助使用乙酸乙酯之再分散及離心分離(在3500 rpm下達30分鐘)三次。隨後，在於減小之壓力環境(室溫)中將所得物乾燥達12小時，將所得物加熱至70℃並乾燥達2小時。藉此，獲得由一經聚合物塗覆之顏料組 態之電泳粒子(電泳粒子20)。
(絕緣液體之製備)
接下來，作為一絕緣液體，混合0.75%之N,N-二甲基丙烷-1,3-二胺、12-羥基硬脂酸及甲氧基磺醯氧基甲烷(Solsperse 17000，可自Lubrizol Co.購得)、5.0%之山梨酸酐三油酸酯(Span 85)、作為一第一組分之94%之一異鏈烷烴(IsoparG，可自Exxon Mobil Corporation購得)。在此實例中，視需要，將0.2 g之電泳粒子添加至9.7 g之絕緣液體，藉由添加有氧化鋯珠(0.03 mm直徑)之一均質機攪拌所得物(達4小時)。此後，執行離心分離(在2000 rpm下達5分鐘)以移除氧化鋯珠。 此外，執行離心分離(在4000 rpm下達5分鐘)以製備其中分散有電泳粒子之一絕緣液體。
(多孔層之製備)
隨後，溶解作為一纖維結構之一形成材料之12 g之聚丙烯腈(可自Aldrich Co.購得，莫耳重量：150000)以製備紡絲溶液(溶液A及B)。接下來，作為非電泳粒子32，舉例而言，將40 g之氧化鈦(TITONE R-42，可自Sakai Chemical Industry Co.,Ltd.購得)添加至溶液B之部分，且藉由一珠磨機混合所得物以獲得一紡絲溶液(溶液C)。 隨後，將溶液A投置於一注射器中，且藉助使用一電場紡絲設備(NANON，可自MECC Co.,Ltd購得)對其上形成呈一預定圖案之形狀之一像素電極(ITO)之一玻璃基板(纖維結構31B)執行2來回紡絲。接下來，將溶液C投置於一注射器中，且如在溶液A(纖維結構31A)之情形中執行15來回紡絲。在此實例中，作為紡絲條件，電場強度係28 kV，放電率係0.5 cm3/分鐘，紡絲距離係15 cm且掃描速率係20 mm/秒。接下來，在一真空烘箱(75℃)中將玻璃基板乾燥達12小時以形成多孔層30(低折射率層30B及高折射率層30A)。
(顯示單元之組裝)
首先，自其上形成像素電極45之一玻璃基板移除附接至其中不形成像素電極45之一區之一不必要纖維結構31A。此後，在其上整個地形成配對電極52(ITO)之一玻璃基板上提供作為一間隔物之一PET膜(為20微米厚)。將其上方形成像素電極45以及纖維結構31A及31B之玻璃基板層積於間隔物上。應注意，藉助使用含珠(外直徑：20微米)之一經光固化樹脂(光敏樹脂Photoreck A-400，可自Sekisui Chemical Co.,Ltd.購得)來在其上不層積多孔層30之位置中進行追跡。最後，將其中分散有電泳粒子20之絕緣液體注射於兩個玻璃基板之間。此後，在藉由藉助一滾輪按壓整個主體來使多孔層30均勻地夾於像素電極45與配對電極52之間之後，進一步按壓及壓縮整個主體以製作一顯示單元(實例1-1)。
除此之外，亦製作其中紡絲來回數目、纖維結構之形成材料及諸如此類改變之實例2至7。表1概述實例1-1至1-7之組態。
作為實例1-1至1-7之顯示單元之效能，檢查黑色反射率(%)、白色反射率(%)及對比度比率。表2概述其結果。應注意，在藉助使用一分光光度計(MCPD-700，可自Otsuka Electronics Co.,Ltd.購得)檢查黑色反射率及白色反射率後，旋即以環形照明器量測每一基板相對於一參考擴散板在一法線方向上之每一折射率。在此等實例中，在一白色顯示狀態中施加一電壓(驅動電壓：15 V)達足夠時間以獲得一穩定折射率狀態。在此狀態中，量測黑色反射率及白色反射率。藉由將白色反射率除以黑色反射率來獲得對比度比率。
