WO2012056981A1 - 電気泳動表示装置 - Google Patents

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WO2012056981A1
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cell
display device
charged particles
electrophoretic display
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井上　浩
智規 吉次
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株式会社サクラクレパス
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    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/34—Colour display without the use of colour mosaic filters

Definitions

  • the present invention relates to an electrophoretic display device.
  • an electrophoretic display device (so-called electronic paper) using electrophoresis of charged particles is considered to be the optimum technology for next-generation display devices.
  • an electrophoretic display device for example, as proposed in Patent Document 1, a device that displays a full-color image using microencapsulated charged particles is widely known.
  • This electrophoretic display device has a plurality of microcapsules provided with electrodes on the front and back surfaces, and in each microcapsule, positively charged white charged particles and negatively charged colored charged particles ( For example, cyan, magenta, or yellow) is filled.
  • the electrophoretic display device for example, when it is desired to display blue in a certain range of the screen, in this range, in the microcapsule filled with cyan colored charged particles, the colored charged particles are moved to the surface side, In other microcapsules, white charged particles are moved to the surface side. In other words, in a microcapsule filled with colored charged particles other than cyan, the colored charged particles are not used for color display, and blue and white are mixed on the screen, so the color of the image becomes light and accurate. There was a problem that a color image could not be displayed.
  • an object of the present invention is to provide an electrophoretic display device capable of displaying a highly accurate color image.
  • An electrophoretic display device has been made to solve the above-described problem, and has at least three layers of cells containing charged particles, and is arranged in a matrix to display a plurality of pixels.
  • the cells are colored in different colors.
  • each display unit is provided for each pixel, and each display unit includes at least three layers of cells. Since each cell contains charged particles colored in different colors, it is possible to display various colors in one pixel by applying a voltage to the first and second electrodes. There is no useless pixel in the image range, and a highly accurate color image can be displayed.
  • the “color different for each cell” is not particularly limited, and examples thereof include cyan, magenta, and yellow, red, green, and blue.
  • the “side edge portion of the cell” means an upper surface edge portion, a lower surface edge portion, and a side surface of the cell.
  • one of the first and second electrodes is provided outside the cell and the other is provided inside the cell. According to this configuration, since the first electrode and the second electrode are separated by the cell, for example, even when the display unit is pressed by a finger, a touch pen, or the like and the cell is deformed, the first electrode And the second electrode are not in contact with each other, and it is possible to prevent a short circuit from occurring between the first electrode and the second electrode.
  • both the first and second electrodes may be provided outside the cell, and the second electrode may be located on the side surface of the cell. According to this configuration, even when the cell is deformed radially inward, since at least the side wall portion of the cell is interposed between the first electrode and the second electrode, the first electrode and the second electrode Are not in contact with each other, and a short circuit can be prevented from occurring between the first electrode and the second electrode.
  • the second electrode can be provided over the entire side edge of each cell. According to this configuration, charged particles that are not used for pixel color display can be reliably accumulated on the side surface of the cell, so that a more accurate color image can be displayed.
  • the electrophoretic display device may further include a shielding unit that is provided so as to cover a peripheral portion of the upper surface of each display unit and shields charged particles accumulated on the second electrode. According to this configuration, it is possible to reliably prevent the charged particles that are not used for the color display of the pixels from being visually recognized, and thus it is possible to display a more accurate color image.
  • the electrophoretic display device may further include a reflection plate that is provided below each display unit and reflects light that has passed through the cell.
  • the charged particles may be electret particles having a negative charge made of a material containing fluorine. According to this configuration, charged particles can be regularly and rapidly electrophoresed.
  • a highly accurate color image can be displayed.
  • FIG. 1 is a schematic front sectional view of an electrophoretic display device according to an embodiment of the present invention. It is a perspective view which shows operation
  • the electrophoretic display device 1 includes a plurality of display units 2, and the display unit 2 includes first to third cells 5a to 5c. Inside, a first electrode 3 and a second electrode 4 are provided.
  • Each display unit 2 is provided for each pixel constituting an image, and includes first to third cells 5a to 5c stacked in the height direction as shown in FIG.
  • the first to third cells 5a to 5c are formed of, for example, a transparent synthetic resin such as glass or polyethylene terephthalate so that light can be transmitted.
  • a base 7 for supporting the second electrode 4 is provided on the lower surface. Examples of the material of the substrate 7 include transparent synthetic resins such as glass and polyethylene terephthalate, but are not particularly limited as long as the resin or metal can support the first electrode 3 and the second electrode 4. .
  • a reflection plate for reflecting the light transmitted through the display unit 2 and a white plate or a black plate as a background color of the image may be provided below the third cell 5c.
  • first to third charged particles 6a to 6c are accumulated on the second electrode 4 at the peripheral edge of the upper surface of the first cell 5a.
  • Shielding means may be provided so that it can be shielded.
  • This shielding means is, for example, a black matrix made of a material satisfying a light shielding property, corrosion resistance, etc., or a colored resin on the peripheral edge of the upper surface of the first cell 5a. Etc., or by directly coloring the peripheral edge of the upper surface of the first cell 5a with a color (for example, black) that can shield the first to third charged particles 6a to 6c.
  • the area of the shielding means is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 40% with respect to the area of the upper surface of the first cell 5a.
  • a first electrode 3 and a second electrode for collecting first to third charged particles 6a to 6c described later are collected. 4 is provided.
  • the second electrode 4 is disposed over the entire inner surface of each of the first to third cells 5a to 5c.
  • the first electrode 3 is disposed on the bottom surface of the first to third cells 5a to 5c so as not to be short-circuited with the second electrode 4 inside the second electrode 4.
  • the first electrode 3 can have various shapes such as a plate shape, a stripe shape, a lattice shape, and a dot shape.
  • the first electrode 3 and the second electrode 4 are not particularly limited.
  • a highly conductive metal such as copper or silver, a transparent conductive resin, an ITO (indium tin oxide) film, or the like. Can be used.
