JP2009080263A

JP2009080263A - 表示パネル

Info

Publication number: JP2009080263A
Application number: JP2007248909A
Authority: JP
Inventors: Norifumi Furuya; 憲文古谷
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2007-09-26
Filing date: 2007-09-26
Publication date: 2009-04-16

Abstract

【課題】柔軟で、構成が簡易で、構成が単純であり、サイズを小さくし、重量を軽減し、さらに安価な表示パネルを提供すること。
【解決手段】
表面に第一の表示パターンの透明電極とその相補パターンの透明電極が非導電部を介して形成された透明基材、裏面に第二の表示パターンの電極とその相補パターンの電極が非導電部を介して形成された基材、表裏の基材の電極間に、電気泳動マイクロカプセルを配置した表示媒体を構成し、表示媒体の表裏の電極に所定の電圧を印加するための電源と、電源を供給するタイミングと印加する電圧を選択することができ、第一の表示パターンの透明電極と第二の表示パターンの電極およびその相補パターンの電極間への印加と、第一の表示パターンの透明電極およびその相補パターンの透明電極間と第二の表示パターンの電極間への印加とを行い得る回路からなる表示パネルを提供する。
【選択図】図６

Description

本発明は、電気泳動表示方式で所要の複数の画像を表示媒体に繰り返し表示することができる表示パネルに関する。

電気泳動原理を利用した表示装置は、分散媒中に分散された電荷顔料粒子（電気泳動粒子）の電気泳動現象を用いた非発光型の表示装置であって、高コントラスト、広視野角、電源供給なしでの長時間表示、低消費電力等液晶表示にはない特徴を備えている。

例えば、特許文献１に、少なくとも一方が透明な対向する一対の電極層の間に、電気泳動粒子を分散させた分散媒が封入され、透明な電極層側の面が視認される。そして、電極層間に電圧を印加すると、電気泳動粒子が一方の電極側に移動され、表示媒体に必要情報を表示することができる。実際に、画像表示を行うにあたっては、一方の電極層を所定の表示パターンに分割し、これら分割電極層に対して印加する電圧の極性を選択的に制御することで、多様な表示が可能なことが記載されている。
特開昭４８−９０６９５号公報

しかしながら、０〜９までの数字１文字と小数点を表示するために、公知の７セグメントといわれる日の字型電極で表示するには、日の字の構成で７端子、小数点表示で１端子、さらに対向となる電極１端子の計９の電極端子を必要とする。
さらに数字だけでなく任意のアルファベット文字を１文字表示するには、公知の横５個、縦７個すなわち３５個のドット状電極と対向となる電極１端子を用いる必要がある。

それより複雑な単語を表現するには多くのドット状電極が必要となるが、表示したい内容の中には、異なる意味の１対からなる表現を繰り返したい内容も多く存在する。その様な場合においても、多数のマトリックスの電極を使用することが必要となる。

例えば、上記ドットマトリックスを用いて、ＣＬＯＳＥ、ＯＰＥＮの１組の異なる意味の表現を、その状況に応じて表示するパネルとした場合、少なくとも３５個からなるマトリックス電極が５文字分、計１７５個のドットの電極と対抗となる電極の１７６電極が必要となる。

それゆえ、表示パネルにした場合、その周辺回路も複雑化し、形状が大きくなると共に、重さも重くなるという問題点があった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、一文字または複数の文字（数字や記号を含む）からなる１組の異なる意味の表現を、少ない電極で構成し、小型で軽量、かつ安価な表示パネルを提供することである。

（請求項１の発明）
本発明はかかる問題点を解決すべくなされたものである。

請求項１の発明は、表面に第一の表示パターンに合わせた透明電極と第一の表示パターンの相補パターンの透明電極がパターン認識不可能な幅の非導電部を介して形成された透明基材、裏面に第二の表示パターンに合わせた電極と第二の表示パターンの相補パターン
の電極がパターン認識不可能な幅の非導電部を介して形成された基材、表裏の基材の電極間に、電界の印加により移動する粒子を含む電気泳動マイクロカプセルを配置した表示媒体を構成し、この構成された表示媒体の表裏の電極に所定の電圧を印加するための電源と、電源を供給するタイミングと印加する電圧を選択することができ、表面の第一の表示パターンの透明電極と裏面の第二の表示パターンの電極およびその相補パターンの電極間への印加と、表面の第一の表示パターンの透明電極およびその相補パターンの透明電極間と裏面の第二の表示パターンの電極間への印加とを行い得る回路からなることを特徴とすることで、表示パネルの構成を簡略化し、前記課題を解消するものである。

