电泳显示装置、显示部和电子设备的制作方法

电泳显示装置、显示部和电子设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供了电泳显示装置、显示部和电子设备。所述电泳显示装置包括：多个第一粒子，它们被配置成响应于电场而在保持区域与显示区域之间迁移；以及多个不迁移的第二粒子，它们被固定不动地布置于所述保持区域与所述显示区域之间，并且它们被配置成：（a）所述多个不迁移的第二粒子允许所述多个第一粒子响应于所述电场而在所述保持区域与所述显示区域之间通过；以及（b）当所述多个第一粒子被布置于所述保持区域中时，所述多个不迁移的第二粒子遮盖所述多个第一粒子。所述显示部包括上述电泳显示装置。所述电子设备包括上述显示部。本发明能实现一种粒子有效地遮盖另一种粒子。
【专利说明】电泳显示装置、显示部和电子设备

【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电泳显示装置、具有该电泳显示装置的显示部和具有该显示部的电子设备。

【背景技术】
[0002]近年来，随着诸如便携式电话和便携式信息终端等移动设备已经变得普遍，人们对具有高图像质量的低功率显示部(显示器)的需求逐渐增加。特别地，近来，电子书递送业务已经开始，并且具有适合于阅读用途的显示质量的显示器是令人期望的。
[0003]作为这样的显示器，人们已经提出了诸如胆固醇液晶显示器(cholestericliquid crystal display)、电泳显不器(electrophoretic display)、电氧化还原型显不器(electric-redox-type display)和扭转球显不器(twisting ball display)等各种显示器。为了阅读用途，反射型显示器是有利的。在反射型显示器中，以与纸的反射相似的方式使用外部光的反射(漫射)来执行亮显示(bright display)，且因此，获得了与纸的显示质量接近的显示质量。
[0004]在反射型显示器之中，利用电泳现象的电泳显示器具有高的响应速度且消耗低的功率，且因此电泳显示器被预期为强有力的候选。作为电泳显示器的显示方法，曾经主要地提出了下面的两种方法。
[0005]第一种方法是其中两种带电粒子被分散在绝缘液体中并且这些带电粒子响应于电场而移动的方法。这两种带电粒子在光反射性能方面是彼此不同的，并且也是相反的极性。在该方法中，通过带电粒子的响应于电场而出现的分布变化来显示图像。
[0006]第二种方法是其中带电粒子被分散在绝缘液体中并且在该绝缘液体中设置有多孔层的方法(例如，参见日本未经审查的专利申请公开案N0.2012-22296)。在该方法中，带电粒子响应于电场经由多孔层的孔而移动。与带电粒子在光反射性能方面不同的不迁移粒子被保留在多孔层中。
[0007]例如，可以基于Mie的散射理论，来确定在这样的电泳显示器中所使用的粒子的粒径。根据Mie的散射理论，在可见光区域中，可以使用例如具有大约200nm至大约350nm的粒径(即为可见光区域的波长的大约一半的粒径)的粒子来增大亮显示时(白色)的光散射效率。


【发明内容】

[0008]如上所述，电泳显示器中存在彼此具有不同的光反射率的至少两种粒子(例如,用于亮显示的粒子和用于暗显示的粒子)。为此，当执行一种显示(例如，亮显示)时，为了增强显示性能，就有必要隐蔽(遮蔽)用于另一种显示的粒子(例如，用于暗显示的粒子)。当这一对比度低时，显示性能就变差。
[0009]目前期望的是能够提供如下的电泳显示装置、显示部和电子设备，在这三者的每一者中，一种粒子能够有效地遮盖另一种粒子。
[0010]本发明的一个实施例涉及电泳显示装置。所述电泳显示装置包括:多个第一粒子，它们被配置成响应于电场而在保持区域与显示区域之间迁移；以及多个不迁移的第二粒子，它们被固定不动地布置于所述保持区域与所述显示区域之间，并且它们被配置成:a)所述多个不迁移的第二粒子允许所述多个第一粒子响应于所述电场而在所述保持区域与所述显示区域之间通过；以及b)当所述多个第一粒子被布置于所述保持区域中时，所述多个不迁移的第二粒子遮盖所述多个第一粒子。
[0011]本发明的另一个实施例涉及显示部，其包括电泳显示装置。所述电泳显示装置包括:多个第一粒子，它们被配置成响应于电场而在保持区域与显示区域之间迁移；以及多个不迁移的第二粒子，它们被固定不动地布置于所述保持区域与所述显示区域之间，并且它们被配置成:a)所述多个不迁移的第二粒子允许所述多个第一粒子响应于所述电场而在所述保持区域与所述显示区域之间通过；以及b)当所述多个第一粒子被布置于所述保持区域中时，所述多个不迁移的第二粒子覆盖所述多个第一粒子。
[0012]本发明的又一个实施例涉及电子设备，其包括显示部，所述显示部包括电泳显示装置。所述电泳显示装置包括:多个第一粒子，它们被配置成响应于电场而在保持区域与显示区域之间迁移；以及多个不迁移的第二粒子，它们被固定不动地布置于所述保持区域与所述显示区域之间，并且它们被配置成:a)所述多个不迁移的第二粒子允许所述多个第一粒子响应于所述电场而在所述保持区域与所述显示区域之间通过；以及b)当所述多个第一粒子被布置于所述保持区域中时，所述多个不迁移的第二粒子遮盖所述多个第一粒子。
[0013]根据本发明的上述各实施例的电泳显示装置、显示部和电子设备，在所述第二粒子中包括至少一个大粒子和至少一个小粒子。因此，就使得能够通过所述第二粒子而有效地遮盖所述第一粒子。
[0014]需要理解的是，前述的一般说明和后面的详细说明都是示例性的，并且都旨在提供对本发明要求保护的技术的进一步解释。

【专利附图】

【附图说明】
[0015]这里所包括的附图提供了对本发明的进一步理解，这些附图被并入本说明书中且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例，并且与本说明书一起用来解释本发明的原理。