實例1-1及1-7(比較性實例)，在其中提供低折射率層30B之實例1-1中，黑色反射率降低(得以改良)且對比度比率得以改良。在實例1-1至1-3中，藉由增大紡絲來回數目，亦即，藉由增大膜厚度，黑色反射率降低。此外，在其中低折射率層30B提供於高折射率層30A之顯示表面S之側及後表面R之側兩者上之實例1-4中，白色反射率比其中紡絲來回數目與實例1-4之紡絲來回數目相同之實例2中改良更多。此 之一個原因可能係，在此情形中，移動至像素電極45之側(後表面之側)之電泳粒子20含納於後表面之側上之低折射率層30B中，且不留在白色高折射率層30A中。應注意，經降低黑色反射率由以下狀態造成。亦即，由於內體積由於多孔層30之增大之膜厚度而增大，絕緣液體10之注射量增大，且因此電泳粒子(黑色粒子)之數目增大。
此外，自實例1-5及1-6之結果發現，組態低折射率層30B之纖維結構之材料未必與高折射率層30A之材料相同，且此等材料並非特定受限，只要組態低折射率層30B之材料在絕緣液體10中展示一大致透明狀態即可。
(實例2)
(顯示單元之組裝)
首先，移除附接至其中不形成一玻璃基板(驅動基板40)之像素電極45之一區的一不必要纖維結構31A。隨後，在其上形成配對電極52(ITO)之一玻璃基板(對置基板50)上提供作為間隔物60之一PET膜(為30微米厚)。接下來，藉助使用含珠(外直徑：30微米)之一光固化樹脂(光敏樹脂Photoreck A-400，可自Sekisui Chemical Co.,Ltd.購得)來在其上不層積對置基板50之多孔層30之位置中進行追跡。此後，在其上層積其上形成多孔層30(高折射率層30A及低折射率層30B)之驅動基板40。隨後，將其中分散有電泳粒子20之絕緣液體10注射於驅動基板40與對置基板50之間。此後，藉由藉助一滾輪按壓整個主體而將多孔層30均勻地夾於兩個基板之間。最後，進一步按壓及壓縮整個主體以製作一顯示單元(實例1-1)。
藉助使用類似於前述實例1之方法(惟顯示單元之組裝除外)之一方法來製作六種類型之顯示單元(實例2-1至2-6)。量測15 V之一驅動電壓下之黑色反射率(%)、白色反射率(%)及對比度比率。此外，量測停止施加電壓後1分鐘及5分鐘的各別對比度比率。
如下製作實例2-3及2-4中之多孔層。首先，舉例而言，將2.5 g之聚丙烯腈(可自Aldrich Co.購得，莫耳重量：150000)溶解於97.5 g之DMF中以製備一溶液F。接下來，藉助使用溶液C藉由一旋塗方法在像素電極45及配對電極52上形成200 nm厚之一膜以獲得一低折射率層71B作為一連續膜。
表3概述實例2-1至2-6之組態。表4概述在實例2-1至2-6中之黑色反射率(%)、白色反射率(%)、對比度比率以及在停止施加電壓後1分鐘及5分鐘的對比度比率。
自表4發現如下。亦即，在其中使用聚丙烯腈及KF1700(聚二氟亞乙烯)之實例2-1至2-4中，與作為比較性實例之實例2-6中相比記憶體特性得以改良。因此，即使低折射率層係多孔層(低折射率層30B)或連續膜(低折射率層71B)，記憶體特性亦得以改良。然而，在其中使用多孔低折射率層30B之情形中，對比度比率得以改良且記憶體特性得以進一步改良。此外，在其中使用親水性聚氧化乙烯作為低折射率層30B之一材料之實例2-5中，幾乎不獲得任何效應。因此，發現，使用具有與電泳粒子20相互作用之一材料(諸如具有相反極性之一材料)作為低折射率層30B之一材料係較佳的。
