JP2012509502A - 電子ペーパー表示パネルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
柔らかなディスプレイであって、折り畳み可能であるというメリットを有する電子ペーパーは、既存のフラットディスプレイパネルに比べて生産コストが遥かに安価であり、液晶表示素子のようにバックライトや持続的な再充電が不要であるということから、極少量のエネルギーでも駆動可能であり、エネルギー効率性にも遥かに優れている。
さらに、電子ペーパーは非常に鮮明であり、視野角が広く、電源がなくても文字が消去されないというメモリ機能も有している。
これらの大きなメリットにより、電子ペーパーは、紙のような面を動くイラストレーションを有する電子書籍、自己更新性新聞、移動電話のための再使用可能なペーパーディスプレイ、廃棄可能なTVスクリーン及び電子壁紙など実に広範な分野に応用可能であり、巨大な潜在市場を有している。
また、電子ペーパー表示パネルは、液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display)、プラズマディスプレイパネル(PDP:Plasma Display Panel)、有機電界発光(EL:Electro Luminescence)素子を継ぐ次世代表示素子として脚光を浴びており、反射型ディスプレイ素子として最適な理想の素子であると評価されている。
特に、電子ペーパーは、数百万個のビーズが油穴の内に飛び散っている薄型のプラスチックなどの柔らかな基板に文字や映像を表示できるようにしたディスプレイ素子であって、数百万回再生して使用することができ、将来に書籍、新聞、残滓など既存の印刷媒体に取って代わる材料として期待を集めている。
さらに、電子ペーパーは、既存のフラットディスプレイパネルと比べて生産コストが遥かに安価であり、静止画のようにバックライトや持続的な再充電が不要になることから、極少量のエネルギーでも駆動可能であり、エネルギー効率にも遥かに優れている。
これらに加えて、電子ペーパーは、非常に鮮明であり、視野角が広く、電源がなくても文字が消去されないというメモリ機能も有していることから、公共掲示板、広告物、電子ブックなどに幅広く使用される可能性がある。
この種の電子ペーパー表示装置は、その構造に応じて、電気泳動型、ジャイリコン型及びトナー型に大別され、通常、電気泳動型である電子インキ(Electronic Ink;以下、「E−Ink」と称する。)を用いた電子ペーパー表示装置が頻用されている。
図1は、従来の技術による電子ペーパー表示パネルの概略断面図である。同図を参照すると、電子ペーパー表示パネルは、下部基板10および上部基板20の厚さに制限はないが、静電気力により帯電粒子31、32を動かす必要があるため、実際に帯電粒子31、32の粒径は極めて微小である。
このような構造を有する電子ペーパー表示素子の動作原理を調べると、まず、前記黒色帯電粒子が負帯電され、白色帯電粒子が正帯電されていることを想定する(ここで、逆に帯電されてもよい。)。
このとき、上部基板20にある上部電極(図示せず)に負(−)の電圧を加え、下部基板10にある下部電極(図示せず)に正(+)の電圧を加えると、クーロン力によって正帯電された白色粒子は上部基板20に向かって移動し、負帯電された黒色粒子は下部基板10に向かって移動する。
前記上部基板20側に白色帯電粒子が位置しているため、外部から覗き込む場合、まるで白色のように見える。
逆に、上部電極に正(+)の電圧を加え、下部電極に負(−)の電圧を加えると、負帯電された黒色粒子は上部基板20に向かって移動し、正帯電された白色粒子は下部基板10に向かって移動して、まるで黒色のように表示される。
このため、最初に全セルが白色に見えるように電圧を加えた後、所望のセルのみに反対の電圧を加えて黒色に表示させることで、絵柄や文字などを表現することが可能になる。
この種の電子ペーパー表示パネルは、図2に示すように、コロナガン50を用いてコロナ放電を発生させつつ粒子を噴射させて、基板に満遍なく飛び散らすような方法を利用する。
しかしながら、この方法によっては、パネルの片側に1種の色しか飛び散らすことができないため、黒白または単色−白色のディスプレイのみ製造可能である。