  • the first charged particles 6a colored cyan in the first cell 5a, the second charged particles 6b colored magenta in the second cell 5b, the second The third charged particle 6c colored yellow is accommodated in the third cell 5c.
  • the first to third cells 5a to 5c are filled with an electrophoretic medium for causing the first to third charged particles 6a to 6c to be electrophoresed.
  • the electrophoretic medium in addition to air, for example, ethylene glycol (EG), propylene glycol (PG), silicone oil such as glycerin and dimethyl silicone oil, fluorine oil such as perfluoropolyether oil, or petroleum oil
  • the liquid medium include silicone oil.
  • the first to third charged particles 6a to 6c are made of a material containing fluorine and are electret particles that are negatively charged.
  • the average particle diameter of the first to third charged particles 6a to 6c is not particularly limited, but is 0.01 to 20 ⁇ m for a small display, and usually 0.5 for a large display. -3 mm, preferably 1-2 mm.
  • the first to third charged particles 6a to 6c for a small display include, for example, a liquid fluorine-containing compound (non-polymerizable) or a fluorine-containing polymerizable compound in a liquid in which they are not compatible with each other under normal pressure or pressure.
  • the emulsion particles can be produced by irradiating the emulsion particles with an electron beam or radiation in a suspended state or in a state of being redispersed in an electrophoretic medium.
  • the irradiation conditions of the electron beam or the radiation are not limited as long as the particles can be electretized.
  • an electron beam accelerator may be used to irradiate about 10 to 50 kGy.
  • Irradiation with gamma rays of about 15 kGy is sufficient.
  • fluorine-containing compound and fluorine-containing polymerizable compound that are liquid under pressure those that are liquid at a temperature of about 0 to 100 ° C. and a pressure of about 5 to 30 bar can be suitably used.
  • Prepare emulsified particles When using a fluorine-containing polymerizable compound, the emulsified particles are cured by heating or ultraviolet irradiation. In the case of heat curing, for example, it may be cured by heating at about 80 ° C. for 1 hour. In the case of irradiation with ultraviolet rays, it may be cured by irradiating with ultraviolet rays having a wavelength of 365 nm of about 1 to 2 J / cm 2 .
  • fluorine-containing compound known fluorine resins, fluorine oils, fluorine adhesives and the like can be widely used.
  • fluorine resin include ethylene tetrafluoride resin.
  • fluorinated oil include perfluoropolyether oil and low ethylene trifluoride chloride polymer.
  • specific examples include perfluoropolyether oil (trade name “DEMNUM” manufactured by Daikin Industries), ethylene trifluoride chloride low polymer (trade name “DAIFLOY” manufactured by Daikin Industries), and the like.
  • fluorine-based adhesive include an ultraviolet curable fluorinated epoxy adhesive. Specific examples include trade name “Optodyne” (manufactured by Daikin Industries).
  • fluorine-containing polymerizable compound known fluorine-based elastomers, fluorine paint varnishes, polymerizable fluorine resins and the like can be widely used.
  • fluorine-based elastomer used as the fluorine-containing polymerizable compound include linear fluoropolyether compounds. Specific examples include trade names “SIFEL3590-N”, “SIFEL2610”, “SIFEL8470” (all manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and the like.
  • fluorine paint varnish include an ethylene tetrafluoride / vinyl monomer copolymer (trade name “Zeffle” manufactured by Daikin Industries).
  • polymerizable fluororesin include a polymerizable amorphous fluororesin (trade name “CYTOP” manufactured by Asahi Glass).
  • the liquid in which the fluorine-containing compound and the fluorine-containing polymerizable compound are not compatible is not limited, and examples thereof include water, ethylene glycol (EG), propylene glycol (PG), glycerin, and silicone oil. From these, it selects suitably according to the fluorine-containing compound or fluorine-containing polymeric compound to be used.
  • a so-called electrophoresis medium may be used for the liquid in which the fluorine-containing compound and the fluorine-containing polymerizable compound are not compatible.
  • the electrophoresis medium include silicone oils such as ethylene glycol (EG), propylene glycol (PG), glycerin and dimethyl silicone oil, fluorine oils such as perfluoropolyether oil, and petroleum oils.
  • the emulsifier used for emulsification examples include polyvinyl alcohol and ethylene maleic anhydride.
  • the content of the emulsifier is preferably about 1 to 10% by weight in a liquid in which the fluorine-containing compound and the fluorine-containing polymerizable compound are incompatible.
  • these components can be prepared by putting them into a known mixer such as a stirrer, mixer, homogenizer and the like and mixing them uniformly. In this case, it is preferable to mix while heating.
  • the first to third charged particles 6a to 6c for a large display are, for example, formed into an electret by irradiating a fluorine-containing resin sheet with an electron beam or radiation, and then the fluorine-containing resin sheet is converted into a known plastic film crusher or the like. Can be produced by crushing.
  • the irradiation conditions of the electron beam or radiation are not limited as long as the fluorine-containing resin sheet can be electretized, but it is preferable to irradiate the entire sheet simultaneously and uniformly from the vertical direction.
  • an electron beam accelerator may be used to irradiate an electron beam of about 10 to 2000 kGy or a gamma ray of about 1 to 15 kGy.
  • the fluorine-containing resin sheet is not particularly limited as long as it functions as an electron trap.
  • a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer sheet (FEP), a tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer sheet (PFA) Polytetrafluoroethylene sheet (PTFE), Tetrafluoroethylene-ethylene copolymer sheet (ETFE), Polyvinylidene fluoride sheet (PVDF), Polychlorotrifluoroethylene sheet (PCTFE), Chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer A sheet (ECTFE) etc.
  • FEP tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer sheet
  • PFA tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer sheet
  • PTFE Polytetrafluoroethylene sheet
  • ETFE Tetrafluoroethylene-ethylene copolymer sheet
  • a pigment is blended in advance in the fluorine-containing compound, fluorine-containing polymerizable compound, and fluorine-containing resin sheet as described above.
