JP2006171688A - 表示装置とその製造方法、及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 画素電極2を有してなる第1の基板3と、共通電極4を有してなる第2の基板5と、第1、第2の基板間に挟着されてなるマイクロカプセル6とを備え、マイクロカプセル6に、電気的刺激に対応して光学特性が変化する表示材料が封入されてなる、表示装置である。マイクロカプセル6が、第1の基板3と第2の基板5との間の、画素電極2によって形成される表示エリア9に選択的に配置されている。第1の基板3あるいは第2の基板5の、表示エリア9に対して背景部となる背景エリア15が、背景色に形成されている。
【選択図】 図1
Description
また、インクジェット法を用い、インクジェットノズルからマイクロカプセルを一個ずつ画素電極上に撃ち出す方法も知られている(例えば、特許文献4参照)。
(1)基板の全面にマイクロカプセルを塗着することから、実際の表示に寄与する表示エリアや該表示エリアに対して背景部となる背景エリア以外にも、マイクロカプセルを塗着することとなり、一部の材料が無駄になる。
(2)前記背景部は、単に表示エリアの表示を明瞭に視認できるようにするためのもので、本来は表示を切り換える必要がなく、したがって、この背景部についてもこれが背景色となるように駆動するのは回路構成上の無駄になり、しかも、ここにマイクロカプセルを塗着することは材料の無駄にもなる。
(3)各基板を貼着して表示装置を作製する場合、通常は一方の基板に、他方の基板の電極に電圧を印加するための導電部を形成しておき、基板どうしを貼着する際に、この導電部に他方の基板の電極を導通させるようにする。したがって、前述した例でも、通常は画素電極を形成した基板に予め導電部を形成しておき、画素電極を形成した基板と共通電極を形成した基板とを貼着する際に、導電部に共通電極を導通させるようにする。しかし、共通電極を形成した基板にはその全面にマイクロカプセルが塗着されていることから、前記導電部に導通させる箇所については、貼着前にマイクロカプセルを除去しておかなくてはならない。ところが、マイクロカプセルを除去するためには、例えば機械的にはぎ取ったり、あるいは溶剤等を用いて化学的にはぎ取るといった手法が採られるが、いずれの方法を用いても、下地となる共通電極にダメージを与えてしまい、結果として得られる表示装置の表示特性を低下させてしまう。
さらに、一旦塗着したマイクロカプセルを除去することにより、材料の無駄が生じてしまう。
(4)基板間を貼着した後、通常は電極やマイクロカプセルを湿気等から保護するため、基板の縁部間をシールするが、このシール部分にもマイクロカプセルが塗着されていると基板間のシール性が低くなる。そこで、基板の縁部にあるマイクロカプセルについても、これらを貼着前に除去しておく必要がある。しかし、このようにマイクロカプセルを除去することから、前記の(3)と同様の課題が生じてしまう。
前記マイクロカプセルが、前記第1の基板と第2の基板との間の、前記画素電極によって形成される表示エリアに選択的に配置され、
前記第1の基板あるいは第2の基板の、前記表示エリアに対して背景部となる背景エリアが、背景色に形成されていることを特徴としている。
このようにすれば、表示装置が電気泳動表示となり、バックライトを必要とせず、視野角が広くコントラストも高く、さらに表示のメモリ性を有する等の利点を有するものとなる。
このようにすれば、特に背景エリアを、印刷等によって背景色に着色する工程が不要となり、製造工程が簡略化する。
このようにすれば、製造時、表示エリア、または該表示エリアに対応するエリア上にマイクロカプセル材料を配する工程の際に、前記隔壁部に囲まれたエリアに配することで、より良好にマイクロカプセル材料を選択的に配することができる。
このようにすれば、この表示装置は例えば電子ペーパーなどとして使用できるなど、その用途が拡大する。
また、前記第1の基板において背景部となる背景エリアからなる第3のエリア、あるいは第2の基板において前記背景エリアに対応する第4のエリアを、背景色にするので、従来のごとく背景部におけるマイクロカプセルについてもその表示材料を駆動する必要がなくなり、回路構成が簡易になる。また、この背景部においてマイクロカプセルを塗着することによる材料の無駄もなくなる。
このようにすれば、表示装置が電気泳動表示となり、バックライトを必要とせず、視野角が広くコントラストも高く、さらに表示のメモリ性を有する等の利点を有するものとなる。
このようにすれば、マイクロカプセル材料を直接表示エリアに配するので、マイクロカプセルの塗着に際しての位置合わせ等が容易になり、また、その塗着精度もより良好になる。
