电泳设备和显示单元.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201380060437.8

申请日:

2013.11.19

公开号:

CN104813225A

公开日:

2015.07.29

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):G02F 1/167申请日:20131119|||公开

IPC分类号:

G02F1/167

主分类号:

G02F1/167

申请人:

索尼公司

发明人:

贝野由利子; 小林健; 首藤绫; 高梨英彦; 三木理和; 安井淳人

地址:

日本东京

优先权:

2012-258543 2012.11.27 JP

专利代理机构:

北京康信知识产权代理有限责任公司11240

代理人:

田喜庆; 吴孟秋

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内容摘要

本公开涉及包括彼此相邻布置的第一层(30A)和第二层(30B)的显示装置。第二层(30B)的折射率可不同于第一层(30A)的折射率。该装置进一步包括与第一层(30A)和第二层(30B)中的至少一个相关联的多个电泳粒子(20)。本公开还涉及制造显示装置的方法,其包括将第一层(30A)定位成邻近于第二层(30B)。将多个电泳粒子(20)定位在第一层(30A)和第二层(30B)中的至少一个内。通过施加电场以引起多个电泳粒子(20)经过第一层(30A)朝向第二层(30B)的移动来操作显示装置。

权利要求书

1.  一种显示装置,包括:
第一层,具有第一折射率;
第二层,具有第二折射率,布置为与所述第一层相邻,所述第二折射率不同于所述第一折射率;以及
多个电泳粒子,与所述第一层和所述第二层中的至少一个相关联。

2.
  根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述多个电泳粒子位于所述第一层和所述第二层中的至少一个内。

3.
  根据权利要求2所述的显示装置,其中,所述多个电泳粒子位于所述第二层内。

4.
  根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述多个电泳粒子在所述第一层和所述第二层中的至少一个内是可移动的。

5.
  根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述第一折射率大于所述第二折射率。

6.
  根据权利要求1所述的显示装置,进一步包括具有第三折射率的第三层,所述第一折射率不同于所述第三折射率,并且所述第一层位于所述第二层与所述第三层之间。

7.
  根据权利要求1所述的显示装置,进一步包括绝缘液体,其中,所述多个电泳粒子分散在所述绝缘液体内。

8.
  根据权利要求7所述的显示装置,其中,所述绝缘液体的折射率不同于所述第一折射率。

9.
  根据权利要求8所述的显示装置,其中,所述绝缘液体的折射率与所述第二折射率相同。

10.
  根据权利要求8所述的显示装置,其中,所述绝缘液体的折射率与所述第二折射率之间的差异小于0.5。

11.
  根据权利要求7所述的显示装置,其中,所述第二层和所述绝缘液体是透明的。

12.
  根据权利要求1所述的显示装置,进一步包括键合至所述电泳粒子的表面的官能团。

13.
  根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述第一层的极性与所述多个电泳粒子的极性相同。

14.
  根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述多个电泳粒子呈现暗显示颜色。

15.
  根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述第一层和所述第二层中的至少一个是多孔状的、具有0.01微米至10微米的平均孔径。

16.
  根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述第一层和所述第二层中的至少一个是纤维状的、具有0.001微米至0.1微米的纤维平均直径。

17.
  一种制造显示装置的方法,包括:
将具有第一折射率的第一层定位成与具有第二折射率的第二层相邻,所述第二折射率不同于所述第一折射率;以及
将多个电泳粒子定位在所述第一层和所述第二层中的至少一个内。

18.
  根据权利要求17所述的方法,其中,所述第一折射率大于所述第二折射率。

19.
  根据权利要求17所述的方法,进一步包括将具有第三折射率的第三层定位成与所述第一层相邻,使得所述第一层位于所述第二层与所述第三层之间,所述第一折射率不同于所述第三折射率。

20.
  根据权利要求17所述的方法,进一步包括将所述多个电泳粒子分散在绝缘液体内,所述绝缘液体具有不同于所述第一折射率的折射率。

21.
  根据权利要求20所述的方法,其中,所述绝缘液体的折射率与所述第二折射率相同。

22.
  根据权利要求20所述的方法,其中,所述绝缘液体的折射率与所述第二折射率之间的差异小于0.5。

23.
  根据权利要求20所述的方法,其中,所述第二层和所述绝缘液体是透明的。

24.
  一种操作显示装置的方法,包括:
施加电场以使多个电泳粒子经过具有第一折射率的第一层朝向具有第二折射率的第二层移动,所述第二折射率不同于所述第一折射率。