  • the pigment is not particularly limited, but ⁇ -naphthol, naphthol AS, acetoacetate, arylamide, pyrazolone, acetoacetate arylamide, pyrazolone, ⁇ -naphthol, ⁇ -oxy Examples thereof include naphthoic acid-based (BON acid-based), naphthol AS-based, and acetoacetate allylide-based azo pigments.
  • phthalocyanine anthraquinone (slen), perylene / perinone, indigo / thioindigo, quinacridone, dioxazine, isoindolinone, quinophthalone, metal complex pigment, methine / azomethine, diketopyrrolo
  • polycyclic pigments such as pyrrole.
  • Other examples include azine pigments, daylight fluorescent pigments (dye resin solid solutions), hollow resin pigments, nitroso pigments, nitro pigments, and natural pigments.
  • Specific commercial products include Symuler® fast® yellow® 4GO, Fasdtogen® super®magenta® RG, Fasdtogen® blue® TGR manufactured by DIC Corp., Fuji® fast® red® 7R3300E, Fuji® fast® carmine® 527 manufactured by Fuji Dye Co., Ltd., and the like.
  • the particle diameter of these pigments is preferably about 0.02 to 20 ⁇ m, more preferably about 0.02 to 3 ⁇ m.
  • the operation of the above-described electrophoretic display device 1 will be described with reference to FIGS.
  • the first to third cells 5a to 5c are collectively indicated as a cell 5, and the first to third charged particles are generally indicated as a charged particle 6.
  • the first electrode 3 becomes the positive electrode in the first cell 5 a in which the first charged particles 6 a colored cyan are accommodated.
  • a voltage is applied to the first electrode 3 and the second electrode 4 so that the second electrode 4 becomes a negative electrode, the first charged particles 6a are attracted to the first electrode 3 and the first cell It is arrange
  • voltage is applied to the first electrode 3 and the second electrode 4 so that the first electrode 3 becomes a negative electrode and the second electrode 4 becomes a positive electrode.
  • the second and third charged particles 6b, 6c are attracted to the second electrode 4 and arranged on the inner side surfaces of the second and third cells 5a, 5b.
  • FIG. 2B When the display unit 2 is confirmed from above in this state, only the color (cyan) of the first charged particle 6a is visually recognized, and the color (magenta) of the second charged particle 6b and the third Since the color (yellow) of the charged particle 6c cannot be seen behind the second and third cells 5b, 5c, the second electrode 4 or the shielding means, blue is displayed on the pixel (FIG. 3 ( a)).
  • the second charged particle 6b is placed on the bottom surface of the second cell 5b with the first electrode 3 as the positive electrode and the second electrode 4 as the negative electrode in the second cell 5b.
  • the first electrode 3 is used as a negative electrode
  • the second electrode 4 is used as a positive electrode
  • the first and third charged particles 6a are moved (FIG. 2A).
  • 6c are moved to the inner surfaces of the first and third cells 5a, 5c (FIG. 2B).
  • the third electrode 5c is the positive electrode
  • the second electrode 4 is the negative electrode
  • the third charged particle 6c is the bottom surface of the third cell 5c in the third cell 5c.
  • FIG. 2A in the first and second cells 5a and 5b, the first and second charged particles 6a with the first electrode 3 as the negative electrode and the second electrode 4 as the positive electrode. , 6b are moved to the inner surfaces of the first and second cells 5a, 5b (FIG. 2B).
  • the magnitude of the voltage applied to the first electrode 3 and the second electrode 4 in the first to third cells 5a to 5c is adjusted, and the first to second cells are adjusted.
  • 3 charged particles 6a to 6c are dispersed (FIG. 3D).
  • the electrophoretic display device 1 of the present embodiment has a configuration in which each display unit 2 corresponding to each pixel is stacked with the first to third cells 5a to 5c.
  • each display unit 2 corresponding to each pixel is stacked with the first to third cells 5a to 5c.
  • the first to third cells 5a to 5c are formed in a rectangular shape, but are not particularly limited to this, and may have various shapes such as a cylindrical shape and a polygonal column shape.
  • the display unit 2 is composed of three layers of cells. However, the display unit 2 only needs to have at least three layers of cells.
  • the display unit is composed of four or more layers of cells, cyan A cell containing charged particles colored in colors other than magenta and yellow (for example, white, black, or intermediate color) can be provided.
  • the display unit 2 includes the first cell 5a containing the first charged particles 6a (cyan), the second cell 5b containing the second charged particles 6b (magenta), and Although the third cells 5c containing the third charged particles (yellow) are stacked in order, the stacking order of these cells can be changed.
  • the first to third charged particles 6a to 6c are colored cyan, magenta, and yellow, respectively, but the color of the charged particles can be selected as appropriate, for example, red , Green, blue and the like.
  • the first to third charged particles 6a to 6c are negatively charged electret particles, but are not particularly limited as long as they are particles that can be electrophoresed in the cell. Instead, it may be positively charged or not electretized.
  • the 2nd electrode 4 was provided over the inner surface whole periphery of each cell, what is necessary is just to be able to collect charged particles on the side surface of a cell, for example, on one side surface of a cell. May be provided.
  • FIG. 8 At least one of the first and second electrodes can be provided outside the cell.
  • the second electrode when the first electrode 3 is provided on the inner bottom surface of the cell 5, the second electrode is formed on the upper surface side end or the lower surface side end outside the cell 5.
  • An electrode 4 can be provided.
  • the second electrode 4 may be integrally formed in the adjacent cells 5.
  • the first electrode 3 and the second electrode 4 are separated from the ceiling portion 51 or the bottom portion 52 of the cell 5, so that the display unit of the electrophoretic display device is pressed with, for example, a finger or a touch pen.
  • the first electrode 3 and the second electrode 4 are not in contact with each other, and a short circuit can be prevented from occurring.
  • the first electrode 3 may be provided on the inner bottom surface of the cell 5 and the second electrode 4 may be provided on the outer side surface of the cell 5.
  • the side wall 53 of the cell 5 is interposed between the first electrode 3 and the second electrode 4, and a short circuit occurs between the first electrode 3 and the second electrode 4. Can be prevented.
  • a partition portion 8 is provided between the adjacent cells 5 as shown in FIG. It is preferable.
