(57)【要約】【課題】反射型画像表示装置は基板や共通電極等、いくつかの透明層を介した部分に画像表示体によって描画された画像が存在するため、光の反射率が紙等への印刷物と比較して低く、表示画像の視認性が劣る問題が生じていた。【解決手段】  少なくとも２つの対向する基材間に画像表示体を有する反射型表示装置であって、該画像表示体よりも視認方向側に発光層を有することを特徴とする反射型表示装置である。また、さらには、前記発光層が蛍光もしくは燐光材料の一方もしくは両方を含むことを特徴とする前述した反射型表示装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの対向する基材間に画像表示体を有する反射型表示装置であって、
該画像表示体よりも視認方向側に発光層を有することを特徴とする反射型表示装置。
【請求項２】
前記発光層が蛍光もしくは燐光材料の一方もしくは両方を含むことを特徴とする請求項１に記載の反射型表示装置。
【請求項３】
前記発光層が実質的に透明であることを特徴とする請求項１もしくは２のいずれかに記載の反射型表示装置。
【請求項４】
前記画像表示体と前記発光層との間にカラーフィルタ層を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の反射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型液晶表示装置や電気泳動型表示装置、電子粉流体方式表示装置等の反射型画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶を封入した反射型液晶表示装置、分散媒溶液と電荷を帯びた電気泳動粒子とを充填した電気泳動表示装置、分散媒溶液に分散された電荷を帯びた表面領域を有する回転粒子を充填した回転粒子表示装置、気体中に固体状物質が分散質として安定に浮遊するエアロゾル状態で高流動性を示す粉流体を封入した粉流体を移動させる電子粉流体方式表示装置等の反射型表示装置は携帯電話や電子ブックリーダー、電子看板等において利用されており、その用途は拡大することが見込まれている。
【０００３】
反射型表示装置としては、反射型液晶表示装置や、画像表示体としてマイクロカプセル型電気泳動方式を用いた反射型表示装置（特許文献１）、画像表示体として粉流体を用いた静電表示装置（特許文献２）等が挙げられる。これら反射型表示装置は外部光の反射により画像を視認する構造をとるため、紙等への印刷物の視認方法と同様であり、バックライトを用いる透過型液晶表示装置や自己発光型表示装置である有機ＥＬ等と比較して視覚への疲労が少なく、消費電力を抑えることができるという長所がある。
【０００４】
しかしながら、紙等への印刷物はその最表面やその極近傍に画像が描画されていることに対して、反射型画像表示装置は基板や共通電極等、いくつかの透明層を介した部分に画像表示体によって描画された画像が存在するため、光の反射率が紙等への印刷物と比較して低く、表示画像の視認性が劣る。
【０００５】
また、近年ではこれら反射型表示装置のフルカラー化の要求が高まっており、その手段として一般的にはカラーフィルタが用いられる。
【０００６】
しかしながら、カラーフィルタを用いてフルカラー化をすると、上記に掲げた理由に加えて、カラーフィルタの着色層や着色層が形成される基板での光学的吸収があるため、パネル全体としての光の反射率はさらに劣る結果となり、パネルの輝度の低下が起こるといった問題がある。
【０００７】
上記のような課題を解決すべく特許文献３のように蛍光材料または蓄光材料を用いることが提案されているが、何れの構造も着色粒子の間に蛍光材料または蓄光材料が設置されており、表示画像によっては表示画面の明るさにムラが生じるために、むしろ視認性が悪化して視覚への負荷が大きくなる場合がある上に、この方法ではカラーフィルタを用いてフルカラー化することはできない。
【０００８】
【特許文献１】特許第３８３３２６６号
【特許文献２】特許第４１９０７９９号
【特許文献３】特開２００６−３９２４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、反射型表示装置に関するものであって、その課題とするところは、輝度を向上させ、良好な視認性を有する反射型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、少なくとも２つの対抗する基材間に画像表示体を有する反射型表示装置であって、該画像表示体よりも視認方向側に発光層を有することを特徴とする反射型表示装置である。
請求項２に係る発明は、前記発光層が蛍光もしくは燐光材料の一方もしくは両方を含むことを特徴とする請求項１に記載の反射型表示装置である。
請求項３に係る発明は、前記発光層が実質的に透明であることを特徴とする請求項１もしくは２のいずれかに記載の反射型表示装置である。
前記画像表示体と前記発光層との間にカラーフィルタ層を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の反射型表示装置である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、画像表示体よりも視認方向側に発光層を有することで反射型表示装置の輝度を高めることが可能であり、良好な視認性を得ることができる。
請求項２に係る発明によれば、発光層が蛍光もしくは燐光材料の一方もしくは両方を含むことで外光を利用して発光可能なため、消費電力を低く抑えることができる。
請求項３に係る発明によれば、発光層が実質的に透明であることで画像表示体の色調を損なうことなく輝度を高めることが可能となり、良好な視認性を得ることができる。
請求項４に係る発明によれば、画像表示体と前記発光層との間にカラーフィルタ層を有することでフルカラー画像を表示することが可能となり、且つ、カラーフィルタ層による光学的吸収による輝度の低下を補うことが可能となり、良好な視認性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１における反射型画像表示装置の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に用いる画像表示体は、液晶を封入した反射型液晶表示装置、分散媒溶液と電荷を帯びた電気泳動粒子とを充填した電気泳動表示装置、分散媒溶液に分散された電荷を帯びた表面領域を有する回転粒子を充填した回転粒子表示装置、気体中に固体状物質が分散質として安定に浮遊するエアロゾル状態で高流動性を示す粉流体を封入した粉流体を移動させる電子粉流体方式表示装置等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【００１４】
