JP2002014381A - 画像表示媒体 - Google Patents
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Abstract
ぐことができると共に、反射による映り込みを防ぐこと
ができる画像表示媒体を提供する。 【解決手段】 画像表示媒体10は、両面に反射防止用
のコート層12A,12Bが形成された表示基板14
と、該表示基板14と対向する非表示基板16と、表示
基板14と非表示基板16との間隔を規制するスペーサ
18と、表示基板14と非表示基板16との間の空間内
に封入され、帯電極性が異なる黒色粒子20及び白色粒
子22と、で構成されている。反射防止用のコート層1
2A、12Bは、表示基板14の屈折率よりも低い屈折
率の材料から成る。これにより、光利用効率が低下する
のを防ぐことができると共に、反射による映り込みを防
ぐことができる。
Description
り、特に、画像を繰り返し表示することが可能な画像表
示媒体に関する。
板に所望の画像を表示する電子ペーパー技術が知られて
いる。このような電子ペーパー技術には、例えば、大別
して電気泳動、サーマルリライタブル、液晶及びエレク
トロクロミー等の技術を利用したもの等のように、対向
する基板の間に液体の表示要素若しくは表示要素を液体
中に分散させた表示液体を封入した構成のものや、マト
リクス電極及び電荷輸送層を順に積層した2つの表示基
板の間に、導電性着色トナーと白色粒子とを封入した構
成のもの等のように、対向する基板の間にトナーのよう
な粉体状の表示要素を封入した構成のものがある。
表示要素とした液晶のような画像表示媒体と色材粒子を
表示要素とした画像表示媒体を比較した場合、液晶は表
示基板に隙間なく液晶が封入されているのに対して、色
材粒子を用いた画像表示媒体の場合、色材粒子が球形で
あるため、色材粒子と基板との間に屈折率の低い空気層
の隙間が出来てしまう。このため、粒子を用いた画像表
示媒体は光利用効率が低くなり、表示が暗くなる、とい
う問題があった。
表示媒体と同様に、反射による映り込みが生じる、とい
う問題があった。
する。
と物質2(例えば固体)との界面100では光線の反射
が生じ、入射光102は、界面100で反射された反射
光104と、界面100を透過する透過光106とに分
かれる。この場合、反射率Rは、物質1の屈折率n1、
物質2の屈折率n2から次式で表される。
次式で表される。
の場合には、入射光102は、基板の表裏両方の界面で
2度反射する。この場合、各界面での反射率(入射光に
対する反射光の比)をRとすると、基板での反射率R0
は次式で表される。
0は次式で表される。
がPET(ポリエチレンテレフタレート:n2=1.
6)から成る基板の場合、物質1と物質2との界面での
反射率Rは約0.05、透過率Tは約0.95となり、
基板全体での反射率R0は約0.1、透過率T0は約0.
9となる。
を球形の粒子とした場合、色材粒子108と基板110
との間に屈折率の低い空気層の隙間112が出来る。こ
のため、入射光102は基板110を透過して色材粒子
108で反射し、再び基板110を透過する、すなわち
基板110を2回通過(透過)する。
色材粒子108の表面での散乱がなく、該表面で完全に
反射されると仮定した場合、反射率(入射光に対する色
材粒子108からの反射光の比:光利用効率)Rpは次
式で表される。
用いた場合、Rp=(0.9)2=0.81となり、液晶
のように表示要素である液晶が表示基板内に隙間なく封
入されている場合と比較して、光利用効率RPが約81
%程度にまで低下してしまい、表示が暗くなってしま
う。
であり、画像表示媒体の光利用効率が低下するのを防ぐ
ことができると共に、反射による映り込みを防ぐことが
できる画像表示媒体を提供することを目的とする。
に、請求項1記載の発明は、一対の基板と、印加された
電界により前記一対の基板間を移動可能に前記一対の基
板間に封入されると共に、色及び帯電特性が異なる複数
種類の粒子群と、を備えた画像表示媒体において、前記
一対の基板の少なくとも一つの面に反射防止用のコート
層を形成したことを特徴とする。
なる複数種類の粒子群が封入されている。この一対の基
板間に画像情報に応じた電界を発生させることにより、
粒子の帯電極性に応じて色の異なる粒子を基板間で移動
させることができ、画像を表示させることができる。な
お、一対の基板は、少なくとも一方が例えば透明、半透
明、有色透明の何れかである絶縁性の樹脂等の誘電体で
構成することができる。また、粒子は絶縁性の粒子の
他、導電性、正孔輸送性、電子輸送性の粒子を用いるこ
とができる。
基板の少なくとも一つの面に反射防止用のコート層が形
成される。コート層の屈折率は、請求項2にも記載した
ように、コート層が形成された基板の屈折率未満に設定
される。これにより、コート層を設けない場合と比較し
て反射率を低減することができる。従って、基板の表示
側にコート層を設けた場合には、反射による映り込みを
