JP5163690B2 - Display device - Google Patents
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Description
本発明は、表示装置に関し、特に、電子ペーパー等に適用が可能であって、表示状態を固定的に保持することができるとともに、薄型軽量で可撓性にも優れた表示装置に関する。 The present invention relates to a display device, and more particularly to a display device that can be applied to electronic paper and the like, can hold a display state in a fixed manner, is thin and light, and has excellent flexibility.
近年、新聞や書籍等の紙媒体に代わる情報伝達媒体として、電子ペーパーと呼ばれる表示デバイスの研究開発が盛んに行われている。このような表示デバイスにおいては、軽量薄型で、一旦表示された画像情報を電源やバックライトを必要とすることなく保持して表示することができ、かつ、柔軟性に優れ、表示パネルを屈曲させることができる等の、ＣＲＴや液晶表示装置等の既存の表示デバイスでは実現不可能な種々の特徴が注目されている。 In recent years, research and development of a display device called electronic paper has been actively performed as an information transmission medium replacing a paper medium such as a newspaper or a book. In such a display device, it is lightweight and thin, can display and display image information once displayed without the need for a power source or a backlight, is flexible, and bends the display panel. Various features that cannot be realized with existing display devices such as CRTs and liquid crystal display devices are attracting attention.
ここで、電子ペーパーへの適用が検討されている表示デバイスとしては、例えば、溶媒中に表示媒体としての帯電粒子を含有し、表示データに応じて電界を印加することにより溶媒中の帯電粒子を移動させる電気泳動方式のものと、溶媒を用いず基板間に形成された空間（単位セル）に表示媒体としてのトナー（帯電粒子）を封入し、表示データに応じて電界を印加することによりトナーを移動させるトナー方式のものと、が知られている。 Here, as a display device that is considered to be applied to electronic paper, for example, a charged particle as a display medium is contained in a solvent, and an electric field is applied according to display data so that the charged particle in the solvent is Electrophoretic type to be moved and toner (charged particles) as a display medium sealed in a space (unit cell) formed between substrates without using a solvent, and an electric field is applied according to display data. to that of the toner method of moving, there is known a.
以下、従来技術に係る表示デバイスについて、簡単に説明する。
図１１は、従来技術における電気泳動方式を適用した表示デバイスの一例を示す概略構成図であり、図１２は、従来技術におけるトナー方式を適用した表示デバイスの一例を示す概略構成図である。
図１１に示すように、電気泳動方式を適用した表示デバイス１００は、概略、対向して配置された視野側の透明基板１０１及び背面側の基板１０２と、該視野側の透明基板１０１及び背面側の基板１０２の各対向面側に設けられた電極１０３、１０４間に、白色及び黒色の帯電粒子１０６、１０７を混入した溶媒１０５を封入したマイクロカプセル１１０を配列した表示層と、視野側の透明基板１０１と電極１０３間（透明基板１０１の視野側であってもよい）に設けられたカラーフィルタ１２０と、を備えた構成を有している。ここで、白色及び黒色の帯電粒子１０６、１０７は、各々異なる極性に帯電している。
Hereinafter, a display device according to the related art will be briefly described.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a display device to which an electrophoretic method in the prior art is applied, and FIG. 12 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a display device to which a toner method in the prior art is applied.
As shown in FIG. 11, the
このような表示デバイス１００においては、上記一対の基板１０１、１０２間に、電圧の印加方向を切り換え可能な電源１３０から直流電圧を印加して電界を形成することにより、各マイクロカプセル１１０中の白色及び黒色の帯電粒子１０６、１０７が、各々逆極性の電圧が印加された電極１０３、１０４方向に移動し集中する。これにより、視野側の透明基板１０１（電極１０３）に移動した白色又は黒色の帯電粒子１０６、１０７に、視野側から入射した光が反射して、当該マイクロカプセル１１０に対応して配置されたカラーフィルタ１２０を透過することにより、色表示（白色の帯電粒子１０６が電極１０３側に集中したマイクロカプセル１１０の場合）、又は、黒表示（黒色の帯電粒子１０７が電極１０３側に集中したマイクロカプセル１１０の場合）として視認され、カラー表示が行われる。
なお、このような電気泳動方式を適用した表示デバイスについては、例えば、特許文献１等に詳しく記載されている。
In such a
A display device to which such an electrophoresis method is applied is described in detail in, for example,
一方、図１２に示すように、トナー方式を適用した表示デバイス２００は、概略、対向して配置された視野側の透明基板２０１及び背面側の基板２０２と、該視野側の透明基板２０１及び背面側の基板２０２、これらの基板間に設けられた格子状の隔壁（スペーサ）２０３とにより形成される空間に白色及び黒色の帯電粒子２０６、２０７を封入した画素セル（単位セル）２１０と、画素セル２１０ごとに視野側の透明基板２０１及び背面側の基板２０２の各対向面側に設けられた電極２０４、２０５と、を備えた構成を有している。ここで、白色及び黒色の帯電粒子２０６、２０７は、各々異なる極性に帯電している。
On the other hand, as shown in FIG. 12, the
このような表示デバイス２００においても、上記一対の基板２０１、２０２間に電源２２０から直流電圧を印加して電界を形成することにより、各画素セル２１０内の白色及び黒色の帯電粒子２０６、２０７が、各々逆極性の電圧が印加された電極２０４、２０５方向に移動して付着し、視野側の電極２０４に付着した白色又は黒色の帯電粒子２０６、２０７に、視野側から入射した光が反射することにより、白表示（白色の帯電粒子２０６が電極２０４側に付着した画素セル２１０の場合）、又は、黒表示（黒色の帯電粒子２０７が電極２０４側に付着した画素セル２１０の場合）として視認され、モノクロ表示が行われる。
なお、このようなトナー方式を適用した表示デバイスについては、例えば、特許文献２等に詳しく記載されている。
Also in such a
A display device to which such a toner method is applied is described in detail in, for example,
上述したような表示装置においては、以下に示すような課題を有していた。
すなわち、上述したような電気泳動方式を適用した表示デバイスにおいては、溶媒中に表示媒体である帯電粒子が封入された構成を有しているので、電極間に電界を形成していずれかの電極側に帯電粒子を移動させた場合、その表示状態を比較的良好に保持することができるものの、帯電粒子の各電極方向への移動速度（応答時間）が比較的遅いため、迅速に画像情報の書き換えを行うことができないという問題を有していた。
The display device as described above has the following problems.
That is, in the display device to which the electrophoresis method as described above is applied, since the charged particles as the display medium are sealed in the solvent, an electric field is formed between the electrodes and any of the electrodes is formed. When the charged particles are moved to the side, the display state can be maintained relatively well, but the moving speed (response time) of the charged particles in the direction of each electrode is relatively slow. There was a problem that rewriting could not be performed.
これに対して、トナー方式の表示デバイスにおいては、溶媒を用いていないので、比較的速い応答時間を実現することができるという利点を有している。
しかしながら、トナー方式を適用した表示デバイスにおいては、各表示画素を構成する画素セルに、溶媒を用いることなく帯電粒子を封入した構成を有しているため、帯電粒子同士の吸着（凝集）が生じて、見かけ上の帯電粒子の粒子径が大きくなり、電界中での移動特性（電界応答特性）や電極表面への吸着特性等が劣化して、画像情報の正常な表示が実行できなくなるという問題を有していた。
On the other hand, since the toner type display device does not use a solvent, it has an advantage that a relatively fast response time can be realized.
However, a display device using a toner system has a configuration in which charged particles are enclosed in a pixel cell that constitutes each display pixel without using a solvent, and therefore, adsorption (aggregation) between charged particles occurs. As a result, the apparent particle size of the charged particles increases, and the movement characteristics in the electric field (electric field response characteristics) and the adsorption characteristics to the electrode surface are deteriorated, so that normal display of image information cannot be performed. Had.
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、帯電粒子同士の吸着（凝集）を防止することにより表示品位の高いトナー方式の表示装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a toner-type display device with high display quality by preventing adsorption (aggregation) between charged particles.
前記目的を果たすため、本発明の表示装置の一態様は、隔壁により区分けされた各画素セルのそれぞれに所定の色成分に設定された帯電粒子が封入されたトナー方式の表示装置であって、前記所定の色成分に設定された帯電粒子と、前記所定の色成分に設定された帯電粒子とは異なる多孔質の水分吸着粒子と、が同一の前記画素セルに封入されている、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, one aspect of the display device of the present invention is a toner-type display device in which charged particles set to a predetermined color component are encapsulated in each of the pixel cells divided by the partition. wherein the charged particles which the set in a predetermined color component, a water adsorption particles of different porous from the predetermined set charged particles to the color components, but is enclosed in the same of the pixel cells, the And
本発明によれば、帯電粒子同士の吸着（凝集）を防止することができ、表示品位の高い表示装置を提供することができる。According to the present invention, adsorption (aggregation) of charged particles can be prevented, and a display device with high display quality can be provided.
以下、本発明に係る表示装置について、実施の形態を示して詳しく説明する。
まず、本発明に係る表示装置に適用される表示パネルについて説明する。
本発明に係る表示装置は、上述した従来技術に示した表示パネルと同様に、トナー方式の表示パネル構造を有し、概略、対向して配置された視野側の透明基板（第１の基板）及び背面側の基板（第２の基板）と、該基板間に設けられた隔壁とにより形成される空間を有する画素セルが、該基板間に２次元配列され、各画素セル（上記空間）内に所定の色を有する帯電粒子（帯電性の微粒子）が封入された構成を有している。なお、本発明に係る表示装置に適用可能な表示パネル（画素セル）の具体的な構成については、後述する適用例において詳しく説明する。
Hereinafter, a display device according to the present invention will be described in detail with reference to embodiments.