[0016]图1是图示了本发明的实施例的电泳装置的构造的平面图。
[0017]图2是图示了图1所示的电泳装置的构造的截面图。
[0018]图3是图示了图1所示的不迁移粒子的构造的平面图。
[0019]图4A是图示了当具有约100nm的粒径的粒子被具有约550nm的波长的光照射时光的漫射状态(diffus1n state)的图。
[0020]图4B是图示了当具有约200nm的粒径的粒子被具有约550nm的波长的光照射时光的漫射状态的图。
[0021]图5A是图示了从显示部射出的光的漫射状态的模拟的图。
[0022]图5B是图示了光的漫射状态的模拟的图，该模拟是在包含了具有与图5A中的粒径不同的粒径的粒子的显示部上执行的。
[0023]图6是图示了使用图1等所示的电泳装置的显示部的构造的截面图。
[0024]图7是用来说明图6所示的显示部的操作的截面图。
[0025]图8A是图示了应用示例I的外观的立体图。
[0026]图8B是图示了图8A所示的电子书的另一示例的立体图。
[0027]图9是图示了应用示例2的外观的立体图。
[0028]图10是图示了应用示例3的外观的立体图。
[0029]图1lA是图示了当从前面观看时的应用示例4的外观的立体图。
[0030]图1lB是图示了当从后面观看时的应用示例4的外观的立体图。
[0031]图12是图示了应用示例5的外观的立体图。
[0032]图13是图示了应用示例6的外观的立体图。
[0033]图14A是图示了处于闭合状态中的应用示例7的前视图、左视图、右视图、仰视图和俯视图的图。
[0034]图14B是图示了处于打开状态中的应用示例7的前视图和侧视图的图。

【具体实施方式】
[0035]下面，参照附图将详细说明本发明的实施例。需要注意的是，将按照下列顺序来提供说明。
[0036]1.实施例(电泳装置)
[0037]2.应用示例(显示部和电子设备)
[0038]3.实例
[0039]实施例
[0040]图1图示了本发明的实施例的电泳装置(电泳装置11)的平面构造，并且图2图示了电泳装置11的截面构造。电泳装置11通过利用电泳现象而产生了对比，并且例如可以被应用于诸如显示部等各种电子装置。在电泳装置11中，绝缘液体I中包括迁移粒子10(第一粒子)和具有孔23的多孔层20。需要注意的是，图1和图2均示意性地图示了电泳装置11的构造，并且电泳装置11的实际尺寸和形状可以与这里所图示的尺寸和形状不同。
[0041]例如，绝缘液体I可以由诸如链烷烃和异链烷烃等有机溶剂构成。关于绝缘液体1，可以使用一种有机溶剂，或者可以使用两种以上的有机溶剂。绝缘液体I的粘度和折射率可以优选为尽可能低。当使绝缘液体I的粘度低时，迁移粒子10的移动性(响应速度)提高。此外，迁移粒子10的移动所必需的能量(要被消耗的能量)相应地变低。当绝缘液体I的折射率减小时，绝缘液体I与多孔层20之间在折射率方面的差异增大，这增大了多孔层20的反射率。
[0042]例如，着色剂、电荷控制剂、分散稳定剂、粘度调节剂、表面活性剂、树脂和/或其他类似物可以被添加到绝缘液体I中。
[0043]分散在绝缘液体I中的迁移粒子10是至少一个带电粒子，并且这样带电的迁移粒子10响应于电场而经由孔23移动。迁移粒子10具有任意的光反射特性(光反射率)，并且通过迁移粒子10的光反射率与多孔层20的光反射率之间的差异产生对比。例如，迁移粒子10可以执行亮显示且同时多孔层20可以执行暗显示(dark display),或者迁移粒子10可以执行暗显示且同时多孔层20可以执行亮显示。
[0044]当从外部观看电泳装置11时，在迁移粒子10执行亮显示的情况下，迁移粒子10在视觉上可以被识别为例如白色或者接近于白色的颜色。在迁移粒子10执行暗显示的情况下，迁移粒子10在视觉上可以被识别为例如黑色或接近黑色的颜色。如上所述的迁移粒子10的颜色没有特别限制，只要使得能够产生对比即可。
[0045]例如，迁移粒子10可以由诸如有机颜料、无机颜料、染料、碳材料、金属材料、金属氧化物、玻璃和聚合物材料(树脂)等材料的粒子(粉末)构成。在这些材料中，任何一种材料或两种以上的材料可以被用于迁移粒子10。还可以使用包括上述粒子的树脂固体物(resinsolid content)的压碎粒子或胶囊粒子来构成迁移粒子10。需要注意的是，与以上所列出的碳材料、金属材料、金属氧化物、玻璃和聚合物材料对应的材料被排除于与上述有机颜料、无机颜料和染料对应的材料之外。迁移粒子10的粒径(particle size)可以是例如约30nm 至约 300nm。
[0046]有机颜料的示例可以包括偶氮类颜料(azo-based pigment)、金属络合物-偶氮类颜料、聚缩偶氮类颜料、黄烧士酮类(flavanthrone-based)颜料、苯并咪唑酮类颜料、酞菁类颜料、喹吖啶酮类颜料、蒽醌类颜料、茈类颜料、紫环酮(perinone)类颜料、蒽并吡啶(anthrapyridine)类颜料、皮蒽酮类颜料、二嚼嗪类颜料、硫靛类颜料、异11引哚啉酮类颜料、喹酞酮类颜料和阴丹士林(indanthrene)类颜料。无机颜料的示例可以包括锌华(氧化锌)、铺白、氧化铁黑(black iron oxide)、硼化钛、氧化铁红(red iron oxide)、玛皮河黄(mapico yellow)、铅丹(minium)、镉黄、硫化锌、锌钡白(lithopone)、硫化钡、硒化镉、碳酸隹丐、硫酸钡、铬酸铅、硫酸铅、碳酸钡、铅白(white lead)和帆土白(alumina white)。染料的示例可以包括苯胺黑类(nigrosine-based)染料、偶氮类染料、酞菁类染料、喹酞酮类染料、蒽醌类染料和次甲基类染料。碳材料的示例可以包括碳黑。金属材料的示例可以包括金、银和铜。金属氧化物的示例可以包括氧化钛、氧化锌、氧化错、钛酸钡、钛酸钾、铜铬氧化物、铜锰氧化物、铜铁锰氧化物、铜铬锰氧化物和铜铁铬氧化物。聚合物材料的示例可以包括如下的聚合物化合物:在该聚合物化合物中被引入有具有可见光区域中的光吸收谱的官能团。只要采用了具有可见光区域中的光吸收谱的聚合物化合物即可，对它的种类没有特另IJ限制。