この理由から、高解像度の反射型カラーディスプレイを実現するためには、カラーボールを使用することができず、カラーフィルターを用いてカラーを実現せざるを得ないが、カラーフィルターを用いる場合、光効率が大幅に低下して低輝度及び低コントラスト比を有してしまうという不都合がある。
上部に第1乃至第3電極ラインが形成されている第1基板を準備し、電極の形成された第2基板に電子ペーパー用粒子を一様に付着させるステップと、
前記第1基板の第1乃至第3電極ラインと前記電子ペーパー用粒子とが相対向するように前記第2基板を前記第1基板の上部に所定の距離だけ離して位置させるステップと、
前記第2基板の電極から前記第1電極ラインへと電圧を加えて前記第1基板の第1電極ラインに前記電子ペーパー用粒子を転写させるステップと、
を含む電子ペーパー表示パネルの製造方法が提供される。
本発明の他の好適な樣態によれば、
上部に第1乃至第3電極ラインが形成されている第1基板を準備し、電極の形成された第2基板に緑色粒子を一様に付着させるステップと、
前記第1基板の第1乃至第3電極ラインと前記第2基板の緑色粒子とが相対向するように前記第2基板を前記第1基板の上部に所定の距離だけ離して位置させるステップと、
前記第2基板の電極から前記第1電極ラインへと電圧を加えて前記第1基板の第1電極ラインに第1粒子を転写させるステップと、
電極の形成された第3基板に赤色粒子を一様に付着させ、前記第1基板の第1乃至第3電極ラインと前記第3基板の赤色粒子とが相対向するように前記第3基板を前記第1基板の上部に所定の距離だけ離して位置させるステップと、
前記第3基板の電極から前記第2電極ラインへと電圧を加えて前記第1基板の第2電極ラインに赤色粒子を転写させるステップと、
電極の形成された第4基板に青色粒子を一様に付着させ、前記第1基板の第1乃至第3電極ラインと前記第4基板の青色粒子とが相対向するように前記第4基板を前記第1基板の上部に所定の距離だけ離して位置させるステップと、
前記第4基板の電極から前記第3電極ラインへと電圧を加えて前記第1基板の第3電極ラインに青色粒子を転写させるステップと、
電極が形成されており、前記緑色、赤色及び青色の粒子の極性とは異なる極性を有する粒子が付着された第5基板を前記第1基板から所定の距離だけ離して位置させ、第1基板と第5基板とを貼り合わせるステップと、
を含む電子ペーパー表示パネルの製造方法が提供される。
本発明のさらに他の好適な樣態によれば、
上部に第1乃至第3電極ラインが形成されている第1基板および電極ラインが形成されている第2基板を準備する第1ステップと、
前記第2基板の電極ラインに電子ペーパー用粒子を一様に付着させる第2ステップと、
前記第2基板の電極ラインが前記第1基板の第1乃至第3電極ラインと交互になるように前記第2基板を前記第1基板の上部に所定の距離だけ離して位置させる第3ステップと、
前記第2基板の電極ラインから前記第1基板の第1電極ラインへと電圧を加えて前記第1基板の第1電極ラインに電子ペーパー用粒子を転写させる第4ステップと、
を含む電子ペーパー表示パネルの製造方法が提供される。
図3から図9は、本発明の第1実施の形態による電子ペーパー表示パネルの製造方法を説明するための概略断面図である。同図を参照すると、まず、上部に第1乃至第3電極ライン110、120、130が形成されている第1基板100を準備し、電極201が形成された第2基板200に緑色粒子202を一様に付着させる。
ここで、前記緑色粒子202の付着は、コロナガンなどを用いて行う。
この後、前記第1基板100の第1乃至第3電極ライン110、120、130と前記第2基板200の緑色粒子202とが相対向するように前記第2基板200を前記第1基板100の上部に所定の距離dだけ離して位置させた後(図3)、前記第2基板200の電極201から前記第1電極ライン110へと電圧を加えて前記第1基板100の第1電極ライン110に緑色粒子202を転写させる(図4)。
前記第1基板100と第2基板200との間の所定の距離d、すなわち、間隔は50μmであることが好ましい。
また、前記第2基板200の電極201から前記第1電極ライン110へと加えられる電圧は、しきい値電圧以上である。
ここで、しきい値電圧は、電子ペーパー表示パネルが駆動されるための最小電圧である。