First, a display panel applied to the display device according to the present invention will be described.
The display device according to the present invention has a toner-type display panel structure, similar to the display panel shown in the prior art described above, and is generally a transparent substrate on the visual field side (first substrate) arranged oppositely. And pixel cells having a space formed by a substrate on the back side (second substrate) and a partition wall provided between the substrates are two-dimensionally arranged between the substrates, and each pixel cell (the above space) In which charged particles (chargeable fine particles) having a predetermined color are enclosed. Note that a specific configuration of a display panel (pixel cell) applicable to the display device according to the present invention will be described in detail in an application example described later.
次に、本発明に係る表示装置（表示パネル）に適用される帯電粒子の物理的特性について説明する。
図１は、トナー方式を採用した表示パネルに適用される帯電粒子の物理的特性を示す図である。
本発明に適用される帯電粒子をはじめ、特定の空間内に離間して存在する微粒子相互間には、一般に、静電気力、ファンデルワールス力、液架橋力等の付着力（吸着力）が働くことが知られている。
Next, physical characteristics of the charged particles applied to the display device (display panel) according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram illustrating physical characteristics of charged particles applied to a display panel employing a toner system.
Adhesive forces (adsorptive power) such as electrostatic force, van der Waals force, and liquid crosslinking force generally work between the charged particles applied to the present invention and the fine particles that are separated in a specific space. It is known.
ここで、粒子径（粒子半径）と当該粒子間の付着力（静電気力、ファンデルワールス力、液架橋力）の関係について検証すると、図１に示すように、粒子径が増大すると、いずれの付着力も増加する傾向を示す。具体的には、微粒子間に働く付着力としては、液架橋力（図中、特性線Ｆａとして表記）が最も大きく、次いで、ファンデルワールス力（図中、特性線Ｆｂとして表記）が、該液架橋力の概ね１／１０程度の大きさを有し、静電気力（図中、特性線Ｆｃとして表記）は、ファンデルワールス力の概ね１／１０００〜１／１００程度（液架橋力の概ね１／１００００〜１／１０００程度）の微少な力であることが判明した。特に、粒子径が概ね１０μｍ以下の範囲においては、静電気力がファンデルワールス力の概ね１／５００以下となって、ほぼ無視できる程度に小さくなることが判明した。 Here, when the relationship between the particle diameter (particle radius) and the adhesion force between the particles (electrostatic force, van der Waals force, liquid cross-linking force) is verified, as shown in FIG. The adhesion tends to increase. Specifically, as the adhesive force acting between the fine particles, the liquid crosslinking force (denoted as the characteristic line Fa in the figure) is the largest, and then the van der Waals force (denoted as the characteristic line Fb in the figure) The electrostatic force (indicated by the characteristic line Fc in the figure) is approximately 1/1000 to 1/100 of the van der Waals force (approximately the liquid crosslinking force). It was found to be a slight force of about 1/10000 to 1/1000). In particular, it was found that in the range where the particle diameter is approximately 10 μm or less, the electrostatic force is approximately 1/500 or less of the van der Waals force, and is small enough to be ignored.
このことから、上述したような帯電粒子間の凝集（吸着）に寄与する力（付着力）は、大半が液架橋力及びファンデルワールス力であると推定することができ、これに基づいて、本発明は、以下に示すように、液架橋力又はファンデルワールス力を低減した構成、もしくは、液架橋力及びファンデルワールス力の双方を低減した構成を適用することにより、帯電粒子間の凝集を抑制することを特徴とする。 From this, it can be estimated that the force (adhesion force) that contributes to the aggregation (adsorption) between the charged particles as described above is mostly the liquid crosslinking force and van der Waals force. In the present invention, as shown below, by applying a configuration in which the liquid crosslinking force or van der Waals force is reduced, or a configuration in which both the liquid crosslinking force and van der Waals force are reduced, aggregation between charged particles is performed. It is characterized by suppressing.
＜第１の実施形態＞
本実施形態においては、上述したファンデルワールス力を低減するための帯電粒子の組成について説明する。
図２は、第１の実施形態に係る表示装置の表示パネル（画素セル）に適用される帯電粒子の粒子径の特徴を示す概略図であり、図３は、本実施形態に適用される帯電粒子の粒子径とファンデルワールス力との関係を示す特性図である。ここでは、図１に示した帯電粒子の物理的特性を適宜参照しながら説明する。
<First Embodiment>
In the present embodiment, the composition of charged particles for reducing the van der Waals force described above will be described.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating characteristics of the particle diameter of the charged particles applied to the display panel (pixel cell) of the display device according to the first embodiment, and FIG. 3 is a diagram illustrating the charging applied to the present embodiment. It is a characteristic view which shows the relationship between the particle diameter of particle | grains and van der Waals force. Here, description will be made with reference to the physical characteristics of the charged particles shown in FIG.
図１に示したように、帯電粒子の吸着力は、静電気力（特性線Ｆｃ）に比較してファンデルワールス力（特性線Ｆｂ）の方が概ね１００〜１０００倍程度大きく寄与している。ここで、ファンデルワールス力よりも概ね１０倍程度、吸着力に寄与している液架橋力は、表示パネル（画素セル）内に封入する際に当該帯電粒子を十分乾燥させて、含有水分を低減することにより、無視できる程度に低減することができるので、このような場合には、帯電粒子の凝集は、実質的に微粒子間に働くファンデルワールス力に起因するものと考えることができる。 As shown in FIG. 1, the van der Waals force (characteristic line Fb) contributes approximately 100 to 1000 times more to the adsorptive power of charged particles than the electrostatic force (characteristic line Fc). Here, the liquid bridging force that contributes to the adsorption force, approximately 10 times the van der Waals force, sufficiently dries the charged particles when encapsulated in the display panel (pixel cell), and reduces the water content. In this case, the aggregation of the charged particles can be considered to be caused by van der Waals force acting between the fine particles.
そこで、本実施形態においては、均一の粒子径（粒子半径）を有する帯電粒子群中に、該帯電粒子よりも粒子径の小さい帯電粒子を混入して画素セルに封入した構成を有している。
具体的に説明すると、図２（ａ）に示すように、粒子径が均一で、粒子間距離ｈが粒子径ｒに比較して十分小さい場合の帯電粒子間のファンデルワールス力Ｖvdraは、次の（１）式で表すことができ、図２（ｂ）に示すように、粒子径ｒが異なる場合（ｒ１≠ｒ２；ｒ１、ｒ２は、各微粒子ＰＬ１、ＰＬ２の粒子径）のファンデルワールス力Ｖvdrbは、次の（２）式で表すことができる。
Ｖvdra＝−Ａｒ／１２ｈ ・・・（１）
Ｖvdrb＝−Ａ×ｒ１×ｒ２／６ｈ（ｒ１＋ｒ２） ・・・（２）
In view of this, the present embodiment has a configuration in which charged particles having a uniform particle diameter (particle radius) are mixed with charged particles having a particle diameter smaller than the charged particles and enclosed in a pixel cell. .
More specifically, as shown in FIG. 2A, the van der Waals force Vvdra between charged particles when the particle diameter is uniform and the interparticle distance h is sufficiently smaller than the particle diameter r is As shown in FIG. 2B, van der Waals when the particle diameter r is different (r1 ≠ r2; r1 and r2 are the particle diameters of the fine particles PL1 and PL2). The force Vvdrb can be expressed by the following equation (2).
Vvdra = -Ar / 12h (1)
Vvdrb = −A × r1 × r2 / 6h (r1 + r2) (2)
そして、上記（１）、（２）式において、図２（ｂ）に示したように、粒子径ｒ１を有する微粒子ＰＬ１群に、粒子径ｒ１よりも十分小さい粒子径ｒ２（ｒ１＞ｒ２）を有する微粒子ＰＬ２を混入（添加）して、粒子径ｒ１を有する微粒子ＰＬ１間に、粒子径ｒ２を有する微粒子ＰＬ２を挟むような粒子配列を考えた場合、当該状態におけるファンデルワールス力（上記（２）式におけるＶvdrb）が、粒子径ｒを均一に設定した場合（図２（ａ）参照）のファンデルワールス力（上記（１）式におけるＶvdra）よりも小さくなる状態（すなわち、（１）式及び（２）式からなる連立方程式において、Ｖvdra＞Ｖvdrbとなる条件）が存在する。 In the above formulas (1) and (2), as shown in FIG. 2 (b), a particle diameter r2 (r1> r2) sufficiently smaller than the particle diameter r1 is applied to the group of fine particles PL1 having the particle diameter r1. Considering a particle arrangement in which fine particles PL2 having a particle diameter r1 are sandwiched (added) and fine particles PL1 having a particle diameter r1 are sandwiched (added), the van der Waals force (in the above (2 (Vvdrb) in equation (1) is smaller than the van der Waals force (Vvdra in equation (1) above) when the particle diameter r is set uniformly (see FIG. 2 (a)) (ie, equation (1)). And in the simultaneous equations consisting of the equation (2), there is a condition that Vvdra> Vvdrb).