25.
  根据权利要求24所述的方法,其中,所述第一折射率大于所述第二折射率。

26.
  根据权利要求24所述的方法,其中,所述多个电泳粒子朝向所述第二层的移动包括保持所述多个电泳粒子在所述第二层内的位置,致使所述第二层呈现暗显示颜色。

说明书

电泳设备和显示单元
技术领域
本公开涉及在绝缘液体中包括多个电泳粒子的电泳设备和包括电泳设备的显示单元。
背景技术
近年来,随着以移动电话和个人数字助理为代表的移动设备的广泛使用,对具有低功耗和高图像质量的显示单元(显示器)的需求在逐渐增加。尤其是,最近,与电子书的分发业务的产生相关联,用于长时间阅读文本信息的目的的个人数字助理(电子书终端)引起关注。因此,期望具有适于这种阅读目的的显示质量的显示器。
作为用于阅读的显示器,提出了胆甾型液晶显示器、电泳型显示器、电致变色型显示器、扭转球显示器(twist ball display)等。具体地,反射型显示器是优选的。因为反射型显示器如纸张一样通过利用外部光的反射(分散)来执行亮显示(light display),因此反射型显示器提供接近纸张的显示质量。此外,在反射型显示器中,不需要背光,并因此保持低功耗。
反射型显示器的主要候选是利用电泳现象产生对比度的电泳显示器,因为在电泳显示器中,功耗低并且高速响应优越。因此,就电泳显示器的显示方法进行了各种讨论。
例如,已经公开了使用各自具有不同光学特性的两种类型的带电粒子(其一种分散在绝缘液体中并且其另一种保持在布置在绝缘液体中的多孔层中)的显示单元(例如,参见PTL1)。在该显示单元中,根据电场通过经过多孔层的细孔移动分散在绝缘液体中的带电粒子进行显示切换。
引用列表
专利文献
PTL1:JP 2012-022296A
发明内容
技术问题
虽然已经提出了电泳显示器的各种显示方法,但其显示质量仍然不足。考虑到在未来实现彩色显示、视频显示等,期望进一步改善显示特性等,并且更具体地,期望提高对比度。
期望提供一种能够提高对比度的电泳设备和包括电泳设备的显示单元。
问题的解决方案
在说明性实施方式中,提供了一种显示装置。该装置包括:第一层,具有第一折射率;第二层,具有第二折射率,布置为邻近于第一层,第二折射率不同于第一折射率;以及多个电泳粒子,与第一层和第二层中的至少一个相关联。
在另一个说明性实施方式中,提供了一种制造显示装置的方法。该方法包括:将具有第一折射率的第一层定位成邻近于具有第二折射率的第二层,第二折射率不同于第一折射率;以及将多个电泳粒子定位在第一层和第二层中的至少一个内。
在进一步的说明性实施方式中,提供了一种操作显示装置的方法。该方法包括施加电场以使多个电泳粒子经过具有第一折射率的第一层朝向具有第二折射率的第二层移动,第二折射率不同于第一折射率。
发明的有利效果
根据上述本技术的实施方式的电泳设备和显示单元,多孔层包括具有不同折射率的多个层。因此,降低通过多孔层的电泳粒子的显示屏蔽,并且提高对比度。因此,允许提供具有改善的显示特性的高质量显示单元。
应当理解的是,前述一般性描述和下列详细描述均是示例性的并且旨在提供对所要求保护的技术的进一步说明。
附图说明
[图1A]图1A是示出根据本技术的实施方式的电泳设备的配置的平面视图。
[图1B]图1B是示出在图1A中示出的电泳设备的配置的截面图。
[图2A]图2A是示出本技术的实施方式的现有技术中的电泳设备的实例的截面图。
[图2B]图2B是在图2A中示出的电泳设备的显示表面的侧面的平面视图。
[图3A]图3A是示出在图1A和图1B中示出的电泳设备的实例的截面图。
[图3B]图3B是在图3A中示出的电泳设备的显示表面的侧面的平面视图。
[图4A]图4A是示出本技术的实施方式的电泳设备的另一个实例的截面图。
[图4B]图4B是示出在图4A中示出的电泳设备的另一个实例的截面图。
[图5]图5是示出根据本技术的实施方式的变形的电泳设备的配置的截面图。
[图6A]图6A是示出变形例中的电泳设备的另一个实例的截面图。
[图6B]图6B是示出在图6A中示出的电泳设备的另一个实例的截面图。
[图7]图7是示出了使用根据本技术的实施方式的电泳设备的显示单元的配置的截面图。
[图8]图8是用于说明在图7中示出的显示单元的操作的截面图。
具体实施方式
将参考附图详细描述本技术的实施方式。将按以下顺序进行描述:
1.实施方式(多孔低折射率层布置为具有高折射率层作为多孔层在中间的实例)
1-1.整体配置
1-2.形成多孔层的方法
1-3.功能和作用
2.变形例(设置连续膜作为低折射率层的实例)
3.应用例
4.实例
(1.电泳设备)
图1A和图1B分别示出了根据本技术的实施方式的电泳设备1的平面配置(图1A)和截面配置(图1B)。电泳设备1通过利用电泳现象产生对比度,并可以应用于诸如显示单元的各种电子装置。电泳设备1包括在绝缘液体10中的具有极性的多个电泳粒子20和多孔层30。在该实施方式中,多孔层30由分别具有不同光学特性的多个层配置。
(1-1.整体配置)
(绝缘液体)
绝缘液体10可以是例如一种或多种有机溶剂,并具体地可以是烷烃、异链烷烃等。绝缘液体10的粘性和折射率可优选尽可能地小。原因之一在于,在这种情况下,电泳粒子20的移动性(响应速度)得到改善,移动电泳粒子20所必需的能量(功耗)减少。另一个原因在于,因为绝缘液体10的折射率与多孔层30(具体地,高折射率层30A)的折射率之间的差异增加,所以多孔层30的折射率增加。
应注意,绝缘液体10可根据需要包含各种材料。各种材料的实例可以包括着色剂、电荷控制剂、分散稳定剂、粘性调节剂、表面活性剂以及树脂。
(电泳粒子)
电泳粒子20是分散在绝缘液体10中的带电粒子,并且根据电场经过多孔层30可移动。电泳粒子20是由诸如有机颜料、无机颜料、染料、碳材料、金属材料、金属氧化物、玻璃以及聚合物材料(树脂)的材料形成的一种或多种颗粒(粉末)。此外,电泳粒子20可以是包含前述颗粒的树脂固相含量的压碎的颗粒、胶囊颗粒等。应注意,从对应于有机颜料、无机颜料、或者染料的材料中排除对应于碳材料、金属材料、金属氧化物、玻璃、或者聚合物材料的材料。
有机颜料的实例可包括偶氮颜料、金属络合物偶氮颜料、缩聚偶氮颜料、黄烷士林颜料、苯并咪唑酮颜料、酞花青颜料、喹吖啶酮颜料、蒽醌颜料、二萘嵌苯颜料、紫环酮颜料、蒽素吡啶颜料、二蒽酮颜料、二噁嗪 颜料、硫靛颜料、异吲哚啉酮颜料、喹啉酮颜料以及阴丹士林颜料。无机颜料的实例可包括氧化锌、三氧化锑、碳黑、锑粉、硼化钛、氧化铁红、玛皮柯黄(mapico yellow)、铅丹、镉黄、硫化锌、锌钡白、硫化钡、硒化镉、碳酸钙、硫酸钡、铬酸铅、硫酸铅、碳酸钡、铅白以及矾土白。染料的实例可包括苯胺黑染料、偶氮染料、酞菁染料、喹酞酮染料、蒽醌染料以及甲基染料。碳材料的实例可包括碳黑。金属材料的实例可包括金、银和铜。金属氧化物的实例可包括氧化钛、氧化锌、氧化锆、钛酸钡、钛酸钾、铜铬氧化物、铜猛氧化物、铜铁锰氧化物、铜铬锰氧化物以及铜铁铬氧化物。聚合物材料的实例可包括其中引入具有可见光区域中的光吸收区域的官能团聚合物化合物。只要使用具有可见光区域中的光吸收区域的这种聚合物化合物,其类型不特别限制。
绝缘液体10中的电泳粒子20的含量(浓度)不特别限制,并且可优选地例如从0.1wt%至10wt%(包含两者),从而确保电泳粒子20的屏蔽特性(shielding characteristic)和移动性。在这种情况下,如果绝缘液体10中的电泳粒子20的含量(浓度)小于0.1wt%,则电泳粒子20不太可能屏蔽多孔层30。另一方面,如果绝缘液体10中的电泳粒子20的含量(浓度)大于10wt%,电泳粒子20的可分散性降低,因此,电泳粒子20不太可能被电泳,并且在一些情况下可能聚合。
电泳粒子20具有任何光学反射特性(光反射)。虽然电泳粒子20的光学反射特性不特别限制,但是至少优选的是,电泳粒子20能够屏蔽多孔层30。原因之一在于,通过使用电泳粒子20的光学特性与多孔层30的光学特性之间的差异,产生对比度。
根据电泳粒子20承担的作用选择电泳粒子20的特定形成材料以产生对比度。具体地,在通过电泳粒子20进行亮显示的情况下的材料可以是,例如,诸如氧化钛、氧化锌、氧化锆、钛酸钡以及钛酸钾的金属氧化物;诸如硫酸钡和碳酸钙的无机盐;诸如联苯乙烯衍生物(例如,参见JPH11-130975A)和聚甲酸萘球微粒的有机化合物;中空微粒等。另一方面,在通过电泳粒子20进行暗显示的情况下的材料可以是,例如碳材料、 金属氧化物等。碳材料的实例可包括碳黑。金属氧化物的实例可包括铜铬氧化物、铜锰氧化物、铜铁锰氧化物、铜铬锰氧化物以及铜铁铬氧化物。
