JP2008209584A

JP2008209584A - 電気泳動表示シートモビール

Info

Publication number: JP2008209584A
Application number: JP2007045257A
Authority: JP
Inventors: Ayumi Ochiai; あゆみ落合
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2007-02-26
Publication date: 2008-09-11

Abstract

【課題】液晶やＥＬといったような表示技術があるが、液晶は、ガラスや偏光板、位相差板、封止枠、ＴＦＴ等の電極が必要であり、モビールに採用するには重量やサイズに制限があり、有機ＥＬも同様である問題を解決するためになされたものであって、モビールの回転部材に点滅する機能を付与する表示技術として、電気泳動表示技術を用い、これを応用したシートでモビールパーツを作製することで新たなデザインや視覚効果を得ることができ、インテリアや玩具としてより一層人目を引くモビールを提供する提供する。
【解決手段】
回転部材のうち少なくとも一箇所が電気泳動を利用した表示シートからなることを特徴とする電気泳動表示シートモビールを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電界の印加によって移動する粒子を分散媒中に分散させて封入したマイクロカプセルからなる表示パネルを、天井などから吊るし、表裏両面どちらからも見ることが可能な表示装置に関するものである。

従来、モビールは空中で鑑賞する玩具やインテリア、ＰＯＰ（ＰｏｉｎｔｏｆＰｕｒｃｈａｓｅ）として用いられている。様々な形状の紙やプラスチック、金属板などのような比較的軽い素材である回転部材を糸や針金などの吊り下げ部材で天井からモービル取り付け部を介して吊るし、もしくはさらに別な回転部材や竿などと別な吊り下げ部材を用いて吊し、微妙なバランスをとって安定させたものである。

各々の回転部材は一ヶ所、二ヶ所で固定することで微妙なバランスを持ち、空気の流れに応じて独特な動きをするものであった。安価なものから高価なものまであり、インテリアや芸術品としての価値も高い。

例えば、特許文献1に示してあるように、従来インテリアや装飾品として幅広く使用されているモビールに、商品の宣伝広告として消費者の目を引くような工夫として、モビールのバランスを簡易かつ迅速に変化させるため主に吊り下げ部に様々な工夫が施されている。

先行技術文献は以下の通り。
特開平１０−１８１２９８号公報

しかしながら、従来のモビールは紙やプラスチック、金属などを吊り下げるという面では様々な視覚効果を持っているが、点滅するなどのデザインを変更することができず、変化がないという問題点があった。

そこで現在、情報機器の発達に伴い、表示パネルも幅広い形態を持っており、厚さが薄く、小型化できる表示装置は様々な用途に応用が期待されている。表示を電子的に行う技術では、液晶やＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）といったような表示技術があるが、液晶は、ガラスや偏光板、位相差板（フィルム）、封止枠、ＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の電極が必要であり、モビールに採用するには重量やサイズに制限がある。有機ＥＬも同様である。高分子分散無機ＥＬの場合は、交流の高圧電源が必要である。

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであって、モビールの回転部材に点滅する機能を付与する表示技術として、電気泳動表示技術を用い、これを応用したシートでモビールパーツを作製することで新たなデザインや視覚効果を得ることができ、インテリアや玩具としてより一層人目を引くモビールを提供することを目的とする。

本発明において上述の目的を達成するために、請求項１においては、回転部材のうち少なくとも一箇所が電気泳動を利用した表示シートからなることを特徴とする電気泳動表示
シートモビールを提供するものである。

また、請求項２においては、表示シートが透明導電性フィルム間に電荷を有した粒子が入っているマイクロカプセルに対して、電気的駆動を与えることで表示を行うことができ、表裏両面どちら側からも見ることが可能であることを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示シートモビールを提供するものである。

請求項３においては、吊り下げ部材が電線であることを特徴とする請求項１または２記載の電気泳動表示シートモビールを提供するものである。

請求項４においては、切り替えるタイミングを任意に操作できるコントローラを有し、かつ、モビール取り付け部を兼ねている電源部を有していることを特徴とする請求項１から３何れか記載の電気泳動表示シートモビールを提供するものである。