本実施形態は、このときの帯電粒子の組成（特に、粒子径）を特定の条件範囲に設定することにより、微粒子間に働くファンデルワールス力を低減して帯電粒子の凝集を抑制するものである。以下、均一な粒子径を有する場合と、異なる粒子径を有する場合において、帯電粒子（微粒子）の組成について具体的な計算例を示して検証する。
まず、図２（ａ）に示すように、粒子径が均一な微粒子ＰＬ１からなる組成において、Ｈａｍａｋｅｒ定数Ａを１、粒子径ｒを５μｍ、粒子間距離ｈを０．０１μｍに設定した場合、上記（２）式に基づいて、ファンデルワールス力Ｖvdraは、−４１．６［Ｎ］が得られる。
In this embodiment, by setting the composition (particularly the particle diameter) of the charged particles at a specific condition range at this time, the van der Waals force acting between the fine particles is reduced to suppress the aggregation of the charged particles. is there. Hereinafter, the composition of the charged particles (fine particles) in the case of having a uniform particle size and the case of having a different particle size will be verified by showing a specific calculation example.
First, as shown in FIG. 2 (a), in the composition composed of fine particles PL1 having a uniform particle size, when the Hamaker constant A is set to 1, the particle size r is set to 5 μm, and the interparticle distance h is set to 0.01 μm, Based on the equation (2), the van der Waals force Vvdra is -41.6 [N].
一方、図２（ｂ）に示すように、粒子径が異なる微粒子ＰＬ１、ＰＬ２からなる組成において、Ｈａｍａｋｅｒ定数Ａを１、粒子径ｒ１を５μｍ、粒子径ｒ２を０．５μｍ、粒子間距離ｈを０．０１μｍに設定した場合、上記（２）式に基づいて、ファンデルワールス力Ｖvdrbは、−７．５［Ｎ］となる。
これにより、上記粒子径ｒ１、ｒ２及び粒子間距離ｈの条件においては、粒子径が均一な微粒子からなる組成（図２（ａ））よりも、粒子径が異なる微粒子からなる組成（図２（ｂ））の方が、ファンデルワールス力が大幅に低下し（−４１．６［Ｎ］→−７．５［Ｎ］）、帯電粒子相互の凝集エネルギーが低減することが判明した。
On the other hand, as shown in FIG. 2 (b), in the composition comprising fine particles PL1 and PL2 having different particle diameters, the Hamaker constant A is 1, the particle diameter r1 is 5 μm, the particle diameter r2 is 0.5 μm, and the interparticle distance h is When set to 0.01 μm, the Van der Waals force Vvdrb is −7.5 [N] based on the above equation (2).
As a result, under the conditions of the particle diameters r1 and r2 and the interparticle distance h, the composition composed of fine particles having different particle diameters than the composition composed of fine particles having a uniform particle diameter (FIG. 2A) (FIG. 2 ( In the case of b)), the van der Waals force was significantly reduced (−41.6 [N] → −7.5 [N]), and it was found that the cohesive energy between charged particles was reduced.
上記と同様の手法により、粒子径が異なる微粒子からなる組成において、Ｈａｍａｋｅｒ定数Ａを１、粒子径ｒ１を５μｍ、粒子間距離ｈを０．００５μｍに設定した場合における、粒子径ｒ２とファンデルワールス力Ｖvdrbとの関係を計算すると、図３に示すように、粒子径ｒ２の増加に伴って、ファンデルワールス力Ｖvdrbが急激に増加する傾向を示すことが判明した。なお、図３に示したような特性は、微粒子の粒子径ｒ１、ｒ２に対して粒子間距離ｈが十分小さく（ｒ１、ｒ２）ｈ）、かつ、粒子径ｒ１に対して粒子径ｒ２が十分小さい（ｒ１＞ｒ２）場合に成立する。 In a composition composed of fine particles having different particle diameters by the same method as described above, the particle diameter r2 and van der Waals when the Hamaker constant A is set to 1, the particle diameter r1 is set to 5 μm, and the interparticle distance h is set to 0.005 μm. When the relationship with the force Vvdrb was calculated, as shown in FIG. 3, it was found that the van der Waals force Vvdrb tended to increase rapidly as the particle diameter r2 increased. The characteristics shown in FIG. 3 are such that the interparticle distance h is sufficiently small (r1, r2) h) with respect to the particle diameters r1 and r2 of the fine particles, and the particle diameter r2 is sufficient with respect to the particle diameter r1. This is true when the value is small (r1> r2).
このことから、微粒子の粒子径ｒ２を粒子間距離ｈの１００倍に設定した場合（ｒ２＝１００×ｈ；ｒ２＝０．５μｍ）を、上記（２）式で示されたファンデルワールス力の計算式が成立する数値範囲の最小値と規定し、また、微粒子の粒子径ｒ２を粒子径ｒ１の１／２以下に設定した場合（ｒ２≦（１／２）×ｒ１；ｒ２＝２．５μｍ）を、上記（３）式で示されたファンデルワールス力の計算式が成立する数値範囲の最大値と規定することができる。 From this, when the particle diameter r2 of the fine particles is set to 100 times the interparticle distance h (r2 = 100 × h; r2 = 0.5 μm), the van der Waals force expressed by the above equation (2) When the calculation formula is defined as the minimum value in the numerical range, and the particle diameter r2 of the fine particles is set to 1/2 or less of the particle diameter r1 (r2 ≦ (1/2) × r1; r2 = 2.5 μm) ) Can be defined as the maximum value in the numerical range in which the van der Waals force calculation formula shown in the above equation (3) holds.
ここで、上述した、上記（２）式で示されたファンデルワールス力の計算式が成立する数値範囲の最小値となる微粒子の粒子径ｒ２（＝０．５μｍ）は、微粒子の粒子径ｒ１（＝５μｍ）に対して、１０％（＝０．５／５）の大きさに対応し、この場合のファンデルワールス力Ｖvdrb（＝−７．５［Ｎ］）は、粒子径が均一な微粒子相互におけるファンデルワールス力Ｖvdra（＝−４１．６［Ｎ］；上記（１）式参照）に比較して、概ね１８％に相当する。
また、上記数値範囲の最大値となる微粒子の粒子径ｒ２（＝２．５μｍ）は、微粒子の粒子径ｒ１に対して、５０％（＝２．５／５）の大きさに対応し、この場合のファンデルワールス力Ｖvdrb（＝−２７．８［Ｎ］）は、粒子径が均一な微粒子相互におけるファンデルワールス力Ｖvdra（＝−４１．６［Ｎ］）に比較して、概ね６７％に相当する。
Here, the particle diameter r2 (= 0.5 μm) of the fine particles, which is the minimum value in the numerical range in which the above-described calculation formula of van der Waals force expressed by the above expression (2) is established, is the particle diameter r1 of the fine particles. Corresponding to a magnitude of 10% (= 0.5 / 5) with respect to (= 5 μm), the van der Waals force Vvdrb (= −7.5 [N]) in this case has a uniform particle size Compared with the van der Waals force Vvdra (= −41.6 [N]; see the above formula (1)) between the fine particles, this corresponds to approximately 18%.
Further, the particle diameter r2 (= 2.5 μm) of the fine particles, which is the maximum value in the above numerical range, corresponds to a size of 50% (= 2.5 / 5) with respect to the particle diameter r1 of the fine particles. The van der Waals force Vvdrb (= −27.8 [N]) in the case is approximately 67% compared to the van der Waals force Vvdra (= −41.6 [N]) between fine particles having a uniform particle diameter. It corresponds to.
したがって、図３に示したように、本来の微粒子（帯電粒子）の粒子径ｒ１に対して、概ね１０％〜５０％の数値範囲の粒子径ｒ２を有する微粒子を添加した組成（粒子径が異なる微粒子からなる組成）の方が、粒子径が均一な微粒子からなる組成よりも、ファンデルワールス力を小さく（１８％〜６７％に低減）することができ、帯電粒子相互の凝集エネルギーを低減することができるという結論に達した。 Therefore, as shown in FIG. 3, the composition (particle diameters are different from each other) in which fine particles having a particle diameter r2 in a numerical range of approximately 10% to 50% are added to the particle diameter r1 of the original fine particles (charged particles). The composition composed of fine particles) can reduce the van der Waals force (reduced to 18% to 67%) and can reduce the cohesive energy between charged particles compared to the composition composed of fine particles having a uniform particle size. A conclusion was reached that it could be done.
以上のように、画素セルに封入する帯電粒子として、粒子径が異なる微粒子からなる組成を適用することにより、帯電粒子相互の凝集を低減することができ、画素セル内に形成された電界中での移動特性（電界応答特性）や電極表面への吸着特性を改善して、画像情報を迅速かつ正常に表示することができる表示パネルを備えた表示装置を実現することができる。 As described above, by applying a composition composed of fine particles having different particle diameters as the charged particles to be enclosed in the pixel cell, the aggregation of the charged particles can be reduced, and in an electric field formed in the pixel cell. Thus, it is possible to realize a display device including a display panel that can display image information quickly and normally by improving the movement characteristics (electric field response characteristics) and the adsorption characteristics to the electrode surface.
