JP2008224900A

JP2008224900A - 電子ペーパー表示装置

Info

Publication number: JP2008224900A
Application number: JP2007060914A
Authority: JP
Inventors: Junji Miyashita; 純司宮下
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2008-09-25

Abstract

【課題】電子ペーパー表示装置において、夜間や暗闇等の暗所でも表示内容を視認可能であると共に低コストで作製することができること。
【解決手段】画像情報を無電源状態で表示保持可能かつ書き換え可能な電子ペーパー本体１と、該電子ペーパー本体１の前面に配されたフロントライトユニット２とを備え、該フロントライトユニット２が、電子ペーパー本体１の前面に配され表裏面から入射された光を透過可能であると共に端部から入射された光を導光し散乱させて少なくとも電子ペーパー本体１側に出射させる導光散乱部材６と、該導光散乱部材６内にその端部から直接又は導光部材を介して光を入射する光源８とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば明るい場所だけでなく夜間や暗闇等の暗所でも視認可能な電子ペーパー表示装置に関する。

近年、種々の表示装置が開発されている中で、薄型かつ軽量であり紙媒体に代わる表示媒体として価格ラベル、電子書籍及び電子新聞等の用途に期待されている電子ペーパーの開発が進んでいる。この電子ペーパーは、電子ディスプレイと紙の長所を併せ持つものであり、画像情報を無電源状態でも表示したまま保持することができると共に書き換え可能なものである。また、電子ペーパーは、従来の透過型液晶表示装置などに比べて反射型であるためにコントラスト比が変わらず視野角が広い利点がある。例えば、特許文献１には、電気泳動素子を利用したカラー電子ペーパー表示装置が提案されている。

特開２００７−４１１６９号公報

しかしながら、上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、従来の電子ペーパーでは、反射型であるために太陽光や蛍光灯などの外部からの光を反射させることで視認可能になっているが、夜間や暗闇等の暗所では表示内容を視認することができない不都合がある。また、電子ペーパーは、その構造上、反射型であるために液晶表示装置のように透過型にしてバックライトで背面から光を透過させる方法を採用することも困難であった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、夜間や暗闇等の暗所でも表示内容を視認可能であると共に低コストで作製可能な電子ペーパー表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の電子ペーパー表示装置は、画像情報を無電源状態で表示保持可能かつ書き換え可能な電子ペーパー本体と、該電子ペーパー本体の前面に配されたフロントライトユニットとを備え、該フロントライトユニットが、前記電子ペーパー本体の前面に配され表裏面から入射された光を透過可能であると共に端部から入射された光を導光し散乱させて少なくとも前記電子ペーパー本体側に出射させる導光散乱部材と、該導光散乱部材内にその端部から直接又は導光部材を介して光を入射する光源とを備えていることを特徴とする。

この電子ペーパー表示装置では、電子ペーパー本体の前面に配されたフロントライトユニットが、表裏面から入射された光を透過可能であると共に端部から入射された光を導光し散乱させて少なくとも電子ペーパー本体側に出射させる導光散乱部材を有しているので、光源からの光を導光しつつ散乱させて電子ペーパー本体を前面側から照明し、その反射光を導光散乱部材の裏面から表面に透過させることで、暗所であっても表示内容を視認することができる。また、フロントライトユニットが、ＬＥＤ等の光源及び樹脂製シート等の導光散乱部材で簡易に構成可能なため、非常に安価に製造することができる。

また、本発明の電子ペーパー表示装置は、前記導光散乱部材が、端部から入射された光の導波方向に対して低い散乱特性を有していると共に前記導波方向に対して直交する方向には高い散乱特性を有する異方性散乱部材であることを特徴とする。すなわち、この電子ペーパー表示装置では、導光散乱部材として、光の導波方向よりも該導波方向の直交方向における散乱特性が相対的に高い異方性散乱部材を採用するので、端部から入射された光を効率的に導光かつ異方散乱させて電子ペーパー本体の全域を均等に照明可能であると共に、表面からの蛍光灯や太陽光などの光や電子ペーパー本体から反射した光を効率的に透過させることができる。

さらに、本発明の電子ペーパー表示装置は、前記異方性散乱部材が、レンチキュラーレンズフィルムであることを特徴とする。すなわち、この電子ペーパー表示装置では、異方性散乱部材としてレンチキュラーレンズフィルムを採用するので、光の導波方向に対して直交する方向に線状に延在した複数の半割円柱状のレンズ群によって効率的な異方性散乱を得ることができる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る電子ペーパー表示装置によれば、電子ペーパー本体前面のフロントライトユニットが、表裏面から入射された光を透過可能であると共に端部からの光を導光し散乱させて少なくとも電子ペーパー本体側に出射させる導光散乱部材を有しているので、暗所であっても表示内容を視認することができると共に、非常に安価に製造することができる。したがって、明るい場所だけでなく暗所においても電子ペーパーを活用することが可能になり、場所等の適用環境や適用機器などを大幅に拡大することが可能になる。