在通过电泳粒子20进行亮显示的情况下,当从外部看电泳设备1时观看的电泳粒子20的颜色不特别限制只要能够从而产生对比度。然而,具体地,电泳粒子20在这种情况下的颜色可优选是接近白色的颜色,并且可更优选地是白色。另一方面,在通过电泳粒子20进行暗显示的情况下,当从外部看电泳设备1时观看的电泳粒子20的颜色不特别限制只要能够从而产生对比度。然而,具体地,电泳粒子20在这种情况下的颜色可优选是接近黑色的颜色,并且可更优选地是黑色。在两种情况下,可获得高对比度。
优选地,电泳粒子20在绝缘液体10中容易分散并且容易长时间带电,并不太可能被吸附到多孔层30中。因此,可使用分散剂(或者电荷调节器)来通过静电排斥使电泳粒子20分散,电泳粒子20可经受表面处理,或者可使用前述的两种方法。
分散剂的实例可包括可从Lubrizol Co.,BYK系列获得的Solsperse系列或者可从BYK-Chemie Co.获得的Anti-Terra系列、以及可从ICI Americas Co.获得的Span系列。
表面处理的实例可包括松香处理、表面活性剂处理、颜料衍生物处理、偶联剂处理、接枝聚合处理、以及微胶囊处理。具体地,接枝聚合处理、微胶囊处理或者其组合可以是优选的,从而可长时间获得分散稳定性等。
用于表面处理的材料的实例可包括具有能够被吸附到电泳粒子20的表面的官能团和可聚合官能团的材料(吸附材料)。根据电泳粒子20的形成材料确定可吸附的官能团类型。其实例可包括诸如用于诸如碳黑的碳材料的4-乙烯基苯胺的苯胺衍生物和诸如用于金属氧化物的异丁烯酸3-(三甲氧基硅烷)丙基的有机硅烷衍生物。可聚合官能团的实例可包括乙烯基、丙烯基以及甲基丙烯酰基。
此外,用于表面处理的材料的实例可包括能够被接枝(grafted)到引入可聚合官能团的电泳粒子20的表面的材料(接枝材料(graft material))。接枝材料可优选具有可聚合官能团和能够使电泳粒子20分散在绝缘液体 10中并且能够通过立体屏障(steric barrier)保持可分散性的分散官能团。可聚合官能团类型类似于针对吸附材料所描述的。在绝缘液体10是链烷烃的情况下,分散官能团的实例可包括分支状烷基。为了使接枝材料聚合或者接枝,例如,可使用诸如偶氮二异丁腈(AIBN)的聚合引发剂。
作为参考,对于如上所述使电泳粒子20分散在绝缘液体10中的方法的细节,在诸如由Science&Technology Co.出版的“Dispersion Technology of Super fine Particle and Evaluation thereof:Surface Treatment,Pulverizing,and Dispersion Stabilizationin Air/Liquid/Polymer”书籍中给出描述。
(多孔层)
如上所述,多孔层30是由分别具有不同光学特性的多个层配置的三维空间结构。即,多孔层30具有多层结构,并且由具有不同于电泳粒子20的反射率的高折射率层30A和具有低于高折射率层30A的折射率的低折射率层30B配置成。具体地,多孔层30具有其中两个低折射率层30B分别布置在显示表面侧和后表面侧且高折射率层30A在中间的结构。高折射率层30A和低折射率层30B分别由纤维结构31(31A和31B)形成,并且分别具有多个细孔33。
(高折射率层)
关于高折射率层30A,纤维结构31A包括多个非电泳粒子32。即,多个非电泳粒子32由纤维结构31A支撑。在高折射率层30A中,作为三维空间结构,一个纤维结构31A可随机地交织,多个纤维结构31A可随机地聚集和层压,或者前述两种状态可同时存在。在存在多个纤维结构31A的情况下,各个纤维结构31A支撑一个或多个非电泳粒子32。应注意,图1A示出了多孔高折射率层30A由多个纤维结构31A形成的情况。
高折射率层30A是由纤维结构31A形成的三维空间结构的原因之一在于,在这种情况下,光(外部光)被漫反射,并且增加高折射率层30A的折射率。因此,允许减小高折射率层30A的厚度。因此,电泳设备1的对比度增加,并且移动电泳粒子20所需的能量的降低。
纤维结构31A包括多个非电泳粒子32的原因之一在于,在这种情况下,光更容易被漫反射,并且进一步增加高折射率层30A的反射率。因此, 进一步增加电泳设备1的对比度。此外,因为高折射率层30A具有由纤维结构31A形成的三维空间结构,所以光(外部光)被漫反射(多重散射),因此,获得较高的反射率。
纤维结构31A可例如由一种或多种聚合材料、无机材料等形成,并且可由其他材料形成。聚合物材料的实例可包括尼龙、聚乳酸、聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯腈、聚环氧乙烷、聚乙烯咔唑、聚氯乙烯、聚亚胺脂、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚砜、聚乙烯基吡咯烷酮、聚偏二氟乙烯、聚六氟丙烯、聚甲基丙烯酸酯类(诸如聚甲基丙烯酸甲酯)、聚丙烯酸酯(诸如聚丙烯酸乙基己酯)、醋酸纤维素、胶原质、明胶、壳聚糖及其共聚物。无机材料的实例可包括氧化钛。具体地,作为纤维结构31A的形成材料,聚合物材料可以是优选的。因为聚合物材料具有低反应性(光反应性等),即,聚合物材料在化学方面是稳定的,从而抑制纤维结构31A的不期望的分解反应。应注意,在纤维结构31A由具有高反应性的材料形成的情况下,纤维结构31A的表面可优选利用任何保护层(未示出)覆盖。
纤维结构31A的形状(外观)不特别限制只要纤维结构31A是如上所述的相对于纤维直径具有足够长的长度的纤维。具体地,其形状(外观)可以是线性的、可以是卷曲的、或者可以是中间弯曲的。此外,纤维结构31A可在一个方向延伸,或者可在半路分支为两个或更多方向。形成纤维结构31A的方法不特别限制。形成纤维结构31A的方法可优选地例如是相分离法、相反转法、静电(电场)纺丝法、熔融纺丝方法、湿纺法、干纺法、凝胶纺丝方法、溶胶凝胶法、喷涂法等,因为通过前述方法容易地并且稳定地形成相对于纤维直径具有足够长的长度的纤维材料。
虽然纤维结构31A的纤维平均直径不特别限制,但是其纤维平均直径优选地尽可能地小。原因之一在于,在这种情况下,光变得容易漫反射,并且细孔33的孔径变得较大。然而,可能需要确定纤维结构31A的纤维平均直径(直径),使得允许纤维结构31A支撑后述的非电泳粒子32。因此,纤维结构31A的纤维平均直径可优选地等于或小于10微米。应注意,纤维平均直径的下限不特别限制,并且可例如等于或小于0.1微米。例如, 可通过借助扫描电子显微镜等的显微镜观察来测量纤维平均直径。应注意,纤维结构31A的平均长度可以可选择地设定。
具体地,纤维结构31A可以优选是纳米纤维。原因之一在于,在这种情况下,光变得容易被漫反射,因此,进一步增加高折射率层30A的折射率。另一个原因在于,在这种情况下,每单位体积的细孔33的比率(rate)增加,并且因此,电泳粒子20容易通过细孔隙33。因此,进一步增加对比度,并且进一步降低移动电泳粒子20所需的能量。纳米纤维是具有从0.001微米至0.1微米(含两者)的纤维直径并且具有纤维直径的100倍以上的长度的纤维材料。作为纳米纤维的纤维结构31A可优选地通过静电纺纱法形成,从而容易地并且稳定地形成具有小纤维直径的纤维结构31A。
纤维结构31A可优选具有与电泳粒子20的那些不同的光学特性。具体地,虽然纤维结构31A的光学特性不特别限制,但是其光学特性可优选地设定为至少使得高折射率层30A能够整体屏蔽电泳粒子20。原因之一在于,如上所述,在这种情况下,通过使用电泳粒子20的光学特性与高折射率层30A的光学特性之间的差异,允许产生对比度。因此,在绝缘液体10中具有透光性(透明和无色特性)的纤维结构31A可能不是优选的。然而,在纤维结构30A的光学特性不太可能影响高折射率层30A的光学特性并且高折射率层30A的光学特性基本通过非电泳粒子32的光学特性确定的情况下,可以可选择地设定纤维结构31A的光学特性。
虽然细孔33的平均孔径不特别限制,但是其平均孔径可优选地尽可能地大,因为电泳粒子20因此容易通过细孔33。因此,细孔33的平均孔径可优选地从0.01微米至10微米(包含两者)。
高折射率层30A的厚度不特别限制,并且可以是例如从5微米至100微米(包含两者),因此增加高折射率层30A的屏蔽特性,并且电泳粒子20易于移动通过细孔33。