＜第２の実施形態＞
本実施形態においては、上述した液架橋力を低減するための帯電粒子の組成について説明する。ここでは、図１に示した帯電粒子の物理的特性を適宜参照しながら説明する。
図１に示したように、帯電粒子の吸着力は、静電気力（特性線Ｆｃ）に比較してファンデルワールス力（特性線Ｆｂ）の方が概ね１００〜１０００倍程度大きく寄与し、さらに、ファンデルワールス力に比較して液架橋力（特性線Ｆａ）の方が概ね１０倍程度大きく寄与している。
<Second Embodiment>
In the present embodiment, the composition of charged particles for reducing the above-described liquid crosslinking force will be described. Here, description will be made with reference to the physical characteristics of the charged particles shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the adsorbing force of charged particles is largely contributed by the Van der Waals force (characteristic line Fb) about 100 to 1000 times compared to the electrostatic force (characteristic line Fc). The liquid crosslinking force (characteristic line Fa) contributes approximately 10 times more than the van der Waals force.
ここで、液架橋力は、表示パネル（画素セル）内に封入する際に当該帯電粒子を十分乾燥させることにより、含有水分量を低減することができるが、この乾燥状態を長時間にわたり保持するためには、表示パネル（各画素セル）をより密閉度の高い構造を適用する必要がある。すなわち、上述した、対向して配置された一対の基板と、該基板間に設けられた隔壁との接合構造をより強固にする必要が生じ、この場合には、表示パネルの柔軟性（可撓性）が損なわれてしまい、電子ペーパーへの適用の障害となる。
そのため、表示パネル（画素セル）に柔軟性を持たせた構成を適用すると、必然的に、各画素セルの密閉度が低下することになり、各画素セル内への水分の侵入により、封入された帯電粒子に液架橋力が生じて、帯電粒子の凝集が発生する可能性がある。
Here, the liquid crosslinking power can reduce the water content by sufficiently drying the charged particles when encapsulated in the display panel (pixel cell), but this dry state is maintained for a long time. Therefore, it is necessary to apply a structure with a higher sealing degree to the display panel (each pixel cell). In other words, it is necessary to further strengthen the bonding structure between the pair of substrates arranged opposite to each other and the partition wall provided between the substrates. In this case, the display panel is flexible (flexible). Property), which is an obstacle to application to electronic paper.
Therefore, if a display panel (pixel cell) having a flexible structure is applied, the sealing degree of each pixel cell is inevitably lowered, and the liquid crystal is sealed due to the intrusion of moisture into each pixel cell. There is a possibility that liquid cross-linking force is generated in the charged particles and aggregation of the charged particles occurs.
そこで、本実施形態においては、帯電粒子群中に、水分吸着性を有する微粒子を混入して画素セルに封入した構成を有している。ここで、水分吸着性を有する微粒子として、多孔質の水分吸着粒子を適用することができ、具体的には、シリカ、アルミナ、ゼオライト、塩化カルシウム等を良好に適用することができる。 Therefore, the present embodiment has a configuration in which fine particles having moisture adsorptivity are mixed in the charged particle group and sealed in the pixel cell. Here, porous water-adsorbing particles can be applied as fine particles having water-adsorbing properties, and specifically, silica, alumina, zeolite, calcium chloride, and the like can be favorably applied.
次いで、本実施形態に係る帯電粒子の組成と表示パネルの反射率との関係について、図面を参照して説明する。
図４は、第２の実施形態に係る表示装置に適用される帯電粒子の組成と表示パネルの反射率との関係の一例を示す特性図である。
図４に示すように、まず、表示パネル（画素セル）に帯電粒子のみを封入した構成では、各画素セルごとに設けられた一対の電極間に所定の直流電圧を印加して、電界を形成すると、図中、特性線ＳＰｂのように、直流電圧の電圧値（印加電圧）が低い範囲では表示パネルの反射率が比較的緩やかに上昇し、電圧値の上昇とともに、反射率が徐々に上昇する傾向を示すことがわかった。
Next, the relationship between the composition of the charged particles and the reflectance of the display panel according to this embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing an example of the relationship between the composition of charged particles applied to the display device according to the second embodiment and the reflectance of the display panel.
As shown in FIG. 4, first, in a configuration in which only charged particles are enclosed in a display panel (pixel cell), a predetermined DC voltage is applied between a pair of electrodes provided for each pixel cell to form an electric field. Then, as shown by the characteristic line SPb in the figure, the reflectance of the display panel rises relatively slowly in the range where the voltage value (applied voltage) of the DC voltage is low, and the reflectance gradually rises as the voltage value rises. It turns out that it shows the tendency to do.
一方、表示パネル（画素セル）に帯電粒子に加えて、水分吸着性を有する微粒子を混入して封入した構成では、画素セル内に電界を形成すると、図中、特性線ＳＰａのように、直流電圧の電圧値（印加電圧）が比較的低い範囲から表示パネルの反射率が急激に上昇する傾向を示すことがわかった。
これは、画素セル内に帯電粒子に加えて、水分吸着性の微粒子を混入することにより、画素セル内の水分量が抑制されて、帯電粒子相互の液架橋力が低減し、凝集が抑制されて帯電粒子が良好に分散した状態で電界中を移動し、電極表面に吸着したことにより、比較的低い電圧領域から反射率が上昇したものと推測される。
On the other hand, in a configuration in which fine particles having moisture adsorptivity are mixed and charged in the display panel (pixel cell) in addition to charged particles, when an electric field is formed in the pixel cell, a direct current as shown by a characteristic line SPa in the figure is obtained. It turned out that the reflectance of a display panel shows the tendency to rise rapidly from the range whose voltage value (applied voltage) of a voltage is comparatively low.
This is because, in addition to charged particles in the pixel cell, water-absorbing fine particles are mixed, so that the amount of water in the pixel cell is suppressed, the liquid crosslinking force between the charged particles is reduced, and aggregation is suppressed. Thus, it is presumed that the reflectance increased from a relatively low voltage region by moving in the electric field with the charged particles dispersed well and adsorbed on the electrode surface.
したがって、画素セルに帯電粒子とともに、多孔質の水分吸着粒子を混入して封入することにより、帯電粒子相互の凝集を低減することができ、画素セル内に形成された電界中での移動特性（電界応答特性）や電極表面への吸着特性を改善して、画像情報を迅速かつ正常に表示することができる表示パネルを備えた表示装置を実現することができる。これは、換言すると、画素セルに帯電粒子とともに、多孔質の水分吸着粒子を混入して封入することにより、画素セル内の水分量が低い状態が長期にわたり維持されることを意味し、これにより、良好な表示特性を有する表示装置の長寿命化を実現することができる。
なお、本実施形態においては、本来の帯電粒子に多孔質の水分吸着粒子を混入した組成を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、帯電粒子自体を多孔質化して水分吸着性を持たせるようにしてもよい。
Therefore, by mixing and encapsulating porous moisture adsorbing particles together with charged particles in the pixel cell, aggregation between the charged particles can be reduced, and the movement characteristics in the electric field formed in the pixel cell ( It is possible to realize a display device including a display panel that can display image information quickly and normally by improving the electric field response characteristics) and the adsorption characteristics to the electrode surface. In other words, this means that a low moisture content in the pixel cell is maintained for a long time by mixing and enclosing the porous moisture adsorbing particles together with the charged particles in the pixel cell. Thus, it is possible to realize a long lifetime of a display device having good display characteristics.
In the present embodiment, a composition in which porous water adsorbing particles are mixed with original charged particles is shown. However, the present invention is not limited to this. For example, the charged particles themselves are made porous. You may make it give a water | moisture-content adsorptivity.
なお、上述した第１の実施形態においては、画素セル内に粒子径が異なる微粒子からなる帯電粒子を封入する構成を示し、また、第２の実施形態においては、画素セル内に帯電粒子とともに、多孔質の水分吸着粒子を混入して封入する構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、これらの構成を併せ持つものであってもよい。すなわち、画素セル内に粒子径が異なる微粒子からなる帯電粒子とともに、多孔質の水分吸着粒子を混入して封入した構成、もしくは、粒子径が異なる多孔質化された微粒子からなる帯電粒子を封入した構成を有するものであってもよく、これによれば、上述した液架橋力及びファンデルワールス力の双方を効果的に低減して、帯電粒子相互の凝集をより一層抑制することができる。 In the first embodiment described above, a configuration in which charged particles made of fine particles having different particle sizes are enclosed in the pixel cell is shown. In the second embodiment, together with the charged particles in the pixel cell, Although the configuration in which the porous moisture adsorbing particles are mixed and enclosed has been shown, the present invention is not limited to this, and for example, it may have these configurations. That is, a configuration in which porous water-adsorbing particles are mixed and charged together with charged particles made of fine particles having different particle sizes in the pixel cell, or charged particles made of porous fine particles having different particle sizes are enclosed. It may have a structure, and according to this, it is possible to effectively reduce both the above-described liquid crosslinking force and van der Waals force, and to further suppress aggregation between charged particles.
次に、本発明に係る表示装置に適用可能な表示パネル（画素セル）について、具体的に説明する。
＜第１の適用例＞
上述したような帯電粒子の組成を適用可能な表示パネル（画素セル）としては、例えば、従来技術に示したような周知のトナー方式の表示デバイスの構成（図１２参照）に良好に適用することができる。
すなわち、対向して配置された視野側の透明基板及び背面側の基板と、これらの基板間に設けられた格子状の隔壁と、により形成される空間に白色及び黒色の帯電粒子群を封入した画素セルと、該画素セルごとに視野側の透明基板（第１の基板）及び背面側の基板（第２の基板）の各対向面側（画素セル側）に設けられ、同等の面積を有する一対の電極と、を備えた表示パネルの構成に適用することができる。
Next, a display panel (pixel cell) applicable to the display device according to the present invention will be specifically described.
