JP2006189835A - 電気泳動表示装置及び電気泳動表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気泳動表示装置を提供する。
【解決手段】 電気泳動表示装置は、基板と、基板と対向配置され画像が表示される画像領域を有する透明板と、基板と対向するように透明板に貼り付けられたシート状の透明電極と、基板と透明電極とを接続するフレームと、透明電極と対向するように基板に配置され透明電極との間に電界を生じさせる複数の電極と、絶縁性溶媒と帯電粒子とを含み基板と透明電極とフレームとによって画される内部空間に密封された電気泳動体と、基板に搭載され外部機器からの信号を複数の電極に伝送する信号伝送部と、基板に搭載され無線により外部電源から電力を供給され電力を複数の電極に伝送する電力伝送部と、電極と信号伝送部と電力伝送部とを覆うように基板上に配置されたパネルと、を備えている。帯電粒子は、信号伝送部からの信号に基づき電極と透明電極との間に生じる電界に応じて内部空間内を移動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気泳動表示装置及び電気泳動表示装置の製造方法に関し、特に、低消費電力の電気泳動表示装置及び電気泳動表示装置の製造方法に関する。

表示装置としてコンピュータ用ディスプレイやテレビ用ディスプレイのような据え置き型ではなく、容易に持ち運ぶことが可能な携帯型表示装置が普及しつつある。このような表示装置はまず液晶ディスプレイによって実現された。しかし、液晶ディスプレイは、表示を保持するためには電力を使用するため、外部から電力を供給するか、バッテリー内蔵する必要があり、液晶ディスプレイを使用した表示装置は、携帯性が不十分なものであった。

近年、電気泳動方式の表示装置が提案されている。この表示装置は、画像を一度表示すると、その後は電力の供給を行わなくても表示を維持することが出来る。従って、表示したままの状態で、書き込み装置などから取り外して、単体で携帯することが可能である。特許文献１は、表示装置として、電気泳動方式を用いたものであり、さらに外部より電力及びデータを受信し、受信した電力を用いて受信したデータを復調し、復調されたデータに基づいて、表示シートに画像を形成する。

この電気泳動方式の表示装置は、表示面に上面電極を、下面に下側電極を、表示面と下面との間に画像表示手段としてのマイクロカプセルを備えている。マイクロカプセル内には、異なる色に着色された粒子が分散しており、各粒子は、それぞれ異なる極性に帯電している。上側電極と下側電極に電圧をかけ、上側電極と下側電極の間に電界を生じさせることにより、マイクロカプセル内の帯電した粒子を泳動させる。着色された粒子の泳動により、表示面に画像が表示される。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２１６１１１号公報

しかしながら、特許文献１の表示装置は、粒子を包むための殻を有するマイクロカプセルを用いている。通常このようなマイクロカプセルは、プラステイックフィルムなどの平坦な基材の上に、コーティングによって層状に形成された表示シートとして使用される。したがって、上側電極と下側電極に電圧をかけ、上側電極と下側電極の間に電界を形成したとき、プラスティックフィルムの厚さに相当する距離だけマイクロカプセルと電極は離れているため、マイクロカプセルの内部に発生する電界の大きさは減少してしまう。この場合は、粒子を泳動させることができても、本来の表示のコントラストはえられなかった。これを補うためには、本来表示のために必要な電界よりも大きな電界を発生させる必要があり、それは消費電力を増加させるので、携帯型表示装置としては不十分なものであった。

上記のような問題を解決するために、本発明は、低消費電力の電気泳動表示装置及び電気泳動表示装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、基板と、基板と対向配置され画像が表示される画像領域を有する透明板と、基板と対向するように透明板に貼り付けられたシート状の透明電極と、基板と透明電極とを接続するフレームと、透明電極と対向するように基板に配置され透明電極との間に電界を生じさせる複数の電極と、絶縁性溶媒と帯電粒子とを含み基板と透明電極とフレームとによって画される内部空間に密封された電気泳動体と、基板に搭載され外部機器からの信号を複数の電極に伝送する信号伝送部と、基板に搭載され無線により外部電源から電力を供給され電力を複数の電極に伝送する電力伝送部と、電極と信号伝送部と電力伝送部とを覆うように基板上に配置されたパネルと、を備えた表示装置であって、帯電粒子は、信号伝送部からの信号に基づき電極と透明電極との間に生じる電界に応じて内部空間内を移動することを特徴とする電気泳動表示装置を提供している。