  • the material of the partition portion 8 is not particularly limited.
  • an insulator such as a thermosetting resin such as phenol, epoxy, melamine, urea, or polyurethane, or a general-purpose plastic such as polyethylene, polypropylene, or acrylic resin is used.
  • a thermosetting resin such as phenol, epoxy, melamine, urea, or polyurethane
  • a general-purpose plastic such as polyethylene, polypropylene, or acrylic resin.
  • the first electrode 3 is provided on the bottom surface of the cell 5, but may be provided on the top surface of the cell 5.
  • the first electrode 3 when the second electrode 4 is provided on the inner surface of the cell 5, the first electrode 3 can be provided on the outer upper surface or the outer lower surface of the cell 5. .
  • the first electrodes 3 in the plurality of cells 5 may be integrally formed. Thereby, the ceiling part 51 or the bottom part 52 of the cell 5 is interposed between the first electrode 3 and the second electrode 4, and a short circuit is caused between the first electrode 3 and the second electrode 4. It can be prevented from occurring.
  • the first electrode 3 can be provided on the lower surface of the cell 5 and the second electrode 4 can be provided on the upper surface of the cell 5.
  • the ceiling part 51 and the bottom part 52 of the cell 5 are interposed between the first electrode 3 and the second electrode 4, between the first electrode 3 and the second electrode 4. A short circuit can be prevented from occurring.
  • the first electrode 3 when the first electrode 3 is provided on the lower surface of the cell 5 and the second electrode 4 is provided on the side surface of the cell 5 outside the cell 5, the first electrode Since the side wall 53 and the bottom 52 of the cell 5 are interposed between the first electrode 3 and the second electrode 4, even if the cell 5 is deformed radially inward, the first electrode 3 and the second electrode 4 It is possible to prevent a short circuit from occurring.
  • the first electrode 3 is provided on the bottom surface of the cell 5, but may be provided on the top surface of the cell 5.
  • Electrophoretic display apparatus 2 Display part 3 1st electrode 4 2nd electrode 5a-5c 1st-3rd cell 6a-6c 1st-3rd charged particle

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Abstract

高精度のカラー画像を表示可能な電気泳動表示装置を提供する。 荷電粒子を収容する少なくとも３層のセルを有し、マトリクス状に配置されて各画素を表示する複数の表示部と、各セルの上面又は下面に設けられた第１の電極と、各セルの側端部に設けられた第２の電極と、を備え、荷電粒子は、各表示部においてセル毎に異なる色に着色されている、電気泳動表示装置。

Description

電気泳動表示装置
　本発明は、電気泳動表示装置に関するものである。
　近年、荷電粒子の電気泳動による電気泳動表示装置（いわゆる電子ペーパー）が、次世代表示装置の最適技術と考えられている。このような電気泳動表示装置としては、例えば、特許文献１に提案されているように、マイクロカプセル化された荷電粒子を用いてフルカラーの画像を表示するものが広く知られている。この電気泳動表示装置は、表面及び背面に電極が設けられた複数のマイクロカプセルを有しており、各マイクロカプセル内には正に帯電させた白色荷電粒子と負に帯電させた着色荷電粒子（例えば、シアン、マゼンタ、又はイエロー）とが充填されている。この装置において、マイクロカプセルの表面の電極が負極且つ背面の電極が正極となるよう電極に電圧を印加すると、白色荷電粒子がマイクロカプセルの表面側に、着色荷電粒子がマイクロカプセルの背面側に向かって移動するため、画面には白色が表示される。一方、マイクロカプセルの表面の電極が正極且つ背面の電極が負極となるよう電極に電圧を印加したときは、着色荷電粒子がマイクロカプセルの表面側に、白色荷電粒子が背面側に向かって移動するため、画面には着色荷電粒子の色が表示される。
