JP2011248301A - 電気泳動型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】下部に配置したスイッチ操作のクリック感が良好になり、かつ耐久性を向上させた電気泳動型表示装置を提供する。
【解決手段】フレキシブル回路基板１１０の表面には、画素電極１１４が形成され、背面には、出力電極１１８と画素電極１１４とを接続する配線電極１１３が形成されている。出力電極１１８を除くフレキシブル回路基板１１０の背面には、コネクタ電極１１６、入力電極１１７及び出力電極１１８並びに画素電極１１４に対応する部位の周囲を除いて、配線電極１１３を保護するための保護層１（１１５）が被覆されている。即ち、画素電極１１４に対応する部位の周囲の保護層１（１１５）には、配線電極１１３を避けてスリット１１５ａが形成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、電気泳動型表示装置に関し、さらに詳しくは携帯電話等のキースイッチの上部に配置して、表示装置の上からスイッチを押圧して制御する電気泳動型表示装置に関する。

従来、電気泳動型表示装置の製造には、液相分散媒と電気泳動粒子とを含む電気泳動分散液を封入した多数のマイクロカプセルを接着層内に敷き詰めた画像表示層を、透明電極を有する透明基板の透明電極上に積層してシート状に形成した電子インクシートと呼ばれるものが活用されている。この電子インクシートを所望のサイズに裁断して、駆動電極として画素電極を有する駆動基板上に接着することにより、電気泳動により動作する表示装置本体を形成することができる。

この表示装置は、可撓性や割れ難さ軽量化等の観点から基板にプラスチック等の材料が用いられていて柔軟性があり、バックライトが必要ないことから低コスト化や薄型化が可能となり、さらに、視野角が広くコントラストが高いことに加え、メモリ性を有するために電界を印加しなくても表示を保持できるので低消電であり、次世代の表示デバイスとして注目を集めている。

しかし、プラスチック基板を透過したガスや水分が、表示装置内に浸入するとマイクロカプセルを劣化させるという問題があるために、表示装置本体の外周にはガスや水分を透過しにくい材料を用いた保護フィルムでサンドイッチ構造にして、この保護フィルムによって表示装置本体を封止して電気泳動型表示装置を完成する方法が広く利用されている。表示部側の保護フィルムは、表示を見るため透明であるが、裏面側の保護フィルムは、透明でも、不透明でも、問題ない。

電気泳動型表示装置は通常の表示装置としても使えるが、近年、特にその柔軟性に着目して、携帯電話等のキースイッチの上に配設して用いる表示装置としての応用が考えられるようになった。この場合に表示装置には、異なるスイッチ機能に応じた内容の画像パターンをキートップに切り替えて表示させることができる。しかし、キースイッチ用の表示装置を実現させるためには、表示装置の一層の柔軟性を計る必要があった。

従来のスイッチ用の表示装置には、可撓性を有する液晶表示パネルを用いたものがあり、表示装置の下方に複数のスイッチ手段を設け、表示装置とスイッチ手段の間に突起を有する補強板を新たに追加することによって、押圧手段がスイッチの真上でない場合でもスイッチの入力操作を確実にさせたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−１５５９８号公報（図１、４頁）

しかしながら、キースイッチ用の電気泳動型表示装置を実現するには、従来の標準的な電気泳動型表示装置の柔軟性では不十分で、特にスイッチのクリック感が弱くなってしまうという問題があり、また、電気泳動型表示装置そのものが押圧されるので、画像表示層の耐久性の点でも問題があった。

上記発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、電気泳動型表示装置の柔軟性を向上させて、下部に配置したスイッチを押圧して制御する際のクリック感が良好で、かつ耐久性の向上したキースイッチ用の電気泳動型表示装置を提供することである。