[0047]例如，迁移粒子10的具体材料可以取决于迁移粒子10在产生对比时所起到的作用来选择。当迁移粒子I执行亮显示时，诸如氧化钛、氧化锌、氧化锆、钛酸钡和钛酸钾等金属氧化物或其他类似物可以被用于迁移粒子10。当迁移粒子10执行暗显示时，诸如碳黑等碳材料，诸如铜铬氧化物、铜锰氧化物、铜铁锰氧化物、铜铬锰氧化物和铜铁铬氧化物等金属氧化物，或其他类似物可以被用于迁移粒子10。上述这些材料之中，优选地，碳材料可以被用于迁移粒子10。由碳材料制成的迁移粒子10呈现出优异的化学稳定性、移动性和光吸收性。
[0048]绝缘液体I中的迁移粒子10的含量(浓度)没有特别地限制，可以是例如大约
0.lwt%至大约10wt%。在该浓度范围内，保证了迁移粒子10的遮盖性能和移动性。具体地，当迁移粒子10的含量小于0.lwt%时，通过迁移粒子10来遮蔽(隐蔽)多孔层20会很困难，并且不能足分地产生对比。另一方面，当迁移粒子10的含量大于10wt%时，迁移粒子10的分散性会下降，这使得迁移粒子10不太容易移动，因此导致出现凝聚的可能。
[0049]优选地，迁移粒子10能够长时间地在绝缘液体I中轻而易举地分散和带电，并且能够不太容易被吸附在多孔层20上。因此，例如，可以在绝缘液体I中添加分散剂。可以一起使用分散剂和电荷调整剂。
[0050]例如，分散剂或电荷调整剂可以具有正电荷和负电荷中的任一者，或者具有两种类型的电荷。分散剂或电荷调整剂被提供用来增加绝缘液体I中的电荷量，并且还用来通过静电排斥而使迁移粒子10分散。这样的分散剂的示例可以包括可从Lubrizol公司购买的Solsperse系列、可从ΒΥΚ-Chemie股份有限公司购买的BYK系列及Ant1-Terra系列、以及可从TCI America公司购买的Span系列。
[0051]为了提高迁移粒子10的分散性，可以对迁移粒子10应用表面处理。表面处理的示例可以包括松香处理、表面活性剂处理、颜料衍生物处理、偶联剂处理、接枝聚合(graftpolymerizat1n)处理和微型胶囊化处理。特别地，接枝聚合处理、微型胶囊化处理及这两个处理的组合之中的任何一者使得能够维持迁移粒子10的长期分散稳定性。
[0052]对于上述表面处理，例如，可以使用具有能够被吸附在迁移粒子10的表面上的官能团和聚合官能团的材料(吸附性材料)。能够被吸附的官能团是根据形成迁移粒子10的材料而确定的。例如，当迁移粒子10是由诸如碳黑等碳材料构成时，可以允许诸如4-乙烯基苯胺等苯胺衍生物被吸附。此外，例如，当迁移粒子10是由金属氧化物构成时，可以允许诸如甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅基)丙酯等有机硅烷衍生物被吸附。聚合官能团的示例可以包括乙烯基基团、丙烯酸基团和甲基丙烯酸基团。
[0053]可以通过在迁移粒子10的表面上引入聚合官能团且在其上产生接枝来执行表面处理(接枝材料)。例如，接枝材料可以具有聚合官能团和用于分散的官能团。用于分散的官能团使迁移粒子10分散在绝缘液体I中，并且通过该官能团的空间位阻(Sterichindrance)维持分散性。当绝缘液体I是例如链烷烃时，支链的烷基等可以被用作用于分散的官能团。聚合官能团的示例可以包括乙烯基基团、丙烯酸基团和甲基丙烯酸基团。为了产生接枝材料的聚合和接枝，例如，可以使用诸如偶氮二异丁腈(AIBN)等聚合引发剂。
[0054]诸如“Dispers1n technology of ultrafine particles and evaluat1nthereof: surface treatment and fine grinding, as well as dispers1n stability inair/liquid/polymer (Science&Technology C0., Ltd.)(超细粒子的分散技术及其评估:表面处理和细磨、以及在气体/液体/聚合物中的分散稳定性(科学&技术有限公司))”等书中说明了如上所述使迁移粒子10分散在绝缘液体I中的方法的细节。
[0055]多孔层20能够遮蔽迁移粒子10。多孔层20具有纤维状结构体21和保持在纤维状结构体21中的不迁移粒子22 (第二粒子)。多孔层20是使用纤维状结构体21而形成的三维结构(像非纺织布一样的不规则网状结构)，并且具有多个空隙(孔23)。通过使用纤维状结构体21来构成多孔层20的三维结构就使得产生了光(外部光)的漫反射(多重散射)，从而增大多孔层20的反射率。因此，即使在多孔层20具有小的厚度的情况下，也能够获得高的反射率，并且在提高电泳装置11的对比的同时，还可以减少使迁移粒子10移动时所必需的能量。此外，使孔23的平均孔径很大，而且，大量的孔23被设置于多孔层20中。这允许了迁移粒子10能够易于通过孔23，增大了响应速度，并且进一步减少了使迁移粒子10移动时所必需的能量。如上所述的多孔层20的厚度可以是例如约5 μ m至约100 μ m。
[0056]纤维状结构体21是具有相对于纤维直径足够长的长度的纤维状物质。例如，多个纤维状结构体21可以被聚集且随便地堆叠起来，从而构成多孔层20。可以通过随便地扭曲单个纤维状结构体21来构成多孔层20。或者，由单个纤维状结构体21构成的部分和由多个纤维状结构体21构成的部分可以以混合的方式存在于多孔层20中。
