显示介质及显示装置 |
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| 申请号 | CN201210410469.3 | 申请日 | 2012-10-24 | 公开(公告)号 | CN103309113A | 公开(公告)日 | 2013-09-18 |
| 申请人 | 富士施乐株式会社; | 发明人 | 藤田护; 小林英夫; 荒木雅昭; 曳地丈人; 酒卷元彦; 河村明嗣; | ||||
| 摘要 | 一种显示介质，包括：第一 基板 ，其对光是透明的；第二基板；间隔件；以及粒子分散液。第二基板设置成与第一基板相对，并且具有以预定间隔布置的多个 电极 。间隔件：（i）以不同于电极之预定间隔的另一间隔，布置在第一基板与第二基板之间；（ii）间隔件具有位于第一基板侧的第一端部、以及具有间隔件位于第二基板侧的第二端部。第一端部对光是透明的。第二端部具有与第一端部不同的透光度，以减少通过第一基板入射的光反射到间隔件的第一基板侧上。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种显示介质，包括： |
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| 说明书全文 | 显示介质及显示装置技术领域[0001] 本发明涉及显示介质及显示装置。 背景技术[0002] 在JP-A-2006-145602的液晶显示屏中，在与TFT（薄膜晶体管）基板的相对侧的彩色滤光片基板表面上，形成黑色矩阵。通过使两层或更多层的金属氧化物膜与金属膜交替层叠得到的叠层体，构成厚度小于或等于0.2微米（μm）且光密度（OD）值大于或等于3的黑色矩阵。 发明内容[0004] （1）根据本发明的一方面，显示介质包括对光是透明的第一基板，还包括第二基板、间隔件、以及粒子分散液。第二基板设置成与第一基板相对，并且具有以预定间隔布置的多个电极。间隔件（i）以不同于电极预定间隔的另一间隔布置在第一基板与第二基板之间，以及（ii）间隔件具有位于第一基板侧的第一端部、以及间隔件具有位于第二基板侧的第二端部。第一端部对光是透明的。第二端部具有与第一端部不同的透明度，以减少通过第一基板入射的光向间隔件的第一基板侧上的反射。粒子分散液填充在第一基板与第二基板之间，并且包括粒子以及分散介质，由第一基板与第二基板之间所形成电场使粒子移动。 [0006] （3）在（2）的显示介质中，覆盖层用黑色着色。 [0007] （4）在（1）的显示介质中，第二端部由多个主体构成，使得多个主体组合成从第一基板侧看起来为黑色。 [0009] （6）在（1）的显示介质中，该粒子是带有颜色的，并且第二端部包含一些该粒子。 [0010] （7）根据本发明的另一方面，一种显示介质，包括对光是透明的第一基板，还包括第二基板、间隔件、以及粒子分散液。第二基板设置成与第一基板相对，并且具有以预定间隔布置的多个电极。以不同于电极的预定间隔的另一间隔，间隔件布置在第一基板与第二基板之间，以及，间隔件具有面对第二基板的对置面。在该对置面上形成覆盖层。粒子分散液填充在第一基板与第二基板之间，并且包括粒子以及分散介质，由第一基板与第二基板之间所形成电场使粒子移动。 [0011] （8）根据本发明的又一方面，一种显示装置，包括（1）至（7）中任一项的显示介质，以及 [0013] 相比于没有执行抑制处理以对通过第一基板入射在间隔件上的光向第一基板侧上的反射加以抑制的情况，根据（1）和（2）中的显示介质，抑制了由电极的反射率与电极之间分界部的反射率之差所导致莫尔条纹的产生。此外，与抑制处理是例如化学转化处理的情形相比，本抑制处理可以使用简单设备实施。 [0014] 相比于没有执行抑制处理以对通过第一基板入射在间隔件上的光上向第一基板侧的反射加以抑制的情况，根据（7）的显示介质，可以抑制由电极的反射率与电极之间分界部的反射率之差所导致莫尔条纹的产生。此外，与抑制处理是例如化学转化处理的情形相比，本抑制处理可以使用简单设备实施。 [0015] 相比于间隔件与第二基板相对的对置面的颜色是例如白色的情形，根据（3）的显示介质，可以有效地抑制通过第一基板入射在间隔件中的光向第一基板上反射。 [0016] 相比于涂料使用在黑色颜料中特别有代表性的炭黑的情况，根据（4）的显示介质，可以容易地保证相邻电极之间的绝缘性能。 [0017] 根据（5）的显示介质，可以使用用于使间隔件与第二基板互相粘接的粘合剂，执行抑制处理。 [0018] 相比于使用专用件以便实施抑制处理的情形，根据（6）的显示介质，可以低成本地构成抑制处理。 [0020] 基于下列附图，具体描述本发明的实施例，附图中： [0021] 图1是图示在根据本发明第一实施例的显示介质中使用的背面基板的剖视图； [0022] 图2是图示根据第一实施例的显示介质的放大剖视图； [0023] 图3是图示根据第一实施例的显示装置及显示介质的剖视图； [0024] 图4是图示根据第一实施例的显示装置及显示介质的剖视图； [0025] 图5是图示在根据第一实施例的显示介质中使用的背面基板的轴测图； [0026] 图6是图示根据第一实施例的显示介质的轴测图； [0027] 图7是图示根据第一实施例的显示介质的平面图； [0028] 图8是图示根据本发明第二实施例的显示介质的放大剖视图； [0029] 图9是图示根据本发明第三实施例的显示介质的放大剖视图；以及 [0030] 图10是图示根据本发明第四实施例的显示介质的放大剖视图。 具体实施方式[0031] <第一实施例> [0032] 下面，参照图1至图7，说明根据本发明第一实施例的显示介质及显示装置的示例。 [0033] （显示装置） [0034] 首先，描述显示装置10的结构。显示装置10用作例如能存储并重写图像的装置（具体地，公告板、通知板、电子黑板、广告、招牌、闪烁标记、电子纸、电子报纸、电子图书、以及能与复印机及打印机共享的文档页）。 [0035] 如图3和图4所示，显示装置10以电泳方式显示图像，并且包括用来显示图像的显示介质12以及场形成单元16，场形成单元16向显示介质12施加电压并且在显示介质12中形成电场。 [0036] 场形成单元16电连接至下文说明的表面电极40以及背面电极46，这些电极都布置在显示介质12中。由场形成单元16将电压施加在表面电极40与背面电极46之间，使得在表面电极40（表面基板20）与背面电极46（背面基板22）之间形成电场。 [0037] （显示介质） [0038] 如图7所示，显示介质12包括：显示单元24，其显示图像；以及粘合单元42，其将下文描述的作为第一基板示例的表面基板20与作为第二基板示例的背面基板22（参见图3及图4）粘接。 [0039] [粘合单元] [0040] 粘合单元42布置成围住显示单元24的整个外周，并且由使表面基板20与背面基板22粘接的粘合件42A构成。通过在间隔件的对置面32A上形成粘合件X，可以省略粘合单元42。至于粘合件X，需要选择可以保证足够粘合性而不会劣化显示特性的黏着剂或胶黏剂，以及，与粘合件42A相比，粘合件X的可选材料受到限制，但可以充分防止粒子分散液在间隔件所分隔的区域（下文称为“格元”）之间通过。 [0041] [显示单元] [0042] [表面基板和背面基板] [0043] 图3和图4示出显示单元24的横截面，以及，图6是显示单元24的轴测图，其中未示出下面将要描述的覆盖层60。 [0044] 如图3、图4和图6所示，显示单元24包括：表面基板20，作为显示图像所在的表面；以及背面基板22，以间隙分开方式与表面基板20相对放置。 [0045] 表面基板20包括支撑基板38和表面电极40，表面电极40置于支撑基板38的背面基板22侧。背面基板22包括支撑基板44和背面电极46，背面电极46置于支撑基板44的表面基板20侧。 [0046] 表面基板20和背面基板22之中至少表面基板20的透射率为大于或等于60％。 [0048] 表面电极40的材料包括：例如，氧化物如氧化铟、氧化锡、氧化镉、氧化锑等；复合氧化物如铟锡氧化物（ITO）等；金属如金、银、铜、镍等；以及有机材料，如聚吡咯、聚噻吩等。使用这些材料作为例如单层膜、混合膜或复合膜。这些材料通过例如（电）沉积法、溅射法、涂布法、化学气相沉积（CVD）法等形成。 [0050] [间隔件] [0051] 在基板之间以格型图案设置间隔件32，间隔件32将表面基板20与背面基板22之间的空间分隔成多个部分，同时，在基板之间保持间隙。格子之间的间隔形成为规则距离。 [0052] 垂直于表面基板20表面方向剖切间隔件32得到的横截面具有矩形形状。间隔件32的一端（图中上部）接触表面电极40，以及，在间隔件32的另一端（图中下部）上形成覆盖层60，并且间隔件32的另一端通过覆盖层60接触背面电极46。