また、請求項２に記載の発明では、透明板は、パネルと面一である。

また、請求項３に記載の発明では、透明板は、ガラスからなる。

また、請求項４に記載の発明では、透明板は、透明電極よりも大きな面積を有する。

また、請求項５に記載の発明では、パネルは、絶縁性の熱硬化性物質からなる。

また、請求項６に記載の発明では、パネルは、エポキシ樹脂からなる。

また、請求項７に記載の発明では、画像領域の面積は、複数の電極が配置されている領域の面積と実質的に同じである。

また、請求項８に記載の発明では、透明電極の面積は、複数の電極が配列されている領域よりも大きい。

また、請求項９に記載の発明では、フレームは、複数の電極を取り囲んでいる。

また、請求項１０に記載の発明では、フレームは、透明板と平行な平面で切られた場合、長方形状の断面を有する。

また、請求項１１に記載の発明では、フレームは、エポキシ樹脂からなる。

また、請求項１２に記載の発明では、複数の電極は、格子状に配列されている。

また、請求項１３に記載の発明では、複数の電極は、マトリクス状に配列されている。

また、請求項１４に記載の発明では、電力伝送部は、電磁誘導により外部電源から電力を供給される。

また、請求項１５に記載の発明では、基板には、内部空間と連通する電気泳動体注入口が形成されている。

また、請求項１６に記載の発明では、基板には、内部空間と連通する電気泳動体排出口が形成されている。

また、請求項１７に記載の発明では、電気泳動体注入口と電気泳動体排出口とは、基板の画像領域と対応する領域の外側に形成されている。

また、請求項１８に記載の発明では、フレームは、透明板と平行な平面で切られた場合、長方形状の断面を有しており、電気泳動体注入口と電気泳動体排出口とは、基板における長方形の対角にそれぞれ形成されている。

また、請求項１９に記載の発明では、信号伝送部と、電力伝送部と、電極とは、基板の透明板と対向する面に設けられている。

また、請求項２０に記載の発明では、透明電極を設け画像領域を有する透明板を透明電極の画像領域の外側に配置されたスペーサを介して電気泳動体注入口と複数の電極とが形成された基板に取り付ける工程と、電気泳動体注入口から熱硬化性物質が硬化することにより形成されるフレームと、基板と、透明電極とで画される内部空間に絶縁性溶媒と複数の帯電粒子とを含む電気泳動体を注入する工程と、電気泳動体を内部空間に密封するために電気泳動体注入口を封止する工程と、基板上に絶縁性物質を塗布してパネルを製造する工程と、を備えたことを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法を提供している。

また、請求項２１に記載の発明では、基板の所定領域に熱硬化性物質を塗布する工程と、透明電極の画像領域の外側にスペーサを透明板に取り付けた組み立て部品を製造する工程と、基板の所定位置に組立て部品を搭載した後に組立て部品を基板に押し付けて熱硬化性物質を変形させる工程を更に備えている。

また、請求項２２に記載の発明では、熱硬化性物資が塗布される基板上の所定領域は、変形後かつ硬化前の熱硬化性物質がスペーサと基板との間に入り込まない位置である。

また、請求項２３に記載の発明では、絶縁性物質は、パネルが透明板と面一となるように塗布される。

また、請求項２４に記載の発明では、基板には、内部空間と連通する空気排出口が形成されている。

また、請求項２５に記載の発明では、注入口と排出口とは、基板の画像領域に対応する領域の外側に形成されている。

また、請求項２６に記載の発明では、注入口は、電気泳動体の注入と同時に密封される。

また、請求項２７に記載の発明では、フレームは、透明板と平行な平面に切られた場合、長方形状の断面を有しており、注入口と排出口とは、基板における長方形の対角にそれぞれ形成されている。

また、請求項２８に記載の発明では、基板は、基板の外周に沿って設けられた外部フレームと、外部機器と接続される信号伝送部と、外部電源から無線で電力を供給される電力伝送部とを備えている。

また、請求項２９に記載の発明では、透明板は、ガラスからなる。

また、請求項３０に記載の発明では、画像領域は、透明板から基板を見た場合に、フレームによって完全に囲まれている。

また、請求項３１に記載の発明では、スペーサは、透明板から基板を見た場合に、画像領域の外側に配置されている。

また、請求項３２に記載の発明では、電気泳動体は、ディスペンサを用いて注入される。

また、請求項３３に記載の発明では、基板を透明板よりも鉛直方向上方にして電気泳動体を注入する。

また、請求項３４に記載の発明では、複数の帯電粒子は、正極性と負極性に帯電されており、正極性と負極性の帯電粒子とがそれぞれ画像領域に存在する場合には、透明板から見てそれぞれ異なる色に着色されている。

請求項１に記載の電気泳動表示装置によれば、複数の電極と透明電極の間には、表示に寄与せず電界を吸収するようなフィルム等は存在しない。したがって複数の電極と透明電極の間に生じた電界が、直接的に電気泳動体に印加される。そのため、帯電粒子の移動によってコントラストの高い品質の良い画像を低電圧で実現できる。

請求項２に記載の電気泳動表示装置によれば、透明板がパネルと面一であるため、回路等が露出するのを防止することができる。

請求項３に記載の電気泳動表示装置によれば、透明板がガラスからなるため、鮮明に画像を表示することができる。

請求項４に記載の電気泳動表示装置によれば、透明板が透明電極よりも大きな面積を有するため、透明板の面積を最大限活用することができる。

請求項５に記載の電気泳動表示装置によれば、熱硬化性物質は高温環境下であっても軟化しないため、パネルの形状が変形する恐れが少ない。

請求項６に記載の電気泳動表示装置によれば、エポキシ樹脂は耐溶剤性が強いため、パネルの形状が変形する恐れが少ない。

請求項７に記載の電気泳動表示装置によれば、画像領域の面積が複数の電極が配置されている領域の面積と実質的に同じであるため、電極を最大限に活用することができる。

請求項８に記載の電気泳動表示装置によれば、透明電極の面積が複数の電極が配列されている領域よりも大きいので、透明電極よりも高価な電極を最大限に活用することができる。