このようにすれば、マイクロカプセル材料の選択的な配置が容易になり、しかも、マイクロカプセル材料の粘度やマイクロカプセルの径にほとんど影響されることなく、材料の吐出を容易に行うことが可能になる。
このようにすれば、ディスペンサに供給するマイクロカプセル材料の量を、各画素電極によって形成される全ての表示エリア毎、またはこれに対応するエリア毎に同じにしておくことにより、最終的に表示エリア上に配設されるマイクロカプセル材料の膜厚をほぼ同じにすることができる。これにより、各画素電極毎の表示性能の均質化を図ることができる。
このようにすれば、マイクロカプセル材料の選択的な配置を、より精度良く行うことができる。
このようにすれば、第1のエリアあるいは第2のエリアの上にマイクロカプセル材料を配する工程の際に、前記隔壁部に囲まれたエリアに配することで、より良好にマイクロカプセル材料を選択的に配することができる。
このようにすれば、マイクロカプセル材料の選択的な配置を、より精度良く行うことができる。
このようにすれば、得られた表示装置は例えば電子ペーパーなどとして使用できるなど、その用途が拡大する。
この電子機器によれば、前述したように材料の無駄がなくなり、さらに回路構成が簡易なものとなる。
(第1の実施形態)
まず、本発明の表示装置の第1の実施形態について説明する。
図1は、本発明の表示装置の第1の実施形態を示す図であり、図1中符号1は表示装置である。この表示装置1は、複数の画素電極2を有してなる第1の基板3と、共通電極(対向電極)4を有してなる第2の基板5とを備え、これら第1の基板3と第2の基板5との間に、表示材料を封入したマイクロカプセル6とバインダ10とを含むマイクロカプセル材料を挟着したものである。なお、このような表示装置1にあっては、その表示面(観測面)をいずれか一方にすることが可能であるが、その場合に、表示面となる基板および電極については、光透過性が高いことが必要があり、特に透明であるのが好ましい。
また、一般のパネルのように表示装置にフレキシブル性(可撓性)が求められない場合には、ガラスや硬質の樹脂、さらには、シリコン等の半導体基板を用いることもできる。
なお、表示面(観測面)となる基板に対向する、もう一方の基板については、後述するように、少なくとも背景部となる背景エリアが背景色に形成されている。
図2は、第1の基板3の内面側を示す平面図である。この第1の基板3において、画素電極2は、前述したようにいわゆるセブン・セグメントと呼ばれる、同じ形状・大きさの七つのセグメント電極2aからなっている。セグメント電極2aは、0から9までの数字を表示し得るように8の字状に配置されたもので、本例では3桁の数字を表示可能とするよう、3組形成されている。そして、このように形成配置されたセグメント電極2aに対し、その背景部は、表示面(観測面)となる基板に対向する、もう一方の基板に形成されている。本実施形態では、共通電極4を形成した第2の基板5が表示面になるものとし、画素電極2を形成した第1の基板3に、背景部が形成されている。
この背景エリア15は、前記マイクロカプセル6に封入された表示材料が実質的な表示をなす際の背景部となるエリアである。つまり、この背景エリア15は、後述するように表示材料が電気泳動粒子からなり、この電気泳動粒子が例えば表示をなす色と背景をなす色との二色の粒子からなっている場合に、背景をなす色の粒子と同じ色(背景色)に形成されているのである。ただし、この背景エリア15を形成する第1の基板3においては、前記背景エリア15のみが前記背景色となっている必要はなく、前記背景エリア15を含んでいれば、例えば第1の基板3を構成する基板3a全体が前記背景色となっていてもよい。
マイクロカプセル6に封入された表示材料は、電気的刺激に対応して光学特性が変化するもので、具体的には、前述した電気泳動粒子や、液晶を主とするものである。
前記液相分散媒としては、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール、メチルセルソルブ等のアルコール系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等の各種エステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、ぺンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロへキサン、メチルシクロへキサン等の脂環式炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキシルベンゼン、ヘブチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼン、トリデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン等の長鎖アルキル基を有するベンゼン類等の芳香族炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、カルボン酸塩又はその他の種々の油類等の単独、またはこれらの混合物に界面活性剤等を配合したものを用いることができる。