以下、本発明に係る電子ペーパー表示装置の第１実施形態を、図１から図４に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

本実施形態における電子ペーパー表示装置は、図１及び図２に示すように、画像情報を無電源状態で表示保持可能かつ書き換え可能な電子ペーパー本体１と、該電子ペーパー本体１の前面に配されたフロントライトユニット２とを備えている。
上記電子ペーパー本体１は、図３に示すように、インク層３の裏側にドライバ層４を配すると共に表側に透明フィルム５を配したサンドイッチ構造を有している。
上記インク層３は、マクロカプセルや帯電ビーズなどからなる層である。また、上記ドライバ層４は、アクティブマトリックスのＴＦＴで構成されており、電子ペーパーの表示制御を行う機能を有する。

電子ペーパー本体１としては、例えばマクロカプセルを使った電気泳動方式の電子ペーパーや白黒塗り分けた帯電ビーズを使用した方式の電子ペーパーが採用される。例えば、電気泳動方式の電子ペーパーの場合、青色の液体と白色の酸化チタン粒子等の帯電粒子とをマイクロカプセルに入れ、このマイクロカプセルからなるインク層３の裏側に電極であるドライバ層４を配置している。この方式の電子ペーパーでは、白色粒子がマイクロカプセルの表側にあるときには、白色表示に見えるが、電極にマイナスの電圧を印加して帯電粒子を裏側に引き寄せると、青色の液体が表側になって、黒色表示に見えるようになることで、白黒制御を行っている。

上記フロントライトユニット２は、電子ペーパー本体１の前面に平行に配され表裏面から入射された光を透過可能であると共に端部から入射された光を導光し散乱させて少なくとも電子ペーパー本体１側に出射させる導光散乱部材６と、導光散乱部材６内にその端部から線状導光部材７を介して光を入射する光源８と、線状導光部材７に沿ってその背面（導光散乱部材６の端部側と反対側）に配された反射板９とを備えている。なお、光源８は、導光散乱部材６内にその端部から直接、光を入射するように端部に近接して配しても構わない。

上記導光散乱部材６は、シート状、フィルム状又は板状のものであり、特にシート状やフィルム状のものを採用すれば、薄型である電子ペーパー本体１と共に装置全体の薄型化が可能であると共に、容易に曲がるので電子ペーパー本体１を曲げて使用する際にも適用可能になる。

また、導光散乱部材６は、等方性散乱を行う拡散フィルムなどであって、所定のヘイズ値と厚さとに設定されている。なお、上記ヘイズ値は、透明性又は曇り度合いを測る目安であり、散乱光線透過率を全光線透過率で割ったものを百分率で表したものである。

導光散乱部材６としては、例えばＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（メタクリル酸メチル樹脂（アクリル樹脂））、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）又はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）などの一層フィルム、これらいずれか一つの樹脂とＵＶ（紫外線）硬化樹脂との二層フィルム、シリコンフィルム等のエラストマー樹脂フィルムなどが用いられる。

上記線状導光部材７は、透明なポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂等で形成されており、端部から入射される光源８からの光を導光すると共に反射及び拡散により導光散乱部材６の端部に出射するものである。なお、この線状導光部材７の背面は、内部に入射され導光される光を導光散乱部材６の端部側に反射させる複数の傾斜面等の加工が施されている。
上記反射板９は、光反射機能を有する金属板、フィルム、箔等である。この反射板９は、線状導光部材７の背面から出た光を反射して、再度、線状導光部材７内に入射させる機能を有している。

上記光源８は、線状導光部材７の端部に配置された白色ＬＥＤである。この白色ＬＥＤは、例えば基板上の半導体発光素子を樹脂材で封止したものであり、半導体発光素子として、例えば青色（波長λ：４７０〜４９０ｎｍ）ＬＥＤ素子又は紫外光（波長λ：４７０ｎｍ未満）ＬＥＤ素子であって、例えばサファイア基板などの絶縁性基板上に窒化ガリウム系化合物半導体（例えばＩｎＧａＮ系化合物半導体）の複数の半導体層が積層されて形成されたものである。