儘管已參考實例性實施例及修改闡述本發明技術，但本發明技術並不限於前述實施例及諸如此類中所闡述之實例，且可做出各種修改。舉例而言，本發明技術之電泳裝置1、2A、2B、3、4A及4B之應用並不限於顯示單元，且本發明技術之電泳裝置1、2A、2B、3、4A及4B可應用於其他電子設備。
此外，本技術囊括本文中所闡述且併入本文中之各種實施例中之某些實施例或所有實施例之任何可能組合。
自上文所闡述之本發明之實例性實施例可能達成至少以下組態。
(1)一種電泳裝置，其包含：一絕緣液體；複數個電泳粒子，其提供於該絕緣液體中；及一多孔層，其提供於該絕緣液體中且具有一纖維結構，該多孔層包含具有不同折射率之複數個層。
(2)如(1)之電泳裝置，其中該多孔層之該複數個層包含一多孔高折射率層及一低折射率層，該低折射率層至少提供於一顯示表面之一側上。
(3)如(2)之電泳裝置，其中該低折射率層包含兩個低折射率層，且該多孔層包含其間具有該高折射率層之該兩個低折射率層。
(4)如(2)或(3)之電泳裝置，其中該低折射率層具有等於或小於大約2之一折射率。
(5)如(2)至(4)中任一項之電泳裝置，其中該低折射率層係一多孔層。
(6)如(2)至(4)中任一項之電泳裝置，其中該低折射率層係一連續膜。
(7)如(2)至(6)中任一項之電泳裝置，其中該低折射率層具有實質上等於該絕緣液體之一折射率之一折射率。
(8)如(2)至(7)中任一項之電泳裝置，其中該低折射率層之一折射率與該絕緣液體之一折射率之間的一差等於或小於大約0.5。
(9)如(1)至(8)中任一項之電泳裝置，其中該纖維結構包含具有不同於該等電泳粒子之光學特性之光學特性之複數個非電泳粒子。
(10)如(9)之電泳裝置，其中該等電泳粒子對該低折射率層比對包含該等非電泳粒子之該多孔結構具有更高親和力。
(11)如(2)至(10)中任一項之電泳裝置，其中該低折射率層具有不同於該等電泳粒子之一極性之一極性。
(12)如(1)至(11)中任一項之電泳裝置，其中該纖維結構由一聚合物材料及一無機材料中之一者組態。
(13)如(1)至(12)中任一項之電泳裝置，其中該纖維結構包含微孔，且該等微孔具有介於自大約0.01微米至大約10微米(包含此兩者)之範圍內之一平均孔直徑。
(14)如(1)至(13)之電泳裝置，其中該纖維結構藉由一靜電紡絲方法形成。
(15)如(1)至(14)中任一項之電泳裝置，其中該纖維結構係一奈米 纖維。
(16)如(9)至(15)中任一項之電泳裝置，其中該等電泳粒子及該等非電泳粒子各自由選自由以下各項組成之一群組之一材料形成：一有機顏料、一無機顏料、一染料、一碳材料、一金屬材料、一金屬氧化物、玻璃及一聚合物材料。
(17)如(9)至(16)中任一項之電泳裝置，其中該等非電泳粒子之該等光學特性高於該等電泳粒子之該等光學特性。
(18)一種具有提供於一對基底物質之間的一電泳裝置之顯示單元，該等基底物質中之一者或兩者係為一透光型且該等基底物質中之每一者具備一電極，該電泳裝置包含：一絕緣液體；複數個電泳粒子，其提供於該絕緣液體中；及一多孔層，其提供於該絕緣液體中且具有一纖維結構，該多孔層包含具有不同折射率之複數個層。
[1]一種顯示設備，其包括：一第一層，其具有一第一折射率；一第二層，其具有一第二折射率，毗鄰於該第一層安置，該第二折射率不同於該第一折射率；及複數個電泳粒子，其與該第一層及該第二層中之至少一者相關聯。
[2]如[1]之顯示設備，其中該複數個電泳粒子位於該第一層及該第二層中之該至少一者內。
[3]如[2]之顯示設備，其中該複數個電泳粒子位於該第二層內。