（請求項２の発明）
請求項２の発明は、請求項1に記載の表示パネルにおいて、電気泳動マイクロカプセルと裏面の第二の表示パターンに合わせた電極と第二の表示パターンの相補パターンの電極が形成された基材との間に、接着剤層を有することを特徴とする表示パネルを提供することで、前記課題を解消するものである。

（請求項３の発明）
請求項３の発明は、前記第一の表示パターンに合わせた透明電極、第一の表示パターンの相補パターンの透明電極、第二の表示パターンに合わせた電極、第二の表示パターンの相補パターンの電極のうち外部端子接続部分との離間部分を持つパターンである場合、その外部端子接続部分との離間部分とがパターン認識不可能な幅の導電部を介して形成されたことを特徴とする請求項１または２記載の表示パネルとすることで、外部端子接続部分との離間部分を持つパターンである場合であっても正常駆動させることを可能とするものである。

請求項１から３の記載に係る表示パネルは、パターンＡ，Ｂの内容を繰り返し変更することが可能であり、何度でも利用できるものである。

さらに、限定された１組の異なる意味の表現に対して最小の電極数とすることで、電子回路が簡略化され、小型、軽量な表示パネルを提供することが可能となる。

また、基材をプラスチックなどの樹脂とすることで、柔軟性があり屈曲可能であるので、紙と同様に曲面等にも取付け可能である。更に、小型、軽量で紙印刷物等と同等の画像表示を行うことができる。

また単純な構造ゆえに、製造工程が簡略化でき、製造が容易で、歩留まりが向上することから、製造コストを低減が図れる。

次に本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。

（電気泳動マイクロカプセルの作成）
本発明において、まず、テトラクロロエチレン溶媒に、溶液中で負に帯電するポリエチレン樹脂で表面被覆した平均粒系３μｍの酸化チタンと溶液中で正に帯電するアルキルトリメチルアンモニウムクロライド（Ｒ（ＣＨ₃）３Ｎ⁺ＣＬ^-、Ｒはアルキル基）で表面処理した黒着色粒子（ＰｉｇｍｅｎｔＢｌａｃｋ）（１３Ｂｋ）の各々の着色顔料とが分散された分散液を作成した。

それぞれの分散液について、４０℃に調整された水にゼラチンと乳化剤としてドデシル硫酸ナトリウムを配合した水溶液と混合し、液温を４０℃に保ちながらホモジナイザーを
用いて攪拌、Ｏ／Ｗ（水中油型（オイル・イン・ウォーター）エマルションを得た。

ついで、得られた各Ｏ／Ｗ（水中油型（オイル・イン・ウォーター）エマルションと４０℃に調整された水にアラビアゴムを配合した水溶液とをディスパーを用いて混合し、各溶液の液温を４０℃に保ちながら、酢酸を用いて溶液のｐＨを調整、コアセルベーションによりマイクロカプセル殻（１４）を形成した。さらに各液温を５℃に調整、ホルマリン溶液を加え水酸化ナトリウムを用いて溶液のｐＨを調整した。そして、攪拌しながら各液温を５０℃に調整することでマイクロカプセル殻を硬化させ、白色及び各色粒子がそれぞれ分散した分散液を封入したマイクロカプセルの径をふるい分けによりそれぞれ４０μｍ程度に揃えた。（図１参照）
（電気泳動マイクロカプセル塗工液の作成）
得られたマイクロカプセルと、ポリウレタン樹脂溶液（ニッポラン５０３７、日本ポリウレタン工業社製）とを混合して、電気泳動マイクロカプセル塗工液を作成した（図２参照）。

（透明基材）
透明絶縁基材は、ガラス、プラスチック（スチレン樹脂、セルロース、クレゾール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド、ポリカーボネイト、ポリエチレン、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリイソブチレン、メタクリル樹脂、アセタール樹脂、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレン樹脂、ポリウレタン、ビニル樹脂、ポバール、ビニリデン樹脂、シリコーン樹脂、ユリア樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、シクロオレフィンポリマー）であるが、これらに限定されるものではない。

（透明導電性膜）
透明導電性膜は、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、導電性ポリマーなどが使用できる。