<First application example>
As a display panel (pixel cell) to which the composition of charged particles as described above can be applied, for example, the display panel (pixel cell) should be satisfactorily applied to the configuration of a known toner type display device as shown in the prior art (see FIG. 12). Can do.
That is, a group of white and black charged particles is enclosed in a space formed by a transparent substrate on the visual field side and a rear substrate on the opposite side, and a lattice-like partition wall provided between these substrates. Provided on each opposing surface side (pixel cell side) of a pixel cell and a transparent substrate (first substrate) on the viewing side and a back substrate (second substrate) for each pixel cell, and has an equivalent area The present invention can be applied to a structure of a display panel including a pair of electrodes.
ここで、各画素セルに封入される白色及び黒色の帯電粒子は、上述した第１の実施形態に示したように、粒子径が異なる微粒子からなる組成を有するものであってもよいし、第２の実施形態に示したように、本来の帯電粒子とともに、多孔質の水分吸着粒子を混入した組成を有するものであってもよいし、また、第１及び第２の実施形態の双方の組成を併せ持つものであってもよい。なお、上記組成を有する白色及び黒色の各帯電粒子群は、各々異なる極性に帯電している。 Here, as shown in the first embodiment, the white and black charged particles enclosed in each pixel cell may have a composition composed of fine particles having different particle diameters. As shown in the second embodiment, it may have a composition in which porous water-adsorbing particles are mixed together with the original charged particles, or the composition of both the first and second embodiments. It may also have. The white and black charged particle groups having the above composition are charged with different polarities.
このような表示パネルによれば、上記一対の電極間に直流電圧を印加して電界を形成することにより、各画素セル内の白色及び黒色の帯電粒子が、その帯電極性に応じて各電極方向に移動して付着し、視野側の電極に付着した白色又は黒色の帯電粒子に反射した光を視認することにより、白表示又は黒表示のいずれか（モノクロ表示）を実現することができる。 According to such a display panel, by applying a DC voltage between the pair of electrodes to form an electric field, the white and black charged particles in each pixel cell are arranged in the direction of each electrode according to the charge polarity. By viewing the light reflected on the white or black charged particles adhering to the field-side electrode, it is possible to realize either white display or black display (monochrome display).
また、各画素セルに封入された帯電粒子の組成として、上述した各実施形態に示したように、粒子径が異なる微粒子からなる帯電粒子、又は、帯電粒子とともに、多孔質の水分吸着粒子を混入したもの、あるいは、これらを併せ持つものを適用することにより、帯電粒子相互の液架橋力やファンデルワールス力を低減して帯電粒子の凝集を抑制し、電界中での移動特性（電界応答特性）や電極表面への吸着特性を改善して、画像情報を迅速かつ正常に表示することができる表示パネルを実現することができる。 As the composition of the charged particles enclosed in each pixel cell, as shown in each of the above-mentioned embodiments, charged particles made of fine particles having different particle diameters, or porous water adsorbent particles are mixed together with the charged particles. By applying a combination of these, or a combination of these, the liquid crosslinking force and van der Waals force between the charged particles are reduced to suppress the aggregation of the charged particles, and the movement characteristics in the electric field (electric field response characteristics) Further, it is possible to realize a display panel that can improve the adsorption characteristics to the electrode surface and display image information quickly and normally.
＜第２の適用例＞
図５は、本発明に係る表示装置に適用可能な表示パネル（画素セル）の第２の適用例を示す概略構成図である。
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、本適用例に係る表示パネル１０Ａは、従来技術に示したトナー方式の表示デバイスと同様に、対向して配置された視野側の上部基板（第１の基板）１１と背面側の下部基板（第２の基板）１２の間に、隔壁（図では格子状の隔壁を示す）１３により、相互に隔離された空間ＳＣ（セル構造）を有する複数の画素セルＰＥＣを有し、各画素セルＰＥＣは、下部基板１２上に、各画素セルＰＥＣの平面的な広がりに対応する領域（例えば、画素セルＰＥＣの平面形状と同等の広がりを有する領域）に形成された下部電極（一方の電極）１５ａと、該下部電極１５ａを被覆するように下部基板１２表面に形成された白色を有する薄膜層（白色薄膜）１７と、上部基板１１上（反視野側；図面下方）に上記下部電極１５ａとの平面的な重なりを極力避けた領域（例えば、図５（ａ）に示すように、画素セルＰＥＣの隔壁１３近傍に延在する領域であって、下部電極１５ａよりも小さな面積を有する領域、あるいは、図５（ｃ）に示すように、２つの隔壁１３により形成される角部近傍の領域）に形成された上部電極（他方の電極）１４ａと、該上部電極１４ａを被覆するように上部基板１１表面に形成された保護膜１６と、該上部基板１１、下部基板１２及び隔壁１３により形成された各画素セルＰＥＣの空間ＳＣ内に封入された、特定の色成分を有する帯電粒子（群）ＰＬｃ、ＰＬｙ、ＰＬｍ（帯電性の微粒子；以下、これらを総称して、「帯電粒子ＰＬｘ」とも記す）と、を備えた構成を有している。
<Second application example>
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a second application example of the display panel (pixel cell) applicable to the display device according to the present invention.
As shown in FIGS. 5A and 5B, the
ここで、上部基板１１は、透明な基板材料を用いて構成され、保護膜１６も透明な薄膜材料を用いて構成されている。また、下部電極１５ａ上に形成される白色薄膜１７は、例えば、酸化チタン等の反射率が高く、白色を有する金属酸化膜が適用される。すなわち、視野側（図面上方）から上部基板１１及び保護膜１６を透過して画素セルＰＥＣ内部（特に下部基板１２側の白色薄膜１７）が良好に視認できるように構成されている。
Here, the
また、各画素セルＰＥＣに封入される帯電粒子ＰＬｃ、ＰＬｙ、ＰＬｍは、各々シアン（藍系；青系色）、イエロー（黄系；黄系色）、マゼンタ（紅系；赤系色）の３原色を有する微粒子であって、該３色の帯電粒子ＰＬｃ、ＰＬｙ、ＰＬｍが封入された各画素セルＰＥＣは、例えば、異なる色同士が隣り合うように画素セルＰＥＣの配列が設定されている。すなわち、シアン、イエロー、マゼンタの各色の帯電粒子ＰＬｃ、ＰＬｙ、ＰＬｍが封入された３つの画素セルＰＥＣを１組として、カラー表示を行うための一表示画素が構成される。
さらに、上記各帯電粒子ＰＬｃ、ＰＬｙ、ＰＬｍは、各々、上述した各実施形態に示したように、粒子径が異なる帯電粒子からなる組成、又は、帯電粒子とともに、多孔質の水分吸着粒子を混入した組成、あるいは、これらを併せ持つ組成を有している。
Further, the charged particles PLc, PLy, and PLm sealed in each pixel cell PEC are cyan (indigo system: blue system color), yellow (yellow system: yellow system color), and magenta (red system: red system color), respectively. The pixel cells PEC that are fine particles having three primary colors and in which the charged particles PLc, PLy, and PLm of the three colors are encapsulated are set, for example, so that different colors are adjacent to each other. . That is, one display pixel for performing color display is configured with a set of three pixel cells PEC in which charged particles PLc, PLy, and PLm of cyan, yellow, and magenta are encapsulated.
Furthermore, each of the charged particles PLc, PLy, and PLm, as shown in the respective embodiments described above, is composed of charged particles having different particle diameters or mixed with porous moisture adsorbing particles together with the charged particles. Or a combination of these.
次いで、上述した構成を有する表示装置の表示駆動動作（画素セルの駆動方法）について、図面を参照して説明する。
図６は、本適用例に係る表示パネルに適用される画素セルの駆動状態を示す概念図であり、図７は、本適用例に係る表示パネル（表示画素）における表示色を説明するための減法混色を示す図である。ここでは、説明の都合上、便宜的に各画素セルに封入された帯電粒子が、正（＋）極性に帯電している場合を示すが、負（−）極性に帯電している場合は、以下の説明と逆の表示状態を示す。
Next, a display driving operation (pixel cell driving method) of the display device having the above-described structure will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a driving state of a pixel cell applied to the display panel according to this application example, and FIG. 7 is a diagram for explaining display colors in the display panel (display pixel) according to this application example. It is a figure which shows subtractive color mixing. Here, for convenience of explanation, the case where the charged particles encapsulated in each pixel cell are charged with positive (+) polarity for convenience, but when charged with negative (−) polarity, The display state opposite to the following explanation is shown.