本発明に用いる発光層は公知のものを用いることが可能である。具体的には、冷陰極管、ＬＥＤ、有機ＥＬ等のライトモジュールや蛍光材料、燐光材料の発光材料を塗布等の方法で形成し、発光層とすることも可能である。
【００１５】
蛍光、燐光材料としては、無機材料・有機材料の何れも用いることが可能である。紫外線により励起され、可視光領域の波長を含む材料が好ましく、白色発光を得るために複数の発光波長を有する材料を混合して用いても良い。用いられる蛍光、燐光材料として具体的には、クマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクドリン系、Ｎ，Ｎ‘−ジアルキル置換キナクドリン系、ナフタルイミド系、Ｎ，Ｎ‘−ジアリール置換ピロロピロール系、アントラキノン系、イミダゾール系、イリジウム錯体系等の発光性色素を、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に分散させたものや、ポリフルオレン系、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系やポリオレフィン系の高分子材料が挙げられる。また、リン酸塩系、ケイ酸塩系、アルミン酸塩系の化合物、また、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＣｄＳｅ、あるいはこれらと同族の化合物等や、Ｃａ、Ｓｒ、Ｚｎ等の硫化物にＢｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｅｕ、Ｔｍ等の金属元素やランタノイド類等の希土類元素を活性剤として焼成した物質を用いることが可能である。
【００１６】
蛍光材料、燐光材料層を形成するには公知の方法を用いることができる。蛍光材料、燐光材料をプラスチック基材等へ練り込み、発光フィルムとすることも可能であるし、基材上に蛍光材料、燐光材料の層をコーティング等の方法によって形成しても良い。コーティング方法としては、基材使用する材料やこれらの層を形成する基材の特性を考慮し、各種湿式塗布や、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等から適宜選択して形成する。
【００１７】
上記の発光層および発光層に用いる蛍光材料、燐光材料は実質的に透明であることが望ましい。実質的に透明とは可視光である波長領域４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲内で透過率が７０％以上であることである。
【００１８】
また、発光層の発光を、発光層に対して視認側よりも表示媒体側へ多く送るために、発光層よりも視認側へ、例えば任意の入射角に対して全反射する機能等を有する、所謂光閉じ込め層等を形成してもよい。光閉じ込め層を形成することで発光層の発光が直接視認側へ放射されることを軽減することができ、表示コントラストを損なわずに表示装置の輝度を向上させることができる。
【００１９】
カラーフィルタ層は公知の方法にて形成することができる。具体的には、フォトリソグラフィー法、インクジェット法、凸版印刷、凹版印刷等の各種印刷法等から解像度や基材の耐性等を考慮し適宜選択して用いる。
【００２０】
本発明のカラーフィルタは着色層として赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３種類、もしくは赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、白色（Ｗ）やシアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）等から成るものを用いることが可能であるがこれらに限定されるものではない。着色層はその各色をそれぞれ所定幅の線条（ストライプ）マトリクス状、または所定サイズの矩形マトリクス状等、適宜パターン状にパターニングされている。また着色パターン形成後に、着色パターンを保護し、着色層を平坦化するために、着色層上に透明なオーバーコート層を設けてもよい。
【００２１】
本発明の表示装置の駆動に用いる画素電極基板には薄膜ダイオードや薄膜トランジスタを用いることが好ましい。これら画素電極基板は公知の方法にて形成することが可能であり、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、補助コンデンサー電極、画素電極、走査線電極、信号線電極には、シリコン、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉや酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化インジウムカドミウム（ＣｄＩｎ２Ｏ４）、酸化カドミウムスズ（Ｃｄ２ＳｎＯ４）、酸化亜鉛スズ（Ｚｎ２ＳｎＯ４）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等の酸化物材料等が好適に用いられる。またこの酸化物材料に不純物をドープすることも導電率を上げるために好ましい。例えば、酸化インジウムにスズ（Ｓｎ）やモリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）をドープしたもの、酸化スズにアンチモン（Ｓｂ）やフッ素（Ｆ）をドープしたもの、酸化亜鉛にインジウム、アルミニウム、ガリウム（Ｇａ）をドープしたもの等である。この中では特に酸化インジウムにスズ（Ｓｎ）をドープした酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）が低い抵抗率のために特に好適に用いられる。また、上記材料を複数積層したものも使用できる。また、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等の有機導電性材料も好適に用いることができる。
【００２２】
