電泳元件、顯示設(shè)備及電子裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電泳元件、顯示設(shè)備及電子裝置。提供了一種電泳元件、使用該電泳元件的顯示設(shè)備以及使用該顯示設(shè)備的電子裝置。所述電泳元件包括：第一基材；第二基材，被布置為面向第一基材；絕緣液體層，被布置在第一基材和第二基材之間；多孔層，被布置在絕緣液體層中；以及電泳粒子，被布置在絕緣液體層中，第一基材和第二基材中的至少一個(gè)具有光透射率，石墨烯被布置在第一基材和第二基材中的具有光透射率的一個(gè)的與絕緣液體層相接觸的表面的至少一部分上。
【專利說明】電泳元件、顯示設(shè)備及電子裝置
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年3月26日提交的日本在先專利申請(qǐng)JP2013-063281的優(yōu)先權(quán),將其全部?jī)?nèi)容通過引用結(jié)合于本文中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開涉及電泳元件、使用該電泳元件的顯示設(shè)備以及使用該顯示設(shè)備的電子裝置。

【背景技術(shù)】
[0004]近年來，隨著包括移動(dòng)電話或個(gè)人數(shù)字助理的移動(dòng)裝置的使用變得越來越廣泛，對(duì)于具有低功耗和高圖像質(zhì)量的顯示設(shè)備存在大量的需求。具體地，用于長(zhǎng)時(shí)間閱讀文本信息的個(gè)人數(shù)字助理(即，電子書閱讀器)受到了關(guān)注。反射顯示器是具有適合于其應(yīng)用的良好的顯示質(zhì)量的最有前景的裝置。
[0005]在許多反射顯示器中，具有低功耗和高速響應(yīng)性的電泳顯示器已經(jīng)是商業(yè)上可用的。近來，該電泳顯示器的顯示方法有各種評(píng)論。
[0006]在被廣泛使用的電泳顯示器中，具有不同光反射特性的兩種類型的帶電粒子被分散在絕緣液體中并且通過電場(chǎng)進(jìn)行遷移。由于該兩種類型的帶電粒子具有相反的極性，故通過電場(chǎng)改變帶電粒子的分布狀態(tài)。
[0007]在其他電泳顯示器中，提出了在絕緣液體中提供多孔層，分散帶電粒子，并且由電場(chǎng)使帶電離子通過多孔層的孔隙以在顯示部上顯示圖像。
[0008]圖14是示出了在現(xiàn)有技術(shù)中的電泳顯示器的實(shí)例的截面圖。如在圖14中所示，電泳元件100包括夾在透明基材101與基材121之間的絕緣液體層111。在絕緣液體層111的一側(cè)的透明基材101上，布置了由ITO膜制成的對(duì)向電極102。另一方面，在絕緣液體層111的一側(cè)的基材121上，布置了薄膜晶體管(TFT) 122。通過TFT122驅(qū)動(dòng)像素電極125。在TFT122和像素電極125之間，順序?qū)訅毫吮Ｗo(hù)層123和平坦化絕緣層124。絕緣液體層111包括被布置在其間的多個(gè)電泳粒子112和多孔層113。多孔層113是由纖維結(jié)構(gòu)形成的三維結(jié)構(gòu)。纖維結(jié)構(gòu)包括具有與電泳粒子112不同的光反射特性(反射率)的多個(gè)非遷移粒子。這樣，通過使用包括具有與電泳粒子112不同的光反射特性的多個(gè)非遷移粒子的纖維結(jié)構(gòu)來配置電泳元件100的多孔層113，顯示部可以具有高的對(duì)比度(例如，參見專利文獻(xiàn)I)。
[0009]圖15是示出在現(xiàn)有技術(shù)中的電泳元件200的另一實(shí)例的截面圖。在電泳元件200中，濾色器201被層壓在電泳元件100的透明基材101的光入射面上。這樣，從顯示部反射的光傳播通過濾色器201并且所顯示的圖像可以是彩色的。然而，在電泳元件200中，由濾色器201與顯示部之間的距離以及通過由透明基材101和布置在濾色器201和顯示部之間的對(duì)向電極102引起的折射很容易產(chǎn)生視差。
[0010]另外，石墨烯是單原子厚石墨層，具有高光透射率和高導(dǎo)電性，并且被希望作為透明導(dǎo)電材料或配線材料。
[0011]在日本專利申請(qǐng)公開第2012-22296號(hào)中描述的電泳顯示器使用具有低光透射率的ITO電極作為對(duì)向電極102。ITO電極吸收在顯示部上入射的和從顯示部反射的大部分的光。ITO電極的這種光損失減小了電泳顯示器的顯示區(qū)域中的亮度和對(duì)比度，從而不期望地使顯示器變暗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]期望提供一種能夠提供高亮度和高對(duì)比度的電泳元件。
[0013]進(jìn)一步地期望提供一種使用上述出色的電泳元件的顯示設(shè)備。
[0014]又進(jìn)一步地期望提供一種使用上述出色的顯示設(shè)備的高性能電子裝置。
[0015]根據(jù)本公開的實(shí)施方式，提供了一種電泳元件，包括:
[0016]第一基材；
[0017]第二基材，被布置為面向第一基材；
[0018]絕緣液體層，被布置在第一基材與第二基材之間；
[0019]多孔層，被布置在絕緣液體層中；以及
[0020]電泳粒子，被布置在絕緣液體層中，
[0021]第一基材和第二基材中的至少一個(gè)具有光透射率，以及
[0022]石墨烯被布置在第一基材和第二基材中的具有光透射率的一個(gè)的與絕緣液體層相接觸的表面的至少一部分上。
[0023]根據(jù)本公開的實(shí)施方式，還提供了一種顯示設(shè)備，包括至少一個(gè)電泳元件，該電泳元件包括:
[0024]第一基材；
[0025]第二基材，被布置為面向第一基材；
[0026]絕緣液體層，被布置在第一基材與第二基材之間；
[0027]多孔層，被布置在絕緣液體層中；以及
[0028]電泳粒子，被布置在絕緣液體層中，
[0029]第一基材和第二基材中的至少一個(gè)具有光透射率，
[0030]石墨烯被布置在第一基材和第二基材中的具有光透射率的一個(gè)的與絕緣液體層相接觸的表面的至少一部分上。
[0031]根據(jù)本公開實(shí)施方式，進(jìn)一步提供了一種電子裝置，包括至少一個(gè)電泳元件，該電泳元件包括:
[0032]第一基材；
[0033]第二基材，被布置為面向第一基材；
[0034]絕緣液體層，被布置在第一基材與第二基材之間；
[0035]多孔層，被布置在絕緣液體層中；以及
[0036]電泳粒子，被布置在絕緣液體層中，
[0037]第一基材和第二基材中的至少一個(gè)具有光透射率，
[0038]石墨烯被布置在第一基材和第二基材中的具有光透射率的一個(gè)的與絕緣液體層相接觸的表面的至少一部分上。
[0039]在本公開中，只要基材具有在其上可以層壓其他材料的表面，則該基材基本上不受限制。例如，基材可以是基板或具有硬度的晶圓、或者可以是薄板、薄膜或者具有彈性的膜。彈性是期望使得基材可以通過人力彎曲。基材可以具有或不具有光透射率。作為實(shí)例，當(dāng)在電泳元件的光入射側(cè)使用該基材時(shí)，期望該基材是由具有良好的光透射率的透明材料制成。