[0057]例如，纤维状结构体21可以由聚合物材料或无机材料等构成。聚合物材料的示例可以包括聚甲基丙烯酸甲酯、尼龙、聚乳酸、聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯腈、聚氧化乙烯、聚乙烯咔唑、聚氯乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚砜、聚乙烯吡咯烷酮、聚偏二氟乙烯、聚六氟丙烯、醋酸纤维素、胶原蛋白、明胶、壳聚糖以及这些材料的共聚物。无机材料的示例可以包括氧化钛。优选地，聚合物材料可以被用于纤维状结构体
21。这是因为聚合物材料例如对光等的反应性低，并且在化学上是稳定的。换句话说，聚合物材料的使用防止了纤维状结构体21的意外分解反应。当纤维状结构体21由具有高反应性的材料构成时，纤维状结构体21的表面可以优选地涂覆有任意的保护层。
[0058]例如，纤维状结构体21可以线性地延伸。纤维状结构体21可以具有任何形状，并且可以是例如卷曲的或者在某点处弯曲的。或者，纤维状结构体21可以在某点处分支。
[0059]优选地，纤维状结构体21的平均纤维直径可以是例如约50nm以上且约2000nm以下，但是也可以落在该范围之外。设置小的平均纤维直径就使得易于发生光的漫反射，并且还使得孔23的尺寸是大的。纤维状结构体21的纤维直径被确定成允许纤维状结构体21保留不迁移粒子22。例如，通过使用扫描电子显微镜等的显微镜，可以测量平均纤维直径。纤维状结构体21的平均长度是任意的。例如，可以通过相分离法、相转换法、静电(电场)纺丝法、熔融纺丝法、湿式纺丝法、干式纺丝法、凝胶纺丝法、溶胶-凝胶法或喷涂法等形成纤维状结构体21。这些方法中的任何一种方法的使用都使得可以容易且稳定地形成具有相对于纤维直径足够长的长度的纤维状结构体21。
[0060]优选地，可以使用纳米纤维构成纤维状结构体21。此处，纳米纤维是具有约Inm至约100nm的纤维直径且具有是该纤维直径的几百倍以上的长度的纤维状物质。用于纤维状结构体21的这种纳米纤维的使用使得易于发生光的漫反射，并且进一步提高了多孔层20的反射率。换句话说，能够增强电泳装置11的对比。此外，在由纳米纤维构成的纤维状结构体21中，使占用单位体积的孔23的比例很大，并且使迁移粒子10容易通过孔23而移动。因此，可以减少迁移粒子10的移动所必需的能量。可以优选地通过静电纺丝法(electrostatic spinning method)形成由纳米纤维构成的纤维状结构体21。静电纺丝法的使用使得可以容易且稳定地形成具有小的纤维直径的纤维状结构体21。
[0061]对于纤维状结构体21，可以优选地使用具有与迁移粒子10的光反射率不同的光反射率的结构。这使得很容易基于多孔层20与迁移粒子10之间在光反射率方面的差异而形成对比。还可以使用在绝缘液体I中呈现出光学透明性(无色且透明)的纤维状结构体21。
[0062]通过多个纤维状结构体21之间的重叠或单个纤维状结构体21的扭曲而构成孔
23。优选地，孔23可以具有尽可能大的平均孔径，从而允许迁移粒子10轻易地穿过孔23而移动。孔23的平均孔径可以是例如约0.1 μ m至约10 μ m。
[0063]不迁移粒子22被固定于纤维状结构体21，并且不迁移粒子22的光反射率不同于迁移粒子10的光反射率。如图3所示，在本实施例中，不迁移粒子22包括至少一个大粒子22L和至少一个小粒子22S，大粒子22L和小粒子22S具有彼此不同的一次粒径(粒径DL和DS)。如稍后将要详细说明的那样，这使得在通过使用小粒子22S来保持不迁移粒子的光学性能的同时，可以通过使用大粒子22L来有效地遮蔽迁移粒子10。此处，一次粒径是大粒子22L和小粒子22S中各者的最小粒径。例如，一次粒径可以表示当粒子(大粒子22L和小粒子22S)凝聚且粘结在一起时的各粒子的粒径。
[0064]小粒子22S的粒径优选地可以根据不迁移粒子22所必需的光学性能而被调整。例如，在多孔层20 (不迁移粒子22)执行亮显示的情况下，小粒子22S的粒径DS可以被确定成使得小粒子22S具有高的光反射率。在多孔层20 (不迁移粒子22)执行暗显示的情况下，小粒子22S的粒径DS被确定成使得小粒子22S具有低的光反射率。在多孔层20执行亮显示的情况下，小粒子22S的粒径DS可以是例如小于约400nm,具体地,是约10nm至约350nm,并且优选地是约200nm至约300nm。在小粒子22S的粒径DS的该范围内，基于Mie的散射理论，可见光区域的光散射效率达到最高，并且不迁移粒子22的光反射率提高了。
[0065]大粒子22L被设置用来增加不迁移粒子22在绝缘液体I中的占用体积，并且用来降低光透射率。这允许不迁移粒子22有效地遮盖迁移粒子10。因此，可以提高迁移粒子10的对比度。大粒子22L的粒径DL大于小粒子22S的粒径DS就足够了，并且大粒子22L的粒径DL可以优选地例如是小粒子22S的粒径DS的大约两倍至大约十倍。大粒子22L的粒径DL可以是例如400nm以上，并且优选地是约400nm至约lOOOnm，更优选地是约400nm至约700nm。当粒径DL超过100nm时,大粒子22L可能会妨碍迁移粒子10的移动。
[0066]不迁移粒子22优选地可以包括重量百分比(wt%)大于大粒子22L的重量百分比的小粒子22S。例如，不迁移粒子22中的大粒子22L的重量百分比可以优选地是小于40wt%。例如，基于Mie的散射理论，包含有大量的小粒子22S可以使得不迁移粒子22的光学性能被提高。此外，保证了迁移粒子10的移动路径，且因此维持了电泳装置11的响应速度。小粒子22S与大粒子22L之间的重量比以及小粒子22S的粒径DS和大粒子22L的粒径DL都可以通过使用例如扫描显微镜来予以确认。