この電気泳動粒子としては、例えば、アニリンブラック、カーボンブラック、チタンブラック等の黒色顔料、二酸化チタン、亜鉛華、三酸化アンチモン等の白色顔料、モノアゾ、ジイスアゾン、ポリアゾ等のアゾ系顔料、イソインドリノン、黄鉛、黄色酸化鉄、カドミウムイエロー、チタンイエロー、アンチモン等の黄色顔料、モノアゾ、ジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系顔料、キナクリドンレッド、クロムバーミリオン等の赤色顔料、フタロシアニンブルー、インダスレンブルー、アントラキノン系染料、紺青、群青、コバルトブルー等の青色顔料、フタロシアニングリーン等の緑色顔料等の1種又は2種以上を用いることができる。
マイクロカプセル6の壁膜を形成する材料としては、アラビアゴム・ゼラチンの複合膜、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、メラミン樹脂などの化合物が使用できる。
まず、図3(a)に示すように、第1の基板3の基材であるガラス基板3aの内面側の少なくとも背景エリア15(第3のエリア)を、背景部となる色、すなわち背景色である白色に着色する。着色方法としては、スクリーン印刷やインクジェット法による印刷などの各種の印刷法が採用可能である。また、着色する場所については、背景エリア15のみを選択的に着色してもよいが、特に支障がない場合には、第1の基板3の内面の全面を、背景色に着色してもよい。そして、このようにして少なくとも背景エリア15を背景色に着色したガラス基板3aに対し、画素電極2を形成し、さらに導電部7、端子部8を形成する。ここで、画素電極2は図2に示したように複数のセグメント電極2aからなるものであり、これによって第1の基板3は、各セグメント電極2a上を表示エリア9としている。
なお、前述したように第2の基板5が、シート状あるいはフィルム状のものでカットにより単板化される前の状態である場合には、前記の塗工処理、乾燥処理については順次連続的に行うものとする。そして、これらの処理が終了した後、第1の基板3(ガラス基板)に貼着する前に、カットして単板化し、用いる。
さらに、ディスペンサを用いてマイクロカプセル材料11を選択的に配しているので、マイクロカプセル材料11の粘度やマイクロカプセル11の径にほとんど影響されることなく、その吐出を容易に行うことができる。したがって、インクジェット法を用いた従来法のように生産性が低下してしまうのを、防止することができる。
また、マイクロカプセエル材料11を表示エリア9に直接配するようにしたので、マイクロカプセエル材料11の塗布位置や塗布量をより容易に、かつ良好に制御することができる。
なお、共通電極4を形成した後、特に表示エリア9の外周側において、第1の基板3と共通電極4との間にシール材13を配しておき、画素電極2やマイクロカプセル6を水分等から保護するようにしておく。
次に、本発明の表示装置の第2の実施形態について説明する。
図5は、本発明の表示装置の第2の実施形態を示す図であり、図5中符号20は表示装置である。この表示装置20が図1に示した表示装置1と主に異なるところは、背景エリア15が、表示エリア9を囲んでなる隔壁部21によって形成されている点と、第1の基板3と第2の基板5とが共にフレキシブル基板からなっており、したがって表示装置20自体もフレキシブル性(可撓性)を有している点である。
まず、図6(a)に示すように第1の基板3として、フレキシブル基板3aに前記セグメント電極2aからなる画素電極2を形成し、さらに導電部7、端子部8を形成したものを用意する。ただし、この第1の基板3については、シート状あるいはフィルム状のもので、カットにより単板化される前の状態のものとする。
なお、第1の基板3、第2の基板5の両方が、シート状あるいはフィルム状のものでカットにより単板化される前の状態である場合には、前記の接合処理が終了した後、第1の基板3と第2の基板5とを共にカットして、単一の表示装置20を得る。
また、背景エリア15が、表示エリア9(画素電極2)を囲んでなる隔壁部21によって形成されているので、製造時、表示エリア9にマイクロカプセル材料11を配する工程の際に、前記隔壁部21に囲まれたエリアに配することで、より良好にマイクロカプセル材料11を選択的に配することができる。