また、この半導体発光素子を封止する樹脂材は、シリコーン樹脂を主剤とし、例えばＹＡＧ蛍光体が添加されている。このＹＡＧ蛍光体は、半導体発光素子からの青色光又は紫外光を黄色光に変換させて混色効果により白色光を生じさせるものである。なお、白色ＬＥＤとしては、上記以外でも種々のものが採用可能である。

このように本実施形態の電子ペーパー表示装置では、電子ペーパー本体１の前面に配されたフロントライトユニット２が、表裏面から入射された光を透過可能であると共に端部から入射された光を導光し散乱させて少なくとも電子ペーパー本体１側に出射させる導光散乱部材６を有しているので、光源８からの光を導光しつつ散乱させて電子ペーパー本体１を前面側から照明し、その反射光を導光散乱部材６の裏面から表面に透過させることで、暗所であっても表示内容を視認することができる。
また、フロントライトユニット２が、ＬＥＤの光源８や樹脂製シートの導光散乱部材６などで簡易に構成可能なため、非常に安価に製造することができる。

次に、本発明に係る電子ペーパー表示装置の第２実施形態について、図５を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、導光散乱部材６が等方性散乱を行う拡散フィルムなどであるのに対し、第２実施形態の電子ペーパー表示装置は、図５に示すように、フロントライトユニット１０の導光散乱部材が、端部から入射された光の導波方向Ａに対して低い散乱特性を有していると共に上記導波方向Ａに対して直交する方向には高い散乱特性を有する異方性散乱部材１１である点である。

また、第２実施形態の電子ペーパー表示装置は、異方性散乱部材１１としてレンチキュラーレンズフィルムを採用している。このレンチキュラーレンズフィルムは、光の導波方向Ａ（線状導光部材７の延在方向に直交すると共に異方性散乱部材１１に平行な方向）に対して直交する方向に線状に延在した複数の半割円柱状のレンズ群を、表面側に設けた構成を有している。このレンズ群による異方性散乱パターンは、内部の導波方向Ａの光には低散乱パターンであり、それとは９０°直交する方向の光には高散乱パターンとなる。したがって、光の導波方向Ａでは低散乱パターンであるので、導波の阻害を抑制し、光を異方性散乱部材１１全体に導光させることができると共に、導波方向Ａに直交する方向又は傾いた方向の光は表面のレンズ群における高散乱パターンにより、裏面側の電子ペーパー本体１へと出射されて照明光となる。

このように第２実施形態では、導光散乱部材として、光の導波方向Ａよりも該導波方向Ａの直交方向における散乱特性が相対的に高い異方性散乱部材１１を採用するので、端部から入射された光を効率的に導光かつ異方散乱させて電子ペーパー本体１の全域を均等に照明可能であると共に、表面からの蛍光灯や太陽光などの光や電子ペーパー本体１から反射した光を効率的に透過させることができる。特に、異方性散乱部材１１としてレンチキュラーレンズフィルムを採用するので、光の導波方向に対して直交する方向に線状に延在した複数の半割円柱状のレンズ群によって効率的な異方性散乱を得ることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。

本発明に係る電子ペーパー表示装置の第１実施形態を示す要部の断面図である。本実施形態において、電子ペーパー表示装置を示す側面図である。本実施形態において、電子ペーパー本体を示す平面図及び側面図である。本実施形態において、フロントライトユニットを示す平面図及び側面図である。本発明に係る電子ペーパー表示装置の第２実施形態において、フロントライトユニットを示す平面図及び側面図である。

符号の説明

１…電子ペーパー本体、２、１０…フロントライトユニット、６…導光散乱部材、８…光源、１１…異方性散乱部材

Claims

画像情報を無電源状態で表示保持可能かつ書き換え可能な電子ペーパー本体と、
該電子ペーパー本体の前面に配されたフロントライトユニットとを備え、
該フロントライトユニットが、前記電子ペーパー本体の前面に配され表裏面から入射された光を透過可能であると共に端部から入射された光を導光し散乱させて少なくとも前記電子ペーパー本体側に出射させる導光散乱部材と、
該導光散乱部材内にその端部から直接又は導光部材を介して光を入射する光源とを備えていることを特徴とする電子ペーパー表示装置。
請求項１に記載の電子ペーパー表示装置において、
前記導光散乱部材が、端部から入射された光の導波方向に対して低い散乱特性を有していると共に前記導波方向に対して直交する方向には高い散乱特性を有する異方性散乱部材であることを特徴とする電子ペーパー表示装置。
請求項２に記載の電子ペーパー表示装置において、
前記異方性散乱部材が、レンチキュラーレンズフィルムであることを特徴とする電子ペーパー表示装置。