特開２００５－２４１７８４号公報
　上述したような電気泳動表示装置は、例えば、画面のある範囲に青色を表示したい場合、この範囲内において、シアンの着色荷電粒子が充填されたマイクロカプセルでは着色荷電粒子を表面側に移動させ、他のマイクロカプセルでは白色荷電粒子を表面側に移動させる。すなわち、シアン以外の着色荷電粒子が充填されたマイクロカプセルでは着色荷電粒子が色表示には用いられず、画面では青色と白色とが混在することになるため、画像の色が薄くなり、精度よくカラー画像を表示することができないという問題があった。
　そこで、本発明は、高精度のカラー画像を表示可能な電気泳動表示装置を提供することを課題とする。
　本発明に係る電気泳動表示装置は、上記課題を解決するためになされたものであり、荷電粒子を収容する少なくとも３層のセルを有し、マトリクス状に配置されて各画素を表示する複数の表示部と、前記各セルの上面又は下面に設けられた第１の電極と、前記各セルの側端部に設けられた第２の電極と、を備え、前記荷電粒子は、前記各表示部において前記セル毎に異なる色に着色されている。
　上記電気泳動表示装置は、画素毎に表示部が設置されており、各表示部は少なくとも３層のセルから構成されている。この各セルには異なる色に着色された荷電粒子が収容されているため、第１及び第２の電極に電圧を印加することによって１つの画素においてさまざまな色を表示することが可能であり、画像範囲内に無駄な画素が存在することがなく、高精度のカラー画像を表示することができる。なお、本発明において、「セル毎に異なる色」とは、特に限定されるものではないが、例えば、シアン、マゼンタ、及びイエローや、レッド、グリーン、及びブルー等である。なお、本発明において、「セルの側端部」とは、セルの上面縁部、下面縁部、及び側面を意味している。
　上記電気泳動表示装置は、第１及び第２の電極の一方がセルの外側に設けられるとともに他方がセルの内側に設けられていることが好ましい。この構成によれば、第１の電極と第２の電極とがセルによって隔てられることとなるため、例えば、指やタッチペン等で表示部が押圧されてセルが変形した場合でも、第１の電極と第２の電極とが接触することがなく、第１の電極と第２の電極との間で短絡が生じるのを防止することができる。
　また、上記電気泳動表示装置は、第１及び第２の電極の双方がセルの外側に設けられ、第２の電極がセルの側面に位置していてもよい。この構成によれば、セルが径方向内側に変形した場合でも、第１の電極と第２の電極との間に少なくともセルの側壁部が介在するため、第１の電極と第２の電極とが接触することがなく、第１の電極と第２の電極との間で短絡が生じるのを防止することができる。
　また、上記電気泳動表示装置において、第２の電極は各セルの側端部全周に亘って設けることができる。この構成によれば、画素の色表示に使用しない荷電粒子を確実にセルの側面に集積させることができるため、より高精度のカラー画像を表示することができる。
　また、上記電気泳動表示装置は、各表示部の上面の周縁部を覆うように設けられ、第２の電極に集積する荷電粒子を遮蔽するための遮蔽手段をさらに備えていてもよい。この構成によれば、画素の色表示に使用しない荷電粒子を確実に視認できないようにすることができるため、より高精度のカラー画像を表示することができる。
　また、上記電気泳動表示装置は、各表示部の下方に設けられ、セルを通過した光を反射させるための反射板をさらに備えていてもよい。
　また、上記電気泳動表示装置において、荷電粒子は、フッ素を含有する材料から成り、負電荷を有するエレクトレット性粒子とすることができる。この構成によれば、荷電粒子を規則的且つ高速に電気泳動させることができる。
　本発明によれば、高精度のカラー画像を表示することができる。
本発明の一実施形態に係る電気泳動表示装置の正面断面概略図である。 本発明の一実施形態に係る電気泳動表示装置における荷電粒子の動作を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電気泳動表示装置の動作を示す正面断面概略図である。 上記実施形態の変形例に係る電気泳動表示装置におけるセルの正面断面概略図である。 上記実施形態の変形例に係る電気泳動表示装置の正面断面概略図である。 上記実施形態の変形例に係る電気泳動表示装置におけるセルの正面断面概略図である。 上記実施形態の変形例に係る電気泳動表示装置の正面断面概略図である。 上記実施形態の変形例に係る電気泳動表示装置におけるセルの正面断面概略図である。
　以下、本発明に係る電気泳動表示装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
　本実施形態に係る電気泳動表示装置１は、図１に示すように、複数の表示部２を備え、この表示部２は第１～第３のセル５ａ～５ｃを有しており、各セル内には第１の電極３及び第２の電極４が設けられている。
　各表示部２は、画像を構成する画素毎に設けられており、図１に示すように、高さ方向に積層された第１～第３のセル５ａ～５ｃから構成されている。この第１～第３のセル５ａ～５ｃは、光を透過させることが可能なよう、例えば、ガラスやポリエチレンテレフタラートといった透明性合成樹脂等で形成されており、後述する第1の電極３及び第２の電極４を支持するための基盤７が下面に設けられている。この基盤７の材質としては、例えば、ガラスやポリエチレンテレフタラートといった透明性合成樹脂等が挙げられるが、第1の電極３及び第２の電極４を支持可能な樹脂又は金属であれば特に限定されない。なお、第３のセル５ｃの下方には、表示部２を透過してきた光を反射させるための反射板や、画像の背景色となる白色板又は黒色板が設けられていてもよい。また、第１のセル５ａの上面周縁部には、後述する第１～第３の荷電粒子６ａ～６ｃが第２の電極４に集積したときにこの第１～第３の荷電粒子６ａ～６ｃを遮蔽することができるよう、遮蔽手段を設けてもよい。この遮蔽手段は、例えば、第１のセル５ａの上面周縁部に例えば、金属クロム膜や酸化クロム膜、その他、遮光性、耐腐食性等を満たす材料で作製されたブラックマトリックスや、着色した樹脂等を配置したり、第１～第３の荷電粒子６ａ～６ｃを遮蔽可能な色（例えば黒色）で第１のセル５ａの上面周縁部を直接着色したりすることによって形成することができる。遮蔽手段の面積は、特に限定されるものではないが、第１のセル５ａ上面の面積に対して０．５～４０％であることが好ましい。