前述した目的を達成するための本発明の手段は、下部に配置したスイッチを押圧して制御するための電気泳動型表示装置であって、前記電気泳動型表示装置は透明電極を備える第一の基板と、画素電極を備える第二の基板と、前記透明電極と前記画素電極との間に電気泳動により動作する画像表示層とを備え、前記第二の基板の背面には前記画素電極に駆動電圧を印加するための配線電極を有し、前記配線電極を覆う保護層をさらに有し、前記保護層は前記画素電極に対応する部位が、その周囲よりも厚く形成されていることを特徴とする。

また、前記保護層は前記画素電極の周囲にスリットを有することを特徴とする。

また、前記スリットは前記配線電極を避けて形成されていることを特徴とする。

また、前記保護層は前記画素電極に対応する部位では複数層形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、配線電極を覆う保護層の画素電極に対応する部位の周辺部を薄くしているので、スイッチを操作する際のクリック感が向上する。また、保護層が画素電極に対応する部位において、その周囲よりも平面形状で厚く形成されているので、押圧されたときの圧力が分散され、画像表示層へのダメージが少なくなり、耐久性が維持される。また、保護層の周辺部を薄くする手段として、画素電極の周囲にスリットを設ける、あるいは、画素電極に対応する部位では保護層を複数層形成する構成としているが、スリットを形成する場合には、スリットが配線電極を避けて形成するので、配線電極が保護されながらもクリック感は良好となり、また、保護層を複数層形成する場合には、スイッチからの反力が画像表示層に広い面積で分散してかかるようになるために、表示装置の耐久性が向上した。

本発明の第一の実施の形態である電気泳動型表示装置を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ´断面を示す断面図である。 図１のＢ−Ｂ´断面を示す断面図である。 本発明の第一の実施の形態である電気泳動型表示装置の駆動基板を視認側から見た平面図である。 本発明の第一の実施の形態である電気泳動型表示装置の駆動基板の背面を示す平面図である。 本発明の第一の実施の形態である電気泳動型表示装置を用いたキーシートモジュールの構成を示す要部断面図である。 本発明の第二の実施の形態である電気泳動型表示装置の駆動基板の背面を示す断面図である。 本発明の第二の実施の形態である電気泳動型表示装置の駆動基板の背面を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態である電気泳動型表示装置について図面を参照して詳細に説明する。まず、本発明の第一の実施形態である電気泳動型表示装置の構成について説明する。図１は、電気泳動方表示装置の平面図、図２は、図１のＡ−Ａ‘断面図、図３は、図１のＢ−Ｂ’断面図である。図１〜図３に示すように、平面視略長方形の電気泳動型表示装置１００は、表示装置本体１０１がフレキシブル回路基板１１０の先端部１１１を除いて、表示装置本体１０１の視認側の面を覆う透明な上面保護フィルム１３１と背後側の面を覆う下面保護フィルム１３２とによって内包されている。

表示装置本体１０１は、厚さ０．０５μｍのＩＴＯから成る透明電極１２３を備えた厚さ１００μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂から成る透明で可撓性の第一の基板の透明基板１２４と、銅箔からなる画素電極１１４を備えた第二の基板のフレキシブル回路基板１１０と、透明電極１２３と画素電極１１４との間に電気泳動により動作する画像表示層１２０とを備えている。画像表示層１２０は直径３０〜５０μｍの多数のマイクロカプセル１２２を接着層１２１内に敷き詰めて形成されている。

画素電極１１４を形成したフレキシブル回路基板１１０の背面には、この画素電極１１４を駆動するための配線電極１１３が銅箔パターンで形成されている。そして、この配線電極１１３は画素電極１１４の開口部（画素部ビア）の底を埋めるように配置され画素電極１１４と導通している。さらに、フレキシブル回路基板１１０の背面は、この配線電極１１３の腐食を防止するための保護層１（１１５）が、配線電極１１３を覆うように配置されている。