[0040]只要液體具有電絕緣特性，則絕緣液體基本上不受限制。期望地，絕緣液體具有低粘性。由于該低粘性，提高了電泳粒子的遷移特性，并且提高了顯示部的響應(yīng)速度。此外，由于當(dāng)電泳粒子遷移時(shí)粘滯阻力降低，故遷移電泳粒子所需的能量減小，這導(dǎo)致了較低功耗。另外，絕緣液體被期望具有低折射率。由于低折射率，絕緣液體的折射率與多孔層的折射率之間的差異變大，并且多孔層的光反射面的反射率被增大。絕緣液體至少是選自已知有機(jī)溶劑的至少一種有機(jī)溶劑。有機(jī)溶劑的實(shí)例包括石蠟和異鏈烷烴。絕緣液體可以適當(dāng)?shù)陌ㄌ砑觿Ｌ砑觿┑膶?shí)例包括著色劑、電荷控制劑、分散穩(wěn)定劑、粘度調(diào)節(jié)劑、表面活性劑以及樹脂。
[0041]只要是可以通過電場(chǎng)遷移帶電粒子，則電泳粒子基本上不受限制。期望地，粒子可以遷移通過多孔層。電泳粒子的實(shí)例包括選自由以下的粒子(粉末)組成的組的至少一種:諸如有機(jī)顏料、無機(jī)顏料、染料、碳材料、金屬材料、金屬氧化物、玻璃和聚合物材料(樹脂)。
[0042]只要其具有孔，則多孔層基本上不受限制。期望地，多孔層具有穿透通過兩個(gè)主面的多個(gè)通孔。還期望的是，配置該通孔使得電泳粒子可以穿過。多孔層的實(shí)例包括孔通過激光鉆孔形成于其中的聚合物薄膜、用合成纖維編織的織物以及開孔多孔聚合物。具體地，期望的是由纖維結(jié)構(gòu)形成的三維結(jié)構(gòu)。由纖維結(jié)構(gòu)形成的三維結(jié)構(gòu)的實(shí)例包括諸如非織造織物的不規(guī)則網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。例如，期望纖維結(jié)構(gòu)支持非遷移粒子。只要纖維結(jié)構(gòu)中的每個(gè)纖維物質(zhì)都具有足夠長(zhǎng)于直徑的長(zhǎng)度，則纖維結(jié)構(gòu)基本上不受限制。期望地，在纖維結(jié)構(gòu)中，直徑非常短。期望的纖維結(jié)構(gòu)的材料具有低反應(yīng)性，例如，光反應(yīng)性，并且在化學(xué)上是穩(wěn)定的。具體地，期望的纖維結(jié)構(gòu)是選自聚合物材料和無機(jī)材料中的至少一種，更具體地但不限于聚合物材料。當(dāng)纖維結(jié)構(gòu)由高活性材料形成時(shí)，期望通過任意保護(hù)層覆蓋纖維結(jié)構(gòu)的表面。非遷移粒子基本上不受限制，并且可以選自適當(dāng)列出的具有不同于用于提供顯示部中的對(duì)比度的電泳粒子的光反射特性的電泳粒子。同樣期望的是，包含非遷移粒子的多孔層可以阻擋電泳粒子。期望的是用于亮顯示的非遷移粒子的材料與用于暗顯示的非遷移粒子的材料相同。其中，例如，用于亮顯示的非遷移粒子的材料是金屬氧化物。
[0043]只要它是包括至少一個(gè)石墨層的碳原子，則石墨烯基本上不受限制。期望地，石墨烯薄膜通過熱CVD法合成，其中，可以形成大面積膜，并且膜的數(shù)量可以控制。例如，通過在透明基材上形成石墨烯薄膜，它可以被用作透明導(dǎo)電基材、透明導(dǎo)電膜或透明導(dǎo)電片。透明導(dǎo)電膜可以被用于各種電子裝置。電子裝置的實(shí)例包括諸如反射型顯示器、電泳形式顯示器(電子紙)、液晶顯示器(IXD)、有機(jī)電致發(fā)亮顯示器(有機(jī)EL顯示器)等的顯示器、觸摸板等。可以不受限制的使用透明導(dǎo)電膜。透明導(dǎo)電膜可以被用做太陽能電池或染料敏化太陽能電池的電極。電極可以是具有透明基材和層壓在透明基材上的石墨烯薄膜的石墨烯電極。另外，例如，可以在石墨烯的至少一部分上布置抗反射層。在這種情況下，抗反射層層壓在石墨烯電極上。
[0044]根據(jù)本公開，使用石墨烯作為電泳元件的對(duì)向電極代替ΙΤ0?？梢詼p少被對(duì)向電極(即，在現(xiàn)有技術(shù)中的ITO膜)吸收的在顯示部上的入射光和來自顯示部的反射光，從而與現(xiàn)有技術(shù)相比，提供了能夠提供高亮度和高對(duì)比度的電泳元件。通過使用出色的電泳元件，可以提供高性能的顯示設(shè)備。通過使用出色的顯示設(shè)備，可以提供高性能的電子裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]如在附圖中所示，本公開的這些和其他目的、特征和優(yōu)勢(shì)將根據(jù)對(duì)其最佳模式的實(shí)施方式的詳細(xì)描述而變得更加顯而易見。
[0046]圖1是示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的電泳元件的截面圖；
[0047]圖2是示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的電泳元件的初始狀態(tài)的截面圖；
[0048]圖3是示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的電泳元件的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的截面圖；
[0049]圖4是示出了根據(jù)第二實(shí)施方式的石墨烯電極的平面圖；
[0050]圖5是示出了根據(jù)第三實(shí)施方式的具有透明層的石墨烯電極的平面圖；
[0051]圖6是示出了根據(jù)第四實(shí)施方式的電泳元件的截面圖；
[0052]圖7是示出了根據(jù)第五實(shí)施方式的能夠顯示顏色的電泳元件的截面圖；
[0053]圖8A和圖8B中的每一個(gè)都是示出了根據(jù)第六實(shí)施方式的顯示設(shè)備被應(yīng)用至電子書的透視圖；
[0054]圖9是示出了根據(jù)第六實(shí)施方式的顯示設(shè)備被應(yīng)用至TV的透視圖；
[0055]圖1OA和圖1OB中的每一個(gè)都是示出了根據(jù)第六實(shí)施方式的顯示設(shè)備應(yīng)用到的數(shù)碼照相機(jī)的透視圖；
[0056]圖11是示出了根據(jù)第六實(shí)施方式的顯示設(shè)備被應(yīng)用至筆記本型的個(gè)人計(jì)算機(jī)的透視圖；
[0057]圖12是示出了根據(jù)第六實(shí)施方式的顯示設(shè)備被應(yīng)用至攝像機(jī)的透視圖；
[0058]圖13A至圖13G中的每一個(gè)都是示出了根據(jù)第六實(shí)施方式的顯示設(shè)備被應(yīng)用至移動(dòng)電話的透視圖；
[0059]圖14是示出了在現(xiàn)有技術(shù)中的電泳元件的截面圖；以及
[0060]圖15是示出了在現(xiàn)有技術(shù)中的能夠進(jìn)行彩色顯示的電泳元件的截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0061]在下文中，將參照附圖描述本公開的實(shí)施方式。
[0062]將按以下順序描述本技術(shù)的實(shí)施方式。
[0063]1.第一實(shí)施方式(電泳元件及其制造方法)
[0064]2.第二實(shí)施方式(電泳元件及其制造方法)
[0065]3.第三實(shí)施方式(電泳元件及其制造方法)
[0066]4.第四實(shí)施方式(電泳元件及其制造方法)
[0067]5.第五實(shí)施方式(電泳元件及其制造方法)
[0068]6.第六實(shí)施方式(顯示設(shè)備和電子裝置)
[0069]〈1.第一實(shí)施方式>
[0070][電泳元件]