また、背景エリア15に、隔壁材料を配して隔壁部21を形成しているので、前述したように表示エリア9(画素電極2)に対し、より良好にマイクロカプセル材料を選択的に配することができる。
さらに、ディスペンサを用いてマイクロカプセル材料11を選択的に配しているので、前記第1の実施形態と同様に、生産性が低下してしまうのを防止することができる。
すなわち、図11(a)に示すように、マイクロカプセル材料11を、表示エリア9(第1のエリア)ではなく、第2の基板5の上で表示エリア9と対応するエリア9a(第2のエリア)に配しても良い。ここで“対応する”とは、同図で示したように、前述した第1の基板と第2の基板とをラミネートする工程において、お互いに張り合わされる位置にある領域同士のことを意味する。すなわちラミネート工程において表示エリア9とエリア9aとは張り合わされるので、マイクロカプセル材料11を表示エリア9に配した場合でエリア9aに配した場合でも、結果的には図1に示した表示装置1を得ることが出来るのである。
ここで、マイクロカプセル材料11を、表示エリア9ではなくエリア9aに選択的に配する場合には、マイクロカプセルを配する工程に先立ち、エリア9aを、該マイクロカプセル材料11に対する濡れ性が高くなるように親液化処理しておくとともに、エリア9a以外の領域、すなわち背景エリア15(第3のエリア)に対応するエリア15a(第4のエリア)を、前記マイクロカプセル材料11に対する濡れ性が低くなるように撥液化処理しておいても良い。親液化処理および撥液化処理としては、例えば前述の方法と同様な方法が適用できる。
また、マイクロカプセル材料11を、表示エリア9(第1のエリア)ではなくエリア9a(第2のエリア)に選択的に配する場合には、図11(b)に示すように、背景エリア15(第3のエリア)に対応するエリア15a(第4のエリア)に隔壁部21を形成してもよい。
また、前記実施形態では、マイクロカプセル6に封入された表示材料が電気泳動粒子を主とする場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、表示材料が例えば液晶であってもよい。
あるいは、第2の基板3の、背景エリア15(第3のエリア)に対応するエリア15a(第4のエリア)を背景色に着色してもよい。ラミネート工程により、背景エリア15とエリア15aとは張り合わされるので、背景エリア15を着色してもエリア15aを着色しても、結果的には同じ効果が得られるのである。エリア15aを着色する方法としては、前述した背景エリア15を着色する方法と同様な方法を適用することが出来る。
また、前記実施形態においては、各基板の材質についても、一方あるいは両方をフレキシブル基板としているが、両方とも硬質の基板としてもよい。
さらに、前記実施形態では、表示エリアが一つである場合について説明したが、複数の表示エリアが、それぞれ島状に独立して形成される場合にも、本発明の製造方法を適用することができる。
以下、前記表示装置を備えた電子機器の例について説明する。
まず、前記表示装置を、モバイル型のパーソナルコンピュータに適用した例について説明する。図7は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ80は、図7に示すように、キーボード81を備えた本体部82と、前記表示装置64を備えた表示ユニットとから構成されている。
次に、前記表示装置を、携帯電話の表示部に適用した例について説明する。図8は、この携帯電話の構成を示す斜視図である。この携帯電話90は、図8に示すように、複数の操作ボタン91のほか、受話口92、送話口93とともに、前記表示装置64を備えるものである。
次に、前記表示装置を、電子ペーパーの表示部に適用した例について説明する。図9は、この電子ペーパーの構成を示す斜視図である。この電子ペーパー110は、紙と同様の質感および柔軟性を有するリライタブルシートからなる本体111と、前記表示装置64を備えた表示ユニットとから構成されている。
また、図10は、電子ノートの構成を示す斜視図である。この電子ノート120は、図10に示すように、図9に示した電子ペーパー110が複数枚束ねられ、それらの電子ペーパー110がカバー121に挟まれているものである。カバー121に表示データ入力手段を備えることにより、束ねられた状態で電子ペーパーの表示内容を変更することができるようになっている。
なお、前記の電子機器としては、図7のパーソナルコンピュータ、図8の携帯電話、図9の電子ペーパー、図10の電子ノート以外にも、例えば表示部に前記表示装置を備え、さらに指紋検知センサ等を備えたICカードや、さらには、電子ブック、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等などを挙げることができる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前記の表示装置が適用可能なのは言うまでもない。
