JP2010033081A - 電気光学装置、電子機器、着色層の形成方法及び電子光学装置の製造方法 - Google Patents
電気光学装置、電子機器、着色層の形成方法及び電子光学装置の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】本発明は、第1の基板と、前記第1の基板に対向する第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置されてなり、電気泳動粒子、及び分散媒を有する電気光学層と、前記電気光学層に対応して設けられ、少なくとも1色の色要素を含んでなる着色層と、を具備し、前記分散媒は、少なくともその一部が前記1色と実質的に同一色に着色されてなることを特徴とする電気光学装置を提供する。
【選択図】図1
Description
本発明は、上記の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器を提供することを目的としている。
本発明は、電気光学装置に用いて好適な着色層の形成方法を提供することを目的としている。
本発明は、上記の電気光学装置を製造する方法を提供することを目的としている。
すなわち、本発明は、電気光学層の視認側に設けた着色層によりカラー化された電気光学装置を提供するものである。
上記構成によれば、別途カラーフィルタを設ける必要がなく、カラー表示が可能な電気光学装置を低コストで提供することができる。
上記構成によれば、各ドット領域毎に異なる色表示が可能な電気光学装置を提供することができる。
上記構成によれば、前記ドット領域毎に電気光学層の分散媒が分割されているので、電気泳動粒子の分布の不均一が生じることがなく、表示品質と信頼性に優れた電気光学装置を提供することができる。
上記構成によれば、前記電気泳動粒子の流動範囲が前記カプセル内に規制され、電気泳動粒子の分布の不均一が生じることがない、表示品質と信頼性に優れた電気光学装置を提供することができる。
上記構成によれば、前記カプセル毎に1以上の色要素が配置されたことで、さらに電気泳動粒子の分布の不均一を生じ難くすることができ、表示品質と信頼性に優れた電気光学装置を提供することができる。
上記構成によれば、導電性を有する着色層により、着色層内に分散した着色材料によって着色層に形成された電気容量をキャンセルすることができる。つまり、電気泳動粒子を移動させるために電気光学層に印加する電圧を低くすることができるので、低電圧で駆動可能な電気光学装置とすることができる。
上記構成によれば、上記第1、第2基板間に設けられた電気光学層に対応して配設された着色層と、電気光学層の分散媒とが実質的に同一色に着色されていることにより鮮明なカラー表示が可能であり、かつ低コストの電気光学装置を提供することができる。
上記構成によれば、分散媒を着色するための色要素により着色層を着色することができるので、別途カラーフィルタを用いることなく低コストで鮮明なカラー表示が可能な電気光学装置を提供することができる。また、前記色要素の種類を変更するのみで着色層の色種の変更に対応することができる。
上記構成によれば、各ドット毎に着色層が備えられたことで、任意の表示を任意色で実現し得る電気光学装置を提供することができる。
上記構成によれば、前記隔壁により隔てられた各ドット領域の分散媒を任意の色に着色することができ、ドット領域毎に異なる色を呈する電気光学装置を構成することができる。
上記構成によれば、前記分散媒に含まれる着色材料のみが前記孔を介して前記着色層側へ分散され、電気泳動粒子は分散媒内のみを移動する構成とすることができるので、分散媒中の電気泳動粒子の流動が規制されることがなく、信頼性に優れる電気泳動装置を提供することができる。
上記構成によれば、前記着色材料に染料が含まれるので、分散媒内での流動性に優れ、着色層内へ分散しやすい着色材料とすることができる。
上記構成によれば、電気泳動粒子の移動が前記カプセル内に制限されるため、電気光学層内で電気泳動粒子の分布が偏ることがなく、信頼性に優れる電気光学装置を提供することができる。
上記構成によれば、各色要素毎に対応する電気光学層の状態を制御することができるとともに、前記カプセルと前記着色層とが実質的に同一色とされているので、鮮明なカラー表示を得ることができる。
上記構成によれば、鮮明なカラー表示が可能な表示部を備えた電子機器を低コストで提供することができる。
上記構成によれば、前記多孔質の部材中に分散し、前記部材を着色し得る着色材料を含む材料を、前記多孔質の部材上の任意の位置に配置することができるので、異なる色種の着色材料を含む材料を効率よく配置することができる。
上記構成によれば、前記染料を含むことで、着色材料が前記多孔質の部材中に分散され易くなり、前記多孔質の部材を均一に着色することができる。
上記構成によれば、前記多孔質の部材上の任意の位置に前記材料を配置して、前記材料に含まれる着色材料により前記多孔質部材を着色することにより着色層を形成することができ、この着色層によるカラー表示が可能な電気光学装置を効率よく製造することができる。
上記構成によれば、前記多孔質部材の内部に電気泳動粒子が浸入しないので、前記多孔質部材により電気泳動粒子の動きが妨げられることがなく、表示品質に優れ、信頼性に優れた電気光学装置を提供することができる。
(第1の実施形態)