低減させることができる。一方、基板が対向する側にコ
ート層を設けた場合には、前述した光利用効率を向上さ
せることができるため、基板と粒子との隙間部分により
表示が暗くなるのを防ぐことができる。
ネルギ材料を使用することが好ましい。これにより、基
板への粒子の付着力を抑えることができ、表示の経時安
定性及び繰り返し表示特性を向上させることができる。
また、コート層を複数層形成することにより透過率を向
上させてもよい。
記一対の基板の対向する面に各々形成された透明電極層
と、印加された電界により前記一対の基板間を移動可能
に前記一対の基板間に封入されると共に、色及び帯電特
性が異なる複数種類の粒子群と、を備えた画像表示媒体
において、前記一対の基板の少なくとも一方の基板の透
明電極層に反射防止用のコート層を形成したことを特徴
とする。
面に透明電極層が形成されており、一対の基板の少なく
とも一方の基板の透明電極層に反射防止用のコート層が
形成される。コート層の屈折率は、請求項4にも記載し
たように、コート層が形成された透明電極層の屈折率未
満に設定される。これにより、コート層を設けない場合
と比較して反射率を低減することができる。従って、光
利用効率を向上させることができるため、基板と粒子と
の隙間部分により表示が暗くなるのを防ぐことができ
る。
電極層が形成された基板の透明電極層と反対側の面に、
基板の屈折率未満のコート層をさらに形成するようにし
てもよい。これにより、反射による映り込みを低減する
ことができる。
照して本発明の第1実施形態について説明する。図3に
は、本実施形態に係る画像表示媒体10及び画像表示装
置30が示されている。
両面に反射防止用のコート層12A,12Bが形成され
た表示基板14と、該表示基板14と対向する非表示基
板16と、表示基板14と非表示基板16との間隔を規
制するスペーサ18と、表示基板14と非表示基板16
との間の空間内に封入され、帯電極性が異なる黒色粒子
20及び白色粒子22と、で構成されている。
誘電体で構成される。また、黒色粒子20、白色粒子2
2は、一方が絶縁性であればもう一方の粒子は導電性、
正孔輸送性、電子輸送性、絶縁性のいずれの性質を持っ
ていても良い。また、黒色粒子20、白色粒子22は、
例えば摩擦帯電によって互いに反対の極性に帯電されて
いる。これにより、黒色粒子20、白色粒子22を基板
間の電界に従って移動させることができ、互いに反対の
基板に付着させることでコントラストをとることができ
る。
外側から電圧を印加するための電圧印加手段32、電極
34A、34Bにより構成される。電極34A,34B
は例えば所謂単純マトリクス構造となっている。すなわ
ち、電極34A、34Bはそれぞれ複数のストライプ状
の電極で構成されており、互いに交差するように配置さ
れている。
極34A、34Bに電圧を印加することにより基板間に
画像情報に応じた電界を付与し、黒色粒子20及び白色
粒子22を画像情報に応じて移動させる。これにより表
示基板14側に所望の画像を表示させることができる。
止用のコート層12A,12Bが形成されている。この
場合、屈折率は以下のように考えることが出来る。
(空気)と屈折率n2の物質2から成る表示基板14と
の間に屈折率nCからなるコート層12Aを設けると、
その反射率R1は次式で与えられる。
合、R1=(nC 2−n2)/(nC 2+n2)となる。これ
により、nC 2=n2の時、すなわち、nC=n2 1/ 2の時に
反射率R1が0、透過率T0が1となる。
表示基板14に屈折率nCが1.26のコート層12A
を設ければ、理論的には反射率R1は略零になり、透過
率T0は略1となる。
ることは不可能であり、nC 2=n2を満たす場合nc<n
2も満たすため、nc<n2で、かつnC 2=n2を満たす値
に近い屈折率のコート層を用いる。
の屈折率nc1は、表示基板14の屈折率n2よりも低い
屈折率の材料が用いられる。例えば両基板の外側及び内
側が空気(屈折率n1=1.0)であるとした場合、コ
ート層12Aは、上記(6)式よりnC1 2=n2を満たす
値に近い低屈折率の材料が用いられる。
率nc2についても同様に、表示基板14の屈折率n2よ
りも低い屈折率に設定される。なお、表示基板14の屈
折率n2よりも低ければ、コート層12A,12Bの屈
折率nc1、nc2は同一でもよいし、互いに異なっていて
もよい。
化物などの無機材料を真空下で蒸着やスパッタリングに
より製膜する「ドライコーティング法」や、溶液状の有
機系材料を塗布することにより製膜する「ウェットコー
ティング法」により製造することができる。
ム(n2=1.6)とした場合は、コート層12A,1
2Bの材料としては、屈折率が1.35〜1.37であ
る含フッ素ポリアクリレート、屈折率が1.35である
フッ化ビニリデン系共重合体、屈折率が1.36である
Fluorad-FC-722(3M社製)、屈折率が1.34で
あるサイトップ(旭硝子社製)、屈折率が1.31であ
るTEFLON-AF1600(デュポン社製)、屈折率が1.