上述したような構成を有する表示パネル１０Ａにおいて、図６（ａ）に示すように、図示を省略したドライバ回路から上部電極１４ａに対して負（−）の電圧を印加し、下部電極１５ａに対して正（＋）の電圧を印加すると、画素セルＰＥＣ内に生じた電界により、正極性に帯電した帯電粒子ＰＬｘ（ＰＬｃ、ＰＬｙ、ＰＬｍ）は、上部電極１４ａ方向に移動して該電極１４表面（保護膜１６表面）に付着する。これにより、帯電粒子ＰＬｘは該画素セルＰＥＣの平面的な広がりに比較して十分小さな面積を有する上部電極１４ａ表面（図面下方）に付着して、視野側からは死角となり視認されないので、視野側からは上部基板１１及び保護膜１６を介して、画素セルＰＥＣの下部基板１２上に形成された白色薄膜１７が視認されることになり、当該画素セルＰＥＣは白表示状態を示す（白表示動作）。
In the display panel 10A having the above-described configuration, as shown in FIG. 6A, a negative (−) voltage is applied to the upper electrode 14a from a driver circuit (not shown), and the lower electrode 15a is applied. When a positive (+) voltage is applied, the charged particles PLx (PLc, PLy, PLm) charged in the positive polarity are moved in the direction of the upper electrode 14a by the electric field generated in the pixel cell PEC, and the surface of the
一方、図６（ｂ）に示すように、ドライバ回路から上部電極１４ａに対して正（＋）の電圧を印加し、下部電極１５ａに対して負（−）の電圧を印加すると、画素セルＰＥＣ内に生じた電界により、帯電粒子ＰＬｘは、下部電極１５ａ方向に移動して該電極１５表面（白色薄膜１７表面）に付着する。これにより、帯電粒子ＰＬｘは該画素セルＰＥＣの平面的な広がりに対応して十分大きな面積を有する下部電極１５ａ上（図面上方）に付着するので、視野側から上部基板１１及び保護膜１６を介して、画素セルＰＥＣの白色薄膜１７上に付着した帯電粒子ＰＬｘが視認されることになり、当該画素セルＰＥＣは帯電粒子ＰＬｘが有する色（シアン、イエロー、マゼンタ）を表示する状態（色表示状態）を示す（色表示動作）。
On the other hand, as shown in FIG. 6B, when a positive (+) voltage is applied from the driver circuit to the upper electrode 14a and a negative (-) voltage is applied to the lower electrode 15a, the pixel cell PEC is applied. Due to the electric field generated inside, the charged particles PLx move toward the lower electrode 15a and adhere to the surface of the electrode 15 (the surface of the white thin film 17). As a result, the charged particles PLx adhere to the lower electrode 15a (upward in the drawing) having a sufficiently large area corresponding to the planar expansion of the pixel cell PEC, so that the
このような各画素セルにおける白表示及び色表示状態を適宜設定することにより、３色（画素セル）一組で構成される各表示画素における表示色を任意に設定することができる。ここで、上述したように、本適用例に係る表示パネルにおいては、表示画素を構成する各画素セルＰＥＣ内の白色薄膜１７、もしくは、該白色薄膜１７上面に付着した帯電粒子ＰＬｘの色を直接視認する構成（具体的には、外部から画素セルＰＥＣ内に入射した光の反射光を視認することにより色が認識される反射型の表示構成）を有しているので、周知の減法混色に基づく各画素セルの色の重ね合わせ（３色の混合）及びその混合比率により、図７に示すように、あらゆる表示色が実現される。なお、図７において、Ｃはシアン、Ｙはイエロー、Ｍはマゼンタであり、ＣＹはシアンとイエローの混合色である濃緑系色、ＹＭはイエローとマゼンタの混合色であるオレンジ系色、ＣＭはシアンとマゼンタの混合色である濃紫系色、ＢＫはシアン、イエロー、マゼンタの混合色である黒である。
By appropriately setting the white display and the color display state in each pixel cell as described above, the display color in each display pixel composed of a set of three colors (pixel cells) can be arbitrarily set. Here, as described above, in the display panel according to this application example, the color of the white
したがって、本適用例に係る表示パネルによれば、表示画素を構成する各画素セルの上部電極及び下部電極に印加する電圧に応じて、特定の色を有する帯電粒子をいずれかの電極側に吸着させることにより、設定される表示色（白色薄膜の白色、もしくは、帯電粒子のＣＹＭの単色又は混合色）を透明な上部基板を通して直接視認することができるので、モノクロ表示の表示パネル（例えば、従来技術に示したトナー方式の表示デバイス）の視野側にカラーフィルタを配置した構成に比較して、各表示色（特に白色）を明るく認識することができ、比較的反射率の高い、明るい反射型のカラー表示を実現することができる。なお、本願発明者が行った検証によれば、本適用例に係る表示パネルでは、白表示状態において５０％以上となる非常に高い反射率が期待できることが判明した。 Therefore, according to the display panel according to this application example, the charged particles having a specific color are adsorbed on either electrode side according to the voltage applied to the upper electrode and the lower electrode of each pixel cell constituting the display pixel. By doing so, the display color to be set (white of the white thin film or CYM single color or mixed color of the charged particles) can be directly viewed through the transparent upper substrate. Brighter reflective type that can recognize each display color (especially white) brighter and has a relatively high reflectivity compared to a configuration in which a color filter is arranged on the visual field side of the toner-type display device shown in the technology) Color display can be realized. In addition, according to the verification performed by the present inventor, it was found that the display panel according to this application example can be expected to have a very high reflectance of 50% or more in the white display state.
ここで、特に、本適用例に係る表示パネルにおいては、上述した適用例と同様に、画素セル内に封入される帯電粒子として、上述した各実施形態に示したように、粒子径が異なる帯電粒子からなる組成、又は、帯電粒子とともに、多孔質の水分吸着粒子を混入した組成、あるいは、これらを併せ持つ組成を適用しているので、帯電粒子同士の凝集を抑制して、電界中での移動特性（電界応答特性）や電極表面への吸着特性を改善して、画像情報を迅速かつ正常に表示することができる表示パネルを実現することができる。
また、カラーフィルタを用いることなく、カラー表示を実現することができるので、表示装置（表示パネル）を一層薄型化することができる。
Here, in particular, in the display panel according to this application example, as in the application example described above, as the charged particles sealed in the pixel cell, as shown in the above-described embodiments, the charge particles having different particle diameters are used. Since a composition composed of particles, or a composition in which porous moisture-adsorbing particles are mixed with charged particles, or a composition having both of them is applied, aggregation of charged particles is suppressed and movement in an electric field is performed. It is possible to realize a display panel that can display image information quickly and normally by improving characteristics (electric field response characteristics) and adsorption characteristics to the electrode surface.
Further, since color display can be realized without using a color filter, the display device (display panel) can be further reduced in thickness.
＜第３の適用例＞
図８は、本発明に係る表示装置に適用可能な表示パネル（画素セル）の第３の適用例を示す概略構成図である。ここで、上述した第２の適用例と同等の構成については、同等又は同一の符号を付してその説明を簡略化又は省略する。
<Third application example>
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a third application example of the display panel (pixel cell) applicable to the display device according to the present invention. Here, about the structure equivalent to the 2nd application example mentioned above, the same or same code | symbol is attached | subjected and the description is simplified or abbreviate | omitted.
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、本適用例に係る表示パネル１０Ｂは、対向して配置された上部基板１１及び下部基板１２と隔壁１３により隔離された空間ＳＣを有する画素セルＰＥＣが、下部基板１２上に各画素セルＰＥＣの平面的な広がりの大半を占める領域（例えば、画素セルＰＥＣの平面形状と同等の広がりを有する領域）に形成された主電極１５ｂと、下部基板１２上に該主電極１５ｂとは電気的に離間し、各画素セルＰＥＣの平面的な広がりのごく一部を占める領域（例えば、図８（ａ）に示すように、画素セルＰＥＣの隔壁１３近傍に延在する領域であって、主電極１５ｂよりも小さな面積を有する領域、あるいは、図８（ｃ）に示すように、２つの隔壁１３により形成される角部近傍の領域）に形成された副電極１４ｂと、主電極１５ｂ及び副電極１４ｂを被覆するように下部基板１２上に形成された白色薄膜１７と、各画素セルＰＥＣの空間ＳＣ内に封入された、特定の色成分を有する帯電粒子ＰＬｘ（ＰＬｃ、ＰＬｙ、ＰＬｍ）と、を備えた構成を有している。
As shown in FIGS. 8A and 8B, the
このような構成を有する表示パネル（画素セル）において、副電極１４ｂに対して負（−）の電圧を印加し、主電極１５ｂに対して正（＋）の電圧を印加した場合、画素セルＰＥＣ内に生じた電界により、正極性に帯電した帯電粒子ＰＬｘは、副電極１４ｂ表面（白色薄膜１７表面）に付着する。これにより、帯電粒子ＰＬｘは該画素セルＰＥＣの平面的な広がりに比較して十分小さな面積を有する副電極１４ｂに付着するので、視野側からは上部基板１１及び保護膜１８を介して、画素セルＰＥＣの主電極１５ｂ上に形成された白色薄膜１７が視認されることになり、当該画素セルＰＥＣは白表示状態を示す。
In a display panel (pixel cell) having such a configuration, when a negative (−) voltage is applied to the sub-electrode 14b and a positive (+) voltage is applied to the main electrode 15b, the pixel cell PEC The charged particles PLx charged positively by the electric field generated inside adhere to the surface of the
一方、副電極１４ｂに対して正（＋）の電圧を印加し、主電極１５ｂに対して負（−）の電圧を印加した場合、画素セルＰＥＣ内に生じた電界により、帯電粒子ＰＬｘは、主電極１５ｂ表面（白色薄膜１７表面）に付着する。これにより、帯電粒子ＰＬｘは該画素セルＰＥＣの平面的な広がりに対応して十分大きな面積を有する主電極１５ｂに付着するので、視野側から上部基板１１及び保護膜１８を介して、画素セルＰＥＣの主電極１５ｂ（白色薄膜１７）上に付着した帯電粒子ＰＬｘが視認されることになり、当該画素セルＰＥＣは帯電粒子ＰＬｘの色に応じた色表示状態を示す。
そして、このような各画素セルＰＥＣにおける白表示及び色表示状態を適宜設定することにより、３色（画素セル）一組で構成される各表示画素における表示色を、図７に示した減法混色に基づいて、任意に設定することができる。
On the other hand, when a positive (+) voltage is applied to the sub-electrode 14b and a negative (-) voltage is applied to the main electrode 15b, the charged particles PLx are caused by the electric field generated in the pixel cell PEC. It adheres to the surface of the main electrode 15b (the surface of the white thin film 17). As a result, the charged particles PLx adhere to the main electrode 15b having a sufficiently large area corresponding to the planar expansion of the pixel cell PEC, so that the pixel cell PEC passes through the
Then, by appropriately setting the white display and color display state in each pixel cell PEC, the display color in each display pixel composed of a set of three colors (pixel cells) is changed to the subtractive color mixture shown in FIG. Can be arbitrarily set based on the above.