虽然纤维结构31A的极性不特别限制,但是纤维结构31A可具有例如与电泳粒子20相同的极性。例如,可优选使用具有期望极性的聚合物材料。可利用具有与电泳粒子20相同极性的官能团来对纤维结构31A的表面进行改性(Modification)。可替代地,可增加显示相同极性的化学材 料。在如在该实施方式中的利用电泳现象的电泳设备1中,通过电泳粒子20的光学特性与高折射率层30A的光学特性之间的差异产生对比度。具体地,在将电场施加于电泳设备1的情况下,电泳粒子20在被施加电场的范围内通过由纤维结构31A形成的细孔33移动,因此,在亮显示与暗显示之间进行切换。电泳粒子20是具有极性的带电粒子,并且具有受体特性或者供体特性的官能团被键合到电泳粒子20的表面。因此,在纤维结构31A具有与电泳粒子20相反的极性的情况下,当电泳粒子20穿过细孔33时,可能抑制其吸附或者移动,并且可能降低显示特性。另一方面,例如,通过将具有与电泳粒子20相同极性的官能团增加至纤维结构31A的表面,抑制电泳粒子20在细孔33中的吸附。
在纤维结构31A的表面上改性的官能团不特别限制,只要官能团具有与电泳粒子20相同的极性。其优选的实例可包括胺类官能团(氨基、亚氨基、以及酰胺基)、硅原子(Si)、钛原子、铝原子、硅氧烷(-Si-O-)、钛酸盐(-Ti-O-)、以及铝酸盐(-Al-O-)。虽然纤维结构31A与前述的官能团之间的键合类型不特别限制,但是共价键合可以是优选的。如上所述,因为电泳粒子20经过由纤维结构31A形成的细孔33移动,所以电泳粒子20可与纤维结构31A接触。因此,在纤维结构31A与前述的官能团之间的键合力弱的情况下,前述官能团可能与纤维结构31A分离。
虽然纤维结构31A的改性方法,即,其表面处理方法不受特别限制,可优选地在温和条件(moderate condition)下执行改性处理。例如,可优选执行使用硅烷偶联剂的气相反应。原因之一在于,在电泳设备1中,通过纤维结构31A形成的间隙(细孔33)及其结构是重要的,因此,应当在不改变结构的情况下进行改性。
非电泳粒子32通过纤维结构31A支撑(被固定至纤维结构31A),并且是未经受电泳的颗粒。非电泳粒子32的形成材料可以是例如类似于电泳粒子20的形成材料,并且根据随后描述的非电泳粒子32承担的作用来选择。
应注意,非电泳粒子32可从纤维结构31A部分暴露,或者可埋入纤维结构31A中,只要非电泳粒子32通过纤维结构31A支撑即可。
非电泳粒子32具有不同于电泳粒子20的那些的光学特性。虽然非电泳粒子32的光学特性不特别限制,但是其光学特性可优选地设定为至少使得高折射率层30A能够整体屏蔽电泳粒子20。原因之一在于,如上所述,通过使用电泳粒子20的光学特性与高折射率层30A的光学特性之间的差异,允许产生对比度。
根据非电泳粒子32承担的作用选择非电泳粒子32的形成材料以产生对比度。具体地,在通过非电泳粒子32执行亮显示的情况下的材料类似于在通过电泳粒子20执行亮显示的情况下选择的材料。另一方面,在通过非电泳粒子32执行暗显示的情况下的材料类似于在通过电泳粒子20执行暗显示的情况下选择的材料。具体地,作为在通过非电泳粒子32执行亮显示的情况下选择的材料,金属氧化物可以是优选的,从而可获得优异的化学稳定性、优异的固定特性以及优异的光反射率。非电泳粒子32的形成材料可与电泳粒子20的形成材料是相同的类型,或者可以是与电泳粒子20的形成材料不同的类型,只要能够从而产生对比度。
应注意,在通过非电泳粒子32进行亮显示或者暗显示的情况下观看的颜色与所描述的针对电泳粒子20的观看的颜色的情况类似。
(低折射率层)
低折射率层30B是如前所述的高折射率层30A的多孔层,是具有比高折射率层30A的折射率低的折射率(诸如折射率等于或者低于2)的层,并且具有与绝缘液体10的折射率相等的折射率。具体地,低折射率层30B的折射率与绝缘液体10的折射率之间的差异可优选是等于或小于0.5的值,并且可更优选是等于或小于0.2的值。因此,绝缘液体10中的低折射率层30B具有透光性,并且是无色的和透明的。
该实施方式中的低折射率层30B由如上所述的纤维结构31B形成,并且如在图1B中示出的相对地布置,其中高折射率层30A介于其间。纤维结构31B的形状(外观)不特别限制,只要纤维结构31B是如形成前述高折射率层30A的纤维结构31A的相对于纤维直径具有足够长的长度的纤维。虽然纤维结构31B的纤维平均直径不特别限制,如前述纤维结构31A的纤维平均直径,但是其纤维平均直径可优选地尽可能地小。原因之 一在于,在这种情况下,细孔33的孔径变得较大,并且电泳粒子20容易保持在低折射率层30B的细孔33中。
对于纤维结构31B的纤维平均直径(直径),与纤维结构31A不同,无需关注非电泳粒子32的保持力,因为低折射率层30B不包括非电泳粒子32。具体地,纤维结构31B的纤维平均直径可优选地从0.05微米至10微米(包含两者),并且可等于或小于0.05微米。例如,可通过借助扫描电子显微镜等的显微镜观察来测量纤维平均直径。应注意,纤维结构31B的平均长度可以可选择地设定。作为形成高折射率层30A的纤维结构31A,纤维结构31B可由聚合材料、无机材料等的一种或多种形成,并且可由其他材料形成。
虽然低折射率层30B的厚度不特别限制,但是低折射率层30B的厚度可优选地例如从1微米至30微米(包含两者),因为在这种情况下,允许电泳粒子20充分地通过低折射率层30B保持。
如上所述,多孔层30由具有不同于电泳粒子20的反射率的高折射率层30A和具有低于高折射率层30A的折射率的低折射率层30B配置成。进一步地,低折射率层30B利用介于其间的高折射率层30A相对地布置。因此,改善在施加电场时的暗显示和亮显示,并且提高对比度。
此外,与高折射率层30A相比,低折射率层30B可优选地具有与电泳粒子20较高的亲和性(affinity)。具体地,作为纤维结构31B,例如,可选择具有与电泳粒子20相反的极性的聚合物材料。可替代地,可由具有与电泳粒子20相反的极性的官能团来对纤维结构31B进行改性。应注意,官能团类型的实例可包括羟基、羧基、羰基、氰基、硝基、氨基以及卤基。聚合物材料包括这些官能团的任何一种。
如上所述,通过提高低折射率层30B与电泳粒子20的亲和性(例如,通过将低折射率层30B的极性设定为与电泳粒子20不同),抑制在去除电场之后电泳粒子20的扩散。即,改善记忆特性。
(1-2.形成多孔层的方法)
多孔层30的形成过程的实例如下。第一,作为步骤S101(聚合物溶液的制备),在诸如N,N′-二甲基甲酰胺(DMF)的有机溶剂中溶解聚合物 材料以制备聚合物溶液,聚合物溶液被分成两种(两种溶液A和B)。随后,作为步骤S102(非电泳粒子的分散),将非电泳粒子32(诸如氧化钛)添加到聚合物溶液的其中一种(诸如溶解B)中,随后充分搅拌生成物以使非电泳粒子32分散,因此,制备溶液C。接下来,作为步骤S103(纺丝),第一,借助于溶液A通过静电纺纱法进行纺丝来形成纤维结构31B(低折射率层30B)。随后,如在使用溶液A的情况下,借助于溶液C对纤维结构31B进行纺丝以形成纤维结构31A(高折射率层30A)。接下来,再次借助于溶液A对纤维结构31A上进行纺丝以形成纤维结构31B。因此,获得该实施方式的多孔层30,其中低折射率层30B设置在高折射率层30A的两个表面上。
(电泳设备的优选显示方法)
在该实施方式中的电泳设备1中,如上所述,电泳粒子20和高折射率层30A(纤维结构31A包含非电泳粒子32)分别执行亮显示和暗显示,并且因此产生对比度。在这种情况下,可以通过电泳粒子20执行亮显示并通过高折射率层30A执行暗显示,或者反之亦然。通过电泳粒子20的光学特性与高折射率层30A的光学特性之间的关系确定角色的差异。
具体地,优选地,通过电泳粒子20执行暗显示并通过高折射率层30A执行亮显示。因此,在高折射率层30A的光学特性基本上通过非电泳粒子32的光学特性确定的情况下,非电泳粒子32的折射率可优选地高于电泳粒子20的折射率。在这种情况下的针对亮显示的折射率通过利用高折射率层30A(纤维结构31A的三维空间结构)的光的漫反射变得明显增加,并且因此,对比度变得明显增加。
(电泳设备的操作)
在电泳设备1中,电泳粒子20的光学特性不同于配置多孔层30的高折射率层30A(非电泳粒子32)的光学特性。在这种情况下,在将电场施加于电泳设备1的情况下,电泳粒子20在施加电场的范围内经过高折射率层30A的细孔33移动。因此,如果从电泳粒子20移动的一侧观察电泳设备1,通过电泳粒子20在电泳粒子20移动的范围内执行暗显示(或者 亮显示),并且通过高折射率层30A在电泳粒子20不移动的范围内执行亮显示(或者暗显示)。因此,产生对比度。
(功能和效果)