図４は、画素電極１１４が配置されているフレキシブル回路基板１１０の平面図である。フレキシブル回路基板１１０は、厚さ１２μｍのポリイミドフィルムから成る基材の両面に厚さ１０μｍの銅箔を張ったものを用いている。その表面には、図４に示すように、略長方形又は略正方形の画素電極１１４が形成されている。図４には、一部の画素電極１１４を拡大して図示した。画素電極１１４は、数字電極１１４ａとひらがな電極１１４ｂと背景の周辺電極１１４ｃの３つの電極から構成されている。数字電極１１４ａと周辺電極１１４ｃとの間、及びひらがな電極１１４ｂと周辺電極１１４ｃの間には、僅かな隙間が設けられているが、数十μｍの隙間なので、隣り合う電極を同じ白表示、又は黒表示にした場合、斜め電界により、隙間の部分も動作し、隙間はほとんど認識されない。

図５は、図４のフレキシブル回路基板１１０の裏面平面図である。図５に示すように、フレキシブル回路基板１１０には、出力電極１１８と画素電極１１４の数字電極１１４ａ、ひらがな電極１１４ｂ、背景の周辺電極１１４ｃとは、１列ごとに１本の配線電極１１３に接続してあり、更に、対向電極（ＣＯＭ）と接続する配線電極と合わせ合計１０本の配線電極１１３が形成されている。

以上の各電極には、それぞれ厚さ１〜３μｍのニッケルメッキとその上に厚さ０．０５μｍの金メッキが施されている。また、駆動用回路であるＩＣ１４０が突起電極を介して入力電極１１７と出力電極１１８とに接続されている。ここで、駆動用回路としてＩＣ１４０を例に示したが、外部の駆動用回路と接続するフレキシブル回路基板を出力電力１１８と接続しても構わない。また、透明基板１２４の透明電極１２３は、導電ゴム（図示せず）を用いて、図４に図示したフレキシブル回路基板１１０のＣＯＭに接続してあり、ＣＯＭ及び導電ゴムを介して対向電圧を印加する。

フレキシブル回路基板１１０の背面には、コネクタ電極１１６、入力電極１１７及び出力電極１１８並びに画素電極１１４に対応する部位の周囲を除いて、配線電極１１３を保護するための保護層１（１１５）が被覆されている。即ち、画素電極１１４に対応する部位の周囲の保護層１（１１５）には、配線電極１１３を避けてスリット１１５ａが形成さ
れている。したがって、保護層１（１１５）は画素電極１１４に対応する部位が、その周囲よりも厚く形成されている。

上面保護フィルム１３１にはシリカやアルミナ等の無機酸化膜を蒸着やスパッタリングで形成したＰＥＴフィルム等の湿度遮断性能に優れた薄くて透明なフィルムを用い、下面保護フィルム１３２には透明である必要がないのでアルミ箔をＰＥＴフィルムでサンドイッチ状に挟み込んだ薄い多層膜を用いた。上面保護フィルム１３１と下面保護フィルム１３２との対向する内面には図示しないが、熱可塑性の接着層を有している。上面保護フィルム１３１と下面保護フィルム１３２との端部には、図１のハッチング部で示すように、熱可塑性の接着剤を介して圧着された封止部１３３が形成されている。

次に、この電気泳動型表示装置１００の製造方法について説明する。まず、第二の基板であるフレキシブル回路基板１１０の製造方法について説明する。両面に銅箔を有するポリイミドフィルムの所定箇所にドリルやレーザーで、スルーホールを形成した後、電解銅メッキを施してスルーホールの上下の銅箔を接続し、その後、表面には画素電極１１４になる銅箔パターンを、裏面には各々コネクタ電極１１６、入力電極１１７、出力電極１１８及び配線電極１１３になる銅箔パターンをフォトエッチング加工により形成する。