請求項９に記載の電気泳動表示装置によれば、フレームが複数の電極を取り囲んでいるため、電極を最大限に活用することができる。

請求項１０に記載の電気泳動表示装置によれば、フレームが長方形状の断面を有するため、視認性が良い。

請求項１１に記載の電気泳動表示装置によれば、エポキシ樹脂は耐溶剤性が強く、高温環境下であっても軟化せず、絶縁性を有するので、フレームの形状が変化する恐れが少ない。

請求項１２に記載の電気泳動表示装置によれば、複数の電極が格子状に配列されているため、画像をより鮮明に表示することができる。

請求項１３に記載の電気泳動表示装置によれば、複数の電極がマトリクス状に配列されているため、画像をより鮮明に表示することができる。

請求項１４に記載の電気泳動表示装置によれば、電力伝送部は電磁誘導により外部電源から電力を供給されるため、表示装置を簡易な構成とすることができる。

請求項１５に記載の電気泳動表示装置によれば、基板には内部空間と連通する電気泳動体注入口が形成されているため、内部空間に容易に電気泳動液体を注入することができる。

請求項１６に記載の電気泳動表示装置によれば、基板には内部空間と連通する電気泳動体排出口が形成されているため、内部空間に容易に電気泳動液体を注入することができ、また、内部空間から容易に電気泳動液体や空気を排出することができる。

請求項１７に記載の電気泳動表示装置によれば、電気泳動体注入口と電気泳動体排出口とは基板の画像領域と対応する領域の外側に形成されているため、画像領域の美観を損なうことがない。

請求項１８に記載の電気泳動表示装置によれば、電気泳動体注入口と電気泳動体排出口とが画素領域には設けられていないので、画像形成部内に空気が残っていたとしても画素領域に影響を与えない。

請求項１９に記載の電気泳動表示装置によれば、細かい配線が必要な可能な信号伝送部と、電力伝送部と、電極とが、基板の透明板と対向する面に設けられているため、近い距離で互いに配線が可能になり、電気泳動表示装置の配線が容易になる。

請求項２０に記載の電気泳動表示装置によれば、簡易な構成によって鮮明に表示することができるカードサイズの表示装置を容易に製造することができる。

請求項２１に記載の電気泳動表示装置によれば、簡易な構成によって鮮明に表示することができるカードサイズの表示装置をより容易に製造することができる。

請求項２２に記載の電気泳動表示装置によれば、熱硬化性物資が塗布される基板上の所定領域は、変形後かつ硬化前の熱硬化性物質がスペーサと基板との間に入り込まない位置であるため、硬化前の熱硬化性物質がスペーサと基板との間に入り込み、内部空間の高さ方向の幅が所定の値から変化してしまうのを防止することができる。

請求項２３に記載の電気泳動表示装置によれば、絶縁性物質がパネルが透明板と面一となるように塗布されるため、回路部等が露出するのを防止することができる

請求項２４に記載の電気泳動表示装置によれば、基板には内部空間と連通する空気排出口が形成されているため、内部空間から容易に空気を排出することができる。

請求項２５に記載の電気泳動表示装置によれば、注入口と排出口とは、基板の画像領域に対応する領域の外側に形成されているため、画像領域の美観を損なうことがない。

請求項２６に記載の電気泳動表示装置によれば、注入口は電気泳動体の注入と同時に密封されるため、画像形成部内に空気が残るのを防止することができる。

請求項２７に記載の電気泳動表示装置によれば、注入口と排出口とが画素領域には設けられていないので、画像形成部内に空気が残っていたとしても画素領域に影響を与えない。

請求項２８に記載の電気泳動表示装置によれば、基板が基板の外周に沿って設けられた外部フレームと、外部機器と接続される信号伝送部と、外部電源から無線で電力を供給される電力伝送部とを備えているため、表示装置を簡易な構成とすることができる。

請求項２９に記載の電気泳動表示装置によれば、透明板がガラスからなるため、画像を鮮明に表示することができる。

請求項３０に記載の電気泳動表示装置によれば、画像領域がフレームによって完全に囲まれているため、最大限の画像領域を提供することができる。

請求項３１に記載の電気泳動表示装置によれば、スペーサが画像領域の外側に配置されているため、画像領域の美観を損なうことがない。

請求項３２に記載の電気泳動表示装置によれば、電気泳動体がディスペンサを用いて注入されるため、電気泳動体を容易に内部空間に注入することができる。

請求項３３に記載の電気泳動表示装置によれば、基板を透明板よりも鉛直方向上方にして電気泳動体を注入するため、電気泳動体を容易に内部空間に注入することができる。

請求項３４に記載の電気泳動表示装置によれば、複数の帯電粒子が正極性と負極性に帯電されており、それぞれ異なる色に着色されているため、画像をより鮮明に表示させることができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態による表示装置１の模式図である。表示装置１は、送信機能を有する図示しない外部機器から、電磁誘導などの原理に基づき、電力の給電と表示データ送信を受けて、画像や文字を表示する。表示装置１は、表示部２と、回路部３と、電力伝送部４と、信号伝送部５と、外枠６と、コーティング部７と、下部基板２３（図３参照）とを備えている。表示部２と、回路部３と、電力伝送部４と、信号伝送部５と、外枠６と、コーティング部７とは、下部基板２３上に搭載されている。