间隔件32可以是无色透明的，以便不会对显示在显示介质12上的图像造成不利影响，并且，间隔件32的透射率高于或等于50％。 [0053] 下面详细描述覆盖层60。 [0054] 被间隔件32分隔的区域（下文称为格元）构造成被表面基板20、背面基板22、以及间隔部件32围住。考虑到显示图像的图像质量以及图像的切换速度，间隔件32的高度（电极之间的距离）在10微米至200微米（优选为50微米）的范围内。考虑到防止孔径比的劣化或者防止由电泳粒子沉降造成的偏置，间隔件32的间隔在200微米至500微米的范围内。 [0056] 间隔件32的形成方法可以采用例如这样的形成方法，在表面基板20及背面基板22的一侧上，形成具有粘合性的感光树脂（例如，热塑性树脂：丙烯酸树脂、丙烯酸酯、聚氨酯等）制成的层，通过用光刻法使所形成的层曝光，在对应树脂层上形成潜像，并且使潜像显影。可以通过由热纳米压印、光纳米压印、或作为其组合的纳米压印使树脂凹凸成形，而形成间隔件32。间隔部件32可以使用其他的公知方法形成。 [0057] [迁移粒子、分散介质以及反射粒子] [0058] 如图3和图4所示，在各格元中封装粒子分散液28，其含有多个于电场方向移动的迁移粒子34以及迁移粒子34分散于其中的分散介质30。在分散介质30中分散多个具有光学反射特性的反射粒子36。 [0059] 绝缘液体可以用作分散介质30。本文中，“绝缘”表示体积电阻值高于或等于107欧姆·厘米（Ω·cm）。 [0060] 具体而言，作为绝缘液体，可以适当地使用例如，己烷、环己烷、甲苯、二甲苯、癸烷、十六烷、煤油、石蜡、异链烷烃、硅油、改性硅油、二氯乙烯、三氯乙烯、全氯乙烯、纯石油、乙二醇、醇、醚、酯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、N-甲基-2-吡咯烷酮、2-吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、乙腈、四氢呋喃、碳酸丙烯酯、碳酸乙二醇酯、汽油、二异丙基萘、橄榄油、异丙醇、三氯三氟乙烷、四氯乙烷、二溴四氟乙烷等或其混合物。 [0061] 作为分散介质30，可以使用不含杂质的水（所谓的去离子水），以使其具有下面描7 7 述的体积电阻值。体积电阻值适宜为高于或等于10 欧姆·厘米，更宜在10 欧姆·厘米至 19 10 19 10 欧姆·厘米的范围内，优选在10 欧姆·厘米至10 欧姆·厘米的范围内。通过将体积电阻值设定在这些范围内，将电场更有效地施加至粒子分散液28，并防止由电极反应引起分散介质30电解所产生的气泡。 [0064] 作为分散介质30，可以使用聚合树脂。聚合树脂可以是聚合物凝胶、高分子聚合物等。具体而言，作为聚合树脂，使用例如明胶、聚乙烯醇，聚（间）丙烯酰胺（poly(meta)acrylamide）等。聚合树脂可以类似于如上所述的绝缘液体用作分散介质30。 [0065] 迁移粒子34是由例如两种不同大小类型的着色粒子构成，并且，根据格元中所形成电场的方向，迁移粒子34在表面基板20与背面基板22之间移动。在实施例中具体描述了两种不同大小类型的着色粒子，但电荷量是可控的，并且可以使用多种粒子，也可以使用具有相同形状的粒子，或者也可以使用其组合。 [0066] 至于迁移粒子34，可以使用的有：绝缘金属氧化物粒子，诸如玻璃细珠、氧化铝、氧化钛等；热塑性或热固性树脂粒子；通过将着色剂固定至树脂粒子表面而制成的粒子；在热塑性或热固性树脂中含有绝缘着色剂的粒子；以及具有等离子体颜色生成功能的金属胶体粒子。 [0067] 必要时，可以将控制带电特性的带电控制剂混合在构成迁移粒子34的树脂内。必要时，也可以将磁性材料与迁移粒子34的内部或表面混合。必要时，还可以将外部添加剂附着至迁移粒子34的表面。 [0068] 不管基板之间的电场方向如何，将封装在各格元中的反射粒子36置于表面基板20与背面基板22之间的中央部，并且设置成于表面方向遍及表面基板20的整个表面。 [0069] 反射粒子36具有与迁移粒子34不同的光学反射特性，并且散射入射光。迁移粒子34可以在反射粒子36之间通过。 [0070] 这里，“反射粒子36具有与迁移粒子34不同的光学反射特性”表示：与反射粒子36相比，当用眼睛观察只分散有迁移粒子34的分散介质30时，有足够的差别来识别两种粒子之间在色度、亮度以及彩度方面的差异。