図1は、本発明に係る電気光学装置の第1の実施形態であるアクティブマトリクス型の電気泳動表示装置を示す模式断面図であり、図2は、図1に示す電気泳動表示装置の平面図である。また、図1は、図2に示すA−A’線に沿う断面構造に対応している。
分散媒5としては、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール、メチルセルソルブ等のアルコール系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等の各種エステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ぺンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロへキサン、メチルシクロへキサン等の脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキシルベンゼン、ヘブチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼン、トリデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン等の長鎖アルキル基を有するベンゼン類等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、カルボン酸塩又はその他の種々の油類等の単独又はこれらの混合物に界面活性剤等を配合したものを用いることができる。
上記分散媒5と電気泳動粒子6との組み合わせには特に限定はないが、電気泳動粒子6の重力による沈降を避けるために分散媒5の比重と電気泳動粒子6の比重はほぼ等しく設定されることが好ましい。
次に、本発明の第2の実施形態の電気泳動表示装置について、図3及び図4を参照して以下に説明する。図3は、本実施形態の電気泳動表示装置20の断面構成図であり、図4は図3に示す電気泳動表示装置の部分平面図である。また、図3は、図4に示すA−A’線に沿う断面構造を示している。
この電気泳動表示装置20は、対向して配置された第1基板21と第2基板28との間に電気泳動層(電気光学層)21を備えて構成されており、第1基板21の内面側(電気泳動層31側)に着色層24と、共通電極22とが順に形成されており、第2基板28の内面側(電気泳動層31側)には、複数の画素電極7a等を有する素子部7が形成されている。上記第1基板21側において、第1基板21、着色層24及び共通電極22は透光性を有しており、第1基板21外面がこの電気泳動装置20の表示面とされている。
尚、本実施の形態では、1つの分割セルCと1つの画素が対応する構成としているが、1つの分割セルC内に複数の着色部及び画素部17が配置されていても良い。
図5に示す電気泳動層31は、図示上側に配置された着色層24が、分散媒25中に浸漬されて構成されており、分散媒25中には電気泳動粒子26及び着色材料30が分散されている。着色層24は、多数の細孔24aを有する多孔質体とされており、これらの細孔24aを介して分散媒25及び着色材料30が着色層24内へ分散し、着色層24が着色されている。また、細孔24aの孔径は、電気泳動粒子26の粒径よりも小さく形成されており、電気泳動粒子26は多孔質体である着色層24内へは浸入せず、分割セル中の分散媒25内のみを泳動できるようになっている。
電気泳動粒子26としては、例えば、二酸化チタン、亜鉛華、三酸化アンチモン等の白色顔料を用いることができる。
また、他の多孔質材料としては、多孔質シリコン、多孔質セラミックス、ゾル−ゲル法による多孔質ゲルなども適用することができる。これらの多孔質材料は無機物をその主成分としているため、紫外線による劣化がほとんど生じることがなく、優れた耐候性を得られ、長寿命の電気泳動表示装置とすることができる。
また、着色層24を着色している材料が、分散媒25中の着色材料により補われるという利点も有する。
着色層24を構成する多孔質材料としては、上記に挙げたいずれのものも好適に使用することができるが、その屈折率が分散媒25の屈折率と同一又は近い値とされることが好ましい。両者の屈折率をほぼ同一とすることで、屈折率の差による散乱を減少させ、コントラストが高く色純度の良い表示を可能とすることができる。
電気泳動粒子26を駆動するための電極は、電気泳動層31の外側(図示上下側)に配置されているので、着色層44が導電性を有していないとすると、電気泳動層31には電気泳動粒子26が含まれる領域の容量C1と、着色層44の容量C2とが形成されるが、本構成では着色層44が導電性を有しているので、着色層44は、回路図上抵抗Rとして示され、容量C2をバイパスする経路を構成する。従って、電気泳動層31の容量を実質的に低下させることができ、低電圧で電気泳動粒子26を駆動することが可能になる。
まず、入射光Iを3原色の波長の強度(IR,IG,IB)に分解する。これを式で表すと下記(式1)のようになる。
上記第2の実施形態では、電気泳動層31に隔壁27を設けることで、電気泳動層31内での電気泳動粒子26の泳動範囲を制限し、電気泳動粒子26の分布均一性を向上させる構成としたが、図3に示す分割セルCとして、図10に示すマイクロカプセル60を用いることができる。図10は、本発明に係る電気泳動層に適用可能なマイクロカプセルの断面構成図であり、二重構造のカプセル皮膜61,62と、内側の皮膜62内の空間に充填された分散媒25及び電気泳動粒子25とを備えて構成されている。前記分散媒25は、先の実施形態と同様に着色材料を含んで構成されている。