信号伝送部５は、受信コイルを有し、外部機器（図示せず）から送信されたデータを受信し、回路部３へ伝送する。電力伝送部４もまた、外部電源からの電力を回路部３へ伝送する。具体的には、電力伝送部４は、コイルであり、外部電源のコイルと協働してトランスを構成し、電磁誘導によって、回路部３へ電力を伝送する。しかしながら、このような構成に限らず、例えば、前述の外部機器が外部電源として働いても良い。回路部３は、電力伝送部４からの電力によって駆動されて、信号伝送部５からのデータに基づいた画像を表示部２に表示させる。表示部２は、白と黒の２色によって画像を表示する。

外枠６は、３５３ＮＤ（エポキシテクノロジー社製）等の熱硬化性樹脂（以下、エポキシ樹脂と称す。）から形成されており、４辺によって表示装置１全体の大きさ、具体的には、表示装置１の厚みと形を規定する。本実施の形態では、外枠６の大きさ、すなわち、表示装置１の大きさは、横８５ｍｍ×縦５４ｍｍのカードサイズとする。エポキシ樹脂は、耐溶剤性が強い点と、熱硬化性樹脂であるため高温環境下であっても軟化しない点と、絶縁性を有する点で本実施の形態に好適である。外枠６は、後述する表示面２１の上面と同じ高さに形成される。

コーティング部７は、外枠６と同様に、３５３ＮＤ（エポキシテクノロジー社製）等の絶縁性を有する熱硬化性樹脂（以下、エポキシ樹脂と称す。）から形成されており、外枠６の内側に表示部２の上面と同じ高さまで充填されている。従って、回路部３と、電力伝送部４と、信号伝送部５は、コーティング部７に覆われており、実際には外観からは見えない。コーティング部７の表面には、印刷やシール部材によって、名前、写真等の所望の情報を表示することができる。

次に、図２を用いて回路部３の構成について説明する。図２は、本実施の形態による表示装置１の回路構成を示すブロック図である。回路部３は、整流回路３１と、変調・復調回路３２と、システム制御回路３３と、表示部駆動回路３４とを備えている。

整流回路３１は、電力伝送部４から入力された交流電力を直流電力へ整流し、その直流電力を変調・復調回路３２及びシステム制御回路３３へ供給する。変調・復調回路３２は、信号伝送部５から入力されたデジタルデータをアナログデータへと変調してシステム制御回路３３へ出力する。システム制御回路３３は、変調・復調回路３２からのデータに基づき、表示部駆動回路３４を駆動させる。表示部駆動回路３４は、システム制御回路３３に駆動されて、表示部２に画像を表示させる。図２では、１個しか図示していないが、実際には、何千個もの表示駆動回路３４が回路部３に配置されている。

次に、図１及び図３を用いて表示部２の構成について説明する。図３は、図１に示す表示装置１のＩＩＩ−ＩＩＩ’線での断面図である。表示部２は、表示面２１と、透明電極２２と、下部基板２３と、フレーム２４と、スペーサ２５（図４及び図７参照）と、画像形成部２６を備えている。

表示面２１は、長方形のガラスで構成されており、画面を保護する。透明電極２２は、表示面２１よりサイズの小さい長方形のシート状ＩＴＯ（インジウムとスズの酸化物）から構成されている。透明電極２２は、表示面２１の下部基板２３と対向する面に貼り合わされる。ガラスから構成される表示面２１及びＩＴＯから構成される透明電極２２は、光透過性に優れているため、後述する画像形成部２６で形成された画像を透過させることができる。ガラスの場合には割れることも考えられるので、ガラスの代わりにＰＥＴフィルム等の樹脂フィルムを用いても良い。このようなＰＥＴフィルムの表面にＩＴＯなどからなる透明電極を形成することも可能である。

下部基板２３は、端部に端子２１１を備えており、端子２１１は、導電性のエポキシ樹脂によって透明電極２２と接続されている。端子２１１は基準電位（ＧＮＤ）となっているため、透明電極２２も基準電位（ＧＮＤ）となる。後述する電気泳動液体１０と接することによりＧＮＤ線との接触が悪くなる恐れがない。なお、図１では、端子２１１は見えているが、実際にはコーティング部７によって覆われているため見えない。

また、下部基板２３は、ＴＦＴ基板であり、下部基板２３に何千もの表示駆動回路３４としてのトランジスタが設けられた構成となっている。このように、回路部３に近い下部基板２３を細かい配線が可能なＴＦＴ基板とし、配線がＧＮＤ線一本のみで良い透明電極２２を表示面２１に貼り合わせるので、表示装置１の配線が容易になる。下部基板２３の厚さは約１ｍｍである。