したがって、本適用例に係る表示パネルによれば、上述した第２の適用例と同様に、画素セル内に形成される電界に応じて、帯電粒子を移動させることにより、表示色を透明な上部基板を通して直接視認することができるので、各表示色を明るく認識することができ、表示特性に優れたカラー表示装置を実現することができるとともに、各画素セル内に封入される帯電粒子として、粒子径が異なる帯電粒子からなる組成、又は、帯電粒子とともに、多孔質の水分吸着粒子を混入した組成、あるいは、これらを併せ持つ組成を適用することができるので、帯電粒子同士の凝集を抑制して、長期にわたり上記カラー表示装置の表示特性を維持することができる。 Therefore, according to the display panel according to this application example, similarly to the second application example described above, the display color is changed to a transparent upper portion by moving the charged particles according to the electric field formed in the pixel cell. Since it can be directly viewed through the substrate, each display color can be recognized brightly, a color display device with excellent display characteristics can be realized, and particles can be used as charged particles enclosed in each pixel cell. A composition composed of charged particles having different diameters, or a composition in which porous moisture adsorbing particles are mixed together with a charged particle, or a composition having both of them can be applied, so that aggregation of charged particles is suppressed, The display characteristics of the color display device can be maintained over a long period of time.
また、本適用例によれば、上部基板側にカラーフィルタや電極層を形成する必要がなく、下部基板側に一対の電極層を形成した簡易なパネル構造でカラー表示を実現することができるので、表示装置（表示パネル）をより一層薄型化することができる。そのため、基板を、柔軟性を有する薄膜材料により構成することにより、可撓性に優れた表示パネルを実現することができ、電子ペーパーとしての利便性や取り扱いの自由度を高めることができる。 Further, according to this application example, it is not necessary to form a color filter or an electrode layer on the upper substrate side, and color display can be realized with a simple panel structure in which a pair of electrode layers is formed on the lower substrate side. Further, the display device (display panel) can be further reduced in thickness. Therefore, by configuring the substrate with a flexible thin film material, a display panel with excellent flexibility can be realized, and convenience as electronic paper and flexibility in handling can be increased.
なお、上述した第２及び第３の適用例においては、表示パネル（表示画素）１０Ａ、１０Ｂを構成する各画素セルＰＥＣに封入される帯電粒子ＰＬｘとして、ＣＹＭの３色を有する微粒子を適用し、これらによる減法混色で、様々な色を実現する構成を示したが、上記３色に加え、黒色を有する帯電粒子が封入された画素セルを備えた構成を適用するものであってもよい。これによれば、図７に示した減法混色により実現される各色に加え、黒色（真正の黒色）を容易に実現することができ、鮮やかな発色とコントラストを有するカラー表示を実現することができる。 In the second and third application examples described above, fine particles having three colors of CYM are applied as the charged particles PLx sealed in the pixel cells PEC constituting the display panels (display pixels) 10A and 10B. Although a configuration in which various colors are realized by subtractive color mixing based on these is shown, a configuration including a pixel cell in which charged particles having black color in addition to the above three colors may be applied. According to this, in addition to each color realized by the subtractive color mixing shown in FIG. 7, black (true black) can be easily realized, and a color display having vivid color development and contrast can be realized. .
＜第４の適用例＞
図９は、本適用例に係る表示装置に適用可能な表示パネルの第４の適用例を示す概略構成図である。ここで、上述した第２乃至第３の適用例と同等の構成については、同等又は同一の符号を付してその説明を簡略化又は省略する。
図９（ａ）に示すように、本適用例に係る表示パネル１０Ｃは、対向して配置された上部基板１１及び下部基板１２と隔壁１３により隔離された空間ＳＣを有する各画素セルＰＥＣが、白色薄膜を有さず、上述したシアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）の３色のいずれかを有する帯電粒子ＰＬｃ、ＰＬｙ、ＰＬｍとともに、白色を有する帯電粒子ＰＬｗが封入された構成を有している。また、各画素セルＰＥＣの下部基板１２表面には、少なくとも主電極１５ｂを被覆する保護膜１９が設けられている。
ここで、各画素セルＰＥＣは、図９（ｂ）に示す表示パネル１０Ｄのように、第３の適用例と同様に、下部基板１２側にのみ面積の異なる副電極１４ｂ及び主電極１５ｂが設けられた構成を有しているものであってもよい。
<Fourth application example>
FIG. 9 is a schematic configuration diagram illustrating a fourth application example of the display panel applicable to the display device according to this application example. Here, about the structure equivalent to the 2nd thru | or 3rd application example mentioned above, the same or same code | symbol is attached | subjected and the description is simplified or abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 9A, the display panel 10C according to this application example includes each pixel cell PEC having a space SC that is separated by the
Here, each pixel cell PEC is provided with a sub-electrode 14b and a main electrode 15b having different areas only on the
次いで、上述した構成を有する表示装置の表示駆動動作（画素セルの駆動方法）について、図面を参照して説明する。
図１０は、本適用例に係る表示パネルに適用される画素セルの駆動状態を示す概念図である。ここでは、便宜的に各画素セルに封入された、ＣＹＭのいずれかを有する帯電粒子が、正（＋）極性に帯電し、白色を有する帯電粒子が、負（−）極性に帯電している場合について説明する。
Next, a display driving operation (pixel cell driving method) of the display device having the above-described structure will be described with reference to the drawings.
FIG. 10 is a conceptual diagram showing a driving state of a pixel cell applied to the display panel according to this application example. Here, for convenience, charged particles having any of CYM enclosed in each pixel cell are charged with positive (+) polarity, and charged particles with white are charged with negative (−) polarity. The case will be described.
上述したような構成を有する表示パネル１０Ｃにおいて、図１０（ａ）に示すように、上部電極１４ａに対して負（−）の電圧を印加し、下部電極１５ａに対して正（＋）の電圧を印加すると、画素セルＰＥＣ内に生じた電界により、正極性に帯電した帯電粒子ＰＬｘ、ＰＬｙ、ＰＬｍが、上部電極１４ａ方向に移動して該電極１４表面（保護膜１６表面）に付着するとともに、負極性に帯電した帯電粒子ＰＬｗが、下部電極１５ａ方向に移動して該電極１５表面（保護膜１９表面）に付着する。 In the display panel 10C having the above-described configuration, as shown in FIG. 10A, a negative (−) voltage is applied to the upper electrode 14a, and a positive (+) voltage is applied to the lower electrode 15a. Is applied, the charged particles PLx, PLy, PLm charged in a positive polarity move in the direction of the upper electrode 14a due to the electric field generated in the pixel cell PEC and adhere to the surface of the electrode 14 (the surface of the protective film 16). The negatively charged charged particles PLw move in the direction of the lower electrode 15a and adhere to the surface of the electrode 15 (the surface of the protective film 19).
これにより、ＣＹＭのいずれかの色を有する帯電粒子ＰＬｃ、ＰＬｙ、ＰＬｍは、該画素セルＰＥＣの平面的な広がりに比較して十分小さな面積を有する上部電極１４ａ表面（図面下方）に付着して、視野側からは死角となり、一方、白色を有する帯電粒子ＰＬｗは該画素セルＰＥＣの平面的な広がりに対応して十分大きな面積を有する下部電極１５ａ上（図面上方）に付着するので、視野側からは上部基板１１を介して、画素セルＰＥＣの下部基板１２上に付着した白色を有する帯電粒子ＰＬｗが視認されることになり、当該画素セルＰＥＣは白表示状態を示す。
As a result, the charged particles PLc, PLy, and PLm having one of the colors of CYM are attached to the surface of the upper electrode 14a (lower in the drawing) having a sufficiently small area compared to the planar extension of the pixel cell PEC. On the other hand, the charged particles PLw having white color adhere to the lower electrode 15a (upper side of the drawing) having a sufficiently large area corresponding to the planar spread of the pixel cell PEC. The white charged particles PLw attached on the
一方、図１０（ｂ）に示すように、上部電極１４ａに対して正（＋）の電圧を印加し、下部電極１５ａに対して負（−）の電圧を印加すると、画素セルＰＥＣ内に生じた電界により、正極性に帯電した帯電粒子ＰＬｃ、ＰＬｙ、ＰＬｍが、下部電極１５ａ方向に移動して該電極１５表面（保護膜１９表面）に付着するとともに、負極性に帯電した帯電粒子ＰＬｗが、上部電極１４ａ方向に移動して該電極１４表面（保護膜１６表面）に吸着される。 On the other hand, as shown in FIG. 10B, when a positive (+) voltage is applied to the upper electrode 14a and a negative (-) voltage is applied to the lower electrode 15a, it occurs in the pixel cell PEC. Due to the applied electric field, the charged particles PLc, PLy, PLm charged to the positive polarity move in the direction of the lower electrode 15a and adhere to the surface of the electrode 15 (the surface of the protective film 19), and the charged particles PLw charged to the negative polarity Then, it moves in the direction of the upper electrode 14a and is adsorbed on the surface of the electrode 14 (the surface of the protective film 16).