透明導電性膜の形成は、蒸着、スパッタリング、電着、塗布、印刷など公知の手法により基材表面に形成される。

透明導電性膜の形成にあたって、第一の表示パターンとして文字（数字と記号を含む）列を採用する場合は、その文字同士は、電圧を印加した際において、カプセル内の粒子がほとんど移動せず、文字の認識において無視できる５〜１００μｍ程度の細線（３３）で繋がるように表示パターンを設計・デザインする。

さらに、それとネガポジ関係にある相補パターンでも透明導電膜を形成する。数字のゼロやアルファベットのＯ文字のような、中央部（３６）が外部端子と接続している外周部（３７）と離間しているパターンの場合は、このままでは外周部と非導通になってしまい、●の様なパターンになってしまうので、これを防止するために、電圧を印加した際に、文字の認識において無視できる幅（１０〜１００μｍ程度）でパターンの一部を切断（３４）し、さらにその切断部分に、電圧を印加した際に、文字の認識において無視できる幅（５〜１００μｍ程度）の細線（３５）で、中央部（３６）と外周部（３７）を繋がるように相補パターンを設計・デザインする。

この表示パターンとその相補パターンはパターン認識不可能な幅の非導通部を挟んでいるが、それの非導通部を除いて全面に透明導電膜が形成されている。これは、第二の表示パターンを表示するときの全面電極として働かせるためである。

（第二の表示パターンの電極）
基板に、第二の表示パターンに合わせた電極と第二の表示パターンの相補パターンの電
極がパターン認識不可能な幅の非導電部を介して形成する。その相補的の意味は上記透明導電膜と同様である。

（電子回路）
抵抗、コイル、コンデンサ、変圧器、圧電素子、水晶振動子などの受動素子と半導体素子等の能動素子を組み合わせ、予め決められたタイミングや外部切替えタイミング端子を通して外部から指示されたタイミングで、表示したい内容に合わせて、表面の第一の表示パターンの透明電極と裏面の第二の表示パターンの電極およびその相補パターンの電極間への印加と、表面の第一の表示パターンの透明電極およびその相補パターンの透明電極間と裏面の第二の表示パターンの電極間への印加とを行い得るもので、これにより表示媒体の表裏の電極に所定の電圧を印加する機能を有する。

（電源）
マイクロカプセル内の電気泳動粒子を駆動させる為に必要な電圧を印加できるもので、化学電池（乾電池、蓄電池、燃料電池）の他、太陽電池、さらに交流を直流に変換する電源ユニットであっても良い。

（電気泳動表示パネル）
（第一の実施の形態）
図４に示すように、一対の前記透明基材に、１組の異なる意味の表現となる表示パターンに基き、前記透明導電性膜形成した。

次に表裏どちらか片方の基材の透明導電性膜面上に前記電気泳動マイクロカプセル塗工液を、マイクロカプセルが１層に並ぶように塗工した。

さらに塗工された電気泳動マイクロカプセル表面に、もう片方の基材の透明導電性膜面を、ラミネートして貼り合わせ表示媒体を形成する。形成された表示媒体の電極に、電圧を印加する為の電源を、表示パターンに合わせて内部配線を変えることができる電子回路を通して接続し、表示パネルを形成した。

（第二の実施の形態）
図５に示すように、一対の前記透明基材に、１組の異なる意味の表現となる表示パターンに基き、前記透明導電性膜形成した。

次に表の基材の透明導電性膜面上に、前記電気泳動マイクロカプセル塗工液を、マイクロカプセルが１層に並ぶように塗工した。

塗工後、塗工面に接着剤を薄膜形成した。接着剤としては、公知の接着剤を用いることが出来る。接着剤は薄膜コートしても良いし、接着剤が剥離しやすいシートの上に予め薄膜の接着剤を形成の後、マイクロカプセル面に転写する方法であっても良い。

さらに接着剤表面に、もう裏面の基材の透明導電性膜面をラミネートして貼り合わせ、表示媒体を形成した。形成された表示媒体の電極に電圧を印加する為の電源を、表示パターンに合わせて内部配線を変えることができる電子回路を通して接続し、表示パネルを形成した。

（１組の異なる意味の表現の表示）
形成された、表示パネルにおいて、図６に示すように、電子回路において初めに表示媒体の電極端子Ｃと電源端子Ｅを、さらに表示媒体の電極端子Ａ，Ｂ，Ｄと電源端子Ｆを内部配線の後、電圧を印加した。その後電子回路において、表示媒体の電極端子Ａ，Ｂ，Ｃと
電源端子Ｅを、さらに表示媒体の電極端子Ｄと電源端子Ｆを内部配線後、電圧を印加し、結果、Ｗの白地に黒文字の第一の表示パターンを表示した。