29であるTEFLON-AF2400(デュポン社製)等を用
いることができる。
し、コート層12A,12Bを共に屈折率が1.34で
あるサイトップとした場合、上記(3)、(6)式より
表示基板14の反射率R0は約0.005となり、上記
(4)式より透過率T0は約0.99となり、表示基板
14と白色粒子22との隙間部分における光利用効率R
pは約0.98となる。
折率を有するコート層12Aを表示基板14の表示側の
表面にコートすることにより反射率を低下することがで
きるため、反射による映り込みを防ぐことができる。ま
た、PETフィルムよりも低い屈折率を有するコート層
12Bを表示基板14の非表示基板16と対向する側の
表面にコートすることにより、表示基板14と白色粒子
22との隙間部分における光利用効率が低下するのを防
ぐことができるため、表示が暗くなるのを防ぐことがで
きる。
1.91のガラスを用いた場合には、コート層12A,
12Bには屈折率1.19〜1.38のコート材料を使
うのが望ましい。
51のソーダライムガラスを用いた場合は、コート層1
2A,12Bには屈折率1.23のコート材料を、表示
基板14に屈折率が1.53の7059ボロシリケート
ガラスを用いた場合には、コート層12A,12Bには
屈折率1.24のコート材料を、表示基板14に屈折率
が1.493のBLCボロシリケートガラスを用いた場合
には、コート層12A,12Bには屈折率1.22のコ
ート材料を用いればよいが、屈折率が1.4以下のコー
ト材料を用いるのが好ましく、屈折率が1.3以下のコ
ート材料を用いるのがさらに好ましい。
率に近い値を有する屈折率が1.35〜1.37の含フ
ッ素ポリアクリレート、屈折率が1.35のフッ化ビニ
リデン系共重合体、屈折率が1.36のFluorad-FC-7
22(3M社製)、屈折率が1.34のサイトップ(旭
硝子社製)、屈折率が1.31のTEFLON-AF1600
(デュポン社製)、屈折率が1.29のTEFLON-AF24
00(デュポン社製)等を用いることが出来る。
にするための屈折率nの層の厚さDは次式にて表され
る。
長域の中でも、人間の視感度の最も高い波長である555n
m付近での反射が最小になるようにコート層の厚さDを
設定することが好ましく、0.05〜0.5μm程度が
好ましい。例えば、表示基板14上に屈折率1.4のコ
ート層を形成する場合、上記(7)式により厚さDは99
nmが最適となる。
層ずつコート層を形成しているが、複数のコート層を形
成するようにしてもよい。
形態について説明する。なお、上記第1実施形態と同一
部分には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
図4に示すように、表示基板14の非表示基板16と対
向する側に透明電極36Aが形成されており、非表示基
板16の表示基板14と対向する側に透明電極36Bが
形成されている。そして、透明電極36Aにコート層1
2Bが形成されている。表示基板14、16は、ガラス
や樹脂等で構成される。
2に接続される。透明電極36A,36Bは例えば所謂
単純マトリクス構造となっている。すなわち、透明電極
36A、36Bはそれぞれ複数のストライプ状の電極で
構成されており、互いに交差するように配置されてい
る。
明電極36A、36Bに電圧を印加することにより基板
間に画像情報に応じた電界を付与し、黒色粒子20及び
白色粒子22を画像情報に応じて移動させる。これによ
り表示基板14側に所望の画像を表示させることができ
る。
のコート層12Bが形成されている。この場合も、図2
に示すように透明電極36Aの屈折率をnEとして第1
実施形態で説明したのと同様に考えることが出来る。
料としては、コート層12Aの屈折率nc1が、表示基板
14の屈折率n2よりも低い屈折率となるような材料と
する。すなわち、前述したように、例えば両基板の外側
及び内側が空気(屈折率n1=1.0)であるとした場
合、コート層12Aは、上記(6)式よりnC1 2=n2を
満たす値に近い低屈折率の材料が用いられる。