图2A示出了包括电泳设备100的显示单元的配置,其中,在该实施方式中,多孔层130仅由高折射率层30A配置。如在该实施方式和该显示单元中,在包括带电粒子(电泳粒子20或者120)和具有不同于带电粒子的光学特性的多孔层(高折射率层30A或者多孔层130)的电泳设备中,通过施加电场电泳粒子120移动至相应的电极(像素电极145或者对电极152)的一侧。应注意,随后将描述显示单元的详细配置。
图2B是从对电极的一侧(即,区域A的显示表面S的一侧)观察的平面视图,其中,电泳粒子120移动至对电极152的一侧,即,进行暗显示。在区域A中的显示表面S的一侧附近,承担亮显示角色的纤维结构131的部分与承担暗显示角色的电泳粒子120混合,如在图2B中示出的。因此,降低暗显示(黑色反射率)。此外,在电泳粒子120移动至像素电极145的一侧(后表面R的一侧)的区域B中,虽然未在图中示出,电泳粒子120的部分留在纤维结构131中,因此,降低由于纤维结构131引起的白色反射率。即,存在降低对比度的缺点。
另一方面,在根据该实施方式的电泳设备1中,如在图3A中示出的显示单元中,多孔层30由通过保持非电泳粒子32的纤维结构31A形成的高折射率层30A和具有低于高折射率层30A的折射率的低折射率层30B配置成。具体地,低折射率层30B布置在像素电极45的一侧(后表面R的一侧)和对电极52的一侧(显示表面S的一侧),高折射率层30A介于其间。低折射率层30B由具有几乎与绝缘液体10的折射率相等的折射率的纤维结构31B形成,并且在绝缘液体10中近似透明。
通过施加电场移动至相应电极(像素电极45或者对电极52)一侧的电泳粒子20穿过高折射率层30A并包含在低折射率层30B的细孔33中。此外,通过布置在高折射率层30A与电极42之间的低折射率层30B和布置在高折射率层30A与电极52之间的低折射率层30B防止配置高折射率层30A的纤维结构31A移动至像素电极45或者对电极52的附近。因此, 在电泳粒子20移动至对电极52的一侧(显示表面的一侧)的区域A中,如在图3B中示出的,可获得不会被高折射率层30A的纤维结构31A屏蔽的显示。
另一方面,在电泳粒子20移动至像素电极45的一侧(后表面R的一侧)的区域B中,移动至像素电极45的一侧的几乎所有电泳粒子包含在设置在像素电极45的一侧的低折射率层30B中。因此,虽然在此未示出,在从显示表面S的一侧观察的区域B中,抑制通过电泳粒子20的暗显示(或者亮显示)与通过纤维结构31A(或者非电泳粒子32)的亮显示(或者暗显示)混合。
如上所述,在该实施方式中,执行亮显示(或者暗显示)的多孔层30由两种类型的层配置,两种类型的层是实际执行亮显示(或者暗显示)的高折射率层30A和具有比高折射率层30A的折射率低的折射率的低折射率层30B。具体地,两个低折射率层30B利用介于其间的高折射率层30A相对地布置。因此,使得能够抑制在显示表面一侧的通过电泳粒子20的暗显示(或者亮显示)被执行亮显示(或者暗显示)的纤维结构31A(或者非电泳粒子32)屏蔽。此外,使得能够抑制通过电泳粒子20的暗显示(或者亮显示)与通过保持非电泳粒子32的纤维结构31A(即,高折射率层30A)的亮显示(或者暗显示)混合。因此,降低黑色反射率,并且提高白色反射率。因此,允许提高对比度。
应注意,在该实施方式中,低折射率层30B设置在高折射率层30A的显示表面S一侧和后表面R一侧。然而,低折射率层30B可设置在这些表面的任一个上。例如,低折射率层30B可仅设置在显示表面一侧上,如在图4A中示出的电泳设备2A,或者可仅设置在后表面一侧上,如在图4B中示出的电泳设备2B。然而,低折射率层30B可优选地设置在显示表面S一侧上,因为从而提高对比度。如在该实施方式中,低折射率层30B可更加优选地设置在显示表面S一侧和后表面R一侧上。
此外,在多孔层30如在该实施方式中的具有三层结构的情况下,当在显示表面S一侧和后表面R一侧的层(在这个实施方式中的低折射率层30B)与电泳粒子20之间的亲和性高时,抑制电泳粒子20在去除电场之 后的扩散。即,改善记忆特性。通过为低折射率层30B使用具有与电泳粒子20的极性相反的极性的聚合物材料,或者将具有相反极性的官能团增加至其来改善低折射率层30B与电泳粒子20之间的亲和性。应注意,多孔层30可具有两层结构。如在图4A和图4B中示出的,与电泳粒子20具有高亲和性的层(低折射率层30B)可设置在显示表面S一侧和后表面R一侧的任一个上。
(2.变形例)
图5示出了包括根据本技术的实施方式的变形例的电泳设备3的显示单元的截面配置。该变形例中的电泳设备3如前述的实施方式中的由分别具有不同光学特性的多个层配置(高折射率层70A和低折射率层70B)。然而,该变形例与前述的实施方式的不同之处在于低折射率层70B是连续膜(continuous film)。应注意,对于与前述实施方式的那些相同的组件,相同的参考符号被附于其,并省略其描述。低折射率层70B是具有与高折射率层70A的光学特性不同的光学特性的连续膜。具体地,低折射率层70B具有比高折射率层70A的折射率低的折射率,并且可具有例如几乎等于绝缘液体10的折射率。作为形成低折射率层70B的材料,可使用类似于前述的实施方式中的低折射率层30B的材料。在该变形例中,可通过例如在溶剂中溶解配置低折射率层30B的材料,并且利用生成物涂敷像素电极45和对电极52来形成低折射率层70B。
虽然低折射率层70B的厚度不特别限制,低折射率层70B的厚度可例如从0.01微米至10微米(包含两者)。低折射率层70B可优选地与电泳粒子20具有亲和性。具体地,作为低折射率层30B,低折射率层70B可优选地具有与电泳粒子20的极性相反的极性(电荷)。
即使低折射率层70B在如该变形例的电泳设备3中形成为连续膜,允许抑制在去除电场之后电泳粒子20的扩散,并且允许改善记忆特性。
此外,在该变形例中,低折射率层70B设置在显示表面S一侧和后表面R一侧,高折射率层70A介于其间。然而,低折射率层70B可设置在这些表面的任一个上。例如,低折射率层70B可仅设置在显示表面一侧上,如在图6A中示出的电泳设备4A,或者可仅设置在后表面一侧上,如 在图6B中示出的电泳设备4B。然而,在如该变形例中的低折射率层70B设置在显示表面S一侧和后表面R一侧的情况下,最佳地改善记忆特性。
(3.电泳设备的应用例)
接下来,将描述前述的电泳设备1至4的应用例。电泳设备1至4适用于不同的电子装置,并且电子装置的类型不受特别限制。例如,每个电泳设备可应用于显示单元。
(显示单元的整体配置)
图7示出显示单元的截面配置。图8是用于说明在图7中示出的显示单元的操作的视图。应注意,如下所述的显示单元的配置仅是示例,并且可适当地改变。
显示单元是用于通过使用电泳现象来显示图像(诸如文本信息)的电泳显示器(所谓的电子纸显示器)。在显示单元中,例如,如在图7中示出的,驱动基板40和相对基板50相对地布置,电泳设备150介于其间。例如,在显示单元中,在相对基板50一侧显示图像。应注意,驱动基板40和相对基板50通过间隔件60以规定间隔分开。
(驱动基板)
在驱动基板40中,例如,多个薄膜晶体管(TFT)42、保护层43、平坦化绝缘层44、和多个像素电极45按该顺序形成在支撑基础物质(support base substance)41的一个表面上。TFT 42和像素电极45根据像素图案以矩阵状态或者以分段状态布置。
支撑基础物质41可由例如无机材料、金属材料、塑料材料等形成。无机材料的实例可包括硅(Si)、氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)以及氧化铝(AlOx)。氧化硅的实例可包括玻璃和旋涂玻璃(SOG)。金属材料的实例可包括铝(Al)、镍(Ni)以及不锈钢。塑料材料的实例可包括聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、以及聚乙烯酮醚(PEEK)。
支撑基础物质41可以是透光型或者非透光型。因为图像显示在相对基板50一侧上,所以支撑基础物质41不一定是透光型。此外,支撑基础物质41可以是诸如晶片(wafer)的具有刚性的基板、或者可以是具有柔 性的薄层玻璃、膜等。具体地,优选后一类型,因为从而使得实现柔性(可弯曲的)显示单元。
TFT 42是用于选择像素的开关器件。应注意,TFT42可以是使用无机半导体层作为沟道层的无机TFT,或者可以是使用有机半导体层的有机TFT。保护层43和平坦化绝缘层44可由例如,诸如聚酰亚胺的绝缘树脂材料形成。然而,只要保护层43的表面足够平坦,可省去平坦化绝缘层44。像素电极45可由例如诸如金(Au)、银(Ag)、以及铜(Cu)的金属材料形成。像素电极45通过设置在保护层43和平坦化绝缘层44中的接触孔(未示出)连接至TFT 42。