回路部３の表示部駆動回路３４は、透明電極２２と対向する領域に設けられているが、表示部駆動回路３４の領域は、透明電極２２の領域よりも小さい。表示部駆動回路３４は、複数存在し、その個数が表示装置１の画素数となる。従って、表示部駆動回路３４と透明電極２２とが重なる領域が画素領域２７となる。また、後述するが、下部基板２３は、それぞれ下部基板２３を貫通している注入口２３１及び排出口２３２を備えている。

フレーム２４は、Ｂ９０７３（エポキシテクノロジー社製）等の絶縁性の熱硬化性樹脂から構成されており、画素領域２７の外側に表示部２の外周に渡って４辺から形成されている。フレーム２４は、表示面２１と平行に切った場合に長方形状の断面を有する。後述するが、フレーム２４は、表示面２１と下部基板２３との接着、及び、電気泳動液体１０の封止の役割を有する。

スペーサ２５（図４）は、表示面２１と下部基板２３の間の幅を規定するためのものである。詳細には、スペーサ２５は、透明電極２２と下部基板２３との間であって、図４に示すように、フレーム２４の内側かつ画素領域２７の外側の位置に複数配置される。その際、図４からは明らかではないが、スペーサ２５とフレーム２４とは接しない位置関係が保たれる。理由については、後述する。本実施の形態では、スペーサ２５として耐溶剤性の高さからガラスを用いているが、表示面２１（透明電極２２）と下部基板２３の間の圧力によって変形しなければ、その他の硬質の材料であっても良い。

表示面２１（透明電極２２）と、下部基板２３と、フレーム２４とで囲まれることにより、画像形成部２６が形成される。ここで、前述の注入口２３１は、画素領域２７の外側かつフレーム２４の内側であって、フレーム２４の一の角部付近において画像形成部２６と連通している。また、前述の排出口２３２は、画素領域２７の外側かつフレーム２４の内側であって、前記一の角部の対角である他の角部付近において画像形成部２６と連通している。

注入口２３１は、画像形成部２６内に電気泳動液体１０を注入するための穴であり、排出口２３２は、画像形成部２６から空気を抜くための穴である。上述したように、注入口２３１及び排出口２３２は、それぞれ下部基板２３の角部付近に設けられている、すなわち、画素領域には設けられていないので、画像形成部２６内に空気が残っていたとしても画素領域に影響を与えない。また、注入口２３１及び排出口２３２は、下部基板２３に設けられているため、表示面２１の美観を損なうことがない。

更に、本実施の形態の表示装置１は、表示部２と回路部３等が一体となっているため、通常のコンピュータ用液晶ディスプレイにおける液晶の注入方法のように、液体の中に表示部２を浸して液体を注入することは難しい。しかしながら、本実施の形態の表示装置１は、注入口２３１及び排出口２３２を備えているため、容易に電気泳動液体１０を注入することができる。

電気泳動液体１０は、絶縁性溶媒と色材から構成される。絶縁性溶媒としては、粘度が比較的低く、人体への刺激性が低い（安全性が高い）ことから、パラフィン系溶剤やシリコン系溶剤を用いる。本実施の形態では、ＩＳＯＰＡＲ（エクソンモービル社製）を用いる。

また、色材としては、顔料、染料、顔料又は染料と樹脂とから構成される着色粒子を用いる。本実施の形態では、カーボンブラックを４０ｗｔ％含むアクリル樹脂からなる平均粒子径３μｍの黒粒子と、二酸化チタンを４０ｗｔ％含むアクリル樹脂からなる平均粒子径３μｍの白粒子を用いる。絶縁性溶媒に分散された状態で、黒粒子と白粒子は互いに異なる極性に帯電している。具体的には、黒粒子は、正に帯電しており、白粒子は、負に帯電している。しかしながら、必ずしも黒と白である必要は無く、互いに異なる色に着色されていれば良い。

次に、表示面２１に画像が表示される原理について説明する。下部基板２３に電圧を印加すると、下部基板２３と表示面２１との間に電界が生じる。表示面２１がＧＮＤに接続されているため、下部基板２３に正の電圧を印加すると、正に帯電した黒粒子は、表示面２１に向かって泳動し、負に帯電した白粒子は、下部基板２３に向かって泳動する。一方、下部基板２３に負の電圧を印加すると、黒粒子は、下部基板２３に向けて泳動し、白粒子は、表示面２１に向かって泳動する。各画素の黒粒子と白粒子を泳動させることにより、表示面２１に画像を表示することができる。

次に、上記構成の表示部２の製造方法について説明する。図５は、表示部２の製造方法について説明する図である。

まず、下部基板２３に外枠６と、電力伝送部４と、信号伝送部５を固定する。回路部３、注入口２３１、排出口２３２は、下部基板２３内に予め形成されている（Ｓ１）。

一方、下部基板２３とは別に、表示面２１に透明電極２２をスパッタリングなどの方法によって形成し、その透明電極２２にスペーサ２５を接着する。また、スペーサ２５は、透明電極２２のうち、画素領域を構成しない位置に複数本接着される（Ｓ２）。