このとき、正(+)の電荷量を有する粒子の場合に負(−)の電圧を加え、負(−)の電荷量を有する粒子の場合に正(+)の電圧を加える。
次いで、電極211の形成された第3基板210に赤色粒子212を一様に付着させ、前記第1基板100の第1乃至第3電極ライン110、120、130と前記第3基板210の赤色粒子212とが相対向するように前記第3基板210を前記第1基板100の上部に所定の距離dだけ離して位置させた後(図5)、前記第3基板210の電極211から前記第2電極ライン120へと電圧を加えて前記第1基板100の第2電極ライン120に赤色粒子212を転写させる(図6)。
引き続き、電極221の形成された第4基板220に青色粒子222を一様に付着させ、前記第1基板100の第1乃至第3電極ライン110、120、130と前記第4基板220の青色粒子222とが相対向するように前記第4基板220を前記第1基板100の上部に所定の距離dだけ離して位置させた後(図7)、前記第4基板220の電極221から前記第3電極ライン130へと電圧を加えて前記第1基板100の第3電極ライン130に青色粒子222を転写させる(図8)。
その後、電極251が形成されており、前記緑色、赤色及び青色の粒子の極性と異なる極性を有する粒子252が付着された第5基板250を前記第1基板100から所定の距離だけ離して位置させ、第1基板100と第5基板250とを貼り合わせる(図9)。
ここで、前記第5基板250に付着された粒子252は、白色粒子または黒色粒子であることが好ましい。
本発明は、上述したように、緑色、赤色及び青色の粒子順に転写させることに限定されるものではなく、RGBの順とは無関係に粒子を転写させてもよい。
すなわち、前記転写される緑色、赤色及び青色の粒子を任意の第1乃至第3粒子に分類して定義し、第1粒子は緑色粒子とし、前記第2粒子は赤色粒子とし、前記第3粒子は青色粒子としてもよい。
さらに、前記転写される緑色、赤色及び青色の粒子を電子ペーパー用粒子として定義することもできる。
さらに、前記赤色粒子が転写されるときに既に転写済みの緑色粒子、または前記青色粒子が転写されるときに既に転写済みの緑色粒子及び赤色粒子は静電力によりくっついているため電圧を加える必要がないが、粒子を動かさないためにしきい値電圧以下の電圧を加えてもよい。
要するに、本発明の第1実施の形態は、上部に第1乃至第3電極ラインが形成されている第1基板を準備し、電極の形成された第2基板に電子ペーパー用粒子を一様に付着させるステップと、前記第1基板の第1乃至第3電極ラインと前記電子ペーパー用粒子とが相対向するように前記第2基板を前記第1基板の上部に所定の距離だけ離して位置させるステップと、前記第2基板の電極から前記第1電極ラインへと電圧を加えて前記第1基板の第1電極ラインに前記電子ペーパー用粒子を転写させるステップと、を含む電子ペーパー表示パネルの製造方法である。
ここで、前記電子ペーパー用粒子は、緑色、赤色及び青色の粒子のうちのいずれか一種であり、球状を呈する。
このため、本発明は、カラーボールを用いて電子ペーパー表示パネルを製造することができて、カラーフィルターを用いる電子ペーパー表示パネルよりも光反射率及びコントラスト比を高めることができるというメリットがある。
また、本発明は2種以上のカラーボールを1枚のパネルに領域別に形成することが可能になるというメリットがある。
さらに、本発明は、コロナガンを用いて直接的に注入する場合に比べて、一様に粒子を注入することができ、特定の領域に多量の粒子を注入することもでき、高解像度のパターンに適用することができる他、2〜3回の繰り返しにより粒子量を調節することもできる。
図10は、本発明の第1実施の形態による電子ペーパー表示パネルの製造方法において、スリットを用いる工程を説明するための概略断面図である。同図を参照すると、緑色粒子、赤色粒子および青色粒子のそれぞれを転写させるためにスリットを用いると、一層一様に付着させることができる。
このため、図10に示すように、前記第1基板100の第1乃至第3電極ライン110、120、130と前記第2基板200の粒子とが相対向するように前記第2基板200を前記第1基板100の上部に所定の距離だけ離して位置させた後、前記第1基板100と第2基板200との間にスリット271付き板270を介装する。