[0071]圖1是示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的電泳元件10的截面圖。
[0072]如在圖1中所示，電泳元件10包括在第一基材(即，透明基材I)與第二基材(即，基材21)之間的絕緣液體層11。在絕緣液體層11 一側(cè)的透明基材I的整個(gè)表面上布置了對(duì)向電極，即，石墨烯電極2。透明基材I經(jīng)由石墨烯電極2與絕緣液體層11相接觸。此夕卜，在面向石墨烯電極2的一側(cè)的基材21的表面上，距其他TFT22 —定距離布置至少一個(gè)TFT22。保護(hù)層23被布置在基材21的整個(gè)表面上以覆蓋TFT22。在保護(hù)層23上，層壓了平坦化絕緣層24。在平坦化絕緣層24上，距面向TFT22的其他像素電極25 —定距離布置了至少一個(gè)像素電極25?；?1布置為在平坦化絕緣層25和像素電極25 —側(cè)上與絕緣液體層11相接觸。因此，石墨烯電極2被布置為經(jīng)由絕緣液體層11面向像素電極25。在絕緣液體層11中，多孔層13被布置為以預(yù)定距離面向石墨烯電極2和像素電極25。絕緣液體層11與多孔層13的兩個(gè)主面接觸。換言之，絕緣液體層11被多孔層13分成第一絕緣液體層(即，顯示部20)和第二絕緣液體層(S卩，遮擋部30)。面向透明基材I的多孔層13的表面與顯示部20相接觸，并且面向基材21的多孔層13的相對(duì)面與遮擋部30相接觸。透明基材I和基材21的周邊用密封體31密封。從顯示部20到遮擋部30的范圍內(nèi)的區(qū)域?qū)⑹请娪静?0。多孔層13具有至少一個(gè)通孔14，配置使得顯示部2可以與遮擋部30互通。通孔14被配置為使得電泳粒子12可以在顯示部20和遮擋部30份之間穿過。電泳粒子12被分散在絕緣液體層11中，并且經(jīng)由通孔14遷移通過電泳部40，從而在顯示部20上顯示圖像。
[0073]只要它具有容易透射光的材料和形狀，則透明基材I不受具體的限制。具體地，期望將具有高的可見光透射率的材料用于透明基材I。此外，期望的材料具有用于阻擋從電泳元件外部的水或氣體滲透的遮蔽性能，并且具有出色的耐溶劑性和耐氣候性。透明基材I中使用的材料的特定實(shí)例包括諸如石英和玻璃的透明無機(jī)材料，以及包括聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚、聚偏氟乙烯、乙酰纖維素、溴代苯氧基、芳香族聚酰胺、聚酰亞胺、聚苯乙烯、聚芳酯、聚砜和聚烯烴的透明塑料。更具體地，由這些材料組成的基板或膜是被期望的。期望地，透明基材I具有1.3至1.6的反射率。另外，透明基材I的厚度沒有具體限制，并且可以基于光透射率或者電泳元件內(nèi)部和外部的遮蔽性能而適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇。
[0074]只要元件可以被形成在表面上，并且可以由適當(dāng)?shù)剡x擇的現(xiàn)有技術(shù)中已知的材料組成，則基材21基本上不受限制?；?1可以是透明或不透明的。除了用于透明基材I的上述的那些材料，可以使用由金屬材料、無機(jī)材料或塑料材料組成的基板或膜。金屬材料的實(shí)例包括鋁(Al)、鎳(Ni)或不銹鋼。無機(jī)材料的實(shí)例包括各種陶瓷。塑料材料的實(shí)例包括各種塑料，例如，苯酚系、環(huán)氧系、離聚物系的塑料、聚氯乙烯以及尼龍。
[0075]只要存在至少一個(gè)石墨烯層，則石墨烯電極2基本上不受限制。具體地，期望的是一個(gè)至十個(gè)石墨烯層。此外，期望的是石墨烯電極2是由摻雜石墨烯薄膜組成。石墨烯電極2的石墨烯薄膜通過吸附受體粒子被摻雜。受體粒子的實(shí)例包括諸如氯化金、硝酸、鹽酸、亞硫酰氯以及TFSA的酸；諸如TiCl4、FeCl3、NiCl2, T12的金屬氯化物。其中，期望的是透明的一個(gè)，但是不限于此。
[0076]只要層是由具有電絕緣特性的液體組成的，則絕緣液體層11基本上不受限制?？梢赃m當(dāng)?shù)倪x擇上述絕緣液體層的配置。期望地，絕緣液體層11具有1.3至1.6的反射率。
[0077]電泳粒子12的配置基本上不受限制。例如，為了基于電泳粒子12扮演的角色提供對(duì)比度，可以適當(dāng)?shù)慕M合現(xiàn)有技術(shù)中已知的配置。電泳粒子12的材料基本上不受限制，如上所述所選擇的電泳粒子12的材料，并且可以適當(dāng)?shù)膹囊陨厦枋龅哪切┲羞x擇電泳粒子12的材料。其中，有機(jī)顏料的實(shí)例包括偶氮系顏料、金屬絡(luò)合物偶氮類顏料、多縮合偶氮顏料、黃烷士酮系顏料、苯并咪唑酮系顏料、酞菁系顏料、喹吖啶酮系顏料、蒽醌系顏料、茈系顏料、紫環(huán)酮系顏料、蒽吡啶系顏料、皮蒽酮系顏料、二惡嗪類顏料、硫靛系顏料、異吲哚啉系顏料、喹酞酮系顏料、和士林類顏料。無機(jī)顏料的實(shí)例包括氧化鋅、銻白、碳黑、鐵黑、硼化鈦、氧化鐵紅、MAPICO黃、紅丹、鎘黃、硫化鋅、鋅鋇白、硫化鋇、硒化鎘、碳酸鈣、硫酸鋇、鉻酸鉛、碳酸鋇、鉛白和礬土白。染料的實(shí)例包括苯胺黑類染料、偶氮類染料、酞菁系染料、喹酞酮系染料、蒽醌類染料、和甲烷類染料。碳材料的實(shí)例包括碳黑。金屬材料的實(shí)例包括金、銀、和銅。金屬氧化物的實(shí)例包括氧化鈦、氧化鋅、氧化錯(cuò)、鈦酸鋇、鈦酸鉀、鉻銅、銅猛氧化物、銅鐵錳氧化物、銅鉻錳氧化物、銅鉻鐵氧化物。聚合物材料的實(shí)例包括具有吸收可見光官能團(tuán)的高分子化合物。只要它吸收可見光，則高分子化合物不受具體限制。
[0078]絕緣液體層11中的電泳粒子12的含量不受具體限制，但是期望的是重量的0.1%至重量的10%。這是因?yàn)榇_保了電泳粒子12的遮蔽性和遷移性。具體地，如果含量小于重量的0.1%，則電泳粒子12可能難以遮蔽(覆蓋)多孔層13。另一方面，如果含量超過重量的10%，電泳粒子12的分散性會(huì)降低。這使得電泳粒子12遷移少，在某些情況下聚合。
[0079]期望地，電泳粒子12具有一些光反射性(光反射率)。電泳粒子12的光反射性不受具體限制，但是期望的是至少電泳粒子12可以遮蔽多孔層13。這是因?yàn)橥ㄟ^電泳粒子12的光反射率和多孔層13的光反射率之間的差異提供對(duì)比度。例如，當(dāng)多孔層13顯示白色并且電泳粒子12顯示黑色時(shí)，期望電泳粒子12的反射率盡可能小。
[0080]只要它是具有至少一個(gè)通孔14的多孔材料組成的，則多孔層13基本上不受限制。例如，期望的是由纖維結(jié)構(gòu)形成的三維結(jié)構(gòu)。該纖維結(jié)構(gòu)可以隨機(jī)地纏結(jié)。多個(gè)纖維結(jié)構(gòu)可以隨機(jī)地聚集并重疊。兩者可以混合。這樣，當(dāng)由纖維結(jié)構(gòu)組成多孔層13時(shí)，在顯示部20—側(cè)的多孔層13的表面上入射的光被多重分散,從而提高了表面上的光反射率。由于提高了光反射率，多孔層13可以形成的很薄。另外，通過在多孔層13的纖維結(jié)構(gòu)上支持非遷移粒子，進(jìn)一步提高了多孔層13的反射率，并且提高了顯示部20的對(duì)比度。對(duì)于纖維結(jié)構(gòu)的材料，可以適當(dāng)?shù)倪x擇上述材料。聚合物材料的實(shí)例包括尼龍、聚乳酸、聚酰胺、聚酰亞胺、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯腈、聚環(huán)氧乙烷、聚乙烯基咔唑、聚氯乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚砜、聚乙烯基吡咯烷酮、聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯、醋酸纖維素、膠原、明膠、殼聚糖以及它們的共聚物。無機(jī)材料的實(shí)例包括二氧化鈦。只要纖維具有支持非遷移粒子的大小，則纖維結(jié)構(gòu)的平均纖維直徑基本上不受限制，但是期望的是盡可能地小。具體地，期望纖維結(jié)構(gòu)的平均纖維直徑是0.1 μ m至10 μ m，更期望的是I μ m至10 μ m。多孔層13的平均直徑基本上不受限制，但是期望盡可能地大。具體地，期望平均直徑是0.1 μ m至10 μ m。多孔層13的厚度基本上不受限制，但是期望的是5 μ m至100 μ m。