図９（ａ)〜（ｇ）は、スペーサ２５の製造方法及びスペーサ２５を透明電極２２に取り付ける方法を説明する図である。本実施の形態におけるスペーサ２５は、図９（ａ）に示すような、厚さ２０μｍ、幅５００μｍ、長さ２５０ｍｍのガラス板から製造される。まず、図９（ｂ）に示すように、ダイヤモンドを備えたペン状工具を用いてガラス板に１ｍｍ刻みに切り取り線をつける。続いて、図９（ｃ）及び（ｄ）に示すように、２本の真空ピンセット８１によりガラス板端部のガラス片をガラス板から切り離す。次に、図９（ｅ）に示すように、切り離されたガラス片、すなわち、スペーサ２５を、接着剤を含侵させたスポンジ８２に押し付ける。そして、図９（ｆ）に示すように、接着剤が塗布されたスペーサ２５を透明電極２２の所定の位置に設置し、再び押し付ける。最後に、図９（ｇ）に示すように、ピンセット８１をスペーサ２５から取り除く。このようにして、スペーサ２５は、透明電極２２に取り付けられる。

図５に戻り、次に、Ｓ１で製作された下部基板２３に、フレーム２４を形成するためのエポキシ樹脂を塗布し、Ｓ２で製作された表示面２１と接着する（Ｓ３）。エポキシ樹脂は、ディスペンサを用いて、下部基板２３に枠状に一定量を塗布する。本実施の形態では、ノズル径０．１ｍｍのディスペンサを用いて、下部基板２３のスペーサ２５から１ｍｍ離れた位置にエポキシ樹脂を塗布する。フレーム２４を形成するエポキシ樹脂の量が多い場合には、スペーサ２５からより離れた位置にエポキシ樹脂を塗布する必要がある。

そして、透明電極２２と下部基板２３との間に圧力をかけることにより、下部基板２３に塗布されたエポキシ樹脂をスペーサ２５の高さと同じ高さまで押しつぶし、フレーム２４を形成する。エポキシ樹脂が押しつぶされた後でも、表示面２１の高さが、回路部３、電力伝送部４、信号伝送部５の高さよりも高くなるように、回路部３、電力伝送部４、信号伝送部５の大きさは、規定されている。これにより、下部基板２３を後で表示面２１の高さまでエポキシ樹脂で覆う際に、回路部３、電力伝送部４、信号伝送部５が露出するのを防止することができる。また、その際、外枠６の高さも表示面２１の高さと同じになるように規定されている。外枠６は、後述する下部基板２３の上面全体に渡るエポキシ樹脂の塗布の際にエポキシ樹脂成型のための土手としての役割を有するからである。

この際、図６に示すように、フレーム２４は、スペーサ２５と接触しないように注意する。具体的には、０．２ｍｍ〜１ｍｍの間隔を空けることを要する。液体には、隙間に入り込もうとする特性がある。そのため、フレーム２４がスペーサ２５に接触すると、フレーム２４、すなわち、まだ硬化していない液体状のエポキシ樹脂が、スペーサ２５と下部基板２３の間、又は、スペーサ２５と表示面２１の間に入り込み、画像形成部２６の高さ方向の幅が所定の値から変化してしまうからである。画像形成部２６の高さが所定の値より増加すると、電気泳動液体１０内の電気泳動粒子が画像形成のために泳動する距離が長くなってしまう。このことは、必要以上の電力を必要とすることとなる。従って、フレーム２４とスペーサ２５を接触しないように配置することで、低消費電力を実現することができる。また、形成後のフレーム２４の横方向の厚みは、下部基板２３−フレーム２４間の接着力を左右するため、スペーサ２５の横方向の厚みより厚い方が好ましい。エポキシ樹脂は、約４０度の熱で硬化させる。このようにして、透明電極２２とフレーム２４と下部基板２３とで規定された内部空間を有する画像形成部２６が形成される。

続いて、ディスペンサあるいはマイクロピペットを用いて画像形成部２６に注入口２３１から電気泳動液体１０を注入すると同時に排出口２３２から空気を抜いて、画像形成部２６を電気泳動液体１０で満たす（Ｓ４）。なお、電気泳動液体１０の注入の際には、図７に示すように、台座７０の上に下部基板２３の上面を乗せ、注入口２３１を上側にして行う。

続いて、注入口２３１と排出口２３２のそれぞれをエポキシ樹脂で封止する（Ｓ５）。エポキシ樹脂でなくても、熱硬化性、熱膨張性、又は、紫外線硬化性等の接着剤であれば良い。

続いて、表示面２１及び外枠６の上面と同じ高さになるまで、下部基板２３の上面全体に渡ってエポキシ樹脂を塗布する（Ｓ６）。これにより、回路部３等が露出するのを防ぐことができる。この場合のエポキシ樹脂も絶縁性を有するものに限られる。

最後に、下部基板２３の外面を塗装する（Ｓ７）。表示面２１以外の場所ならどこを塗装しても良く、また、塗装の代わりにシール等を貼っても良い。

このように、本実施の形態の表示装置１は、マイクロカプセルを用いていないので、画像形成部において、下部基板の電極と透明電極の間に形成された電界の全てが電気泳動液体に有効に作用する。したがって、必要最小限の電圧によって表示部が駆動でき、消費電力が少ない。そのため、使い捨て電池や充電池を内蔵しなくても、電磁誘導などの原理によって外部から電源を非接触で供給することが可能となる。その結果、携帯が容易なカードサイズの表示装置を簡易な構成によって実現できる。例えば，プリペイドカードなどの表示を容易かつ鮮明に書き換えるシステムを提供することができる。また、注入口２３１及び排出口２３２を備えているため、電気泳動液体１０の注入が容易であり、充填量が不足したり空気の泡が残留して表示の画像を乱す心配がない。