半導体層としては無機及び有機の公知の材料を用いることが可能である。具体的に無機半導体材料として、シリコンや酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム亜鉛、酸化スズ、酸化タングステン（ＷＯ）、酸化亜鉛ガリウムインジウム（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ）等を用いることが可能である。これらの材料の構造は単結晶、多結晶、微結晶、結晶／アモルファスの混晶、ナノ結晶散在アモルファス、アモルファスのいずれであってもかまわない。有機半導体材料としてはペンタセンやテトラセン等のアセン類、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（ＮＴＣＤＡ）やナフタレンテトラカルボン酸ジイミド（ＮＴＣＤＩ）、あるいはポリチオフェンやポリアニリン、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、ポリチエニレンビニレンといった共役高分子等を用いることが可能である。
【００２３】
これら材料を蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタ法、パルスレーザー堆積法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法、ゾルゲル法、各種印刷法、スピンコート法、ディップコート法等を用いて前記の基板上に形成し画素電極基板とすることが可能である。
【００２４】
本発明に用いるゲート絶縁膜および層間絶縁膜には公知の材料を用いることが可能である。具体的には、酸化シリコン、窒化シリコン、シリコンオキシナイトライド（ＳｉＮｘＯｙ）、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化イットリウム、酸化ハフニウム、ハフニウムアルミネート、酸化ジルコニア、酸化チタン等の無機材料、または、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等のポリアクリレート、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＳ（ポリスチレン）、透明性ポリイミド、ポリエステル、エポキシ、ポリビニルフェノール等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【００２５】
また、本発明の表示装置の駆動に用いる共通電極は透明導電膜であることが好ましい。画像表示装置を視認する側に設けられるためである。材料としては公知のものを用いることが可能であり、具体的にはＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＷＯ、ＩＣＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、カーボンナノチューブやポリチオフェン、ＰＥＤＯＴ等の導電性ポリマー等を蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、レーザーアブレーション法、プラズマＣＶＤ法、ホットワイヤーＣＶＤ法、ゾル‐ゲル法、スピンコート法、ディップコート法、ＰＬＤ法等から適宜選択して形成される。
【００２６】
本発明に用いる基材には公知の材料を用いることが可能である。具体的には、ガラス基材や、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、メタクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、トリアセチルセルロース等のフィルム、ガラス等の無機物と前記に代表されるようなプラスチックとの複合材料をフィルム状に加工したもの等を用いることができる。プラスチックを用いる場合には可撓性や耐候性、製造工程における耐熱性・耐溶剤性等を考慮し、適宜選択して用いるが、画像表示体よりも視認側に用いる基材としては実質的に透明でなければならない。
【００２７】
また、本発明における各基材を接着するための接着剤は公知の材料を用いることができる。具体的には感圧接着剤や感熱接着剤、感光接着剤等を用いることが出来る。画像表示体基板とカラーフィルタ層基板もしくは発光層基板を接着する場合には、画像表示装置を視認する側になるため透明であることが好ましく、画素電極基板と画像表示体基板とを接着する場合には導電性を有する接着層を用いることが好ましい。
【実施例１】
【００２８】
本発明の実施例を以下に示すがこれらの方法に限定されるものではない。
【００２９】
画像表示体としては、マイクロカプセル型の電気泳動表示体を用いた。片面に共通電極としてのＩＴＯ膜が形成された、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上へ前記マイクロカプセル層を形成し、このマイクロカプセル層上へ導電性の感圧接着剤を塗布して画像表示体基板を得た。
【００３０】
画素電極基板としては、厚さ１００μｍ、３００ｍｍ×３００ｍｍサイズのＰＥＮ上に前記カラーフィルタの着色パターンと対応する形状で薄膜トランジスタアレイが配置され、薄膜トランジスタアレイに対応した形状でゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、補助コンデンサー電極、画素電極、走査線電極、信号線電極を形成したものを用いた。
【００３１】
画像表示体基板の感圧式接着剤面と画素電極基板とをゴムローラーを押し当てることで貼り合わせた。
【００３２】
発光層としてはポリフルオレン系のＲ材料、Ｇ材料、Ｂ材料を用い、それぞれ同量ずつキシレンに溶解し、発光層の１．５％キシレン溶液を得た。
【００３３】
カラーフィルタ基板として、厚さ１００μｍ、３００ｍｍ×３００ｍｍサイズの透明ＰＥＮ上にＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗの矩形マトリクスパターンを形成し、これら着色層上にオーバーコート層を設けたものを用いた。
【００３４】
上記カラーフィルタ基板の着色層とは反対の面に上記発光層のキシレン溶液をダイコーターを用いて塗布し、オーブンにて乾燥することで発光層付きのカラーフィルタ基板を得た。
【００３５】
その後、カラーフィルタ基板のオーバーコート面に感圧式接着剤を塗布し、上記の画像表示体と画素電極基板とを張り合わせた基板の画像表示体側とカラーフィルタ基板とをゴムローラーを押し当てることで貼り合わせ、本発明の反射型画像表示装置を得た。
【符号の説明】
【００３６】
０１・・・発光層
０２・・・透明基材
０３・・・着色層
０４・・・オーバーコート層
０５・・・接着剤
０６・・・透明基材
０７・・・共通電極
０８・・・画像表示体
０９・・・導電性接着剤
１０・・・画素電極
１１・・・基材
【図１】
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