　第１～第３のセル５ａ～５ｃの内部には、図１に示すように、後述する第１～第３の荷電粒子６ａ～６ｃを収集するための第１の電極３及び第２の電極４が設けられている。第２の電極４は、第１～第３のセル５ａ～５ｃそれぞれの内側面全周に亘って配置されている。第１の電極３は、第２の電極４の内側において、この第２の電極４と短絡しないように第１～第３のセル５ａ～５ｃの底面に配置されている。この第１の電極３は、例えば、板状やストライプ状、格子状、ドット状等、種々の形状とすることができる。第１の電極３及び第２の電極４としては、特に限定されるものではないが、例えば、銅や銀といった導電性のよい金属、透明な導電性樹脂、又はＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜等を使用することができる。
　また、図１に示すように、第１のセル５ａ内にはシアンに着色された第１の荷電粒子６ａ、第２のセル５ｂ内にはマゼンタに着色された第２の荷電粒子６ｂ、第３のセル５ｃ内にはイエローに着色された第３の荷電粒子６ｃが収容されている。また、第１～第３のセル５ａ～５ｃ内には、第１～第３の荷電粒子６ａ～６ｃを電気泳動させるための電気泳動媒体が充填されている。電気泳動媒体としては、空気の他、例えば、エチレングリコール（ＥＧ）、プロピレングリコール（ＰＧ）、グリセリン、ジメチルシリコーンオイル等のシリコーンオイル、パーフルオロポリエーテルオイル等のフッ素系オイル、又は石油系オイルといった液体媒体が挙げられ、液体媒体の中では特にシリコーンオイルが好ましい。
　第１～第３の荷電粒子６ａ～６ｃは、フッ素を含有する材料から成り、負帯電性のエレクトレット性粒子である。この第１～第３の荷電粒子６ａ～６ｃの平均粒子径は、特に限定されるものではないが、小型ディスプレイの場合は０．０１～２０μｍであり、大型ディスプレイの場合は、通常０．５～３ｍｍ、好ましくは１～２ｍｍである。
　小型ディスプレイ用の第１～第３の荷電粒子６ａ～６ｃは、例えば、常圧又は加圧下で液状の含フッ素化合物（非重合性）又は含フッ素重合性化合物を、これらが相溶しない液体中で乳化することにより乳化粒子とし、乳化粒子を懸濁状態のまま又は電気泳動媒体に再分散させた状態でこの乳化粒子に電子線又は放射線を照射することで製造することができる。電子線又は放射線の照射条件は粒子をエレクトレット化できる限り限定されないが、電子線については、例えば、電子線加速器を用いて１０～５０ｋＧｙ程度のものを照射すればよく、放射線については、例えば、１～１５ｋＧｙ程度のガンマ線を照射すればよい。なお、加圧下で液状の含フッ素化合物及び含フッ素重合性化合物は、温度０～１００℃程度、圧力５～３０ｂａｒ程度で液体のものが好適に利用でき、その場合には液体となる条件下において乳化粒子を調製する。また、含フッ素重合性化合物を用いる場合は、この乳化粒子を加熱又は紫外線照射等により硬化させる。加熱硬化の場合には、例えば、８０℃程度で１時間加熱して硬化させればよい。また、紫外線照射による場合は、波長３６５ｎｍの紫外線を１～２Ｊ／ｃｍ２程度照射して硬化させればよい。
　含フッ素化合物としては、公知のフッ素系樹脂、フッ素系オイル、フッ素系接着剤等を広く利用することができる。フッ素系樹脂としては、四フッ化エチレン樹脂等が挙げられる。具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）「ＦＲ１Ｃ＝Ｒ１Ｒ２　Ｒ１＝Ｆ又はＨ、Ｒ２＝Ｆ又はＨ又はＣｌ又は任意」等が挙げられる。フッ素系オイルとしては、パーフルオロポリエーテルオイル、三フッ化塩化エチレン低重合体等が挙げられる。具体例としては、パーフルオロポリエーテルオイル（商品名「デムナム」ダイキン工業製）、三フッ化塩化エチレン低重合体（商品名「ダイフロイル」ダイキン工業製）等が挙げられる。フッ素系接着剤としては、紫外線硬化型フッ素化エポキシ接着剤等が挙げられる。具体例としては、商品名「オプトダイン」（ダイキン工業製）等が挙げられる。
　含フッ素重合性化合物としては、公知のフッ素系エラストマー、フッ素塗料ワニス、重合性フッ素樹脂等を広く利用することができる。含フッ素重合性化合物として用いられるフッ素系エラストマーとしては、直鎖状フルオロポリエーテル化合物が挙げられる。具体例としては、商品名「ＳＩＦＥＬ３５９０－Ｎ」、「ＳＩＦＥＬ２６１０」、「ＳＩＦＥＬ８４７０」（いずれも信越化学工業製）等が挙げられる。フッ素塗料ワニスとしては、四フッ化エチレン／ビニルモノマー共重合体（商品名「ゼッフル」ダイキン工業製）等が挙げられる。重合性フッ素樹脂としては、重合性アモルファスフッ素樹脂（商品名「ＣＹＴＯＰ」旭硝子製）等が挙げられる。
　含フッ素化合物及び含フッ素重合性化合物が相溶しない液体としては限定的ではないが、例えば、水、エチレングリコール（ＥＧ）、プロピレングリコール（ＰＧ）、グリセリン、シリコーンオイル等が挙げられる。これらの中から、用いる含フッ素化合物又は含フッ素重合性化合物に応じて適宜選択する。含フッ素化合物及び含フッ素重合性化合物が相溶しない液体は、いわゆる電気泳動媒体を用いてもよい。電気泳動媒体としては、例えば、エチレングリコール（ＥＧ）、プロピレングリコール（ＰＧ）、グリセリン、ジメチルシリコーンオイル等のシリコーンオイル、パーフルオロポリエーテルオイル等フッ素系オイル、石油系オイル等が挙げられる。
　乳化に用いる乳化剤としては、ポリビニルアルコール、エチレン無水マレイン酸等が挙げられる。乳化剤の含有量は、含フッ素化合物及び含フッ素重合性化合物が相溶しない液体中に１～１０重量％程度とすることが好ましい。乳化粒子を調製する際は、これらの成分を攪拌機、ミキサー、ホモジナイザー等の公知の混合機に投入し、均一に混合することによって調製することができる。この場合、加熱しながら混合することが好ましい。
　大型ディスプレイ用の第１～第３の荷電粒子６ａ～６ｃは、例えば、フッ素含有樹脂シートに電子線又は放射線を照射してエレクトレット化した後、このフッ素含有樹脂シートを公知のプラスチックフィルム粉砕装置等で破砕することによって製造することができる。電子線又は放射線の照射条件はフッ素含有樹脂シートをエレクトレット化できる限り限定されないが、垂直方向からシート全体に同時且つ均一に電子線又は放射線を照射することが好ましい。電子線又は放射線の照射量については、例えば、電子線加速器を用いて１０～２０００ｋＧｙ程度の電子線、あるいは１～１５ｋＧｙ程度のガンマ線を照射すればよい。