[0067]包括如上所述的小粒子22S和大粒子22L的不迁移粒子22可以由与上述迁移粒子10的材料相似的材料构成。具体地，当不迁移粒子22 (多孔层20)执行亮显示时，可以使用在迁移粒子10执行亮显示的情况下的上述材料。当不迁移粒子22执行暗显示时，可以使用在迁移粒子10执行暗显示的情况下的上述材料。当通过多孔层20执行亮显示时，不迁移粒子22可以优选地由金属氧化物构成。这使得可以获得优异的化学稳定性、固定属性和光反射性。尤其是，具有高折射率的金属氧化物(例如金红石型氧化钛是典型例)可以优选地被用于构成不迁移粒子22。不迁移粒子22的材料和迁移粒子10的材料可以相同或不相同。小粒子22S的材料和大粒子22L的材料可以相同或不相同。不迁移粒子22可以完全嵌入纤维状结构体21中，或者可以部分地从纤维状结构体21露出。当不迁移粒子22执行亮显示或暗显示时从外面在视觉上被识别出的颜色类似于迁移粒子10的在前面所描述的颜色。
[0068]例如，可以通过下列方法形成如上所述的多孔层20。首先，例如通过将诸如聚合物材料等纤维状结构体21的材料溶解在有机溶剂等中而制备纺丝溶液。然后，将不迁移粒子22 (小粒子22S和大粒子22L)添加到该纺丝溶液中，然后充分搅拌该纺丝溶液以使不迁移粒子22分散。最后，例如通过使用该纺丝溶液利用静电纺丝法而执行纺丝，可以将不迁移粒子22固定于纤维状结构体21，从而形成多孔层20。对于多孔层20，可以通过用激光穿透聚合膜来形成孔23。或者，合成纤维和/或类似物的编织布、开孔泡沫多孔聚合物等可以被用于多孔层20。
[0069]如上所述，电泳装置11基于迁移粒子10的光反射率与多孔层20的光反射率之间的差异而产生对比。具体地，在迁移粒子10和多孔层20两者之中，执行亮显示的一者的光反射率高于执行暗显示的另一者的光反射率。优选地，不迁移粒子22的光反射率可以高于迁移粒子10的光反射率，从而通过多孔层20执行亮显示且通过迁移粒子10执行暗显示。通过利用由多孔层20 (三维结构)造成的光的漫反射，执行这样的显示就显著地增大了亮显示时的光反射率。因此，对比也相应地提高了很大程度。
[0070]在电泳装置11中，在被施加电场的区域内迁移粒子10穿过多孔层20的孔23而移动。取决于区域是迁移粒子10移动的区域还是迁移粒子10不移动的区域，要么执行亮显示或要么执行暗显示，从而显示图像。此处，不迁移粒子22包括具有彼此不同的一次粒径(粒径DL和DS)的大粒子22L和小粒子22S。因此，可以有效地隐蔽迁移粒子10。这将在下面通过以多孔层20执行亮显示且迁移粒子10执行暗显示的情况为例来予以说明。
[0071]为了提高电泳装置11的显示性能，可以基于如上所述的Mie的散射理论而确定不迁移粒子22的粒径。例如，当不迁移粒子的一次粒径是大约200nm至大约350nm时，光散射效率可能是最大的。然而，存在如下的缺点:即使使用了具有该粒径的不迁移粒子，还是难以有效地隐蔽迁移粒子，且因此，亮显示时的光反射率下降。
[0072]为了在亮显示时利用不迁移粒子有效地隐蔽迁移粒子，可想到的是增加不迁移粒子的数量。然而，在这种方法中，难以使不迁移粒子均匀地分散在纤维结构中，并且电泳装置的显示性能会由于发生粒子的凝聚而降低。此外，不迁移粒子的数量的增加可能会妨碍迁移粒子的移动，因此降低响应速度。
[0073]相比之下，在电泳装置11中，不迁移粒子22包括小粒子22S和大粒子22L，且大粒子22L的粒径DL比小粒子22S的粒径DS大。因此，在亮显示时，与只使用小粒子22S来构成不迁移粒子22的情况下的区域相比，迁移粒子10被不迁移粒子22在更宽的区域上遮盖。换句话说，在没有增加不迁移粒子22的数量的前提下，可以有效地隐蔽迁移粒子10。因此，売显不的光反射率提闻了。
[0074]此外，不迁移粒子22中包含大粒子22L就使得能够减小光的漫反射角度(漫射角度)。因此，例如，当电泳装置11被应用于显示部(例如，稍后说明的图6中的显示部3)时，能够增强相对于显示面的沿正面方向的光提取效率，并且能够提高正面亮度。这将在下面予以说明。
[0075]从Mie的散射理论可知,光的漫射角度表示粒径依赖度。图4A图示了当利用波长约550nm的光照射具有约100nm的粒径的粒子时光的漫射角度与光强(相对强度)之间的关系。图4B图示了当利用波长约550nm的光照射具有约200nm的粒径的粒子时光的漫射角度与光强之间的关系。这样的测量揭示了:当使用具有约200nm的粒径的粒子时，光漫射至约120度的程度(图4B)，而当使用具有约100nm的粒径的粒子时，允许光的漫射被抑制在约15度的范围。
[0076]图5A图示了从通过使用具有约100nm的粒径的粒子作为不迁移粒子而构成的显示部出射的光的漫射状态的模拟结果。平均自由程是0.002462。需要注意的是，此处，平均自由程指的是光(光线)进行传播直到其到达散射粒子为止的统计学平均距离。图5B图示了在具有约200nm的粒径的粒子被用作不迁移粒子的情况下执行类似模拟的结果。该模拟的平均自由程是0.0024166。需要注意的是，图5A以极坐标的形式图示了在具有约100nm的粒径的粒子的漫射状态下针对于视角的相对光强，且图5B图示了在具有约200nm的粒径的粒子的漫射状态下针对于视角的相对光强。从这些模拟结果中也能明显看出:使用更大粒径的粒子(图5A)能减小光的漫射角度，因此提高了正面方向上的亮度。
[0077]以这种方式，不迁移粒子22中包含大粒子22L使得能够增加显示部等的正面亮度。具体地，在应用于执行彩色显示的显示部的情况下，多重反射(multiple reflect1n)被抑制了，且因此，可以获得比在只使用小粒子构成不迁移粒子的情况下的亮度高的亮度(反射率)。
[0078]如上所述，在本实施例的电泳装置11中，不迁移粒子22包括具有彼此不同的一次粒径的小粒子22S和大粒子22L。因此，在保持不迁移粒子22的光学性能的同时，可以有效地隐蔽迁移粒子10。
[0079]此外，能够在没有增加不迁移粒子22的数量的前提下隐蔽迁移粒子10，因此，不迁移粒子22的分散性和响应速度的下降是可防止的。
[0080]此外，由于在不迁移粒子22中包括了大粒子22L，所以可以增加显示部等的正面亮度。