(相对基板)
在相对基板50中,例如,对电极52可整体地形成以覆盖支撑基础物质51的一个表面。可替代地,对电极52可如像素电极32一样以矩阵状态或者分段状态布置。
除了支撑基础物质51是透光型之外,支撑基础物质51由类似于支撑基础物质41的材料形成。因为图像显示在相对基板50一侧上,所以支撑基础物质51应当是透光型。对电极52可由例如透光导电材料(透明的电极材料)形成,诸如氧化铟-二氧化锡(ITO)、氧化锑-二氧化锡(ATO)、氟掺杂的二氧化锡(FTO)以及铝掺杂的氧化锌(AZO)。
在图像显示在相对基板50的一侧的情况下,观察者通过对电极52观察电泳设备150。因此,对电极52的透光性(透光度)可优选尽可能地高,并且可以例如等于或者高于80%。此外,对电极52的电阻可优选地尽可能地低,而且例如,可等于或者小于100欧姆/平方。
(电泳设备)
电泳设备150具有类似于前述的电泳设备1的配置。具体地,电泳设备150包括在绝缘液体10中具有多个细孔33的多孔层30和多个电泳粒子20。绝缘液体10填充在驱动基板40与相对基板50之间的空间中。例如,多孔层30通过间隔件60支撑。充满绝缘液体10的空间被分成庇护区域(refuge region)R1和移动区域R2,其中,庇护区域R1在接近像素电极45的一侧,而移动区域R2在接近对电极52的一侧,多孔层30作为 分界线介于其间。绝缘液体10、电泳粒子20以及多孔层30的配置分别类似于绝缘液体10、电泳粒子20以及多孔层30的配置。应注意,图7和图8仅示出了细孔33的一部分以简化示出的内容。
(间隔件)
间隔件60可由例如诸如聚合材料的绝缘材料形成。
虽然间隔件60的形状不特别限制,但是间隔件60的形状可优选地是不妨碍电泳粒子20的移动并且允许均匀分配电泳粒子20的形状。例如,间隔件60的形状可以是晶格状形状。此外,虽然间隔件60的厚度不特别限制,但是间隔件60的厚度可优选尽可能地小以减小功耗,并且可例如从10微米至100微米(包含两者)。
(显示单元的操作)
在显示单元中,如在图7中示出的,在初始状态下,多个电泳粒子20位于庇护区域R1中。在这种情况下,在所有像素中由多孔层30屏蔽电泳粒子20,并且因此,在从相对基板50一侧观察电泳设备150的情况下,未产生对比度(不显示图像)。
在由TFT 42选择像素并且在像素电极45与对电极52之间施加电场的情况下,如在图7中示出的,电泳粒子152通过多孔层30(细孔隙33)从庇护区域R1朝向移动区域R2移动。在这种情况下,因为电泳粒子20被多孔层30屏蔽的像素与电泳粒子20未被多孔层30屏蔽的像素共存,所以当从相对基板50一侧观察电泳设备150时产生对比度。从而显示图像。
(显示单元的功能和效果)
根据显示单元,电泳设备150具有类似于前述电泳设备1的配置。因此,改善在电泳设备1的亮显示和暗显示时的光学特性,并且提高对比度。因此,允许提供具有改善的显示特性的高质量显示单元。
(4.实例)
接下来,将详细地描述本技术的实施方式的实例。
(实例1)
使用黑色电泳粒子(用于暗显示)和白色多孔层(包含颗粒纤维结构)(用于亮显示)通过以下过程制作显示单元。
(电泳粒子的制备)
首先,在43g水中溶解43g氢氧化钠和0.37g硅酸钠以获得溶液D。随后,将5g复合氧化物微粒(DAIPYROXIDE Color TM 3550,可从Dainichiseika Color&Chemicals Mfg.Co.,Ltd.获得)添加至溶液D,搅拌溶液D(15分钟)。此后,进行超声搅拌(在从30摄氏度至35摄氏度(包含两者)下持续15分钟)。接下来,在90摄氏度下加热溶液D。然后,滴入15cm3硫酸(0.22mol/cm3)和溶解6.5mg硅酸钠和1.3mg氢氧化钠的7.5cm3含水溶液持续2小时。随后,在溶液D冷却(至室温)之后,将1.8cm3硫酸(1mol/cm3)添加至溶液。接下来,进行离心分离(在3700rpm下持续30分钟)和倾析。此后,通过使用乙醇进行再分散,另外再执行两次离心分离(在3500rpm下持续30分钟)和倾析。随后,将5cm3乙醇和0.5cm3水的混合溶液添加至每个瓶子,进行超声搅拌(1小时),从而制备由涂敷硅烷的复合氧化物颗粒组成的分散溶液(dispersion solution)。
接下来,使3cm3的水、30cm3的乙醇以及4g N-<3-(三甲氧基硅烷)丙基>-N'-(4-乙烯基苯偶酰)乙二胺盐酸盐盐类(40%甲醇溶液)混合,并搅动混合物(7分钟)。此后,将生成的混合溶液与分散溶液混合,搅拌(10分钟),并进行离心分离(在3500rpm下持续30分钟)。随后,进行倾析之后,作为清洗操作,利用乙醇的再分散和离心分离(在3500rpm下持续30分钟)执行两次。接下来,在减压环境(室温)中将生成物干燥6小时之后,将生成物加热至70摄氏度并且干燥2小时。接下来,向生成物添加50cm3甲苯以获得溶液E。此后,通过辊轧机搅拌生成物(持续12小时)。随后,向溶液E添加0.5g丙烯酸和1.7g丙烯酸-2-乙基己基,并且在氮气流下搅拌生成物(20分钟)。此外,将溶液E加热到50摄氏度并且搅拌(20分钟)。此后,向溶液E添加溶解0.01g AIBN的甲苯溶液(3cm3,溶液F),随后加热到65摄氏度,并且搅拌1小时。接下来,将生成物冷却至室温,接着添加乙酸乙酯并进行离心分离(在3500rpm下持续30分钟)。随后,在进行倾析之后,作为清洗操作,利用乙酸乙酯的再分散和 离心分离(在3500rpm下持续30分钟)执行三次。随后,在减压环境(室温)中将生成物干燥12小时之后,将生成物加热至70摄氏度并且干燥2小时。因此,获得由涂覆聚合物的颜料配置的黑色电泳粒子(电泳粒子20)。
(绝缘液体的制备)
接下来,作为绝缘液体,将作为第一分量的0.75%N,N-二甲基丙烷-1,3-二元胺、12-羟基硬脂酸以及甲氧基磺酰甲烷(Solsperse 17000,可从Lubrizol Co.获得)、5.0%的山梨醇三油酸酯(Span 85)、94%的异链烷烃(IsoparG,可从Exxon Mobil Corporation获得)混合。在该实例中,根据需要,向9.7g的绝缘液体中添加0.2g的电泳粒子,并且通过均质器搅拌添加有氧化锆微珠(0.03mm直径)的生成物(4小时)。此后,进行离心分离(在2000rpm下持续5分钟)以去除氧化锆微珠。此外,进行离心分离(在4000rpm下持续5分钟)以制备其中分散电泳粒子的绝缘液体。
(多孔层的制备)
随后,溶解作为纤维结构的形成材料的12g聚丙烯腈(可从Aldrich Co.获得,摩尔量:150000)以制备纺丝溶液(溶液A和B)。接下来,作为非电泳粒子32,例如,向部分溶液B中添加40g二氧化钛(可从Sakai Chemical Industry Co.公司获得的TITONE R-42),并且通过珠磨机使生成物混合以获得纺丝溶液(溶液C)。随后,将溶液A投入注射器,并且通过使用电场纺丝装置(NANON,可从MECC Co.公司获得)在形成预定图案形状的像素电极(ITO)(纤维结构31B)的玻璃基板上进行2轮纺丝。接下来,将溶液C投入注射器,如在溶液A(纤维结构31A)的情况下进行15轮纺丝。在该实例中,作为纺丝条件,电场强度是28kV,放电速率是0.5cm3/分钟,纺丝距离是15cm,以及扫描速度是20mm/秒。接下来,在真空烤箱(75摄氏度)中将玻璃基板干燥12小时以形成多孔层30(低折射率层30B和高折射率层30A)。
(显示单元的组装)
首先,从形成像素电极45的玻璃基板去除附接到未形成像素电极45的区域的不必要的纤维结构31A。此后,PET膜(20微米厚)作为间隔件设置在玻璃基板(对电极52(ITO)整个形成在其上)上。其上形成像素 电极45以及纤维结构31A和31B的玻璃基板层压在间隔件上。应注意,利用包含微珠(外直径:20微米)的光固化树脂(感光树脂Photoreck A-400,可从Sekisui Chemical Co.公司获得)在未层压多孔层30的位置处制成迹线(tracing)。最后,其中分散电泳粒子20的绝缘液体注入两个玻璃基板之间。此后,在通过利用辊子按压整个主体将多孔层30均匀地夹在像素电极45与对电极52之间之后,进一步按压和压缩整个主体以制作显示单元(实例1-1)。
另外,制作其中纺丝的往返次数(number of round trip)、纤维结构的形成材料等改变的实例2至7。表1总结了实例1-1至1-7的配置。
[表1]