としては、コート層12Bの屈折率nc2が、透明電極3
6Aの屈折率nEよりも低い屈折率となるような材料と
する。すなわち、上記(6)式よりnC2 2=nEを満たす
値に近い低屈折率の材料が用いられる。
基板14の屈折率n2よりも低く、かつコート層12B
の屈折率nC2が透明電極36Aの屈折率nEよりも低け
れば、コート層12A,12Bの屈折率nc1、nc2は同
一でもよいし、互いに異なっていてもよい。
とした場合、屈折率nE=1.951であるため、コー
ト層12Bには屈折率が1.4に近い材料を用いれば良
いが、屈折率が1.6以下のコート材料が好ましく、屈
折率が1.5以下のコート材がさらに好ましい。
属単層膜、Au/Bi2O3等の金属二層膜や、誘電体膜/金属
膜/誘電体膜の構成からなるSnO2/Ag/SnO2、ZnO/Ag/Zn
O、Bi2O 3/Au/Bi2O3等の金属多層膜、SnO2、ZnO、In2O3
等の金属酸化物、SnO2、ITO、ZnO等にFやSb、Al等の不
純物をドープした金属酸化物、Cd2SNO4、In2O3−ZnO、S
nO2−ZnO、In2O3−MgO等の多元素系金属酸化物、LaB6、
TiN、ZrN、HfNなどの非酸化物単層膜、TiO2/TiN/TiO2、
TiO2/ZrN/TiO2等の非酸化物多層膜、Ag、Au、Ru、Sn
O2、ZnO、ITO、粒子分散SiO2等の導電性粒子分散誘電体
等があるが、これらの物に限定されない。
は、屈折率が1.35〜1.37の含フッ素ポリアクリ
レート、屈折率が1.35のフッ化ビニリデン系共重合
体、屈折率が1.36のFluorad-FC-722(3M社
製)、屈折率が1.34のサイトップ(旭硝子社製)、
屈折率が1.31のTEFLON-AF1600(デュポン社
製)、屈折率が1.29のTEFLON-AF2400(デュポ
ン社製)、屈折率が1.49のPMMA(ポリメタクリル酸
メチル)、屈折率が1.59のPC(ポリカーボネー
ト)、屈折率が1.59のPS、屈折率が1.50のCR-
39(ジエチレングリコールビスアリルカーボネート:
PPG社製)、屈折率が1.55のPVC(硬質ポリ塩化ビニ
ル)、屈折率が1.562のMS樹脂(スチレン-メタク
リル酸メチル共重合体)、屈折率が1.57のAS樹脂
(アクリロニトリル-スチレン共重合体)、屈折率が
1.507のPCHMA(ポリメタクリル酸シクロヘキシ
ル)、屈折率が1.466のTPX(ポリ(4-メチルペン
テン-1))などを用いることができる。
が表示基板14の屈折率n2よりも低く、かつコート層
12Bの屈折率nC2が透明電極36Aの屈折率nEより
も低ければ、コート層12A,12Bの屈折率nc1、n
c2は同一でもよいし、互いに異なっていてもよい。
率を有するコート層12Aを表示基板14の表示側の表
面にコートすることにより反射率を低下することができ
るため、反射による映り込みを防ぐことができる。
有するコート層12Bを透明電極36Aの非表示基板1
6と対向する側の表面にコートすることにより、表示基
板14と白色粒子22との隙間部分における光利用効率
が低下するのを防ぐことができるため、表示が暗くなる
のを防ぐことができる。
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
を以下のようにして作製した。
(株)製)(濃度5%)を沸点180℃のCT-Solv800で希
釈し、濃度5%のコート液を作成した。予めシランカッ
プリング剤をコートした厚さ200μmのPETフィルム
からなる第1の基板(表示基板14)の両面にコート液
を500rpmで10秒、3000rpmで20秒の条件でスピンコート
した。
してMBX-20Black(積水化成品工業製)を35部数、白色
絶縁粒子(白色粒子22)としてMBX-20White(積水化
成品工業製)に+0.4%wtSTT-100Hを外添したものを50
部数混合し摩擦帯電を行った。
る第二の基板(非表示基板16)上に厚さ200μm開口部
20mm×20mmのシリコーンゴムスペーサ(スペーサ18)