尚、本発明の表示装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、本実施の形態では、表示装置１は、カードサイズとしたが、これに限定されるものではない。例えば、横２１０ｍｍ×縦２９７ｍｍのＡ４ノートサイズとしても良いし、横８４１ｍｍ×縦１１８９ｍｍのＡ０ポスターサイズとしても良い。

また、スペーサ２５は、図８に示すように、フレーム２４の外側に配置しても良い。注入口２３１及び排出口２３２は、表示面２１の美観を損なわないように下部基板２３に設けるのが好ましいが、表示面２１に設けても良い。

また、本実施の形態では、ＧＮＤに接続された透明電極２２とＴＦＴ基板である下側基板２３によって両板間に電界を生じさせたが、透明電極は必ずしもＧＮＤではなく、ある値の電圧が印加された、いわゆるオフセットされた状態であっても良い。また、複数本の上側電極を有する上側基板と、上側電極と直交する複数本の下側電極を有する下側基板とからマトリクス電極を構成することにより、両板間に電界を生じさせても良い。この場合、上側基板、又は、下側基板から見て、上側電極と下側電極の交差部分においてそれぞれ一画素を形成する。

また、フレーム２４は、エポキシ樹脂でなく、他の熱硬化性物質あるいはセラミクスなどによって形成されても良い。また、電力伝送部４は、電磁誘導でなくても、例えば、電磁波や長波、中波、短波、超短波、極超短波、マイクロ波などの電波によって、外部機器から電力を供給されれば良い。本実施の形態では、電力伝送部４と信号伝送部５は、別体としたが、同体であっても良い。また、システム制御回路３３は、変調復調回路３２にアナログデータを入力し、変調復調回路３２は、そのアナログデータをデジタルデータへと復調して信号伝送部５へ出力しても良い。そのデジタルデータを外部映像機器等に伝送すれば、表示装置の画像を外部機器に映し出すことができる。

は、本実施の形態による表示装置１の模式図である。 は、本実施の形態による表示装置１の回路構成を示すブロック図である。 は、本実施の形態による表示装置１の図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ’線での断面図である。 は、本実施の形態によるスペーサ２５の配置の一例である。 は、本実施の形態による表示部２の製造方法について説明する図である は、本実施の形態によるフレーム２４の形成方法を説明する図である。 は、本実施の形態による注入口２３１への電気泳動液体１０の注入方法を示した図である。 は、スペーサ２５の配置の変更例である。 は、本実施の形態によるスペーサ２５の製造方法及びスペーサ２５を透明電極２２に取り付ける方法を説明する図である。 は、本実施の形態によるスペーサ２５の製造方法及びスペーサ２５を透明電極２２に取り付ける方法を説明する図である。 は、本実施の形態によるスペーサ２５の製造方法及びスペーサ２５を透明電極２２に取り付ける方法を説明する図である。 は、本実施の形態によるスペーサ２５の製造方法及びスペーサ２５を透明電極２２に取り付ける方法を説明する図である。 は、本実施の形態によるスペーサ２５の製造方法及びスペーサ２５を透明電極２２に取り付ける方法を説明する図である。 は、本実施の形態によるスペーサ２５の製造方法及びスペーサ２５を透明電極２２に取り付ける方法を説明する図である。 は、本実施の形態によるスペーサ２５の製造方法及びスペーサ２５を透明電極２２に取り付ける方法を説明する図である。

符号の説明

１ 表示装置
２ 表示部
３ 回路部
４ 電力伝送部
５ 信号伝送部
６ 外枠
７ コーティング部
１０ 電気泳動液体
２１ 表示面
２２ 透明電極
２３ 下部基板
２４ フレーム
２５ スペーサ
２６ 画像形成部
３１ 整流回路
３２ 変調・復調回路
３３ システム制御回路
３４ 表示部駆動回路
２１１ 透明電極用端子
２３１ 注入口
２３２ 排出口

Claims (34)