[0081]应用示例
[0082]显示部
[0083]接下来，将说明上述电泳装置11的应用示例。电泳装置11可以被应用于例如显示部。
[0084]图6图示了使用电泳装置11的显示部(显示部3)的截面构造的示例。显示部3是通过利用电泳现象来显示图像(例如，文字信息)的电泳显示器(所谓的电子纸显示器)。显示部3包括驱动基板30和对向基板40，电泳装置11被设置于驱动基板30与对向基板40之间。驱动基板30与对向基板40之间的间距通过间隔件60而被调整成预定程度。
[0085]例如，驱动基板30可以包括在板状构件31的一个表面上依如下次序设置的TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)32、保护层33、平坦化绝缘层34和像素电极353FT32和像素电极35可以按照例如与像素布置对应的矩阵或分段状态而被布置着。
[0086]板状构件31可以由例如无机材料、金属材料或塑性材料等构成。无机材料的示例可以包括硅(Si)、氧化硅(S1x)、氮化硅(SiNx)和氧化铝(A10x)。氧化硅的示例可以包括玻璃和旋涂玻璃(spin-on-glass, S0G)。金属材料的示例可以包括招(Al)、镍(Ni)和不锈钢。塑性材料的示例可以包括聚碳酸酯(PO、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚醚醚铜(PEEK)。
[0087]在显示部3中，图像被显示于对向基板40侧上，因此，板状构件31可以是光学不透明的。可以使用诸如晶片等刚性基板构成板状构件31，或者可以使用具有挠性的薄层玻璃或膜等构成板状构件31。通过使用用于板状构件31的挠性材料，可实现灵巧(可折叠)型的显示部3。
[0088]TFT32是被用来选择像素的开关元件。TFT32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作为沟道层的有机TFT。例如，保护层33和平坦化绝缘层34各者均可以由诸如聚酰亚胺等绝缘树脂材料构成。当保护层33的表面足够平坦时，可以省略平坦化绝缘层34。例如，像素电极35可以由诸如金(Au)、银(Ag)和铜(Cu)等金属材料构成。像素电极35通过设置于保护层33和平坦化绝缘层34中的接触孔(未图示)而被连接到TFT32。
[0089]对向基板40可以包括例如板状构件41和对向电极42。对向电极42被设置于板状构件41的整个表面(面向驱动基板30的表面)上。对向电极42可以以类似于像素电极32的布置的方式而以矩阵或分段状态布置着。
[0090]除了板状构件41是光学透明的以外，板状构件41由与板状构件31的材料相似的材料构成。例如，诸如铟锡氧化物(ΙΤ0)、锑锡氧化物(ΑΤ0)、掺氟的氧化锡(FTO)和掺铝的氧化锌(AZO)等光透射性导电材料(透明电极材料)可以被用于对向电极42。
[0091 ] 在图像被显示于对向基板40侧上的情况下，通过对向电极42观察电泳装置11。因此，对向电极42的光学透明性(透光率)可以优选地尽可能高，其光学透明性可以是例如约80%以上。此外，对向电极42的电阻可以优选地尽可能低，其电阻可以是例如约100 Ω / 口以下。
[0092]本电泳装置11具有与上述实施例的电泳装置11的构造相似的构造。具体地，在本电泳装置11中，迁移粒子10和具有多个孔23的多孔层20被包括在绝缘液体I中。绝缘液体I填充驱动基板30与对向基板40之间的空间，并且多孔层20可以通过例如间隔件60而被支撑。填充有绝缘液体I的空间例如可以通过充当边界的多孔层20而被分隔成靠近像素电极35 —侧的保持区域(remain reg1n) Rl和靠近对向电极42 —侧的显示区域R2。绝缘液体1、迁移粒子10和多孔层20分别具有与上述实施例中的绝缘液体1、迁移粒子10和多孔层20相似的构造。需要注意的是，稍后说明的图6和图7中的各者只图示了一部分的孔23，以简化图示的内容。
[0093]多孔层20可以与像素电极35和对向电极42中的任一者邻近，并且保持区域Rl可能与显示区域R2无法清晰地被分隔。迁移粒子10响应于电场而朝着像素电极35或对向电极42移动。
[0094]间隔件60可以具有例如约ΙΟμπι至约100 μ m的厚度,并且优选地可以尽可能薄。这使得能够抑制电力消耗。间隔件60例如可以由诸如聚合物材料等绝缘材料构成，并且例如可以以格子状被设置于驱动基板30与对向基板40之间。间隔件60在布置形状方面没有特别地限制，但是优选地可以被设置成使迁移粒子10均匀地分散，而不会干扰迁移粒子10的移动。
[0095]在处于起始状态的显示部3中，迁移粒子10被布置于保持区域Rl中(图6)。在这种情况下，迁移粒子10被多孔层20遮蔽在所有像素中。因此，当从对向基板40侧观看时，电泳装置11处于不产生对比(不显示图像)的状态中。
[0096]另一方面，当像素通过TFT32而被选择，并且电场被施加于像素电极35与对向电极42之间时，如图7所示，各像素中的迁移粒子10经由多孔层20(孔23)而从保持区域Rl移动至显示区域R2。在这种情况下，其中迁移粒子10被多孔层20遮蔽住的像素以及其中迁移粒子10未被遮蔽住的像素都存在。因此，当从对向基板40侧观看时，电泳装置11处于产生了对比的状态中。因此，图像被显示出来。
[0097]根据显示部3，通过使用具有优异显示性能的电泳装置11，能够显示出适合于例如彩色化和运动图像显示的高质量图像。
[0098]电子设备
[0099]接下来，将说明上述显示部3的应用示例。
[0100]本发明的上述示例的显示部3可适用于各种用途的电子设备，并且各电子设备的类型没有特别地限制。显示部3可以被安装于例如下列电子设备上。然而，下面所要说明的各电子设备的构造只是示例，因此，它们的构造可以适当地被修改。
[0101]应用示例I