作为实例1-1至1-7的显示单元的性能,检查黑色反射率(%)、白色反射率(%)以及对比度。表2总结了其结果。应注意,在检查黑色反射率和白色反射率时,利用分光光度计(可从Otsuka Electronics Co.公司获得的MCPD-700),在环形照明中测量相对于参考扩散板的各个基板的法线方向上的各个折射率。在这些实例中,在白色显示的状态下时间足够时间的电压(驱动电压:15V)以获得稳定的折射率的状态。在该状态下, 测量黑色反射率和白色反射率。通过将白色反射率除以黑色反射率获得对比度。
[表2]

 黑色反射率(%)白色反射率(%)对比度实例1-11.84726实例1-21.54832实例1-31.05252实例1-41.25042实例1-51.64729实例1-61.84726实例1-72.24520

实例1-1和1-7(比较例),在设置低折射率层30B的实例1-1中,降低(提高)黑色反射率并提高对比度。在实例1-1至1-3中,通过增加纺丝的往返次数,即,通过增加膜厚度,降低黑色反射率。此外,在低折射率层30B设置在高折射率层30A的显示表面S一侧与后表面R一侧的实例1-4中,与实例2(其中纺丝的往返次数与实例1-4相同)相比,白色反射率更多地提高。原因之一可能在于,在这种情况下,移动至像素电极45一侧(后表面一侧)的电泳粒子20包含在后表面一侧的低折射率层30B中,而不是留在白色高折射率层30A中。应注意,降低的黑色反射率由以下状态产生。即,因为内部容积由于多孔层30的增加的膜厚度而增加,所以绝缘液体10的注入量增加,因此,电泳粒子(黑色颗粒)的数量增加。
此外,从实例1-5和1-6的结果,可发现配置低折射率层30B的纤维结构的材料不一定与高折射率层30A的相同,并且这些材料不特别限制,只要配置低折射率层30B的材料在绝缘液体10中示出近似透明的状态。
(实例2)
(显示单元的组装)
首先,去除附接到未形成玻璃基板(驱动基板40)的像素电极45的区域的不必要的纤维结构31A。随后,PET薄膜(30微米厚)作为间隔件60设置在形成对电极52(ITO)的玻璃基板(相对基板50)上。接下来,使用包含微珠(外直径:30微米)的光固化树脂(感光树脂Photoreck A-400,可从Sekisui Chemical Co.公司获得)在未层压相对基板50的多孔层30的位置处制成迹线。此后,在其上层压驱动基板40,在驱动基板40上形成多孔层30(高折射率层30A和低折射率层30B)。随后,其中分散电泳粒子20的绝缘液体10注入在驱动基板40与相对基板50之间。此后,通过利用辊子按压整个主体使多孔层30均匀地夹在两个基板之间。最后,进一步按压并压缩整个主体以制作显示单元(实例1-1)。
除了显示单元的组装以外,使用类似于前述的实例1的方法制作六种类型的显示单元(实例2-1至2-6)。测量在15V的驱动电压下的黑色反射率(%)、白色反射率(%)以及对比度。此外,测量在停止施加电压1分钟和5分钟之后的相应对比度。
实例2-3和2-4中的多孔层的制作如下。首先,例如,在97.5g的DMF中溶解2.5g聚丙烯腈(可从Aldrich Co.获得,摩尔量:150000)以制备溶液F。接下来,通过旋涂层法借助溶液C在像素电极45与对电极52上形成200nm厚的膜以获得低折射率层71B作为连续膜。
表3总结了实例2-1至2-6的配置。表4总了结实例2-1至2-6中的黑色反射率(%)、白色反射率(%)、对比度以及在停止施加电压1分钟和5分钟之后的对比度。
[表3]

[表4]