[0081]只要可以通過在像素電極25和石墨烯電極2之間生成電場(chǎng)使電泳粒子12在多孔層13中遷移，則像素電極25基本上不受限制，并且可以適當(dāng)?shù)膹默F(xiàn)有技術(shù)中已知的配置進(jìn)行選擇。期望的是，像素電極25被配置使得電泳粒子12可以通過生成電場(chǎng)通過多孔層13從與遮擋部30相接觸的表面遷移到與顯示部20相接觸的表面?？梢詮默F(xiàn)有技術(shù)中已知的配置中適當(dāng)?shù)倪x擇用于控制像素電極25的TFT22、保護(hù)層23和平坦化絕緣層24。
[0082]密封體31基本上可以具有任意配置，但是期望的是具有防止絕緣液體層11的絕緣液體泄漏到外部、絕緣液體層11中的絕緣物質(zhì)干燥以及污染物進(jìn)入絕緣液體層11的配置。期望密封體31的材料具有耐光性、絕緣性質(zhì)和防濕性。密封體31可以是透明或不透明的。該密封體31的厚度基本上不受限制，但是期望的是例如1ym至ΙΟΟμπι。
[0083][電泳元件的制造方法]
[0084]將描述電泳元件的制造方法。
[0085]首先，通過現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法在透明基材I上形成石墨烯薄膜。期望的是通過使用熱CVD方法在催化劑基材上生長(zhǎng)石墨烯并通過將生長(zhǎng)的石墨烯轉(zhuǎn)印到透明基材1，而在透明基材I上形成石墨烯薄膜。這樣，在透明基材I上形成了石墨烯薄膜。接下來，在所形成的石墨烯薄膜的主面上，應(yīng)用摻雜劑并干燥，從而提供了摻雜的石墨烯薄膜，即，石墨稀電極2。
[0086]通過在現(xiàn)有技術(shù)中適當(dāng)?shù)倪x擇已知的方法，可以制造以此順序?qū)訅涸诨?1上的TFT22、保護(hù)膜23、平坦化絕緣層24和像素電極25。此外，通過在現(xiàn)有技術(shù)中適當(dāng)?shù)倪x擇已知的方法，可以制造多孔層13。例如，當(dāng)多孔層13具有包括非遷移粒子的纖維結(jié)構(gòu)時(shí)，可以如下制造多孔層13:首先，向溶劑中添加并混合是纖維結(jié)構(gòu)的原料的樹脂材料，以制備第一溶液。接下來，向第一溶液中添加并混合二氧化鈦(即，非遷移粒子)以制備紡紗溶液。接下來，紡紗溶液進(jìn)入注射器。則在其上形成了像素電極25的基材21被紡出并且然后被干燥，從而提供了包括非遷移粒子的纖維結(jié)構(gòu)。例如，電泳粒子12可以通過現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法制造，并且可以通過用樹脂聚合物涂覆碳黑來提供。然后，所得到的電泳粒子12與絕緣液體混合并且被攪動(dòng)，以制備其中電泳粒子12被分散的絕緣液體。
[0087]然后，在樹脂膜作為密封體31被放置在石墨烯電極2的周邊之后，基材21被覆蓋，使得石墨烯電極2面向多孔層13。最終，包含電泳粒子12的絕緣液體從在密封體31上提前形成的液體入口(未示出)被注入到石墨烯電極2與基材21之間的空間中，以形成絕緣液體層11。之后，液體入口被關(guān)閉。這樣，制造了預(yù)期的電泳元件10。
[0088][電泳元件的動(dòng)作]
[0089]將描述電泳元件10的動(dòng)作。
[0090]當(dāng)電壓被施加至電泳元件10時(shí)，電泳粒子12通過電泳部40遷移以提供對(duì)比度，從而電泳元件10起到圖像顯示元件的功能。操作原理如下:在這種情況下，多孔層13顯示白色(亮顯示)，并且電泳粒子12顯示黑色(暗顯示)。
[0091]圖2示出了電泳元件10的初始狀態(tài)，并且圖3示出了電泳元件10的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。
[0092]如在圖2中所示，在電泳元件10的初始狀態(tài)下，其中，在像素電極25與石墨烯電極2之間沒有施加電壓，像素內(nèi)的所有電泳粒子12都位于遮擋部30。由于位于遮擋部30處的電泳粒子12完全被多孔層13阻擋，因此像素中的顯示部20將顯示白色。換言之，從外部入射在透明基材I上并經(jīng)由石墨烯電極2到達(dá)多孔層13的可見光在多孔層13上大部被散射或反射。被反射的可見光再次透射通過石墨烯電極2和透明基材1，被釋放到外部并進(jìn)入人眼。人感知該光為白色。例如，當(dāng)所有像素都在初始狀態(tài)時(shí)，整個(gè)顯示部20都顯示白色，即，沒有圖像。
[0093]另一方面，如在圖3中所示，當(dāng)在像素電極25與石墨烯電極2之間施加電壓時(shí)，遮擋部30中的所有的電泳粒子12都通過通孔14遷移到顯示部20，并且顯示部20的像素將會(huì)顯示為黑色。換言之，從外部入射在透明基材I上并且經(jīng)由石墨烯電極2到達(dá)顯示部20的可見光在到達(dá)多孔層13之前大部分被電泳粒子12吸收。釋放到外部的反射光變得非常窄，并且人感知該光為黑色。在這種情況下，當(dāng)TFT22選擇了在像素電極2與石墨烯電極2之間施加了電壓的任意像素時(shí)，一些像素顯示白色并且一些像素顯示黑色，并且因此提供了對(duì)比度，即，在顯示部20中顯示了圖像。
[0094]如上所述，根據(jù)第一實(shí)施方式，與使用ITO電極相比，相對(duì)于片電阻具有高可見光透射率的石墨烯電極2作為電泳元件10的對(duì)向電極。在不犧牲對(duì)向電極的導(dǎo)電性的前提下，可以提高可見光的透射率。這樣，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在不犧牲電泳元件10的響應(yīng)性的前提下，可以減小入射在顯示部20上的可見光以及從對(duì)向電極中的顯示部20反射的光的損失。因此，由于減小了對(duì)向電極中可見光的損失，可以從透明基板I釋放更大量的反射自顯示部20的光。與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以提供具有更高對(duì)比度的電泳元件10。
[0095]電泳部40的構(gòu)造不限于此實(shí)施方式。可以適當(dāng)?shù)倪x擇已知的電泳元件中的電泳部的任意配置。例如，電泳部49可以具有未提供多孔層13的配置。
[0096]<2.第二實(shí)施方式>
[0097][電泳元件]