1. 基板と、
   前記基板と対向配置され、画像が表示される画像領域を有する透明板と、
   前記基板と対向するように前記透明板に設けられたシート状の透明電極と、
   前記基板と前記透明電極とを接続するフレームと、
   前記透明電極と対向するように前記基板に配置され、前記透明電極との間に電界を生じさせる複数の電極と、
   絶縁性溶媒と帯電粒子とを含み、前記基板と前記透明電極と前記フレームとによって画される内部空間に密封された電気泳動体と、
   前記基板に搭載され、外部機器からの信号を前記複数の電極に伝送する信号伝送部と、
   前記基板に搭載され、無線により外部電源から電力を供給され、前記電力を前記複数の電極に伝送する電力伝送部と、
   前記電極と前記信号伝送部と前記電力伝送部とを覆うように前記基板上に配置されたパネルと、を備えた表示装置であって、
   前記帯電粒子は、前記信号伝送部からの信号に基づき前記電極と前記透明電極との間に生じる前記電界に応じて前記内部空間内を移動することを特徴とする電気泳動表示装置。
2. 前記透明板は、前記パネルと面一であることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動表示装置。
3. 前記透明板は、ガラスからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気泳動表示装置。
4. 前記透明板は、前記透明電極よりも大きな面積を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
5. 前記パネルは、絶縁性の熱硬化性物質からなることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
6. 前記パネルは、エポキシ樹脂からなることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
7. 前記画像領域の面積は、前記複数の電極が配置されている領域の面積と実質的に同じであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
8. 前記透明電極の面積は、前記複数の電極が配列されている領域よりも大きいことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
9. 前記フレームは、前記複数の電極を取り囲んでいることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
10. 前記フレームは、前記透明板と平行な平面で切られた場合、長方形状の断面を有することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
11. 前記フレームは、エポキシ樹脂からなることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
12. 前記複数の電極は、格子状に配列されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
13. 前記複数の電極は、マトリクス状に配列されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
14. 前記電力伝送部は、電磁誘導により前記外部電源から電力を供給されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
15. 前記基板には、前記内部空間と連通する電気泳動体注入口が形成されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
16. 前記基板には、前記内部空間と連通する電気泳動体排出口が形成されていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
17. 前記電気泳動体注入口と前記電気泳動体排出口とは、前記基板の前記画像領域と対応する領域の外側に形成されていることを特徴とする請求項１６に記載の電気泳動表示装置。
18. 前記フレームは、前記透明板と平行な平面で切られた場合、長方形状の断面を有しており、前記電気泳動体注入口と前記電気泳動体排出口とは、前記基板における前記長方形の対角にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１７に記載の電気泳動表示装置。
19. 前記信号伝送部と、前記電力伝送部と、前記電極とは、前記基板の前記透明板と対向する面に設けられていることを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置。
20. 透明電極を設け、画像領域を有する透明板を、前記透明電極の前記画像領域の外側に配置されたスペーサを介して、電気泳動体注入口と複数の電極とが形成された基板に取り付ける工程と、
    前記電気泳動体注入口から、前記熱硬化性物質が硬化することにより形成されるフレームと、前記基板と、前記透明電極とで画される内部空間に、絶縁性溶媒と複数の帯電粒子とを含む電気泳動体を注入する工程と、
    前記電気泳動体を前記内部空間に密封するために前記電気泳動体注入口を封止する工程と、
    前記基板上に絶縁性物質を塗布してパネルを製造する工程と、を備えたことを特徴とする電気泳動表示装置の製造方法。
21. 前記基板の所定領域に熱硬化性物質を塗布する工程と、
    前記透明電極の前記画像領域の外側にスペーサを前記透明板に取り付けた組み立て部品を製造する工程と、
    前記基板の所定位置に前記組立て部品を搭載した後に、前記組立て部品を前記基板に押し付けて前記熱硬化性物質を変形させる工程を更に備えたことを特徴とする請求項２０に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
22. 前記熱硬化性物資が塗布される基板上の所定領域は、変形後かつ硬化前の前記熱硬化性物質が前記スペーサと前記基板との間に入り込まない位置であることを特徴とする請求項２１に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
23. 前記絶縁性物質は、前記パネルが前記透明板と面一となるように塗布されることを特徴とする請求項２０から２２のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
24. 前記基板には、前記内部空間と連通する空気排出口が形成されていることを特徴とする請求項２０から２３のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
25. 前記注入口と前記排出口とは、前記基板の前記画像領域に対応する領域の外側に形成されていることを特徴とする請求項２４に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
26. 前記注入口は、前記電気泳動体の注入と同時に密封されることを特徴とする請求項２０から２５のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
27. 前記フレームは、前記透明板と平行な平面に切られた場合、長方形状の断面を有しており、前記注入口と前記排出口とは、前記基板における前記長方形の対角にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項２６に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
28. 前記基板は、前記基板の外周に沿って設けられた外部フレームと、外部機器と接続される信号伝送部と、外部電源から無線で電力を供給される電力伝送部とを備えていることを特徴とする請求項２０から２７のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
29. 前記透明板は、ガラスからなることを特徴とする請求項２０から２８のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
30. 前記画像領域は、前記透明板から前記基板を見た場合に、前記フレームによって完全に囲まれていることを特徴とする請求項２０から２９のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
31. 前記スペーサは、前記透明板から前記基板を見た場合に、前記画像領域の外側に配置されていることを特徴とする請求項２０から３０のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
32. 前記電気泳動体は、ディスペンサを用いて注入されることを特徴とする請求項２０から３１のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
33. 前記基板を前記透明板よりも鉛直方向上方にして前記電気泳動体を注入することを特徴とする請求項３２に記載の電気泳動表示装置の製造方法。
34. 前記複数の帯電粒子は、正極性と負極性に帯電されており、前記正極性と前記負極性の帯電粒子とがそれぞれ前記画像領域に存在する場合には、前記透明板から見てそれぞれ異なる色に着色されていることを特徴とする請求項２０から３３のいずれか一項に記載の電気泳動表示装置の製造方法。

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