JP4207448B2

JP4207448B2 - 多色表示パネルの表示方法及び多色表示パネルの製造方法

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Publication number: JP4207448B2
Application number: JP2002099743A
Authority: JP
Inventors: 美希植田; 幸一堀田; 克宏鈴木
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2002-04-02
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2022-04-02
Also published as: JP2003295235A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電界の印加により移動する電気泳動粒子を用いた表色が異なる２種類以上の表示体を応用した多色表示パネルの表示方法及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器の発達に伴い、情報表示も様々な形態を持ってなされている。可変情報の表示としては、ＣＲＴ（陰極線管）や液晶ディスプレイ等が現状において主流となっている。ＣＲＴやバックライトを使用するタイプの液晶ディスプレイ等の発光型ディスプレイは、長時間にわたる使用においては見るものの目を疲れさせ、文書等を読むのには適さない。
一方、バックライトを使用しないタイプの液晶ディスプレイは偏光板の使用による画面の暗さが顕著に現れ、視認性が悪いという問題が残っている。
【０００３】
これらの問題点を解決する表示技術として、上記のＣＲＴや液晶ディスプレイとは異なった表示原理、すなわち、着色された荷電粒子をマイクロカプセルに封入し電界を印加することで荷電粒子を泳動させることで表示する方式が提案されている。
【０００４】
しかし、このマイクロカプセルを用いた電気泳動表示方法は、図７に示すように各マイクロカプセルの位置と電界を印加する電極の位置とを一致させ、順次整列させて配列させることが必要である。
すなわち、図７（ａ）に示す如く、イエロー色（Ｙ）の粒子が封入されているマイクロカプセル（１１１）の位置と、これに電界を印加する電極（３３Ｙ）の位置とは対応して１対になっていなければならない。同様にマゼンタ色（Ｍ）の粒子が封入されているマイクロカプセル（１１２）の位置と、これに電界を印加する電極（３３Ｍ）の位置、及びシアン色（Ｃ）の粒子が封入されているマイクロカプセル（１１３）の位置と、これに電界を印加する電極（３３Ｃ）の位置とは互いに対応して１対になっていなけらばならない。
また、Ｙ、Ｍ、Ｃを表色する各マイクロカプセルは図７（ｂ）に示す如く２次元的にＹ、Ｍ、Ｃというように規則的な順番で配置させなばならない。
【０００５】
このように、各着色粒子が封入されたマイクロカプセルの位置と、これに電界を印加する電極の位置とを対応させことは極めて困難であり、歩留まりが悪いため、電気泳動を利用したマイクロカプセル方式の多色表示パネルの普及を阻害する要因の一つになっていた。
【０００６】
なお、電気泳動粒子を封入したマイクロカプセルは、例えば図８に示すように、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル等のアクリル樹脂、ユリア樹脂、ゼラチン、アラビアゴム等をカプセル殻（１４）とし、内部にテトラクロロエチレン、シリコンオイル等を分散媒（１１）とし、分散媒中で負に帯電するポリエチレン樹脂で表面被覆した白色粒子（１２）である酸化チタン、分散媒中で正に帯電するテトラメチルアンモニウムクロライドやエチルトリメチルアンモニウムクロライド等の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］の４級アンモニウムで表面被覆したＹ、Ｍ、Ｃ色の着色粒子（１３）が封入されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の解決しようとする課題は、上記のマイクロカプセルを用いた電気泳動方式による多色表示パネルにおいて、各着色粒子が封入されたマイクロカプセルの位置と、これに電界を印加する電極の位置とを対応させ、２次元的に規則的な配列する順番を整えなく、任意の位置に配列しても多色カラー表示が可能な表示パネルの表示方法及びその製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１に係る発明は、画素電極と対向電極の間に、電界の印加により移動する粒子を含む、光学反射特性が異なる２種類以上の表示体が、順番はランダムに、前記画素電極に対応して２次元的に規則的な配列をしてなる多色表示パネルの表示方法であって、
前記表示体に電界を印加して表色させ、表示体毎の表色を検出し、前記検出された表示体毎の表色情報と位置情報をもとに画像表示を行うことを特徴とする多色表示パネルの表示方法である。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、前記表示体のそれぞれは、少なくとも１種類の電気泳動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であることを特徴とする請求項１に記載の多色表示パネルの表示方法である。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、前記マイクロカプセルは、前記分散媒が三原色のいずれかの色に着色された分散媒であり、前記電気泳動粒子が前記三原色とは異なる所定の色である分散系を各々封入した３種類のマイクロカプセルであることを特徴とする請求項１または２に記載の多色表示パネルの表示方法である。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、前記マイクロカプセルは、前記分散媒が透明分散媒であり、前記電気泳動粒子が、三原色のいずれかの色に着色された粒子と、前記三原色とは異なる所定の色の粒子とから構成された分散系を各々封入した３種類のマイクロカプセルであることを特徴とする請求項１または２に記載の多色表示パネルの表示方法である。
また、請求項５に係る発明は、請求項３または請求項４に記載の多色表示パネルの表示方法であって、前記マイクロカプセルに電界を印加して前記三原色のいずれかの色に表色させ、マイクロカプセル毎の表色を検出し、前記検出されたマイクロカプセル毎の表色情報と位置情報をもとに、縦３マイクロカプセル×横３マイクロカプセルの９個のマイクロカプセルを基本単位とし、前記基本単位毎に滅色混合による画像表示を行うことを特徴とする多色表示パネルの表示方法である。
また、請求項６に係る発明は、前記マイクロカプセルは、前記分散媒が三原色のいずれかの色または黒色に着色された分散媒であり、前記電気泳動粒子が前記三原色または黒色とは異なる所定の色である分散系を各々封入した４種類のマイクロカプセルであることを特徴とする請求項１または２に記載の多色表示パネルの表示方法である。