次に、保護層１（１１５）の形成方法について説明する。フレキシブル回路基板１１０の背面の配線電極１１３を形成してある部分に、感光性のアクリル系樹脂材料から成るフィルムを被覆して加圧式真空ラミネート装置に投入し、８０℃で３０秒間加圧した後、感度安定化のために４５分以上放置する。その後、露光条件１２０ｍｊ／ｃｍ² でフォトマスクを用いて所望のパターンを露光後、感度安定化のために１５分以上放置する。次に、液温３０℃、濃度１．０％の炭酸ナトリウム溶液の現像液を用いて、５０〜６０秒間現像してスリット１１５ａを形成する。その後水洗し、８５℃で乾燥する。その後、３ｊ／ｃｍ² のＵＶ照射をして、最後に熱風循環式オーブンに投入し、１６０℃、１時間以上放置して前記フィルムを熱硬化させることにより保護層１（１１５）が形成され、その後、ニッケルメッキと金メッキを行うことで、フレキシブル回路基板１１０が完成する。

なお、保護層１（１１５）の形成方法としては、例えば、厚さ１２μｍのポリイミド樹脂を型抜きし、厚さ１０〜２０μｍの接着剤で貼り付ける方法もある。この方法でスリット１１５ａを形成する場合には、スリットの一部を不連続にしておく必要があるが、配線電極１１３を避けてスリット１１５ａを形成する場合にはスリットが不連続になり好都合である。また、以上の方法の他に、感光性樹脂をロールコータで塗布し、その後硬化させる方法もある。いずれの方法によっても、硬化前の樹脂は、配線電極１１３の有る箇所と無い箇所との段差を吸収するのに十分な厚さと柔軟性があるので、保護層１（１１５）の表面は平面となる。

次に、透明基板１２４の透明電極１２３に接着された画像表示層１２０の接着層１２１を、画素電極１１４を形成したフレキシブル回路基板１１０の画素電極１１４上に接着して表示装置本体１０１を形成する。その後、表示装置本体１０１の視認側に上面保護フィルム１３１を配置し、次いで、表示装置本体１０１の背面側に下面保護フィルム１３２を配置する。その後、上面保護フィルム１３１、下面保護フィルム１３２の外側から加熱ローラーにより熱と圧力をかけることによって、両保護フィルムの内側全面に塗布した熱可塑性の接着剤（図示せず）を介して表示装置本体１０１の周囲を圧着し封止部１３３を形成することによって、電気泳動型表示装置１００が完成する。

次に、この電気泳動型表示装置１００の作用について説明する。フレキシブル回路基板１１０の配線電極１１３を介して所定の表示用の制御電圧を、画素電極１１４と透明電極１２３との間に印加することにより、透明電極１２３側に白色又は黒色の電気泳動粒子を
移動させて、所望の図形、文字等を含む画像を表示装置本体１０１の視認側へ表示させることができる。図４において、数字電極１１４ａを黒、ひらがな電極１１４ｂと周辺電極１１４ｃを白にすると、白のキーに黒の文字が表示できる。

白色又は黒色の電気泳動粒子の大きさは、数ミクロンと小さく、制御電圧を取り除いても、分子間力により状態を保持するので、表示を維持することが可能である。また、制御電圧の印加時間を調整することで、白色又は黒色の電気泳動粒子の移動量が変わり、中間調を表示することも可能である。

次に、本発明の第一の実施形態の効果について説明する。図６は、本発明の第一の実施形態である電気泳動型表示装置を用いたキーシートモジュールの構成を示す要部断面図である。図６に示すように、ＦＰＣ上にメタルドームを貼り付けたドームスイッチ３０の上に樹脂製のプッシュロッド２０が配設され、その上に電気泳動型表示装置１００が配置されている。最上部には薄く曲げやすい透明樹脂で形成したキートップ１０が、透明な粘着剤で電気泳動型表示装置１００と接着されている。