ここで、前記板270のスリット271は、前記第1基板100の第1乃至第3電極ライン110、120、130のうちのいずれかの電極ラインと相対向するように配設される。
この後、前記第2基板200の電極201から前記第1乃至第3電極ライン110、120、130のうちのいずれかの電極ラインへと電圧を加えて、該電極ラインに粒子を転写させる。
このとき、前記第2基板200から第1基板100へと転写される粒子は、スリット271を通過して前記第1基板100の当該電極ラインに精度よく付着される。
図11から図13は、本発明の第2実施の形態による電子ペーパー表示パネルの製造方法を説明するための概略断面図である。同図を参照すると、上部に第1乃至第3電極ライン110、120、130が形成されている第1基板100と、電極ライン301が形成されている第2基板300とを準備し、前記第2基板300の電極ライン301に緑色粒子310を一様に付着させる(図11及び図12)。
ここで、前記第2基板300の電極ライン301は、図11の断面図には1本しか示されていないが、前記第2基板300には互いに離れた複数の電極ラインが形成されている。
次いで、前記第2基板300の電極ライン301が前記第1基板100の第1乃至第3電極ライン110、120、130と交互になるように前記第2基板300を前記第1基板100の上部に所定の距離dだけ離して位置させる(図12)。
次いで、前記第2基板300の電極ライン301から前記第1基板100の第1電極ライン110へと電圧を加えて前記第1基板100の第1電極ライン110に緑色粒子310を転写させる(図13)。
上述した図11から図13の工程と同じ工程を行い、前記第1基板100の第2電極ライン120に赤色粒子を転写させ、前記第1基板100の第3電極ライン130に青色粒子を転写させる。
このため、本発明の第2実施の形態による電子ペーパー表示パネルの製造方法は、ピクセル単位で粒子を転写させることができるというメリットがある。
図14は、本発明の第2実施の形態による電子ペーパー表示パネルの製造するための第2基板の電極を説明するための概略斜視図である。同図を参照すると、本発明の第2実施の形態においては、第1基板の上部に第1乃至第3電極ライン110、120、130が形成されており、これらの第1乃至第3電極ライン110、120、130と交互になるように前記第2基板の電極ライン301、302、303が位置している。
このため、前記第2基板の電極ライン301、302、303から前記第1基板の第1電極ライン110へと電圧を加えると、前記第1基板100の第1電極ライン110にのみ粒子が転写される。
要するに、本発明の第2実施の形態の製造方法は、図14に示すように、第1基板の第1電極ラインと第2基板の電極ラインとが交差する領域111にのみ粒子を転写することができて、電子ペーパー表示パネルのピクセル単位で粒子を転写させることができるというメリットがある。
図15は、本発明に係る電子ペーパー表示パネルの第1基板に隔壁が形成されている状態を示す概略断面図であり、電子ペーパー表示パネルのピクセルを区分するために、各ピクセルの間に隔壁150が形成される。
このため、前記隔壁150の内部にのみ緑色粒子202、赤色粒子212及び青色粒子222が拘束される。
本発明は具体例についてのみ詳細に説明されたが、本発明の技術的な思想の範囲内において様々な変形及び修正が可能であるということは当業者にとって自明であり、このような変形及び修正が特許請求の範囲に属するということは言うまでもない。
また、本発明は、2種類以上のカラーボールを1枚のパネルに領域別に形成することが可能であるという効果がある。
さらに、本発明は、第1基板の第1電極ラインと第2基板の電極ラインとが交差する領域にのみ粒子を転写させることができて、電子ペーパー表示パネルのピクセル単位で粒子を転写させることができるという効果がある。
加えて、本発明は、スリットを通過させて粒子を転写させることにより、前記第1基板の当該電極ラインに粒子が精度よく付着されるという効果がある。
Claims (10)
- 上部に第1乃至第3電極ラインが形成されている第1基板を準備し、電極の形成された第2基板に電子ペーパー用粒子を一様に付着させるステップと、