从表4,发现如下。即,在使用聚丙烯腈和KF1700(聚偏二氟乙烯)的实例2-1至2-4中,与作为比较例的实例2-6相比,改善了记忆特性。因此,即使低折射率层是多孔层(低折射率层30B)或者连续膜(低折射率层71B),也改善记忆特性。然而,在使用多孔低折射率层30B的情况下,改善了对比度并且进一步改善了记忆特性。此外,在使用亲水聚氧化乙烯作为低折射率层30B的材料的实例2-5中,几乎没有获得任何效果。因此,发现作为低折射率层30B的材料,具有与电泳粒子20的相互作用的材料(诸如具有反向极性的材料)是优选的。
尽管已参考实例实施方式和变形例描述了本技术,但本技术不限于前述的实施方式等中描述的实例,并且可进行各种变形。例如,本技术的电泳设备1、2A、2B、3、4A、以及4B的应用不限于显示单元,而是本技术的电泳设备1、2A、2B、3、4A、以及4B可应用于其他电子装置。
此外,本技术包含本文描述的并结合于本文中的各种实施方式的某些或全部的任何可能组合。
根据公开的上述实例实施方式,可以实现至少以下配置。
(1)一种电泳设备,包括:
绝缘液体;
多个电泳粒子,设置在绝缘液体中;以及
多孔层,设置在绝缘液体中并且具有纤维结构,该多孔层包括具有不同折射率的多个层。
(2)根据(1)所述的电泳设备,其中,多孔层的多个层包括多孔高折射率层和低折射率层,低折射率层至少设置在显示表面一侧。
(3)根据(2)所述的电泳设备,其中,低折射率层包括两个低折射率层,并且多孔层包括所述两个低折射率层,且高折射率层介于两个低折射率层之间。
(4)根据(2)或者(3)所述的电泳设备,其中,低折射率层具有等于或小于约2的折射率。
(5)根据(2)至(4)中任一项所述的电泳设备,其中,低折射率层是多孔层。
(6)根据(2)至(4)中任一项所述的电泳设备,其中,低折射率层是连续膜。
(7)根据(2)至(6)中任一项所述的电泳设备,其中,低折射率层具有基本等于绝缘液体的折射率的折射率。
(8)根据(2)至(7)中任一项所述的电泳设备,其中,低折射率层的折射率与绝缘液体的折射率之间的差异等于或小于约0.5。
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的电泳设备,其中,纤维结构包括多个非电泳粒子,多个非电泳粒子具有与电泳粒子的光学特性不同的光学特性。
(10)根据(9)所述的电泳设备,其中,电泳粒子与低折射率层的亲和性高于电泳粒子与包括非电泳粒子的纤维结构的亲和性。
(11)根据(2)至(10)中任一项所述的电泳设备,其中,低折射率层具有与电泳粒子的极性不同的极性。
(12)根据(1)至(11)中任一项所述的电泳设备,其中,纤维结构由聚合物材料和无机材料中的一种配置成。
(13)根据(1)至(12)中任一项所述的电泳设备,其中,纤维结构包括细孔,并且细孔具有范围从约0.01微米至约10微米(包含两者)的平均孔径。
(14)根据(1)至(13)中任一项所述的电泳设备,其中,纤维结构通过静电纺丝法形成。
(15)根据(1)至(14)中任一项所述的电泳设备,其中,纤维结构是纳米纤维。
(16)根据(9)至(15)中任一项所述的电泳设备,其中,电泳粒子和非电泳粒子分别由选自以下组的材料形成:该组由有机颜料、无机颜料、染料、碳材料、金属材料、金属氧化物、玻璃以及聚合物材料组成。
(17)根据(9)至(16)中任一项所述的电泳设备,其中,非电泳粒子的光学特性高于电泳粒子的光学特性。
(18)一种具有设置在一对基础物质之间的电泳设备的显示单元,基础物质的其中之一或者两者是透光型,并且每个基础物质设置有电极,该电泳设备包括:
绝缘液体;
多个电泳粒子,设置在绝缘液体中;以及
多孔层,设置在绝缘液体中并具有纤维结构,该多孔层包括具有不同折射率的多个层。
[1]一种显示装置,包括:
第一层,具有第一折射率;
第二层,具有第二折射率,布置成邻近于第一层,第二折射率不同于第一折射率;以及
多个电泳粒子,与第一层和第二层中的至少一个相关联。
[2]根据[1]所述的显示装置,其中,多个电泳粒子位于第一层和第二层中的至少一个内。
[3]根据[2]所述的显示装置,其中,多个电泳粒子位于第二层内。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的显示装置,其中,多个电泳粒子在第一层和第二层中的至少一个内可移动。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的显示装置,其中,第一折射率大于第二折射率。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的显示装置,进一步包括具有第三折射率的第三层,第一折射率不同于第三折射率,并且第一层位于第二层与第三层之间。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的显示装置,进一步包括绝缘液体,其中,多个电泳粒子分散在绝缘液体内。
[8]根据[7]所述的显示装置,其中,绝缘液体的折射率不同于第一折射率。
[9]根据[8]所述的显示装置,其中,绝缘液体的折射率与第二折射率相同。
[10]根据[8]或者[9]所述的显示装置,其中,绝缘液体的折射率与第二折射率之间的差异小于0.5。
[11]根据[7]至[10]中任一项所述的显示装置,其中,第二层和绝缘液体是透明的。
[12]根据[1]至[11]中任一项所述的显示装置,进一步包括键合到电泳粒子的表面的官能团。
[13]根据[1]至[12]中任一项所述的显示装置,其中,第一层的极性与多个电泳粒子的极性相同。
[14]根据[1]至[13]中任一项所述的显示装置,其中,多个电泳粒子呈现暗显示颜色。
[15]根据[1]至[14]中任一项所述的显示装置,其中,第一层和第二层中的至少一个是多孔状的,具有0.01微米至10微米的平均孔径。
[16]根据[1]至[15]中任一项所述的显示装置,其中,第一层和第二层中的至少一个是纤维状的,具有0.001微米至0.1微米的纤维平均直径。
[17]一种制造显示装置的方法,包括:
将具有第一折射率的第一层定位成邻近于具有第二折射率的第二层,第二折射率不同于第一折射率;以及
将多个电泳粒子定位在第一层和第二层中的至少一个内。
[18]根据[17]所述的方法,其中,第一折射率大于第二折射率。
[19]根据[17]或者[18]所述的方法,进一步包括:将具有第三折射率的第三层定位成邻近于第一层,使得第一层位于第二层与第三层之间,第一折射率不同于第三折射率。
[20]根据[17]至[19]中任一项所述的方法,进一步包括将多个电泳粒子分散在具有不同于第一折射率的折射率的绝缘液体内。
[21]根据[20]所述的方法,其中,绝缘液体的折射率与第二折射率相同。
[22]根据[20]所述的方法,其中,绝缘液体的折射率与第二折射率之间的差异小于0.5。
[23]根据[20]所述的方法,其中,第二层和绝缘液体是透明的。
[24]一种操作显示装置的方法,包括:
施加电场以使多个电泳粒子经过具有第一折射率的第一层朝向具有第二折射率的第二层移动,第二折射率不同于第一折射率。
[25]根据[24]所述的方法,其中,第一折射率大于第二折射率。
[26]根据[24]或者[25]所述的方法,其中,多个电泳粒子朝向第二层的移动包括保持多个电泳粒子在第二层内的位置,致使第二层呈现暗显示颜色。
本公开内容包括与在2012年11月27日提交给日本专利局的日本在先专利申请JP 2012-258543中公开的主题相关的主题,将其全部内容通过引用结合于此。
本领域技术人员应当理解的是,可根据设计需求和其他因素做出各种改变、组合、子组合以及改变,只要它们在所附权利要求或者其等同物的范围内。
[参考标号列表]
1、2A、2B、3、4A、4B  电泳设备
10  绝缘液体
20  电泳粒子
30  多孔层
30A  高折射率层
30B  低折射率层
31  (31A、31B)纤维结构
32  非电泳粒子
33  细孔
40  驱动基板
41、51  支撑基础物质
42  TFT
43  保护层
44  平坦化绝缘层
45  像素电极
50  相对基板
52  对电极
60  间隔件

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资源描述

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本公开涉及包括彼此相邻布置的第一层(30A)和第二层(30B)的显示装置。第二层(30B)的折射率可不同于第一层(30A)的折射率。该装置进一步包括与第一层(30A)和第二层(30B)中的至少一个相关联的多个电泳粒子(20)。本公开还涉及制造显示装置的方法,其包括将第一层(30A)定位成邻近于第二层(30B)。将多个电泳粒子(20)定位在第一层(30A)和第二层(30B)中的至少一个内。通过施加电。

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