二重構造のカプセル皮膜61,62は、外側の皮膜61が保護膜とされており、透明なゼラチン・アラビアガムなどの天然高分子、カルボキシメチルセルロース・エチルセルロース、ポリビニルアルコール・ナイロン・ポリウレタン・ポリエステル・エポキシ・メラミン-ホルマリンなどの合成高分子等の材料で形成することができる。内側の皮膜62は、図6に示す着色層34と同様の被染色性の材料から構成されている。そして、皮膜62は、その内側に充填された分散媒25に含まれる着色材料により着色されている。従って、このマイクロカプセル60を、図3に示す素子部7の画素電極7a上にマトリクス状に配列することで、図3に示す隔壁27により区画された電気泳動層31と同様の動作を行うことが可能になる。
次に、本発明に係る電気光学装置の製造方法の実施形態として、図3に示す電気泳動表示装置の製造方法について、図11を参照して以下に説明する。図11A〜Dは、本発明に係る製造方法による製造工程を示す断面工程図である。また、本実施形態では、本発明の製造方法の特徴とするところである電気泳動層(電気光学層)の作製工程について詳細に説明する。
上記では、従来のカラーフィルタの形成工程を利用して着色層24を形成する場合について説明したが、本発明に係る電気泳動表示装置では、着色層24を多孔質材料で形成し、分散媒に含まれる着色材料を着色層24に含浸させて着色層を着色することができる。この製造方法について、図12を参照して説明する。
まず、図12Aに示すように、ガラスや樹脂フィルムなどの基板21上に、複数の多孔質部24bと、これらの多孔質部24bを所定の間隔で区画する区画壁24Mを形成する。多孔質部24bは、先に記載のように多孔質ガラスや多孔質シリコンなどで構成することができ、区画壁24Mは樹脂材料などで形成することができる。
尚、本実施形態の製造方法では、着色層24を含む電気泳動層の形成工程のみを説明したが、その他の構成部材、例えば素子部7の製造方法には特に制限はなく、また、従来公知のスイッチング素子の製造方法を適用することもできる。
本発明の電気光学装置は、表示部を備えた様々な電子機器に適用される。以下、上述した実施形態の電気泳動表示装置を備えた電子機器の適用例について説明する。
本発明の電気泳動表示装置を、モバイル型(ポータブル型)のパーソナルコンピュータに適用した例について説明する。図14はこのパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図であり、パーソナルコンピュータ1200は、本発明の電気泳動表示装置を表示部1201として備える。パーソナルコンピュータ1200は、キーボード1203を備えた本体部1202を備えて構成されている。
本発明の電気泳動表示装置を、携帯電話に適用した例について説明する。図15はこの携帯電話の構成を示す斜視図であり、携帯電話1300は、本発明の電気泳動表示装置を小サイズの表示部1301として備える。携帯電話1300は、複数の操作ボタン1302、受話口1303、及び送話口1304を備えて構成されている。
本発明の電気泳動表示装置を、フレキシブルな電子ペーパーに適用した例について説明する。図16はこの電子ペーパーの構成を示す斜視図であり、電子ペーパー1400は、本発明の電気泳動表示装置を表示部1401として備える。電子ペーパー1400は、従来の紙と同様の質感及び柔軟性を有する書き換え可能なシートからなる本体1402を備えて構成されている。
また、図17は、電子ノートの構成を示す斜視図であり、電子ノート1500は、図16で示した電子ペーパー1400が複数枚束ねられ、カバー1501に挟まれているものである。カバー1501は、例えば外部の装置から送られる表示データを入力する不図示の表示データ入力手段を備える。これにより、その表示データに応じて、電子ペーパーが束ねられた状態のまま、表示内容を変更したり更新したりできる。
Claims (23)
- 電気光学装置において、
電気泳動粒子、及び分散媒を有する電気光学層と、
前記電気光学層の視認側に設けた着色層と、
を具備してなることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1に記載の電気光学装置において、
第1の基板と、
前記第1の基板に対向する第2の基板と、を更に具備し、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に前記電気光学層、及び前記着色層が配置されてなることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項2に記載の電気光学装置において、
前記第1の基板に設けた第1の電極と、
前記第2の基板に設けた第2の電極と、を更に具備し、
前記第1の電極と前記第2の電極との間に前記電気光学層及び前記着色層が配置されてなることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1に記載の電気光学装置において、
複数のドット領域を有し、
前記着色層は、互いに異なる色の複数の色要素を含み、
前記複数のドット領域の各々は、前記複数色要素のうちの少なくとも1の色要素に対応してなることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項4に記載の電気光学装置において、