これにより、ＣＹＭのいずれかの色を有する帯電粒子ＰＬｃ、ＰＬｙ、ＰＬｍは該画素セルＰＥＣの平面的な広がりに対応して十分大きな面積を有する下部電極１５ａ上（図面上方）に付着し、一方、白色を有する帯電粒子ＰＬｗは該画素セルＰＥＣの平面的な広がりに比較して十分小さな面積を有する上部電極１４ａ表面（図面下方）に付着して、視野側からは死角となるので、視野側からは上部基板１１を介して、画素セルＰＥＣの下部基板１２上に付着したＣＹＭのいずれかの色を有する帯電粒子ＰＬｃ、ＰＬｙ、ＰＬｍが視認されることになり、当該画素セルＰＥＣは帯電粒子ＰＬｃ、ＰＬｙ、ＰＬｍが有する色（シアン、イエロー、マゼンタ）を表示する状態（色表示状態）を示す。
そして、このような各画素セルにおける白表示及び色表示状態を適宜設定することにより、３色（画素セル）一組で構成される各表示画素における表示色を、減法混色に基づいて、任意に設定することができる。
As a result, the charged particles PLc, PLy, and PLm having one of the colors of CYM adhere to the lower electrode 15a (upper side of the drawing) having a sufficiently large area corresponding to the planar expansion of the pixel cell PEC. The white charged particles PLw adhere to the surface of the upper electrode 14a (lower in the drawing) having a sufficiently small area as compared with the planar extension of the pixel cell PEC and become a blind spot from the view side. From the
Then, by appropriately setting the white display and color display state in each pixel cell, the display color in each display pixel composed of a set of three colors (pixel cells) can be arbitrarily set based on the subtractive color mixture. Can be set.
したがって、本適用例に係る表示パネルによれば、画素セル内に形成される電界に応じて、ＣＹＭ及び白色を有する帯電粒子を、それぞれいずれかの電極側に移動、吸着することにより、特定の色（白色、もしくは、ＣＹＭの単色又は混合色）を任意に設定することができ、これを透明な上部基板を通して直接視認することができるので、各表示色を明るく認識することができ、表示特性に優れたカラー表示装置を実現することができるとともに、各画素セル内に封入される帯電粒子として、粒子径が異なる帯電粒子からなる組成、又は、帯電粒子とともに、多孔質の水分吸着粒子を混入した組成、あるいは、これらを併せ持つ組成を適用することができるので、帯電粒子同士の凝集を抑制して、長期にわたり上記カラー表示装置の表示特性を維持することができる。 Therefore, according to the display panel according to this application example, according to the electric field formed in the pixel cell, the charged particles having CYM and white color are moved and adsorbed to either one of the electrodes, respectively. The color (white, CYM single color or mixed color) can be set arbitrarily, and this can be directly viewed through the transparent upper substrate, so that each display color can be recognized brightly and display characteristics In addition to being able to realize an excellent color display device, the charged particles enclosed in each pixel cell are composed of charged particles with different particle diameters, or mixed with porous water adsorbent particles together with charged particles The composition of the color display device can be applied over a long period of time by suppressing aggregation of charged particles. It can be maintained.
なお、本適用例においては、ＣＹＭのいずれかの色を有する帯電粒子とともに、白色を有する帯電粒子を封入した画素セルからなる３色一組の表示画素について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、黒色を有する帯電粒子と白色を有する帯電粒子を封入した画素セルをさらに加えて、４色一組で表示画素を構成するようにしてもよい。 In this application example, a set of three colors of display pixels is described, which includes pixel cells in which charged particles having a color of CYM and charged particles having white are encapsulated. However, the present invention is not limited to this. The display pixel may be configured by a set of four colors by further adding pixel cells in which charged particles having black color and charged particles having white color are encapsulated.
次いで、本発明に係る表示装置（表示パネル）に適用可能な帯電粒子について、簡単に説明すると、帯電粒子は、例えば、カラーファックス通信機やカラー複写機、カラーレーザープリンタ等で用いられている、周知のカラートナーと同等の微粒子及びその製造方法を適用することができるが、特に、以下に示すような特性を有していることを必要とする。
すなわち、一般に適用されるカラートナーにおいては、紙等の被着体にトナー粒子が固定的に付着（結着）する必要があるため、その粒子構造として結着樹脂に有機顔料等の着色剤を含有させた微粒子が用いられるが、本発明においては、上述したように画素セル内に形成される電界に応じて、当該微粒子（帯電粒子）が一対の電極間を迅速かつ的確に移動するとともに、各電極に対して良好に付着及び離脱する必要があるため、各電極に対して印加電圧により形成される電界強度に基づく静電気力のみ、もしくは、該静電気力に加え、電極からの離脱が可能な程度の比較的弱い結着力で、電極表面に付着する特性を有する微粒子を適用することが望ましい。
Next, the charged particles applicable to the display device (display panel) according to the present invention will be briefly described. The charged particles are used in, for example, a color facsimile communication machine, a color copying machine, a color laser printer, Although fine particles equivalent to known color toners and methods for producing the same can be applied, it is particularly necessary to have the following characteristics.
That is, in a generally applied color toner, since toner particles need to be fixedly attached (bound) to an adherend such as paper, a colorant such as an organic pigment is added to the binder resin as its particle structure. Although the contained fine particles are used, in the present invention, the fine particles (charged particles) move quickly and accurately between the pair of electrodes according to the electric field formed in the pixel cell as described above, Because it is necessary to attach and detach well to each electrode, it is possible to detach from the electrodes only or in addition to the electrostatic force based on the electric field strength formed by the applied voltage to each electrode. It is desirable to apply fine particles having a property of adhering to the electrode surface with a relatively weak binding force.
そこで、本発明に適用可能な帯電粒子としては、上述したような着色された微粒子からなるカラートナーのほか、微粒子自体が特定の色を有しているものをそのまま適用することができる。例えば、上述した各適用例に示したような黒色を有する微粒子としては、例えば、炭素や黒鉛系の粒状粒子を良好に適用することができ、また、白色を有する微粒子としては、上記白色薄膜にも適用した酸化チタン系の粒状粒子を良好に適用することができる。また、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）を有する微粒子としては、元来これらに類する色を有する微粒子を適用することができることは勿論、例えば、酸化チタン等の白色を有する微粒子に有機顔料等を用いて着色した微粒子を適用することもできる。 Therefore, as the charged particles applicable to the present invention, in addition to the color toner composed of the above-described colored fine particles, those having fine particles themselves having a specific color can be applied as they are. For example, as the fine particles having black as shown in each application example described above, for example, carbon or graphite-based granular particles can be favorably applied, and as the fine particles having white, the white thin film can be applied. In addition, the applied titanium oxide-based granular particles can be satisfactorily applied. In addition, as fine particles having cyan (C), yellow (Y), and magenta (M), fine particles having colors similar to these can be applied as a matter of course, for example, fine particles having white color such as titanium oxide. It is also possible to apply fine particles colored with an organic pigment or the like.
ＰＬ１、ＰＬ２ 帯電粒子
ＰＥＣ 画素セル
１０Ａ〜１０Ｄ 表示パネル
１１ 上部基板
１２ 下部基板
１４ａ 上部電極
１５ａ 下部電極
１４ｂ 副電極
１５ｂ 主電極
１７ 白色薄膜
ＰＬｃ、ＰＬｙ、ＰＬｍ、ＰＬｗ 帯電粒子
PL1, PL2 Charged particle PEC Pixel cell 10A to
Claims (4)
前記所定の色成分に設定された帯電粒子と、前記所定の色成分に設定された帯電粒子とは異なる多孔質の水分吸着粒子と、が同一の前記画素セルに封入されている、
ことを特徴とする表示装置。 A toner type display device in which charged particles set to a predetermined color component are encapsulated in each pixel cell divided by a partition,
And charged particles the set to a predetermined color component, a water adsorption particles of different porous from the predetermined set charged particles to the color components, but is enclosed in the same said pixel cells,
A display device characterized by that.
前記第１の色成分に設定された帯電粒子と前記第２の色成分に設定された帯電粒子とが同一の画素セルに封入されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。 The charged particles set to the predetermined color component include charged particles set to the first color component and charged particles set to a second color component different from the first color component,
According to claim 1 or 2, characterized in that said first charged particles is set to the color component of the previous SL charged particles set in the second color component is enclosed in the same pixel cell Display device.
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