指先でキートップ１０の上から押圧したとき、電気泳動型表示装置１００が撓んでプッシュロッド２０を押し下げるから、プッシュロッド２０によってドームスイッチ３０が押されてスイッチが動作する。図２及び図５に示したように、フレキシブル回路基板１１０や保護フィルム１３１、１３２などに薄い材料を用いるとともに、背面に被覆した保護層１（１１５）には、画素電極１１４に対応する部位の周囲にスリット１１５ａを形成したので、電気泳動型表示装置１００の柔軟性が増して、下部に配置したドームスイッチ３０を押圧する際に、スイッチの操作性（クリック感）が向上した。なお、スリット１１５ａは配線電極１１３を避けて形成したが、配線電極１１３部を含んで形成しても同様の効果が期待できる。

携帯電話用として、このキーシートモジュールを用いる場合、キートップ１０は、透明であるので、電気泳動型表示装置１００の表示をキーの表示文字として認識できる。電話番号を入力する場合には、数字電極１１４ａを黒、ひらがな電極１１４ｂと周辺電極１１４ｃを白とすることで、数字がキーの中に表示できる。また、メール等で文字を入力する場合には、ひらがな電極１１４ｂを黒、数字電極１１４ａと周辺電極１１４ｃを白とすることで、ひらがなだけがキーの内部に表示される。このように、入力に必要な文字が、必要なキーだけに表示されることで、入力しやすいフレキシブルインターフェイスを実現できた。

なお、照明が必要な場合は、電気泳動型表示装置１１０とキートップ１０の間に、フロントライトを挿入する事で、実現可能である。フロントライトは、厚さ０．１〜０．３ｍｍの薄いプラスチック製の導光板が好ましく、いずれかの端面、または、複数の端面からＬＥＤで照明する。

次に、本発明の第二の実施形態である電気泳動型表示装置の構成について説明する。図７と図８に示すように、電気泳動型表示装置２００には、保護層１（１１５）の画素電極１１４に対応する部位において、保護層１（１１５）には同じ材質で任意の平面形状、例えば円形の保護層２（２１５）が積層されて複数層（本実施形態では２層）になっている。即ち、画素電極１１４に対応する部位の保護層は、その周囲よりも厚く形成されている。なお、画素電極１１４に対応する部位の周囲には、第一の実施形態におけるスリット１１５ａと同様なスリットが形成されていてもよい。保護層２（２１５）が円形の場合には、その周辺のスリットは円環状であってもよい。その他の構成要素は、第一の実施形態の電気泳動型表示装置と同じであるから、同じ構成要素には同じ符号と名称とを付して説明を省略する。

次に、本発明の第二の実施形態の効果について説明する。画素電極１１４に対応する部位の保護層が複数層になっているために、電気泳動型表示装置２００の上からスイッチを押圧した場合には、マイクロカプセル１２２にかかるスイッチからの反力が広い面積に分散されることになり、画像表示層１２０の耐久性が向上する。また、保護層２（２１５）の周囲にスリット１１５ａが形成された場合には、電気泳動型表示装置２００の柔軟性が一層増して、スイッチ操作のクリック感が良好になる。

１００、２００ 電気泳動型表示装置
１１０ フレキシブル回路基板
１１３ 配線電極
１１４ 画素電極
１１５ 保護層１
１１５ａ スリット
１２０ 画像表示層
１２３ 透明電極
１２４ 透明基板
２１５ 保護層２

Claims (4)

1. 下部に配置したスイッチを押圧して制御するための電気泳動型表示装置であって、前記電気泳動型表示装置は透明電極を備える第一の基板と、画素電極を備える第二の基板と、前記透明電極と前記画素電極との間に電気泳動により動作する画像表示層とを備え、前記第二の基板の背面には前記画素電極に駆動電圧を印加するための配線電極を有し、前記配線電極を覆う保護層をさらに有し、前記保護層は前記画素電極に対応する部位が、その周囲よりも厚く形成されていることを特徴とする電気泳動型表示装置。
2. 前記保護層は前記画素電極に対応する部位の周囲にスリットを有することを特徴とする請求項１に記載の電気泳動型表示装置。
3. 前記スリットは前記配線電極を避けて形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電気泳動型表示装置。
4. 前記保護層は前記画素電極に対応する部位では複数層形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気泳動型表示装置。

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