[4]如[1]至[3]中任一項之顯示設備，其中該複數個電泳粒子可在該第一層及該第二層中之該至少一者內移動。
[5]如[1]至[4]中任一項之顯示設備，其中該第一折射率大於該第 二折射率。
[6]如[1]至[5]中任一項之顯示設備，其進一步包括具有一第三折射率之一第三層，該第一折射率不同於該第三折射率，且該第一層位於該第二層與該第三層之間。
[7]如[1]至[6]中任一項之顯示設備，其進一步包括一絕緣液體，其中該複數個電泳粒子分散於該絕緣液體內。
[8]如[7]之顯示設備，其中該絕緣液體之一折射率不同於該第一折射率。
[9]如[8]之顯示設備，其中該絕緣液體之該折射率與該第二折射率相同。
[10]如[8]或[9]之顯示設備，其中該絕緣液體之該折射率與該第二折射率之間的一差小於0.5。
[11]如[7]至[10]中任一項之顯示設備，其中該第二層及該絕緣液體係透明的。
[12]如[1]至[11]中任一項之顯示設備，其進一步包括鍵結至該等電泳粒子之表面之一官能基。
[13]如[1]至[12]中任一項之顯示設備，其中該第一層之一極性與該複數個電泳粒子之一極性相同。
[14]如[1]至[13]中任一項之顯示設備，其中該複數個電泳粒子展現一暗顯示色彩。
[15]如[1]至[14]中任一項之顯示設備，其中該第一層及該第二層中之至少一者係多孔的，具有0.01微米至10微米之一平均孔直徑。
[16]如[1]至[15]中任一項之顯示設備，其中該第一層及該第二層中之至少一者係纖維的，具有0.001微米至0.1微米之一平均纖維直徑。
[17]一種製造一顯示設備之方法，其包括： 毗鄰於具有一第二折射率之一第二層定位具有一第一折射率之一第一層，該第二折射率不同於該第一折射率；及將複數個電泳粒子定位於該第一層及該第二層中之至少一者內。
[18]如[17]之方法，其中該第一折射率大於該第二折射率。
[19]如[17]或[18]之方法，其進一步包括毗鄰於該第一層定位具有一第三折射率之一第三層，以使得該第一層位於該第二層與該第三層之間，該第一折射率不同於該第三折射率。
[20]如[17]至[19]中任一項之方法，其進一步包括將該複數個電泳粒子分散於具有不同於該第一折射率之一折射率之一絕緣液體內。
[21]如[20]之方法，其中該絕緣液體之該折射率與該第二折射率相同。
[22]如[20]之方法，其中該絕緣液體之該折射率與該第二折射率之間的一差小於0.5。
[23]如[20]之方法，其中該第二層及該絕緣液體係透明的。
[24]一種操作一顯示設備之方法，其包括：施加一電場以致使複數個電泳粒子穿過具有一第一折射率之一第一層朝向具有一第二折射率之一第二層移動，該第二折射率不同於該第一折射率。
[25]如[24]之方法，其中該第一折射率大於該第二折射率。
[26]如[24]或[25]之方法，其中該複數個電泳粒子朝向該第二層之移動包括維持該複數個電泳粒子在該第二層內之一位置，從而導致該第二層展現一暗顯示色彩。
本發明含有與2012年11月27日在日本專利局提出申請之日本優先權專利申請案JP 2012-258543中所揭示之標的物相關之標的物，該日本優先權專利申請案之全部內容特此以引用方式併入。
熟習此項技術者應理解，可相依於設計要求及其他因素而做出各種修改、組合、子組合及變更，只要其歸屬於隨附申請專利範圍及其等效範圍之範疇內即可。
1‧‧‧電泳裝置
10‧‧‧絕緣液體
20‧‧‧電泳粒子
30‧‧‧多孔層
30A‧‧‧高折射率層/多孔高折射率層/白色高折射率層
30B‧‧‧低折射率層/多孔低折射率層
32‧‧‧非電泳粒子
33‧‧‧微孔