[0098]圖4是示出了根據(jù)第二實(shí)施方式的電泳元件10的石墨烯電極2的實(shí)例的平面圖。如在圖4中所示，石墨烯電極2具有每個(gè)都具有正六邊形形狀的多個(gè)開口 3。具有類似構(gòu)造的開口 3以預(yù)定間隔被規(guī)則地排列，從而整體上提供了六邊形網(wǎng)格(蜂窩)網(wǎng)絡(luò)。
[0099]通過去除形成在透明基材I上的石墨烯電極2來提供開口 3。開口 3的表面使由透明的基材I組成的。只要至少一個(gè)開口 3形成在石墨烯電極2中，則其位置、大小等不受限制。期望石墨烯電極2的開口率是25%至75%，更期望的是25%至50%。開口 3基本上可以具有任意形狀，并且可以是η邊多邊形(n=>3)，包括不同于上述正六邊形的三角形、正方形和長(zhǎng)方形、圓形、橢圓形等。對(duì)于η邊多邊形(n=>3)，期望是正η邊多邊形。期望地，多個(gè)開口 3具有相同的尺寸。開口 3的排列基本上不受限制，但是期望的可以以相等間隔進(jìn)行排列。排列的實(shí)例包括不同于上述六邊形網(wǎng)格的三角形柵格排列、交叉網(wǎng)格排列和沖孔排列。當(dāng)多個(gè)開口 3具有六邊形網(wǎng)格排列時(shí)，期望六邊形開口相對(duì)的兩個(gè)邊之間的間隔“a”是8 μ m至120 μ m,更期望的是8 μ m至52 μ m,最期望的是8 μ m至20 μ m。當(dāng)開口是η邊多邊形(η=>3)并且η是偶數(shù)時(shí)，間隔可以是兩個(gè)相對(duì)邊之間的距離。當(dāng)開口是η邊多邊形(η=>3)并且η是奇數(shù)時(shí)，間隔可以是相對(duì)的頂點(diǎn)和邊之間的距離。期望夾在相鄰的開口3之間的石墨烯電極2的寬度“w”是2 μ m至32 μ m，更期望的是4 μ m至16 μ m，最期望的4μ m至8 μ m。其他的與根據(jù)第一實(shí)施方式的電泳元件10類似。
[0100][電泳元件的制造方法]
[0101]在電泳元件10的制造方法中，首先在透明基材I上形成石墨烯薄膜，然后在所形成的石墨烯薄膜中形成開口，并且在形成的開口上應(yīng)用摻雜劑并且干燥，從而提供具有開口 3的石墨烯電極2。例如，通過已知的蝕刻方法形成開口。期望地,例如,通過氧反應(yīng)離子蝕刻(RIE)選擇性地去除石墨烯薄膜?？梢栽谑┍∧ぶ行纬砷_口之前執(zhí)行摻雜。然后，可以如上所述形成開口 3?？商鎿Q地，在如上所述的在石墨烯薄膜中形成開口 3之后，可以執(zhí)行摻雜。鑒于在摻雜劑上形成開口的影響，期望在形成開口 3之后執(zhí)行摻雜。其他的與根據(jù)第一實(shí)施方式的電泳元件10的制造方法類似。這樣，制造了預(yù)期的電泳元件10。
[0102][電泳元件的動(dòng)作]
[0103]電泳元件10的動(dòng)作與根據(jù)第一實(shí)施方式的電泳元件10的動(dòng)作類似。
[0104]根據(jù)第二實(shí)施方式，由于在根據(jù)第一實(shí)施方式的電泳元件10的石墨烯電極2中形成了至少一個(gè)開口 3，則除了通過在第一實(shí)施方式中的電泳元件10所提供的類似優(yōu)勢(shì)之夕卜，可以進(jìn)一步地提高對(duì)向電極的可見光透射率。
[0105]〈3.第三實(shí)施方式〉
[0106][電泳元件]
[0107]圖5是示出了根據(jù)第三實(shí)施方式的電泳元件的石墨烯電極2的實(shí)例的平面圖。如在圖5中所示，石墨烯電極2進(jìn)一步具有被布置為選擇性地填充開口 3的透明層4，開口 3具有與根據(jù)第二實(shí)施方式的電泳元件類似的配置。
[0108]布置透明層4以防止在摻雜步驟中使用的摻雜劑附著到在第二實(shí)施方式中示出的開口 3。只要透明層4被布置為填充開口 3的至少一部，則其基本上不受限制。期望地，透明層4被布置為填充開口 3的整個(gè)表面。另外，期望透明層4具有與石墨烯電極2相同的厚度。透明層4的材料可以適當(dāng)?shù)膹囊陨厦枋鰹橥该鞑牧系牟牧现羞M(jìn)行選擇，但是期望的是其中的親水性透明樹脂。更加期望的是該樹脂具有高可見光透射率。此外，期望的是樹脂對(duì)用于石墨烯薄膜的摻雜劑和摻雜劑溶液具有高阻抗。其他的與第二實(shí)施方式類似。
[0109][電泳元件的制造方法]
[0110]在電泳元件10的方法中，在與第二實(shí)施方式類似地形成了具有開口 3的石墨烯薄膜之后，在具有開口 3的石墨烯薄膜的整個(gè)表面上應(yīng)用親水性樹脂。如果使用了親水性試齊U，則可以使用親水性樹脂。在這種情況下，當(dāng)選擇了具有比石墨烯更小的水接觸角的透明基材I時(shí)，僅通過表面張力在透明基材I的表面上形成親水性樹脂膜。通過干燥樹脂膜，可以形成透明層4。具有比石墨烯更小的相對(duì)于水的接觸角的透明材料的特定實(shí)例包括諸如玻璃的無機(jī)材料。其他的與根據(jù)第二實(shí)施方式的制造電泳元件10的方法類似。這樣，制造了預(yù)期的電泳元件10。
[0111][電泳元件的動(dòng)作]
[0112]電泳元件10的動(dòng)作與根據(jù)第一實(shí)施方式的預(yù)期電泳元件10的動(dòng)作類似。
[0113]根據(jù)第三實(shí)施方式，由于形成在石墨烯電極2中的開口 3與第二實(shí)施方式類似并且透明層4被布置在透明基材I上，以選擇性地填充開口 3，在提供了通過第二實(shí)施方式所提供的類似優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，當(dāng)形成石墨烯電極2時(shí)防止了在摻雜時(shí)摻雜劑粘附到開口 3。
[0114]〈4.第四實(shí)施方式〉
[0115][電泳元件]
[0116]圖6是示出了根據(jù)第四實(shí)施方式的電泳元件10的截面圖。如在圖6中所示，在電泳元件10中，在石墨烯電極2的表面上層壓了抗反射層5。
[0117]只要形成抗反射層5，以防止可見光在石墨烯電極2的界面上反射，則抗反射層5基本上不受限制。期望的是抗反射層5具有抑制電泳粒子12與石墨烯電極2之間的任何交互的作用。此外，只要抗反射層5被布置在石墨烯電極2的至少一部分上，則抗反射層5的覆蓋基本上不受限制。期望地，抗反射層5形成在石墨烯電極2的主面的整個(gè)表面上。期望地，抗反射層5具有I或以上的折射率，其小于透明基材I的折射率。具體地，期望可見光的折射率是I至1.4。另外，抗反射層5可以是具有高折射率的材料和具有低折射率的材料的層壓結(jié)構(gòu)。為了盡可能近的布置顯示單元20和石墨烯電極2，抗反射層5的厚度可以盡可能薄。期望抗反射層5的特定厚度是0.01 μ m至0.1 μ m。當(dāng)石墨烯電極2具有開口 3時(shí)，抗反射層5可以形成在如上所述的石墨烯電極2的表面上。在這種情況下，抗反射層5被期望形成在跨石墨烯電極2的表面以及開口 3的表面形成，更期望的是形成在其整個(gè)表面上。