[0102]图8A和图8B均图示了电子书的外观。例如，该电子书可以包括显示部110、非显示部120和操作部130。需要注意的是，操作部130可以如图8A所示被设置于非显示部120的正面上，或者如图SB所示被设置于电子书的顶面上。显示部110是使用显示部3而构成的。需要注意的是，显示部3可以被安装于PDA (Personal Digital Assistant,个人数字助理)上，该PDA具有与图8A和图8B所示的电子书的构造相似的构造。
[0103]应用示例2
[0104]图9图示了电视接收机的外观。例如,该电视接收机可以具有图像显示屏部200，图像显示屏部200包括前面板210和滤光玻璃220。图像显示屏部200是使用显示部3而构成的。
[0105]应用示例3
[0106]图10图示了平板个人电脑的外观。例如，该平板个人电脑可以包括触控面板部310和外壳320。触控面板部310是使用显示部3而构成的。
[0107]应用示例4
[0108]图1lA和图1lB均图示了数码相机的外观。图1lA图示了前面，并且图1lB图示了背面。例如，该数码相机可以包括闪光发射部410、显示部420、菜单开关430和快门按钮440。显示部420是使用显示部3而构成的。
[0109]应用示例5
[0110]图12图示了笔记本电脑的外观。例如，该笔记本电脑可以包括主体部510、被设置用来输入文字等的键盘520、和用于显示图像的显示部530。显示部530是使用显示部3而构成的。
[0111]应用示例6
[0112]图13图示了摄影机的外观。例如，该摄影机可以包括主体部610、被设置于主体部610的前面以拍摄对象的图像的镜头620、拍摄用的启动/停止开关630、和显示部640。显示部640是使用显示部3而构成的。
[0113]应用示例7
[0114]图14A和图14B均图示了便携式电话的外观。图14A图示了处于闭合状态中的该便携式电话的前面、左侧面、右侧面、顶面和底面。图14B图示了处于打开状态中的该便携式电话的前面和侧面。例如，该便携式电话可以是这样的单元:在该单元中，通过接合部(铰链部)730而将上部外壳710和下部外壳720连接起来，并且该单元包括显示器740、辅助显示器750、图片灯760和照相机770。
[0115]实例
[0116]接下来，将说明本发明的实例。
[0117]实验实例1-1和2-1
[0118]通过下列步骤制备包括白色(用于亮显示)的多孔层(包含粒子的纤维状结构体)的单元。
[0119]首先，预备14g的聚甲基丙烯酸甲酯作为纤维状结构体的材料，然后将其溶解于86g的N，N’ -二甲基甲酰胺中。随后，向70g的该溶液中，将30g具有250nm的一次粒径的氧化钛作为不迁移粒子而添加进来，然后使用珠磨机(bead mill)将这些混合。因此，获得了被用于形成纤维状结构体的纺丝溶液。随后，于是将该纺丝溶液倒入注射器(syringe)中，然后在驱动基板上执行70μπι厚度的纺丝。由ITO制成且具有预定图案的像素电极被设置于驱动基板上。电场纺丝机器(electric-field spinning machine,ΝΑΝΟΝ,可从MECC有限公司购买)被用于纺丝。在纺丝之后，通过在75°C下在真空烘箱中干燥驱动基板，多孔层(保留了不迁移粒子的纤维状结构体)就被形成于驱动基板上。
[0120]在将多孔层形成于驱动基板上之后，从驱动基板清除掉多孔层的不必要部分。具体地，在多孔层之中，清除掉未设置像素电极的部分。在板状构件上形成由ITO制成的对向电极，并且在该对向基板上设置间隔件。通过包含珠子(具有30μπι的外径)的光硬化树脂(感光树脂；Photolec Α-400 (注册商标),可从Sekisui Chemical有限公司购买)的描画而获得的构件被用于间隔件，并且将该构件设置于当间隔件被放置于驱动基板上时不与多孔层重叠的位置处。在间隔件被设置于对向基板上之后，间隔件就被置于形成有多孔层的驱动基板上。此刻，通过间隔件而使多孔层与像素电极和对向电极隔开，从而保持多孔层。随后，在驱动基板与对向基板之间注入绝缘液体。异链烧烃(IsoparG,可从ExxonMobil公司购买)被用于绝缘液体，并且向该异链烷烃中添加0.5%的甲氧基磺酰氧基甲烷(methoxysulfonyloxymethane) (Solspersel7000,可从 Lubrizol 公司购买)和 1.5% 的脱水山梨醇月桂酸酯(Sorbitan laurate) (Span20)作为分散剂和电荷调整剂。最后,通过利用紫外光照射该光硬化树脂，完成了该单元。
[0121]实验实例1-2和2-2
[0122]通过与实验实例1-1和2-1的步骤相似的但除了下列步骤之外的步骤，来制造单元。代替上述的30g具有250nm的一次粒径的氧化钛，27g具有250nm的一次粒径的氧化钛(小粒子)和3g具有约700nm的一次粒径的氧化钛(大粒子)的混合物被用作不迁移粒子。小粒子的重量百分比和大粒子的重量百分比分别是90wt%和10wt%。
[0123]实验实例1-3和2-3
[0124]通过与实验实例1-1和2-1的步骤相似的但除了下列步骤之外的步骤，来制造单元。代替上述的30g具有250nm的一次粒径的氧化钛，24g具有250nm的一次粒径的氧化钛(小粒子)和6g具有700nm的一次粒径的氧化钛(大粒子)的混合物被用作不迁移粒子。小粒子的重量百分比和大粒子的重量百分比分别是80wt%和20wt%。
[0125]实验实例1-4和2-4
[0126]通过与实验实例1-1和2-1的步骤相似的但除了下列步骤之外的步骤，来制造单元。代替上述的30g具有250nm的一次粒径的氧化钛，21g具有250nm的一次粒径的氧化钛(小粒子)和9g具有700nm的一次粒径的氧化钛(大粒子)的混合物被用作不迁移粒子。小粒子的重量百分比和大粒子的重量百分比分别是70wt%和30wt%。
[0127]实验实例1-5和2-5