前記第1基板の第1乃至第3電極ラインと前記電子ペーパー用粒子とが相対向するように前記第2基板を前記第1基板の上部に所定の距離だけ離して位置させるステップと、
前記第2基板の電極から前記第1電極ラインへと電圧を加えて前記第1基板の第1電極ラインに前記電子ペーパー用粒子を転写させるステップと、
を含む電子ペーパー表示パネルの製造方法。 - 前記電子ペーパー用粒子は、緑色、赤色及び青色の粒子のうちのいずれか一種であることを特徴とする請求項1に記載の電子ペーパー表示パネルの製造方法。
- 前記第1基板と第2基板との間の所定距離は、50μmであることを特徴とする請求項1に記載の電子ペーパー表示パネルの製造方法。
- 前記第1基板の第1乃至第3電極ラインと前記電子ペーパー用粒子とが相対向するように前記第2基板を前記第1基板の上部に所定の距離だけ離して位置させるステップは、
前記第1基板と第2基板との間にスリット付き板を介装する工程をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の電子ペーパー表示パネルの製造方法。 - 前記第2基板の電極から前記第1電極ラインへと電圧を加えて前記第1基板の第1電極ラインに前記電子ペーパー用粒子を転写させるステップにおいて、
前記第2基板から第1基板へと転写される粒子は、前記スリットを通過して前記第1基板の第1電極ラインに付着されることを特徴とする請求項4に記載の電子ペーパー表示パネルの製造方法。 - 上部に第1乃至第3電極ラインが形成されている第1基板を準備し、電極の形成された第2基板に緑色粒子を一様に付着させるステップと、
前記第1基板の第1乃至第3電極ラインと前記第2基板の緑色粒子とが相対向するように前記第2基板を前記第1基板の上部に所定の距離だけ離して位置させるステップと、
前記第2基板の電極から前記第1電極ラインへと電圧を加えて前記第1基板の第1電極ラインに第1粒子を転写させるステップと、
電極の形成された第3基板に赤色粒子を一様に付着させ、前記第1基板の第1乃至第3電極ラインと前記第3基板の赤色粒子とが相対向するように前記第3基板を前記第1基板の上部に所定の距離だけ離して位置させるステップと、
前記第3基板の電極から前記第2電極ラインへと電圧を加えて前記第1基板の第2電極ラインに赤色粒子を転写させるステップと、
電極の形成された第4基板に青色粒子を一様に付着させ、前記第1基板の第1乃至第3電極ラインと前記第4基板の青色粒子とが相対向するように前記第4基板を前記第1基板の上部に所定の距離だけ離して位置させるステップと、
前記第4基板の電極から前記第3電極ラインへと電圧を加えて前記第1基板の第3電極ラインに青色粒子を転写させるステップと、
電極が形成されており、前記緑色、赤色及び青色の粒子の極性とは異なる極性を有する粒子が付着された第5基板を前記第1基板から所定の距離だけ離して位置させ、第1基板と第5基板とを貼り合わせるステップと、
を含む電子ペーパー表示パネルの製造方法。 - 前記緑色粒子、赤色粒子及び青色粒子は、コロナガンにより付着することを特徴とする請求項6に記載の電子ペーパー表示パネルの製造方法。
- 上部に第1乃至第3電極ラインが形成されている第1基板および電極ラインが形成されている第2基板を準備する第1ステップと、
前記第2基板の電極ラインに電子ペーパー用粒子を一様に付着させる第2ステップと、
前記第2基板の電極ラインが前記第1基板の第1乃至第3電極ラインと交互になるように前記第2基板を前記第1基板の上部に所定の距離だけ離して位置させる第3ステップと、
前記第2基板の電極ラインから前記第1基板の第1電極ラインへと電圧を加えて前記第1基板の第1電極ラインに電子ペーパー用粒子を転写させる第4ステップと、
を含む電子ペーパー表示パネルの製造方法。 - 前記電子ペーパー用粒子は、緑色、赤色及び青色の粒子のうちのいずれか一種であることを特徴とする請求項8に記載の電子ペーパー表示パネルの製造方法。
- 前記第2乃至第4ステップの工程を行い、
前記第1基板の第1電極ラインに緑色粒子を転写させ、前記第1基板の第2電極ラインに赤色粒子を転写させるとともに、前記第1基板の第3電極ラインに青色粒子を転写させることを特徴とする請求項9に記載の電子ペーパー表示パネルの製造方法。
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