を密着させ、黒色絶縁性粒子及び白色絶縁粒子が混合さ
れた粒子を乾式スクリーンにより塗布し、第一の基板を
重ねて封入し、評価用パッチを作成した。
銅平板電極で挟み込み800Vの電圧を印可して白色絶縁粒
子を表示基板側へ移動させることにより白色表示させ
た。
置(X-Lite404A、X-Lite社製)により測定した。また目
視により表面の映り込みを確認した。
電極付きPETフィルム(東レ製)を用いて実施例1と
同様の方法により画像表示媒体を作製した。そして、IT
O透明電極に500Vの電圧を印加して白色絶縁粒子を表示
基板側へ移動させることにより白色表示させ、実施例1
と同様に光学濃度を測定し、目視により表面の映り込み
を確認した。
電極付きガラス(EHC製)用いて、実施例1と同様の方
法により画像表示媒体を作製した。そして、ITO透明電
極に500Vの電圧を印加して白色絶縁粒子を表示基板側へ
移動させることにより白色表示させ、実施例1と同様に
光学濃度を測定し、目視により表面の映り込みを確認し
た。
と同様にPETフィルム(東レ製)用い、コート層を形
成せずに実施例1と同様の方法で評価用パッチを作成し
た。そして、実施例1と同様の方法で光学濃度を測定
し、目視により表面の映り込みを確認した。
と同様にITO透明電極付きPETフィルム(東レ製)用
い、コート層を形成せずに実施例1と同様の方法で評価
用パッチを作成した。そして、実施例2と同様の方法で
光学濃度を測定し、目視により表面の映り込みを確認し
た。
と同様にITO透明電極付きガラス(EHC製)用い、コート
層を形成せずに実施例1と同様の方法で評価用パッチを
作成した。そして、実施例3と同様の方法で光学濃度を
測定し、目視により表面の映り込みを確認した。
色度が高いことを示す。表1に示すように、実施例と対
応する比較例とをそれぞれ比較すると、コート層を設け
ることにより、白色表示時の白色濃度が0.2から0.4程度
向上していると共に、表面の映り込みもなくなっている
ことがわかる。このように、表示基板の表面にコート層
を設けることにより、白色度が高く、表面の映り込みの
無い見やすい表示媒体を得ることができた。
画像表示媒体の光利用効率が低下するのを防ぐことがで
きると共に、反射による映り込みを防ぐことができる、
という効果を有する。
光の反射について説明するための図である。
場合における入射光の反射について説明するための図で
ある。
ある。
ある。
ための図である。
ための図である。
ついて説明するための図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 一対の基板と、印加された電界により前
記一対の基板間を移動可能に前記一対の基板間に封入さ
れると共に、色及び帯電特性が異なる複数種類の粒子群
と、を備えた画像表示媒体において、 前記一対の基板の少なくとも一つの面に反射防止用のコ
ート層を形成したことを特徴とする画像表示媒体。 - 【請求項2】 前記コート層の屈折率が、前記コート層
が形成された基板の屈折率未満であることを特徴とする
請求項1記載の画像表示媒体。 - 【請求項3】 一対の基板と、前記一対の基板の対向す
る面に各々形成された透明電極層と、印加された電界に
より前記一対の基板間を移動可能に前記一対の基板間に
封入されると共に、色及び帯電特性が異なる複数種類の
粒子群と、を備えた画像表示媒体において、 前記一対の基板の少なくとも一方の基板の透明電極層に
反射防止用のコート層を形成したことを特徴とする画像
表示媒体。 - 【請求項4】 前記コート層の屈折率が、前記コート層
が形成された透明電極層の屈折率未満であることを特徴
とする請求項3記載の画像表示媒体。 - 【請求項5】 前記透明電極層が形成された基板の前記
透明電極層と反対側の面に、前記基板の屈折率未満のコ
ート層がさらに形成されたことを特徴とする請求項4記
載の画像表示媒体。
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