前記複数のドット領域の各々は、隔壁により隔てられていることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1に記載の電気光学装置において、
前記電気光学層は前記分散媒、及び前記電気泳動粒子を収容するカプセルを更に含んでなることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項6に記載の電気光学装置において、
複数の前記カプセルを有し、
前記着色層は、互いに異なる色の複数の色要素を含み、
前記複数のカプセルの各々は、前記複数の色要素のうちの少なくとも1の色要素に対応してなることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項2に記載の電気光学装置において、
前記着色層が導電性を有することを特徴とする電気光学装置。 - 電気光学装置において、
第1の基板と、
前記第1の基板に対向する第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置されてなり、電気泳動粒子、及び分散媒を有する電気光学層と、
前記電気光学層に対応して設けられ、少なくとも1色の色要素を含んでなる着色層と、を具備し、
前記分散媒は、少なくともその一部が前記1色と実質的に同一色に着色されてなることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項9に記載の電気光学装置において、
前記分散媒に含まれる前記色要素が、前記着色層内に分散していることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項9に記載の電気光学装置において、
複数のドット領域を有し、
前記着色層は、互いに異なる色の複数の色要素を含み、
前記複数のドット領域の各々は、前記複数色要素のうちの少なくとも1の色要素に対応しており、
前記ドット領域内においては、前記分散媒は対応する前記色要素と実質的に同一色に着色されてなることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項11に記載の電気光学装置において、
前記複数のドット領域の各々は、隔壁により隔てられていることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項9に記載の電気光学装置において、
前記第1の基板の内面側には電極が設けられており、
前記電極と前記電気光学層との間に前記着色層が設けられてなることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項11に記載の電気光学装置において、
前記着色層を構成する部材には複数の孔が設けられ、
前記分散媒は、孔と等しい、若しくは孔より小さな径を具備する着色材料を含んでおり、前記電気泳動粒子の径が前記孔より大きいことを特徴とする電気光学装置。 - 請求項14に記載の電気光学装置において、
前記着色材料は、染料を含んでなることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項11に記載の電気光学装置において、
前記電気光学層は前記分散媒、及び前記電気泳動粒子を収容するカプセルを更に含んでなることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項16に記載の電気光学装置において、
複数の前記カプセルを有し、
前記着色層は、互いに異なる色の複数の色要素を含み、
前記複数のカプセルの各々は、前記複数色要素のうちの少なくとも1の色要素に対応しており、
前記カプセル内においては、前記分散媒は対応する前記色要素と実質的に同一色に着色されてなることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1に記載の電気光学装置を表示部として含むことを特徴とする電子機器。
- 請求項9に記載の電気光学装置を表示部として含むことを特徴とする電子機器。
- 着色層を形成する方法において、
多孔質の部材と、材料を吐出するヘッドとの相対位置を移動させる工程と、
前記多孔質の部材上に前記材料を吐出する工程と、を具備し、
前記材料は、前記部材に設けられた孔より小さな着色材料を含んでなることを特徴とする着色層の形成方法。 - 請求項20に記載の着色層の形成方法において、
前記着色材料が染料を含むことを特徴とする着色層の形成方法。 - 複数のドット領域を有する電気光学装置を製造する方法において、
材料を吐出するヘッドと、前記ドット毎に多孔質の部材が配置された基板との相対位置を移動させる工程と、
前記ヘッドから前記多孔質の部材に向けて前記材料を吐出する工程と、を具備し、前記材料は前記部材に設けられた孔より小さな径を有する着色材料を含んでなることを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 請求項22に記載の電気光学装置の製造方法において、
前記材料が、電気泳動粒子を含んでなり、
前記電気泳動粒子の径が前記部材に設けられた孔より大きいことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
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