[0118]只要具有可見光透射率的絕緣材料能夠在石墨烯薄膜的表面上形成膜，則抗反射層5的材料基本上不受限制。期望地，抗反射層5的材料可以在石墨烯薄膜的表面上成功地形成膜。這種材料的實(shí)例是可以涂覆在其上的樹脂材料。具體地，期望的是溶解在溶劑中并且被涂覆和干燥以形成膜的熱塑樹脂材料。此外，期望的是可以被涂覆然后通過熱或光被固化的熱固性樹脂材料、光固化型樹脂材料或其他化學(xué)反應(yīng)性的樹脂材料。這些樹脂材料的實(shí)例包括聚碳酸酯樹脂、PES樹脂、硅系樹脂、丙烯酸系樹脂、環(huán)氧系樹脂、聚氨酯丙烯酸酯、乙烯基類樹脂、三聚氰胺類樹脂、聚酯類樹脂、氧雜環(huán)丁烷、丁二烯基樹脂、聚乙烯基的樹脂、聚酰亞胺和烯基樹脂。期望地，抗反射層5的材料具有低折射率，具體地，針對(duì)可見光的低折射率。針對(duì)可見光具有低折射率的材料是氟樹脂，該氟樹脂包括丙烯酸基的氟樹脂、環(huán)氧系氣樹脂、聚酷系氣樹脂和聚乙稀基氣樹脂。氣樹脂的特定實(shí)例包括Naf 1n (由E.1.du Pont de Nemours and Company制造的商品名)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯(TFE)和氟化乙烯-丙烯共聚物(FEP)。其他實(shí)例包括乙酸乙烯酯樹脂和白碳。在上述樹脂中，期望的是抗反射層5的材料在材料與石墨烯之間具有小的折射率差?？狗瓷鋵?可以由石墨烯電極2的保護(hù)膜構(gòu)成。在這種情況下，抗反射層5的材料可以由無機(jī)材料而不是上述材料來構(gòu)成。無機(jī)材料的實(shí)例包括Si02、HfO2, ZrO2, Al2O3> T12等。
[0119]這樣，由于抗反射層5被布置在石墨烯電極2的表面上，可以減小在絕緣液體層11的一側(cè)上的石墨烯電極2的表面上所產(chǎn)生的可見光的反射?？狗瓷鋵?可以充當(dāng)用于石墨烯電極2的保護(hù)膜?？狗瓷鋵?防止石墨烯電極2直接與電泳粒子12相接觸，從而防止電泳粒子12聚集在石墨烯電極2上。其他與第一實(shí)施方式至第三實(shí)施方式類似。
[0120][電泳元件的制造方法]
[0121]在制造電泳元件10的方法中，在透明基材I的主面上形成石墨烯電極2之后，通過任意方法形成開口 3。接下來，除樹脂等被應(yīng)用到石墨烯電極2的主面然后被干燥以形成抗反射層5之外，與根據(jù)第一或第二實(shí)施方式的制造電泳元件10的方法類似地制造預(yù)期的電泳元件10。
[0122][電泳元件的動(dòng)作]
[0123]根據(jù)第四實(shí)施方式的電泳元件10的動(dòng)作類似于根據(jù)第一實(shí)施方式的電泳元件10的動(dòng)作。
[0124]根據(jù)第四實(shí)施方式，由于抗反射層5被布置在根據(jù)第一至第三實(shí)施方式中的任一個(gè)的電泳元件10的石墨烯電極2的表面的至少一部分上，在提供類似于第一至第三實(shí)施方式的優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，可以減小在絕緣液體層11的一側(cè)上的石墨烯電極的表面上所產(chǎn)生的可見光反射。另外，抗反射層5還充當(dāng)用于石墨烯電極2的保護(hù)膜。抗反射層5防止石墨烯電極2與電泳粒子12直接接觸，從而防止電泳粒子12聚集在石墨烯電極2上。
[0125]〈5.第五實(shí)施方式〉
[0126][電泳元件]
[0127]圖7是示出了根據(jù)第五實(shí)施方式的電泳元件60的截面圖。如在圖7中所示，除了根據(jù)第一至第四實(shí)施方式中的任一個(gè)的電泳元件10，電泳元件60包括在石墨烯電極2與透明基材I之間的濾色器61。根據(jù)第五實(shí)施方式，與在透明基材I的光入射面上布置濾色器的情況相比，當(dāng)電泳元件60被彩色化時(shí)，由于濾色器61被布置在透明基材I與石墨烯電極2之間，在彩色的電泳元件60上不容易產(chǎn)生視差。其他的類似于第一至第四實(shí)施方式中的任一個(gè)。
[0128][電泳元件的制造方法]
[0129]在透明基材I的整個(gè)主面上形成濾色器61，或者制備具有形成在其整個(gè)主面上的濾色器61的透明基材I。在濾色器61的整個(gè)主面上，形成石墨烯電極2。在這種情況下，當(dāng)通過在濾色器61上濺射形成在現(xiàn)有技術(shù)中被用作對(duì)向電極的ITO膜時(shí)，包含在濾色器61中的色素不可避免地被損壞。相反，如上所述，例如，通過轉(zhuǎn)印形成在催化劑基材上的石墨烯薄膜來形成石墨烯電極2。這樣，當(dāng)石墨烯電極2被用作對(duì)向電極時(shí),在不損壞濾色器61的情況下，可以在濾色器61上形成對(duì)向電極。其他的與根據(jù)第一至第四實(shí)施方式中的任一個(gè)的電泳元件10的制造方法類似。這樣，制造了預(yù)期的電泳元件20。
[0130]根據(jù)第五實(shí)施方式的制造方法，由于將石墨烯電極2用作對(duì)向電極，因此可以在不損壞濾色器61的情況下在濾色器61上形成對(duì)向電極。
[0131][電泳元件的動(dòng)作]
[0132]除了在顯示部20上的反射光通過濾色器61被透射并釋放到外部從而顯示彩色圖像之外，電泳元件20的動(dòng)作類似于根據(jù)第一實(shí)施方式的電泳元件10的動(dòng)作。
[0133]根據(jù)第五實(shí)施方式，由于濾色器61被布置在根據(jù)第一至第四實(shí)施方式中的任一個(gè)的電泳元件10的透明基材I與石墨烯電極2之間，故當(dāng)電泳元件被彩色化時(shí)，不容易產(chǎn)生差別。此外，當(dāng)濾色器61形成在石墨烯電極2上時(shí)，濾色器61沒有被損壞，從而提供了電泳元件60，其能夠顯示具有顯示黑色圖像和白色圖像的電泳元件10類似的性質(zhì)的彩色圖像。
[0134]〈6.第六實(shí)施方式〉
[0135][顯示設(shè)備]
[0136]在第六實(shí)施方式中，將描述在第一至第五實(shí)施方式中不出的電泳兀件10、60的應(yīng)用實(shí)例。通過進(jìn)一步添加驅(qū)動(dòng)電路等，實(shí)施方式中的電泳元件10、60可以被應(yīng)用于顯示設(shè)備。顯示設(shè)備可以被應(yīng)用于顯示外部輸入的視頻信號(hào)或從電視設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)、筆記本型的個(gè)人計(jì)算機(jī)、諸如移動(dòng)電話或攝像機(jī)的移動(dòng)終端設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的視頻信號(hào)作為圖片圖像或視頻圖像的任何和所有領(lǐng)域的電子裝置的顯示設(shè)備。下面描述的電子裝置的構(gòu)造僅僅是實(shí)例并且可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行修改。
[0137][電子裝置]
[0138]本技術(shù)的顯示設(shè)備可以是可適用于用于多種目的電子裝置。對(duì)電子裝置的類型沒有特別限制。例如，顯示設(shè)備可以安裝在以下的電子裝置上。
[0139]圖8A和圖8B中的每一個(gè)都示出了電子書300的外觀。例如，電子書300具有顯示部310、非顯示部320以及操作部330。操作部330可以如在圖8A中所示被布置在非顯示部320的前面，或者可以如在圖SB中所示被布置在上面。顯示設(shè)備可以被安裝在具有類似于在圖8A和圖8B中所述的電子書300的構(gòu)造的PDA上。
[0140]圖9示出了電視設(shè)備400的外觀。電視設(shè)備400具有包括前面板410和濾色器玻璃430的視頻圖像顯示屏420。