特别是，在其色度、亮度、以及彩度中，色度会是不同的。 [0071] “可识别差异”表示：当色度（chroma）不同时，具体而言，对于只分散有迁移粒子34的分散介质30，使用例如由X-Rite公司生产的X-Rite 404测量反射粒子36并测试各CIELAB值时，a*与b*之间的差大于或等于5。 [0072] 根据本实施例中显示单元24的结构，当从场形成单元16向显示介质12的表面电极40与背面电极46施加电压时，根据所施加的电压在分散介质30中形成电场。由所形成的电场使迁移粒子34在表面基板20与背面基板22之间移动。 [0073] 例如，当使迁移粒子34充电为负极性、将正电压施加至表面电极40、并且将负电压施加至背面电极46时，迁移粒子34从背面基板22侧通过反射粒子36的间隙移动至表面基板20侧（参见图4）。在这种情况下，当用眼睛从表面基板20侧观察显示介质12时，将位于表面基板20侧的迁移粒子34的粒子颜色视为显示介质12的颜色（作为本实施例中的示例为黑色）。 [0074] 另一方面，当将负电压施加至表面电极40、并且将正电压施加至背面电极46时，迁移粒子34从表面基板20侧通过反射粒子36的间隙移动至背面基板22侧（参见图3）。在这种情况下，当用眼睛从表面基板20侧观察显示介质12时，将反射粒子36的颜色视为显示介质12的颜色（作为本实施例中的示例为白色）。 [0075] （主要组成部件的配置） [0076] 接着，描述背面基板22和覆盖层60。 [0077] 图5是背面基板22的轴测图，以及，图1是背面电极46的放大剖视图。 [0078] 如图5所示，构成背面基板22的背面电极46构造成包括多个独立电极50，独立电极50作为以预定间隔纵向及横向放置（布置）的电极示例。具体而言，在垂直于表面基板20表面方向观察独立电极50的平面图中，独立电极50具有矩形形状，以及，例如，200ppi薄膜晶体管（TFTs）以127微米的间隔平行布置。当间隔件32设定为独立电极50间隔的整数倍时，没有产生下面所要描述的莫尔条纹，但由于基板延伸并粘合时的歪斜，难以精确控制。间隔件32与独立电极50一般以不同间隔布置。 [0079] 如图1所示，铝膜50A形成于各独立电极50的表面（表面基板20侧），以防止基板之间出现场不均匀性。使用铝合金作为材料，通过沉积，可以将铝膜50A形成在例如独立电极50的表面上。 [0080] 向各独立电极50传送信号的信号线54布置在独立电极50与独立电极50之间。也就是说，信号线54布置于相邻独立电极50之间的分界部56。在其间有信号线54的情况下，使各独立电极50互相绝缘。 [0081] 在间隔件32中与背面基板22相对的对置面32A上，施加覆盖层60，用于抑制通过表面基板20侧（参照图3）入射在间隔件32中的光反射至表面基板20侧。 [0082] 覆盖层60是黑色的，以及，例如，由聚乙烯醇（PVA）涂覆用作色料的炭黑做为颜料。考虑到相邻独立电极50之间的绝缘特性，涂料的电导率为小于或等于30微西门子/米（μS/cm）。对置面32A为黑色会是有效的，以及，其技术并不局限于涂敷，可以例如使用经过黑色光刻处理（black photolithography processing）的肋或其他周知的技术，用黑色使对置面32A着色。 [0083] 覆盖层60的全光透射率的OD值大于或等于0.1，以便抑制光在表面基板20上的反射。 [0084] 在本实施例中，由于独立电极50表面的电极表面52如上所述由铝膜50A构成，独立电极50的反射率高于边界部分56的反射率。 [0085] （主要组成部分的结构的操作） [0086] 如图2和图4中所示，当使用显示装置10显示黑色时，如上所述，由基板之间所产生的电场，使迁移粒子34从背面基板22侧通过反射粒子36的间隙移动至表面基板20侧。 [0087] 这里，由于间隔件32和独立电极50以不同间隔布置，产生了分界部56与间隔件32的对置面32A对置的状态（图2和图4中所示的右边的状态）、以及分界部56没有与间隔件32的对置面32A对置的状态（图2和图4中所示的左边的状态）。 [0088] 在这种情况下，当没有实施覆盖层60时，因独立电极50的反射率与分界部56的反射率之差，通过表面基板20和间隔部件32入射在显示介质12中并且由独立电极50和分界部56朝表面基板20反射的光（参见图中的虚线箭头）是不均匀的。