モビールを電気泳動型表示シートを用いて作製することにより、大きさや形状に制限がなくなり、さらに点滅のタイミングを任意に切り替えることで視覚効果を得ることが可能なモビールを提供することができる。

電気泳動を利用した表示装置のひとつにマイクロカプセルを用いた電気泳動表示装置がある。この表示装置は、透明溶媒が満たされたマイクロカプセル中に正、負に帯電した白い粒子と黒い粒子を入れ、外部電圧の印加によってそれぞれの粒子を表示面に引き上げて画像を形成するものである。マイクロカプセルのサイズは数十μｍ〜数百μｍと小さいので、このマイクロカプセルを透明なバインダー材に分散させると、インクのようにコーティングすることができる。このインクは、外部から電圧を印加することで画像を描くことができるので、電子インクと呼ばれる。

透明電極を形成した透明樹脂膜にこの電子インクをコーティングし、ＴＦＴに代表されるアクティブマトリクス駆動用の電極回路を形成した基板に貼り合わせると、アクティブマトリクスディスプレイを得ることができる。通常、透明電極を形成した透明樹脂フィルムに電子インクをコーティングした部品を「前面板」と呼び、アクティブマトリクス駆動用の電極回路を形成した基板を「背面板」と呼んでいる。背面板にはアクティブマトリクスの他、導電性を有する様々な基板、フィルムを使用することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、竿を用いない本発明の電気泳動表示シートモビールの例の簡略図である。

図１に示すように、天井部分にモビール取り付け部を兼ねた電源部から、直径１．０ｍｍ以下の金属線を導電性カーボンテープを用いて吊り下げ部材とし、電気泳動表示パネルと粘着させる。この金属線は電線として働き、かつ、モビールのパーツを複数連結させる役割を果たす。

図２は本発明の一形態に係るマイクロカプセル型電気泳動表示シートを示す断面図である。

図２に示すように、ポリエチレンテレフタレートからなる透明樹脂フィルム４の透明電極層（ＩＴＯ膜）５の面に、電子インクを塗布することでマイクロカプセル表示層８を形
成し、次いで、マイクロカプセル表示層８の面に接着層６を形成して、前面板１３を得る。その接着層６の面に、ポリエチレンテレフタレートからなる透明樹脂フィルム１５の透明電極層１４の面を貼り合わせる。これにより、マイクロカプセル表示層８両面に透明樹脂フィルムが張り合わされた形となり、両面どちら側からも見ることが可能となる。

図３は本発明の実施形態に係るマイクロカプセル型電気泳動表示パネルのマイクロカプセル表示層に含まれるマイクロカプセルの模式図である。

マイクロカプセル型電気泳動表示シートにおいて、マイクロカプセル表示層８に含まれるマイクロカプセル７は、図３に示すように、メタクリル酸樹脂、ユリア樹脂、アラビアゴム等をカプセル殻１１１とし、その内部に酸化チタンからなる白色の粒子１１３とカーボンブラックからなる黒色の粒子１１４が、シリコーンオイル等の粘性の高い分散媒１１２に分散された状態で封入されたものである。白色の粒子１１３である酸化チタンは正電荷を帯びており、一方、黒色の粒子１１４であるカーボンブラックは負電荷を帯びている。

このようなマイクロカプセル１１０を含むマイクロカプセル型電気泳動方式を用いた表示体は、次のようにして動作する。

図２の断面図に示すように、透明樹脂フィルム４の側の透明電極層５と透明樹脂フィルム１５の側の透明電極層１４に電界を印加し、透明電極層４を負極、透明電極層１４を正極とした場合、正に帯電した白色の粒子１１３が透明電極層４側に引かれ、負に帯電した黒色の粒子１１４は透明電極層１４側に引かれるので、透明電極層４側から観察するとその部分が白く見え、透明電極層１４側から観察するとその部分が黒く見える。

逆に、透明電極層５を正極、透明電極層１４を負極とした場合、正に帯電した白色の粒子１１３が透明電極層１４側に引かれ、負に帯電した黒色の粒子１１４は透明電極層５側に引かれるので、透明電極層５側から観察するとその部分が黒く見え、透明電極層１４側から観察するとその部分が白く見える。