[0141]圖1OA和圖1OB中的每一個(gè)都示出了數(shù)碼相機(jī)500的外觀。圖1OA示出了前面，圖1OB示出了背面。例如，數(shù)碼相機(jī)500具有用于閃光的發(fā)光部510、顯示部520、菜單開關(guān)530以及快門按鈕540。
[0142]圖11示出了筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī)600的外觀。例如，筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī)600具有主體610、用于字符輸入操作的鍵盤620以及用于顯示圖像的顯示部630。
[0143]圖12示出了攝像機(jī)700的外觀。例如，攝像機(jī)700具有主體710、用于拍攝布置在主體710前面的物體的鏡頭720、用于圖像捕獲的開始/停止開關(guān)730以及顯示單元740。
[0144]圖13A至圖13G中的每一個(gè)都示出了移動(dòng)電話800的外觀。圖13A示出了被打開的移動(dòng)電話800的正面。圖13B示出了被打開的移動(dòng)電話800的側(cè)面。圖13C是被關(guān)閉的移動(dòng)電話800的正面。圖13D是被關(guān)閉的移動(dòng)電話800的側(cè)面。圖13E是被關(guān)閉的移動(dòng)電話800的右側(cè)面。圖13F是被關(guān)閉的移動(dòng)電話800的頂面。圖13G是被關(guān)閉的移動(dòng)電話800的底面。在移動(dòng)電話800中，例如，上殼體810經(jīng)由連接單元(鉸鏈單元)830連接至下殼體820。移動(dòng)電話800具有顯示器840、子顯示器850、圖像光860和照相機(jī)870。
[0145]〈實(shí)例1>(與第一實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)的實(shí)例)
[0146]首先，通過以下方法制造在其上形成了石墨烯電極的玻璃基板。
[0147]通過熱CVD方法在催化劑基板上合成石墨烯。石墨烯的合成被執(zhí)行如下:Cu箔被用作催化劑基板。在甲烷:氫=10cc:5cc的氛圍下，石墨烯以960°C的溫度生長(zhǎng)10分鐘。接下來，制備玻璃基板。將合成的石墨烯轉(zhuǎn)印至玻璃基板。轉(zhuǎn)移到玻璃基板被執(zhí)行如下:通過以2000rpm旋涂40秒，向上面生長(zhǎng)了石墨烯薄膜的Cu箔應(yīng)用4%聚甲基丙烯酸甲酯樹脂(PMMA)溶液。之后，以130°C將Cu箔烘烤5分鐘。使用IM鐵硝酸鹽溶液蝕刻Cu。在蝕刻之后，玻璃基板用超純水清洗以轉(zhuǎn)印其整個(gè)表面上的石墨烯，并且自然干燥。之后，在氫氛圍下以400°C將玻璃基板退火，以去除PMMA。這樣，提供了在其整個(gè)表面上形成了石墨烯薄膜的玻璃基板。
[0148]接下來，如下?lián)诫s所獲得的玻璃基板上的石墨烯薄膜:將氯化金(AuC13)溶解到硝基甲烷以提供1mM溶液。通過以2000rpm旋涂40秒將溶液應(yīng)用至在玻璃基板上形成石墨烯薄膜的一側(cè)。之后，在真空下干燥玻璃基板。這樣，作為受體分子的氯化金被吸收到石墨烯薄膜。因此，提供了玻璃基板，在其表面上形成了是摻雜的石墨烯薄膜的石墨烯電極。石墨烯電極的最終厚度為0.3nm。
[0149]接下來，通過以下步驟制造黑電泳粒子和白多孔層(包含粒子的纖維結(jié)構(gòu))。首先，將 1g 碳黑(由 Mitsubishi Chemical Corporat1n 制造的 N0.40)添加到 Idm3 (=L)水，并且電磁攪拌。然后，添加lcm3(=lmL)的鹽酸(37%重量)和0.2g的4-乙烯基苯胺，以制備溶液A。然后,將0.3g的硝酸鈉溶解到1cm3的水中，將水加熱到40°C以制備溶液B。然后，將溶液A緩慢地添加到溶液B，并且攪拌10小時(shí)。然后，將通過反應(yīng)所得到的產(chǎn)物進(jìn)行離心分離，以提供固體。然后，將固體用水沖洗、通過丙酮離心分離、被漂洗、并且用真空干燥器干燥一夜(50°C)。
[0150]然后，向配備有氮?dú)鈨艋O(shè)備、電磁攪拌器和回流塔的反應(yīng)燒瓶中添加并混合5g的固體、10cm3的甲苯、15cm3的2-乙基己酯、和0.2g的AIBN。然后,在攪拌的同時(shí),用氮?dú)鈨艋磻?yīng)燒瓶30分鐘。然后，將反應(yīng)燒瓶注入到油浴中，持續(xù)攪拌，被逐漸加熱到80°C，并且保持10小時(shí)。然后，將固體離心分離。固體與四氫呋喃(THF)和乙酸乙酯一起離心分離。每三次離心分離，沖洗固體。然后，將固體取出通過真空干燥機(jī)(50°C)干燥一夜。這樣，提供了包括黑色電泳粒子的4.7g聚合物涂覆的碳黑。
[0151]然后，制備包含0.5%的N，N_ 二甲基丙烷-1，3-二胺、12-羥基硬脂酸和乙氧基甲燒磺酰(由The Lubrizol Corporat1n制造的)以及1.5%的山梨醇三油酸酯(Span85)的IsoparG (由 Exxon Mobil Corporat1n 制造的 Solspersel7000)溶液，作為絕緣液體。向
9.9g的絕緣液體添加0.1g的電泳粒子，通過砂磨機(jī)攪拌5分鐘。然后，用離心機(jī)(2000rmp)將混合的液體離心分離(5分鐘)，然后將泡去除。
[0152]然后，將纖維結(jié)構(gòu)的原料，即，12g的聚丙烯腈(由Sigma-AldrichCorporat1n制造的PAN，分子量=150000)溶解到88g的N，N’ - 二甲基甲酰胺中，以制備溶液C。然后，將非遷移粒子，即，40g 二氧化欽(由Sakai Chemical Industry C0., Ltd.制造的TITONER-42)添加到60g的溶液C，其被砂磨機(jī)混合，以制備紡織溶液。然后，將紡紗溶液插入到注射器中。在形成了具有預(yù)定圖案的像素電極(ITO)的玻璃基板上，使用靜電紡紗設(shè)備(由Mec Company Ltd.制造的ΝΑΝΟΝ)執(zhí)行8次往復(fù)紡紗。紡紗條件是:場(chǎng)強(qiáng)=28千伏、放電速度=0.5cm3/min、紡紗距離=15cm、掃描速度=20mm/s。然后，在真空烤箱(溫度=75°C)中將玻璃基板干燥12小時(shí)，以形成纖維結(jié)構(gòu)(聚合物材料)。這樣，提供了包含非遷移粒子的纖維結(jié)構(gòu)作為白色多孔層。
[0153]然后，在其上形成了通過在先前步驟提供的作為對(duì)向電極的石墨烯電極的玻璃基板上放置了 PET膜(50mm的厚度)作為密封體，S卩，間隔件。之后，在PET膜上覆蓋玻璃基板，構(gòu)成像素電極的纖維結(jié)構(gòu)和多孔層形成在玻璃基板上。最后，將其中分散電泳粒子的絕緣液體注入到兩個(gè)玻璃板之間的間隙中。這樣，提供了預(yù)期的電泳元件。
[0154]<實(shí)例2> (與第二實(shí)施方式的實(shí)例相對(duì)應(yīng))
[0155]制造在其整個(gè)表面上形成石墨烯薄膜的玻璃基板與第一實(shí)施方式相類似。