3a…基板、4…共通電極、5…第2の基板、5a…基板、6…マイクロカプセル、
9…表示エリア、11マイクロカプセル材料、15…背景エリア、21…隔壁部
Claims (15)
- 画素電極を有してなる第1の基板と、共通電極を有してなる第2の基板と、これら第1、第2の基板間に挟着されてなるマイクロカプセルと、を備え、前記マイクロカプセルに、電気的刺激に対応して光学特性が変化する表示材料が封入されてなる、表示装置において、
前記マイクロカプセルが、前記第1の基板と第2の基板との間の、前記画素電極によって形成される表示エリアに選択的に配置され、
前記第1の基板あるいは第2の基板の、前記表示エリアに対して背景部となる背景エリアが、背景色に形成されていることを特徴とする表示装置。 - 前記表示材料が、液相分散媒と電気泳動粒子とを含む電気泳動分散液であることを特徴とする請求項1記載の表示装置。
- 前記背景エリア側となる基板は、その基材の色が前記背景色と同じ色であることを特徴とする請求項1又は2に記載の表示装置。
- 前記背景エリアが、前記表示エリアを囲んでなる隔壁部によって形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記第1の基板および第2の基板がフレキシブル基板からなっていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の表示装置。
- 画素電極を有してなる第1の基板と、共通電極を有してなる第2の基板と、これら第1、第2の基板間に挟着されてなるマイクロカプセルと、を備え、前記マイクロカプセルに、電気的刺激に対応して光学特性が変化する表示材料が封入されてなる、表示装置の製造方法において、
前記第1の基板において前記画素電極によって形成される表示エリアからなる第1のエリア、あるいは前記第2の基板において該表示エリアに対応する第2のエリア上に、前記マイクロカプセルを含有してなるマイクロカプセル材料を選択的に配する工程と、
前記第1の基板において前記表示エリアに対して背景部となる背景エリアからなる第3のエリア、あるいは第2の基板において前記背景エリアに対応する第4のエリアを、背景色にする工程と、
前記マイクロカプセル材料を乾燥する工程と、
前記の乾燥工程後に前記第1の基板と第2の基板とを接合する工程と、を備えたことを特徴とする表示装置の製造方法。 - 前記表示材料が、液相分散媒と電気泳動粒子とを含む電気泳動分散液であることを特徴とする請求項6記載の表示装置の製造方法。
- 前記マイクロカプセル材料を、前記第1のエリアに選択的に配することを特徴とする請求項6又は7記載の表示装置の製造方法。
- マイクロカプセル材料を配するに際して、ディスペンサを用いて前記マイクロカプセル材料を選択的に配することを特徴とする請求項6〜8のいずれか一項に記載の表示装置の製造方法。
- 前記画素電極が複数設けられてなり、これら画素電極が、全て同じ面積に形成されていることを特徴とする請求項9に記載の表示装置の製造方法。
- 前記マイクロカプセル材料を選択的に配する工程に先立ち、前記第1のエリアに前記マイクロカプセル材料を配する場合には前記第1のエリアを親液化処理するとともに前記第3のエリアを撥液化処理しておき、前記第2のエリアに前記マイクロカプセル材料を配する場合には前記第2のエリアを親液化処理するとともに前記第4のエリアを撥液化処理しておくことを特徴とする請求項6〜10のいずれか一項に記載の表示装置の製造方法。
- 前記マイクロカプセル材料を選択的に配する工程に先立ち、前記第3のエリアおよび前記第4のエリアの内で、前記マイクロカプセル材料を配する側の基板に位置している方に、隔壁材料を配して隔壁部を形成しておくことを特徴とする請求項6〜10のいずれか一項に記載の表示装置の製造方法。
- 前記隔壁材料として撥液性のものを用い、
前記マイクロカプセル材料を選択的に配する工程に先立ち、前記第1のエリアおよび前記第2のエリアの内で前記マイクロカプセル材料を配する方を、親液化処理しておくことを特徴とする請求項12記載の表示装置の製造方法。 - 前記第1の基板および第2の基板がフレキシブル基板からなっていることを特徴とする請求項6〜13のいずれか一項に記載の表示装置の製造方法。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の表示装置、あるいは、請求項6〜14のいずれかに記載の製造方法によって得られた表示装置を、備えたことを特徴とする電子機器。
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