マイクロカプセル表示層８は、図２の側断面模式図に示すように、マイクロカプセル１１０を多数含んでおり、透明電極層５を同一電位の共通電極、透明電極層１４を同一電位の共通電極とし、電極層の電界の向きを制御することで、上述の原理に基づきマイクロカプセル内の粒子を移動させることで、白と黒として表示させることができる。

表示シートにおいては、マイクロカプセル１１０の位置配置は多少の変動があっても表示に問題は生じない。したがって、構造材として樹脂フィルムを用いることで、紙のような柔軟性と軽さを持たせることができる。

図４は本発明の一形態に係るマイクロカプセル型電気泳動表示シートを示す断面図である。

表面に透明電極層が形成されているポリエチレンテレフタレートからなる透明樹脂フィルム４の透明電極層５の面と、透明電極層が形成されている第二のポリエチレンテレフタレートからなる透明樹脂フィルム１５の透明電極層１４の面に、導電性カーボンテープで例えば直径１．０ｍｍ以下の金属線３を貼り付ける。導電性と粘着力が得られれば、カーボンテープに限らず他の接着材料を適用することができる。

図５は竿を用いた場合の本発明の電気泳動表示パネル搭載型モビールの一例図である。

ペーパー状電子ディスプレイは可撓性を有する材料で作製するため、表示画面サイズも用途、要望に応じて任意のサイズのものを作成することができる。

軽量かつ柔軟性を有するポリエチレンテレフタレートで形成されているため、はさみやカッター、レーザーなどで任意の大きさの形状に断裁することが可能であり、また頭上から吊り下げても安全である。

図６は本発明の一形態に係るシステムの構成を示すブロック図である。

モビール取り付け部を兼ねた電源部１には、図６に示すように、タイミング切替部１７、ＣＰＵ１８、電圧を０Ｖ、１５Ｖにスイッチングできる出力切替部、及び電源部１９を有している。

マイクロカプセル型電気泳動式表示シートにおいて、各粒子は粘性の高い分散媒に分散されているため、一度電界を印加した後は、電界が切られても粒子の位置は変化しない。このため、点滅時のみ電界を印加すればよく、大幅な省電力化が可能であるため、バッテリーや乾電池での駆動も可能である。

以上の例では、モノクロ（白黒）の画像表示の例を示したが、透明性のカラーフィルムや印刷フィルムを点滅面に貼ることでカラー化も可能である。

以下、本願発明の実施例を、理解が容易な様に上記発明を実施するための最良の形態で用いた概略図面に対応させて以下説明する。従って、各図面は実施例に真に相当する様な正確性を持つ図面ではない。また、発明を実施するための最良の形態と同様の部分は説明を省略した。

まず、電気泳動を利用した表示シートの説明を行う。本願下記に示す材料を用いた材料を用いた配合比で得られるマイクロカプセル７とバインダー材１２を例えばマイクロカプセル：バインダー＝６：１（固形分比）となるように加え攪拌し、さらに界面活性剤を対マイクロカプセル固形分重量に対して例えば０．２ｗｔ．％、増粘剤を対マイクロカプセル固形分重量に対して例えば０．５ｗｔ．％加え攪拌した。得られたスラリーを脱泡し、これを塗工液とした。

ここで使用した材料は以下の通りである。
・マイクロカプセル：例えば白色粒子１１３として酸化チタン、黒色粒子１１４としてカーボンブラックが封入され、メタクリル酸樹脂、ユリア樹脂、アラビアゴム等をカプセル壁として有した２０−６０μｍのマイクロカプセル
・バインダー材：例えばポリウレタン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーンオイル等の粘性の高い分散媒
・増粘剤：例えばセルロース系増粘剤
・界面活性剤：例えばノニオン系界面活性剤
以上のように調整した塗工液を所定のコーティング法により透明樹脂膜４として例えば透明電極層５としてＩＴＯコーティングされたポリエチレンテレフタレートやポリイミド樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ナイロン６、ナイロン６６、ポリ塩化ビニリデン等を用いて、所定のコーティング法により塗工を行った。塗工、乾燥して得られる本発明の電気泳動表示シートの表示層を形成した。透明樹脂膜４の膜厚は２５〜２５０μｍ程度であるのが好ましい。膜厚が厚すぎる場合、巻取りが困難となり、電子インクの印刷作業性に悪影響を与える。また、薄すぎる場合には、マイクロカプセル表示層の保護機能が不十分となる。