Claims (25)

  1. 一種顯示設備，其包括：一第一多孔層，其具有一第一折射率；一第二多孔層，其具有一第二折射率，毗鄰於該第一層安置，該第二折射率不同於該第一折射率；及複數個電泳粒子，其具有與該第一多孔層之一極性相同之一極性。
  2. 如請求項1之顯示設備，其中該複數個電泳粒子位於該第一多孔層及該第二多孔層中之該至少一者內。
  3. 如請求項2之顯示設備，其中該複數個電泳粒子位於該第二多孔層內。
  4. 如請求項1之顯示設備，其中該複數個電泳粒子可在該第一多孔層及該第二多孔層中之該至少一者內移動。
  5. 如請求項1之顯示設備，其中該第一折射率大於該第二折射率。
  6. 如請求項1之顯示設備，進一步包括具有一第三折射率之一第三多孔層，該第一折射率不同於該第三折射率，且該第一多孔層位於該第二多孔層與該第三多孔層之間。
  7. 如請求項1之顯示設備，進一步包括一絕緣液體，其中該複數個電泳粒子分散於該絕緣液體內。
  8. 如請求項7之顯示設備，其中該絕緣液體之一折射率不同於該第一折射率。
  9. 如請求項8之顯示設備，其中該絕緣液體之該折射率與該第二折射率相同。
  10. 如請求項8之顯示設備，其中該絕緣液體之該折射率與該第二折射率之間之一差小於0.5。
  11. 如請求項7之顯示設備，其中該第二多孔層及該絕緣液體係透明的。
  12. 如請求項1之顯示設備，進一步包括鍵結至該等電泳粒子之表面之一官能基。
  13. 如請求項1之顯示設備，其中該複數個電泳粒子展現一暗顯示色彩。
  14. 如請求項1之顯示設備，其中該第一多孔層及該第二多孔層中之至少一者具有0.01微米至10微米之一平均孔直徑。
  15. 如請求項1之顯示設備，其中該第一多孔層及該第二多孔層中之至少一者係纖維的，具有0.001微米至0.1微米之一平均纖維直徑。
  16. 一種製造一顯示設備之方法，其包括：毗鄰於具有一第二折射率之一第二多孔層，定位具有一第一折射率之一第一多孔層，該第二折射率不同於該第一折射率；及將複數個電泳粒子定位於該第一多孔層及該第二多孔層中之至少一者內，該複數個電泳粒子具有與該第一多孔層之一極性相同之一極性。
  17. 如請求項16之方法，其中該第一折射率大於該第二折射率。
  18. 如請求項16之方法，進一步包括毗鄰於該第一多孔層定位具有一第三折射率之一第三多孔層，使得該第一多孔層位於該第二多孔層與該第三多孔層之間，該第一折射率不同於該第三折射率。
  19. 如請求項16之方法，進一步包括將該複數個電泳粒子分散於具有不同於該第一折射率之一折射率之一絕緣液體內。
  20. 如請求項19之方法，其中該絕緣液體之該折射率與該第二折射 率相同。
  21. 如請求項19之方法，其中該絕緣液體之該折射率與該第二折射率之間之一差小於0.5。
  22. 如請求項19之方法，其中該第二多孔層及該絕緣液體係透明的。
  23. 一種操作一顯示設備之方法，其包括：施加一電場以致使複數個電泳粒子穿過具有一第一折射率之一第一多孔層朝向具有一第二折射率之一第二多孔層移動，該第二折射率不同於該第一折射率，該複數個電泳粒子具有與該第一多孔層之一極性相同之一極性。
  24. 如請求項23之方法，其中該第一折射率大於該第二折射率。
  25. 如請求項23之方法，其中該複數個電泳粒子朝向該第二多孔層之移動包括維持該複數個電泳粒子在該第二多孔層內之一位置，從而導致該第二多孔層展現一暗顯示色彩。
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