　フッ素含有樹脂シートとしては、電子トラップとして機能する限り特に限定されず、例えば、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体シート（FEP）、テトラフルオロエチレン－パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体シート（PFA）、ポリテトラフルオロエチレンシート（PTFE）、テトラフルオロエチレン－エチレン共重合体シート（ETFE）、ポリビニリデンフルオライドシート（PVDF）、ポリクロロトリフルオロエチレンシート（PCTFE）、クロロトリフルオエチレン－エチレン共重合体シート
（ECTFE）等が挙げられる。これらのフッ素含有樹脂シートの中でも、特にFEPシート、PFAシート及びPTFEシートの少なくとも１種が好ましい。
　上述したような含フッ素化合物、含フッ素重合性化合物、及びフッ素含有樹脂シートには予め顔料が配合されている。この顔料としては、特に限定されるものではないが、β－ナフトール系、ナフトールＡＳ系、アセト酢酸、アリールアミド系、ピラゾロン系、アセト酢酸アリールアミド系、ピラゾロン系、β－ナフトール系、β－オキシナフトエ酸系（ＢＯＮ酸系）、ナフトールＡＳ系、アセト酢酸アリリド系のアゾ顔料等が挙げられる。また、フタロシアニン系、アントラキノン系（スレン系）、ペリレン系・ペリノン系、インジゴ系・チオインジゴ系、キナクリドン系、ジオキサジン系、イソインドリノン系、キノフタロン系、金属錯体顔料、メチン・アゾメチン系、ジケトピロロピロール等の多環状顔料が挙げられる。その他、アジン顔料、昼光蛍光顔料（染料樹脂固溶体）、中空樹脂顔料、ニトロソ顔料、ニトロ顔料、天然顔料等が挙げられる。具体的な市販品としては、ＤＩＣ（株）製のSymuler fast yellow 4GO、Fasdtogen super magenta RG、Fasdtogen blue TGRや、富士色素（株）製のFuji fast red 7R3300E、Fuji fast carmine 527等が挙げられる。これらの顔料の粒子径としては、０．０２～２０μｍ程度が好ましく、０．０２～３μｍ程度がより好ましい。
　次に、上述した電気泳動表示装置１の作動について、図２及び図３も参照しつつ説明する。なお、図２においては、第１～第３のセル５ａ～５ｃを総括的にセル５、第１～第３の荷電粒子を総括的に荷電粒子６として示している。
　上記電気泳動表示装置１により、ある画素に青色を表示したい場合、シアンに着色された第１の荷電粒子６ａが収容されている第１のセル５ａ内において、第１の電極３が正極となるとともに第２の電極４が負極となるよう、第１の電極３及び第２の電極４に電圧を印加すると、第１の荷電粒子６ａが、第１の電極３に引き寄せられ、第１のセル５ａの底面に配置される（図２（ａ））。一方、第２及び第３のセル５ａ、５ｂ内においては、第１の電極３が負極となるとともに第２の電極４が正極となるよう、第１の電極３及び第２の電極４に電圧を印加すると、第２及び第３の荷電粒子６ｂ、６ｃが、第２の電極４に引き寄せられ、第２及び第３のセル５ａ、５ｂの内側面に配置される。（図２（ｂ））この状態で表示部２を上方から確認すると、第１の荷電粒子６ａの色（シアン）のみが視認され、第２の荷電粒子６ｂの色（マゼンタ）及び第３の荷電粒子６ｃの色（イエロー）は第２及び第３のセル５ｂ、５ｃ、第２の電極４又は遮蔽手段に隠れて視認することができないため、画素には青色が表示される（図３（ａ））。
　また、ある画素に赤色を表示したい場合、第２のセル５ｂ内において第１の電極３を正極、第２の電極４を負極として、第２の荷電粒子６ｂを第２のセル５ｂの底面に移動させ（図２（ａ））、第１及び第３のセル５ａ、５ｃ内においては、第１の電極３を負極、第２の電極４を正極として、第１及び第３の荷電粒子６ａ、６ｃを第１及び第３のセル５ａ、５ｃの内側面に移動させる（図２（ｂ））。この状態で表示部２を上方から確認すると、第２の荷電粒子６ｂの色（マゼンタ）のみが視認され、第１の荷電粒子６ａの色（シアン）及び第３の荷電粒子６ｃの色（イエロー）は第１及び第３のセル５ａ、５ｃ、第２の電極４又は遮蔽手段に隠れて視認することができないため、画素には赤色が表示される（図３（ｂ））。
　同様に、ある画素に黄色を表示したい場合、第３のセル５ｃ内において第１の電極３を正極、第２の電極４を負極として、第３の荷電粒子６ｃを第３のセル５ｃの底面に移動させ（図２（ａ））、第１及び第２のセル５ａ、５ｂにおいては、第１の電極３を負極、第２の電極４を正極として、第１及び第２の荷電粒子６ａ、６ｂを第１及び第２のセル５ａ、５ｂの内側面に移動させる（図２（ｂ））。この状態で表示部２を上方から確認すると、第３の荷電粒子６ｃの色（イエロー）のみが視認され、第１の荷電粒子６ａの色（シアン）及び第２の荷電粒子６ｂの色（マゼンタ）は第１及び第２のセル５ａ、５ｂ、第２の電極４又は遮蔽手段に隠れて視認することができないため、画素には黄色が表示される（図３（ｃ））。
　また、ある画素に黒色を表示する場合、第１～第３のセル５ａ～５ｃ内において、第１の電極３及び第２の電極４に印加する電圧の大きさを調整し、第１～第３の荷電粒子６ａ～６ｃを分散させる（図３（ｄ））。この状態で表示部２を上方から確認すると、第１～第３の荷電粒子６ａ～６ｃの色が混合した状態で見えるため、画素の色は黒色となる。
　以上のように、本実施形態の電気泳動表示装置１は、画素毎に対応した各表示部２が第１～第３のセル５ａ～５ｃを積層した構成となっており、この第１～第３のセル５ａ～５ｃ内における第１～第３の荷電粒子６ａ～６ｃを移動させることにより、１つの画素でさまざまな色を表示することができる。このため、画像範囲内において、画像表示に寄与しない無駄な画素が存在することがなく、結果として高精度のカラー画像を表示することができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、第１～第３のセル５ａ～５ｃは、矩形状に形成されていたが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、円柱状、多角柱状等種々の形状とすることができる。
　また、上記実施形態においては、表示部２は３層のセルから構成されていたが、少なくとも３層のセルを有していればよく、表示部を４層以上のセルで構成した場合、シアン、マゼンタ、及びイエロー以外の色（例えば、白色、黒色、又は中間色等）に着色された荷電粒子を収容したセルを設けることができる。
　また、上記実施形態においては、表示部２は、第１の荷電粒子６ａ（シアン）を収容した第１のセル５ａ、第２の荷電粒子６ｂ（マゼンタ）を収容した第２のセル５ｂ、及び第３の荷電粒子（イエロー）を収容した第３のセル５ｃを順に積層した構成となっていたが、これらのセルの積層順を入れ替えることもできる。