结果，产生莫尔条纹（干涉条纹），使得用眼睛从表面基板20侧观察时证实有莫尔条纹，显示质量劣化。 [0089] 在显示介质12中的间隔部件32的对置面32A上实施覆盖层60。结果，通过表面基板20入射在间隔件32上的光向表面基板20侧上的反射受到抑制。结果，由独立电极50的反射率与分界部56的反射率之差所导致莫尔条纹（干涉条纹）的产生得到抑制。 [0090] 当使用显示装置10显示白色时，从表面基板20侧入射的光与反射粒子36相遇时被散射，如图3中所示。结果，无论是否有覆盖层60，都不会出现问题（参见图中的箭头）。 [0091] 相比于例如采用化学转化处理的情形，可以使用简单手段在间隔件32的对置面32A上执行覆盖层60。 [0092] 如上所述，由于覆盖层60是黑色的，反射得到抑制，与覆盖层为白色的情况相比，使用显示装置10显示黑色时，使得黑色覆盖层60被同化（融合）以显示颜色。结果，抑制了显示质量的劣化。 [0093] <第二实施例> [0094] 接着，参照图8，描述根据本发明第二实施例的显示介质及显示装置的示例。相同的附图标记指与第一实施例中相同的组成部分，并且省略其描述。 [0095] 如图8所示，在间隔件32的对置面32A上施加的覆盖层70包括：第一涂层70A，以及，图中置于第一涂层70A下方的第二涂层70B。第一涂层70A的被覆区域与第二涂层70B的被覆区域彼此相等。 [0096] 第一涂层70A和第二涂层70B并不由黑色构成而是由不同颜色构成，以及，通过组合不同颜色，使第一涂层70A和第二涂层70B从表面基板20侧看起来为黑色。也就是，第一涂层70A的颜色与第二涂层70B的颜色彼此互补，并且由例如蓝色与黄色、绿色与紫红色（品红色）、以及红色与蓝绿色（青色）构成。 [0097] 当使用黑色颜料时，会需要一种特殊处理以确保绝缘特性。然而，通过组合不是黑色的不同颜色来构成黑色，并不需要使用黑色颜料。结果，容易保证相邻电极之间的绝缘特性。其他的操作与第一实施例中的那些类似。覆盖层70的层数可以是三层以上，只要从第一基板看起来覆盖层70为黑色即可。间隔件中位于第二基板侧的端部可以形成为，使得着色为不同颜色的多个粒子从第一基板看起来为黑色。 [0098] <第三实施例> [0099] 接着，参照图9，描述根据本发明第三实施例的显示介质及显示装置的示例。相同的附图标记指与第一实施例中相同的组成部分，并且省略其描述。 [0100] 如图9所示，间隔件32中位于背面基板22侧的部分不是无色透明的，而是黑色，结果，其作为抑制部32B，作为抑制处理的一种示例。 [0101] 抑制部32B的形成方法可以使用例如采用干膜的光刻法。 [0102] 操作与第一实施例的操作类似。 [0103] <第四示例性实施例> [0104] 接着，参照图10，描述根据本发明第四实施例的显示介质及显示装置的示例。相同的附图标记指与第一实施例中相同的组成部分，并且省略其描述。 [0105] 如图10所示，在间隔件32的对置面32A与背面基板22之间形成间隙82。将本身为着色粒子的一些迁移粒子34嵌入并保持于间隙82中，因而安装阻遏物80。在本实施例中，周知由阻遏物80实现抑制处理。当通过相对于显示装置10反复执行黑白记录来运送相应产物时，使迁移粒子34嵌入间隙82中。 [0106] 操作与第一实施例的操作类似。 [0107] 虽然已详细描述了本发明的特定实施例，本领域的技术人员应当理解，本发明并不限定于相关实施例，而是可以在本发明的范围内实现多种其他实施例。例如，在第一实施例中，使用黑色涂料施加覆盖层60，但也可以使用黑色粘合剂作为覆盖层60。 [0108] 在第二实施例中，第一涂层70A的被覆区域与第二涂层70B的被覆区域彼此相等，但也可以只将第二涂层施加至背面基板22的整个表面。 [0109] 在如上所述的实施例中，相对于间隔件32的背面基板22的整个表面都执行抑制处理，但也可以仅仅相对于背面基板22中的一部分执行抑制处理，该部分对应于与背面基板22分界部56对置的间隔件32。 [0110] 在如上所述的实施例中，使用具体值对各参数进行描述，但并不局限于这些具体值，以及，如果可以实现本发明的目标，则可以使用其他值。 |
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