[0128]通过与实验实例1-1和2-1的步骤相似的但除了下列步骤之外的步骤，来制造单元。代替上述的30g具有250nm的一次粒径的氧化钛，18g具有250nm的一次粒径的氧化钛(小粒子)和12g具有700nm的一次粒径的氧化钛(大粒子)的混合物被用作不迁移粒子。小粒子的重量百分比和大粒子的重量百分比分别是60wt%和40wt%。
[0129]实验实例1-6和2-6
[0130]通过与实验实例1-1和2-1的步骤相似的但除了下列步骤之外的步骤，来制造单元。代替上述的30g具有250nm的一次粒径的氧化钛，15g具有250nm的一次粒径的氧化钛(小粒子)和15g具有700nm的一次粒径的氧化钛(大粒子)的混合物被用作不迁移粒子。小粒子的重量百分比和大粒子的重量百分比分别是50wt%和50wt%。
[0131]实验实例1-1至1-6
[0132]表1示出了实验实例1-1至1-6的各个实验实例中的单元的光透射率的测量结果。在测量中，使用可从Filmetrics股份有限公司购买的F20-UV来确定200nm至100nm波长范围内的光透射率。表1示出了 400nm时的光透射率的值。
[0133]表1

【权利要求】
1.一种电泳显示装置，其包括: 多个第一粒子，它们被配置成响应于电场而在保持区域与显示区域之间迁移；以及 多个不迁移的第二粒子，它们被固定不动地布置于所述保持区域与所述显示区域之间，并且它们被配置成:a)所述多个不迁移的第二粒子允许所述多个第一粒子响应于所述电场而在所述保持区域与所述显示区域之间通过；以及b)当所述多个第一粒子被布置于所述保持区域中时，所述多个不迁移的第二粒子遮盖所述多个第一粒子。
2.根据权利要求1所述的电泳显示装置，其中所述多个不迁移的第二粒子包括具有第一一次粒径的粒子和具有第二一次粒径的粒子。
3.根据权利要求2所述的电泳显示装置，其中所述具有第一一次粒径的粒子大于所述具有第二一次粒径的粒子，并且所述 具有第一一次粒径的粒子被配置成当所述多个第一粒子被布置于所述保持区域中时遮盖所述多个第一粒子。
4.根据权利要求2所述的电泳显示装置，其中所述具有第二一次粒径的粒子小于所述具有第一一次粒径的粒子，并且所述具有第二一次粒径的粒子被配置成允许所述多个第一粒子穿过所述多个不迁移的第二粒子。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的电泳显示装置，其中所述第一一次粒径是400纳米以上。
6.根据权利要求5所述的电泳显示装置，其中所述第一一次粒径是1000纳米以下。
7.根据权利要求6所述的电泳显示装置，其中所述第一一次粒径是700纳米以下。
8.根据权利要求2至4中任一项所述的电泳显示装置，其中所述第二一次粒径小于400纳米。
9.根据权利要求8所述的电泳显示装置，其中所述第二一次粒径是100纳米以上且350纳米以下。
10.根据权利要求9所述的电泳显示装置，其中所述第二一次粒径是200纳米以上且300纳米以下。
11.根据权利要求2至4中任一项所述的电泳显示装置，其中所述具有第二一次粒径的粒子的重量百分比大于所述具有第一一次粒径的粒子的重量百分比。
12.根据权利要求1所述的电泳显示装置，其还包括: 驱动基板； 对向基板，所述对向基板处在所述驱动基板的对面；以及 多孔层，所述多孔层被设置于所述驱动基板与所述对向基板之间，且所述多孔层包含所述多个不迁移的第二粒子。
13.根据权利要求12所述的电泳显示装置，其中所述多孔层是由纤维状结构体形成的三维结构。
14.根据权利要求13所述的电泳显示装置，其中所述纤维状结构体的平均纤维直径是50纳米以上且2000纳米以下。
15.根据权利要求13所述的电泳显示装置，其中所述纤维状结构体的平均孔径是0.1微米至10微米。
16.根据权利要求13所述的电泳显示装置，其中所述纤维状结构体是通过静电纺丝法而形成的。
17.根据权利要求12至16中任一者所述的电泳显示装置，其中所述多个不迁移的第二粒子是由有机颜料、无机颜料、染料、碳材料、金属材料、金属氧化物、玻璃和聚合物材料中的至少一种构成的。
18.根据权利要求13至16中任一者所述的电泳显示装置，其中 所述多个不迁移的第二粒子的光反射率大于所述多个第一粒子的光反射率，并且 所述多个第一粒子执行暗显示并且所述多个不迁移的第二粒子和所述纤维状结构体执行亮显示。
19.根据权利要求12所述的电泳显示装置，其中所述多个第一粒子和所述多孔层被设置于绝缘液体中，所述绝缘液体填充了所述驱动基板与所述对向基板之间的空间。
20.根据权利要求19所述的电泳显示装置，其中所述多孔层将所述绝缘液体分隔成位于与所述驱动基板邻近的一侧处的所述保持区域和位于与所述对向基板邻近的一侧处的所述显示区域。
21.根据权利要求12所述的电泳显示装置，其中所述驱动基板包括位于板状构件的表面上的晶体管、保护层、平坦化绝缘层和像素电极。
22.根据权利要求21所述的电泳显示装置，其中所述板状构件是挠性的。
23.根据权利要求12所述的电泳显示装置，其中所述对向基板包括板状构件和对向电极，所述对向电极被 设置于所述板状构件的面向所述驱动基板的整个表面上。
24.根据权利要求1所述的电泳显示装置，其中所述多个第一粒子和所述多个不迁移的第二粒子分别具有不同的光反射率。
25.根据权利要求2所述的电泳显示装置，其中所述第一一次粒径是大约700纳米，并且所述第二一次粒径是大约250纳米。
26.—种显示部，其包括权利要求1至25中任一项所述的电泳显示装置。
27.一种电子设备，其包括权利要求26所述的显示部。
【文档编号】G02F1/167GK104076570SQ201410100431
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2013年3月26日
【发明者】首藤绫, 小林健, 贝野由利子, 加濑川亮 申请人:索尼公司