上記の塗工シートに導電性接着層６が設けられる。導電性接着層６の具体的な材質としては、シリコンゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム等がある。導電性接着層６の厚みは概ね２５０μｍ程度である。

上記の導電性接着層６にさらに例えば第二の透明電極層１４としてＩＴＯコーティングされた第二の透明樹脂膜１５が設けられる。第二の透明樹脂膜１５として例えばポリエチレンテレフタレートやポリイミド樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ナイロン６、ナイロン６６、ポリ塩化ビニリデン等を用いる。

次に、モビール取り付け部を兼ねた電源部２０に例えば電圧を０Ｖと５〜３０Ｖをタイミング切替部で容易に白黒を切り替えることが可能となる。

この様にして単位面積当たりの重量約０．５ｇ／ｃｍ²程度である透明樹脂膜４と第二の透明樹脂膜１４及びマイクロカプセル層８で構成された電気泳動表示シートモビールパーツを得た。一方、例えば液晶ではガラス重量だけでも約２．６ｇ／ｃｍ²程度あり、これにさらにバックライト等も必要であり、重量に制限が出てきてしまう。

得られた電気泳動表示シートを任意の大きさにカットし、表示シートパネルのパーツを例えば直径０．５〜１．５ｍｍ程度の銅線、鉄線や金属メッキされた金属線３等を用いて、例えばカーボンや銅、アルミ等の導電性と粘着性を有した導電性粘着テープ１６で貼り付けることにより、電気泳動表示シートモビールを作製することができる。

本発明の電気泳動表示シートモビールは、従来モビールが有していた軽量、柔軟性、任意の形にカットできるなど優れた性質を維持した上に、点滅する機能を加え、それを低消費電力で実現することができるので、モビール利用の可能性を広げることができる。

本発明の一形態に係るモビールの簡略図である。本発明の一形態に係るマイクロカプセル型電気泳動表示シートを示す断面図である。本発明の一形態に係るマイクロカプセル型電気泳動表示シートのマイクロカプセル表示層に含まれるマイクロカプセルの模式図である。本発明の一形態に係るマイクロカプセル型電気泳動表示シートを示す断面図である。本発明の電気泳動表示パネル搭載型モビールの一例図である。本発明の一形態に係るシステムの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１・・・モビール取り付け部を兼ねた電源部
２・・・電気泳動表示シート
３・・・金属線
４・・・透明樹脂膜
５・・・透明電極層
６・・・導電性接着層
７・・・マイクロカプセル
８・・・マイクロカプセル層
９・・・白色粒子
１０・・・黒色粒子
１１・・・透明分散媒
１２・・・バインダー材
１３・・・前面板
１４・・・第二の透明電極層
１５・・・第二の透明樹脂膜
１６・・・導電性カーボンテープ
１７・・・タイミング切替
１８・・・ＣＰＵ
１９・・・出力切替
２０・・・電源
１１１・・・カプセル殻
１１２・・・分散媒
１１３・・・白色粒子
１１４・・・黒色粒子

Claims

回転部材のうち少なくとも一箇所が電気泳動を利用した表示シートからなることを特徴とする電気泳動表示シートモビール。
表示シートが透明導電性フィルム間に電荷を有した粒子が入っているマイクロカプセルに対して、電気的駆動を与えることで表示を行うことができ、表裏両面どちら側からも見ることが可能であることを特徴とする請求項１記載の電気泳動表示シートモビール。
吊り下げ部材が電線であることを特徴とする請求項１または２記載の電気泳動表示シートモビール。
切り替えるタイミングを任意に操作できるコントローラを有し、かつ、モビール取り付け部を兼ねている電源部を有していることを特徴とする請求項１から３何れか記載の電気泳動表示シートモビール。