　また、上記実施形態においては、第１～第３の荷電粒子６ａ～６ｃは、各々シアン、マゼンタ、イエローに着色されていたが、荷電粒子の色については適宜選択することができ、例えば、レッド、グリーン、及びブルー等に着色されていてもよい。
　また、上記実施形態においては、第１～第３の荷電粒子６ａ～６ｃは、負帯電性のエレクトレット性粒子であったが、セル内において電気泳動が可能な粒子であれば特にこれに限定されず、正に帯電していてもよいし、エレクトレット化されていなくてもよい。
　また、上記実施形態において、第２の電極４は各セルの内側面全周に亘って設けられていたが、荷電粒子をセルの側面に収集することができればよく、例えば、セルの一側面にのみ設けられていてもよい。
　また、上記実施形態において、第１の電極３及び第２の電極４は各セル内に設けられていたが、セル内の荷電粒子をセルの底面又は側面に収集することができればよく、図４～図８に示すように、第１及び第２の電極の少なくとも一方をセルの外側に設けることができる。
　図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、第１の電極３をセル５の内側底面に設けた場合、セル５の外側における上面側端部又は下面側端部に第２の電極４を設けることができる。なお、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、この第２の電極４は隣り合うセル５において一体的に形成されてもよい。これにより、第１の電極３と第２の電極４とはセル５の天井部５１又は底部５２に隔てられることとなるため、例えば、指やタッチペン等で電気泳動表示装置の表示部が押圧されることによりセル５が変形したとしても、第１の電極３と第２の電極４とが接触することがなく、短絡が生じるのを防止することができる。
　図４（ｃ）に示すように、セル５の内側底面に第１の電極３を設けるとともに、セル５の外側側面に第２の電極４を設けてもよい。これにより、第１の電極３と第２の電極４との間にセル５の側壁部５３が介在することとなり、第１の電極３と第２の電極４との間で短絡が生じるのを防止することができる。ただし、この場合、隣り合うセル５における第２の電極４同士が接触するのを防止するため、図５（ｃ）に示すように、隣り合うセル５間には仕切り部８が設けられていることが好ましい。この仕切り部８の材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、フェノール、エポキシ、メラミン、尿素、ポリウレタンといった熱硬化性樹脂や、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂といった汎用プラスチック等の絶縁体を挙げることができる。なお、図４及び図５において、第１の電極３は、セル５の底面に設けられているが、セル５の上面に設けられていてもよい。
　図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、第２の電極４をセル５の内側面に設ける場合、セル５の外側上面又は外側下面に第１の電極３を設けることができる。なお、この場合、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、複数のセル５における第１の電極３を一体的に形成してもよい。これにより、第１の電極３と第２の電極４との間にセル５の天井部５１又は底部５２が介在することとなり、第１の電極３と第２の電極４との間で短絡が生じるのを防止することができる。
　図８（ａ）に示すように、セル５の外側において、第１の電極３をセル５の下面に設けるとともに第２の電極４をセル５の上面に設けることもできる。この場合、第１の電極３と第２の電極４との間にセル５の天井部５１及び底部５２が介在することとなるため、第１の電極３と第２の電極４との間で短絡が生じるのを防止することができる。
　また、図８（ｂ）に示すように、セル５の外側において、第１の電極３をセル５の下面に設けるとともに第２の電極４をセル５の側面に設けた場合、第１の電極３と第２の電極４との間にセル５の側壁部５３及び底部５２が介在するため、セル５が径方向内側に変形したとしても、第１の電極３と第２の電極４との間で短絡が生じるのを防止することができる。なお、図８において、第１の電極３は、セル５の底面に設けられているが、セル５の上面に設けられていてもよい。
１            電気泳動表示装置
２            表示部
３            第１の電極
４            第２の電極
５ａ～５ｃ    第１～第３のセル
６ａ～６ｃ    第１～第３の荷電粒子

Claims (10)

  1. 　荷電粒子を収容する少なくとも３層のセルを有し、マトリクス状に配置されて各画素を表示する複数の表示部と、
    　前記各セルの上面又は下面に設けられた第１の電極と、
    　前記各セルの側端部に設けられた第２の電極と、
    を備え、
    　前記荷電粒子は、前記各表示部において前記セル毎に異なる色に着色されている、電気泳動表示装置。
  2. 　前記荷電粒子は、フッ素を含有する材料から成り、負電荷を有するエレクトレット性粒子である、請求項１に記載の電気泳動表示装置。
  3. 　前記荷電粒子は、含フッ素化合物と相溶しない液体中で乳化され電子線又は放射線が照射された含フッ素化合物である、請求項２に記載の電気泳動表示装置。
  4. 　前記含フッ素化合物は、電気泳動媒体に再分散された状態で前記電子線又は放射線が照射される、請求項３に記載の電気泳動表示装置。
  5. 　前記荷電粒子は、電子線又は放射線が照射されたフッ素含有樹脂シートの破砕片である、請求項２に記載の電気泳動表示装置。
  6. 　前記第１及び第２の電極は、一方が前記セルの外側に設けられるとともに、他方が前記セルの内側に設けられている、請求項１～５のいずれかに記載の電気泳動表示装置。
  7. 　前記第１及び第２の電極は、前記セルの外側に設けられ、
    　前記第２の電極は、前記セルの側面に位置している、請求項１～５のいずれかに記載の電気泳動表示装置。
  8. 　前記第２の電極は、前記各セルの側端部全周に亘って設けられている、請求項１～７のいずれかに記載の電気泳動装置。
  9. 　前記各表示部の上面の周縁部を覆うように設けられ、前記第２の電極に集積する前記荷電粒子を遮蔽するための遮蔽手段をさらに備える、請求項１～８のいずれかに記載の電気泳動表示装置。
  10. 　前記各表示部の下方に設けられ、前記セルを通過した光を反射させるための反射板をさらに備える、請求項１～９のいずれかに記載の電気泳動表示装置。
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