同様に、電子回路において初めに表示媒体の電極端子Ｃと電源端子Ｆを、さらに表示媒体の電極端子Ａ，Ｂ，Ｄと電源端子Ｅを内部配線の後、電圧を印加した。その後電子回路において、表示媒体の電極端子Ａ，Ｂ，Ｃと電源端子Ｆを、さらに表示媒体の電極端子Ｄと電源端子Ｅを内部配線後、電圧を印加し、結果、Ｘの黒地に白文字の第一の表示パターンを表示した。

さらに、電子回路において初めに表示媒体の電極端子Ａと電源端子Ｅを、さらに表示媒体の電極端子Ｂ，Ｃ，Ｄと電源端子Ｆを内部配線の後、電圧を印加した。その後電子回路において、表示媒体の電極端子Ａ，Ｃ，Ｄと電源端子Ｅを、さらに表示媒体の電極端子Ｂと電源端子Ｆを内部配線後、電圧を印加し、結果、Ｙの白地に黒文字の第二の表示パターンを表示した。

同様に、電子回路において初めに表示媒体の電極端子Ａと電源端子Ｆを、さらに表示媒体の電極端子Ｂ，Ｃ，Ｄと電源端子Ｅを内部配線の後、電圧を印加した。その後電子回路において、表示媒体の電極端子Ａ，Ｃ，Ｄと電源端子Ｆを、さらに表示媒体の電極端子Ｂと電源端子Ｅを内部配線後、電圧を印加し。結果、Ｚの黒地に白文字の第二の表示パターンを表示した。（図６参照）

本発明に係る電気泳動マイクロカプセルの模式断面図である。本発明に係る電気泳動マイクロカプセル塗工液の調液を示す説明図である。本発明に係る表示パターン用導電膜形成の説明図である。本発明の第一の実施の形態に係る電気泳動表示パネルの構成図である。本発明の第二の実施の形態に係る電気泳動表示パネルの構成図である。本発明に係る電子回路駆動パターンと表示パターンの説明図である。

符号の説明

１…表示媒体
２ａ…透明基材（表面）
２ｂ…透明基材（裏面）
３ａ…透明電極（表面）
３ｂ…透明電極（裏面）
４…電気泳動マイクロカプセル
５…封止材
６…接着剤
７…電子回路
８…外部切替えタイミング端子
９…電源
１２…白色粒子
１３…黒着色粒子
２０…バインダー溶液
３１…表示パターンに合わせた文字外周部電極
３２…表示パターンに合わせた文字部電極
Ａ…表示パターン裏面の文字用電極端子
Ｂ…表示パターン裏面の文字外周部電極端子
Ｃ…表示パターン表面の文字用電極端子
Ｄ…表示パターン表面の文字外周部電極端子
Ｅ…電源の負の端子
Ｆ…電源の正の端子

Claims

表面に第一の表示パターンに合わせた透明電極と第一の表示パターンの相補パターンの透明電極がパターン認識不可能な幅の非導電部を介して形成された透明基材、裏面に第二の表示パターンに合わせた電極と第二の表示パターンの相補パターンの電極がパターン認識不可能な幅の非導電部を介して形成された基材、表裏の基材の電極間に、電界の印加により移動する粒子を含む電気泳動マイクロカプセルを配置した表示媒体を構成し、この構成された表示媒体の表裏の電極に所定の電圧を印加するための電源と、電源を供給するタイミングと印加する電圧を選択することができ、表面の第一の表示パターンの透明電極と裏面の第二の表示パターンの電極およびその相補パターンの電極間への印加と、表面の第一の表示パターンの透明電極およびその相補パターンの透明電極間と裏面の第二の表示パターンの電極間への印加とを行い得る回路からなることを特徴とする表示パネル。
請求項1に記載の表示パネルにおいて、電気泳動マイクロカプセルと裏面の第二の表示パターンに合わせた電極と第二の表示パターンの相補パターンの電極が形成された基材との間に、接着剤層を有することを特徴とする表示パネル。
前記第一の表示パターンに合わせた透明電極、第一の表示パターンの相補パターンの透明電極、第二の表示パターンに合わせた電極、第二の表示パターンの相補パターンの電極のうち外部端子接続部分との離間部分を持つパターンである場合、その外部端子接続部分との離間部分とがパターン認識不可能な幅の導電部を介して形成されたことを特徴とする請求項１または２記載の表示パネル。