[0156]接下來，在所提供的玻璃基板上的石墨烯薄膜中形成開口。如下形成開口:通過旋涂將光致抗蝕劑應(yīng)用到形成在玻璃基板上的石墨烯薄膜上，以形成光致抗蝕層。接下來，將光致抗蝕層選擇性地曝光并顯影。然后，通過氧RIE (反應(yīng)離子蝕刻)將選擇性地去除石墨烯薄膜。開口具有以預(yù)定間隔規(guī)則地排列為如在圖4總所示的六邊形網(wǎng)格(蜂窩)狀的結(jié)構(gòu)。六邊形網(wǎng)格中的所有開口都形成，使得它們具有相同形狀和大小，并且面向開口的側(cè)面之間的間隔“a”為51.8mm。石墨烯薄膜形成為使得夾在相鄰開口之間的側(cè)面的寬度w為Sum0所形成的石墨烯薄膜的覆蓋率為25%。之后，去除光致抗蝕層，從而提供了玻璃基板，其中具有開口的石墨烯薄膜形成在玻璃基板的整個(gè)表面上。
[0157]接下來，在玻璃基板上具有開口的所得到的石墨烯薄膜中，與實(shí)例I類似地制造和摻雜具有開口的石墨烯電極。類似于實(shí)例1，制造了預(yù)期的電泳元件10。
[0158]<實(shí)例3> (與第三實(shí)施方式的實(shí)例相對(duì)應(yīng))
[0159]類似于實(shí)例I制造在其整個(gè)表面上形成石墨烯薄膜的玻璃基板。
[0160]接下來,如下所述在石墨烯電極的表面上形成抗反射層、Naf1n (由E.1.du Pontde Nemours and Company 制造的商品名)。
[0161]使用異丙醇(IPA)對(duì)10wt%Naf1n 溶液 DE-1021 (由 Ε.1.du Pont de Nemoursand Company制造的商品名)進(jìn)行5倍稀釋,從而提供2wt%Naf1n溶液。接下來，將制備的Naf1n溶液在形成的摻雜的石墨烯薄膜的一側(cè)應(yīng)用到所得到的玻璃基板的表面。通過以3000rpm旋涂60m執(zhí)行該應(yīng)用。之后,將Naf 1n溶液干燥10分鐘,從而形成覆蓋整個(gè)石墨烯電極的Naf1n (由E.1.du Pont de Nemours and Company制造的商品名)膜。所得到的 Naf1n (由 E.1.du Pont de Nemours and Company 制造的商品名)膜具有 0.1 μ m 的膜厚度。Naf1n (由E.1.du Pont de Nemours and Company制造的商品名)由以下的化學(xué)式
(I)表示。其他的類似于實(shí)例1，從而提供了期望的電泳元件。
[0162][化學(xué)式I]
[0163]

【權(quán)利要求】
1.一種電泳元件,包括: 第一基材； 第二基材，被布置為面向所述第一基材； 絕緣液體層，被布置在所述第一基材與所述第二基材之間； 多孔層，被布置在所述絕緣液體層中；以及 電泳粒子，被布置在所述絕緣液體層中， 所述第一基材和所述第二基材中的至少一個(gè)具有光透射率， 石墨烯被布置在所述第一基材和所述第二基材中的具有所述光透射率的一個(gè)的與所述絕緣液體層相接觸的表面的至少一部分上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電泳元件，其中，所述石墨烯具有至少一個(gè)開口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電泳元件，其中，抗反射層被布置在所述石墨烯的至少一部分上。
4.根據(jù)權(quán)利要求 3所述的電泳元件，其中，像素電極被布置為經(jīng)由所述絕緣液體層面向所述石墨烯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電泳元件，其中，所述多孔層被布置為使得所述絕緣液體層被分成第一絕緣液體層和第二絕緣液體層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電泳元件，其中，所述第一絕緣液體層與所述多孔層面向所述第一基材的一側(cè)表面接觸，并且所述第二絕緣液體層與所述多孔層面向所述第二基材的一側(cè)表面接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電泳元件，其中，在所述多孔層中布置了至少一個(gè)通孔，使得所述第一絕緣液體層能夠與所述第二絕緣液體層互通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電泳元件，其中，所述通孔被配置為使得電泳粒子能夠在所述第一絕緣液體層與所述第二絕緣液體層之間穿過。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電泳元件，其中，所述開口形成為六邊形網(wǎng)格狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電泳元件，其中，所述石墨烯的開口率為25%至75%。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電泳元件，其中，所述石墨烯是摻雜的石墨烯。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電泳元件，其中，所述摻雜的石墨烯包括吸附在所述石墨烯上的受體粒子。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電泳元件，其中，所述受體粒子是氯化金。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電泳元件，其中，所述多孔層具有非遷移粒子和纖維結(jié)構(gòu)，并且所述非遷移粒子具有不同于電泳粒子的光反射特性。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電泳元件，其中，濾色器被布置在所述石墨烯與所述第一基材和所述第二基材中具有所述光透射率的一個(gè)之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電泳元件，其中，所述多孔層被布置為使得所述絕緣液體層被分成第一絕緣液體層和第二絕緣液體層，并且在所述多孔層中布置了至少一個(gè)通孔，使得所述第一絕緣液體層能夠與所述第二絕緣液體層互通。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電泳元件，其中，所述通孔被配置為使得電泳粒子能夠在所述第一絕緣液體層與所述第二絕緣液體層之間穿過。
18.—種顯示設(shè)備,包括至少一個(gè)電泳元件,所述電泳元件包括:第一基材； 第二基材，被布置為面向所述第一基材； 絕緣液體層，被布置在所述第一基材與所述第二基材之間； 多孔層，被布置在所述絕緣液體層中；以及 電泳粒子，被布置在所述絕緣液體層中， 所述第一基材和所述第二基材中的至少一個(gè)具有光透射率， 石墨烯被布置在所述第一基材和第二基材中的具有所述光透射率的一個(gè)的與所述絕緣液體層相接觸的表面的至少一部分上。
19.一種電子裝置,包括至少一個(gè)電泳元件,所述電泳元件包括: 第一基材； 第二基材，被布置為面向所述第一基材； 絕緣液體層，被布置在所述第一基材與所述第二基材之間； 多孔層，被布置在所述絕緣液體層中；以及 電泳粒子，被布置在所述絕緣液體層中， 所述第一基材和所述第二基材中的至少一個(gè)具有光透射率， 石墨烯被布置在所述第一基材和所述第二基材中的具有所述光透射率的一個(gè)的與所述絕緣液體層相接觸的表面的至少一部分上。
【文檔編號(hào)】G02F1/167GK104076571SQ201410103571
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月26日
【發(fā)明者】木村望, 清水圭輔, 首藤綾 申請(qǐng)人:索尼公司