また、請求項７に係る発明は、前記マイクロカプセルは、前記分散媒が透明分散媒であり、前記電気泳動粒子が、三原色のいずれかの色または黒色に着色された粒子と、前記三原色または黒色とは異なる所定の色の粒子とから構成された分散系を各々封入した４種類のマイクロカプセルであることを特徴とする請求項１または２に記載の多色表示パネルの表示方法である。
また、請求項８に係る発明は、請求項６または請求項７に記載の多色表示パネルの表示方法であって、前記マイクロカプセルに電界を印加して前記三原色または黒色のいずれかの色に表色させ、マイクロカプセル毎の表色を検出し、前記検出されたマイクロカプセル毎の表色情報と位置情報をもとに、縦４マイクロカプセル×横４マイクロカプセルの１６個のマイクロカプセルを基本単位とし、前記基本単位毎に滅色混合による画像表示を行うことを特徴とする多色表示パネルの表示方法である。
また、請求項９に係る発明は、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の多色表示パネルの表示方法であって、前記表示体毎の表色をスキャナーを用いて検出し、前記検出された表示体毎の表色情報と位置情報のデータベースをコンピューター上に作成し、前記データベースをもとに多色表示を行わせるコマンドを組み込んだドライブを用いて、画像表示を行うことを特徴とする多色表示パネルの表示方法である。
【００１２】
また、請求項１０に係る発明は、画素電極と対向電極の間に、電界の印加により移動する粒子を含む、光学反射特性が異なる２種類以上の表示体が、順番はランダムに、前記画素電極に対応して２次元的に規則的な配列をしてなる多色表示パネルの製造方法であって、前記画素電極または前記対向電極が設けられた基板上に、前記画素電極に対応して前記光学反射特性が異なる２種類以上の表示体を、コーティングにより、順番はランダムに、２次元的に規則的な配列で配置することを特徴とする多色表示パネルの製造方法である。
【００１３】
また、請求項１１に係る発明は、請求項１０に記載の多色表示パネルの製造方法であって、前記表示体を、前記基板上に固定するためのバインダ材とともに前記基板上に配置することを特徴とする多色表示パネルの製造方法である。
また、請求項１２に係る発明は、前記表示体のそれぞれは、少なくとも１種類の電気泳動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であることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の多色表示パネルの製造方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ色の着色粒子と白色粒子を封入したをマイクロカプセルを用いた多色表示パネルを例にして説明する。
【００１５】
【実施例】
尚、「部」の表記は特に断わりのない限りいずれも重量部である。
＜実施例１＞
［表色マイクロカプセルの作成］
まず、テトラクロロエチレン溶媒１００部に、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径３μｍの酸化チタン３０部と、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］で表面処理した平均粒径３．５μｍのイエロー着色粒子（ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１３）（１３Ｙ）、マゼンタ着色粒子（ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１２２）（１３Ｍ）、シアン着色粒子（ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５）（１３Ｃ）の各々の着色有機顔料２０部とが分散された３種の分散液を作成した。
【００１６】
それぞれの分散液３０部について、４０℃に調整された水８０部にゼラチン１０部と乳化剤としてドデシル硫酸ナトリウム０．１部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エマルションを得た。
【００１７】
次いで、得られた各Ｏ／Ｗエマルションと、４０℃に調整された水８０部にアラビアゴム１０部を配合した水溶液とをディスパーを用い混合し、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４に調整、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、３７重量％ホルマリン溶液２部を加え、水酸化ナトリウムを用いて溶液のｐＨを９に調整した。
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、白色及び各着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を作成した。
このように作成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に揃えた。
【００１８】
［マイクロカプセル塗工液の作成］
得られた３種類のマイクロカプセル各５０部と、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）１００部と硬化剤（コロネートＨＬ，日本ポリウレタン工業社製）５部とを混合して、マイクロカプセル塗工液を作成した。（図１参照）
【００１９】
［表示パネルの作成］
このマイクロカプセル塗工液を、全面に酸化インジウム錫（以下ＩＴＯと略す）電極（３２）が設けられた透明ガラス基板（３１）上にアプリケーターを用いて塗布し、７０℃で３０分間乾燥し、膜厚４５μｍのマイクロカプセル層を得た。
そして、透明ガラス基材（３４）上にＩＴＯによる縦４０μｍ×横４０μｍのパターンが繰り返し形成されている画素電極（３３）及びマトリクス電極（図示せず）、スイッチング素子（図示せず）が形成されている背面板と、８０℃の熱プレスにより貼り合わせ、表示パネルを得た。（図２参照）
【００２０】
［各マイクロカプセルの表色の検出］
このように各マイクロカプセルがランダムに基板上に配置された上記の表示パネルに対して、まず、前面側が負極、背面側が正極となるように３０Ｖの電圧を印加し、図３に示す如く、前面側に各マイクロカプセル中の着色粒子を、背面側に白色粒子を移動させ各色を表示させた。
【００２１】
次に、前面板側から各マイクロカプセル（１１１，１１２，１１３）毎の各着色粒子による光学反射特性をスキャナー（５０）を用いて取り込み、各マイクロカプセルに対応した表色情報と位置情報のデータベースをコンピュータ（６０）上に作成した。
【００２２】
そして、このデータベースをもとに縦３マイクロカプセル×横３マイクロカプセルの９個を基本単位とし、この基本単位毎に減法混色による多色表示を行わせるコマンドを組み込んだドライブに接続し、高精細で高品位な多色表示を行うことができた。
【００２３】
すなわち、図４に示す如く、ホワイト（Ｗｈ）を表色させるには、９個のマイクロカプセル全ての白色粒子を観察側に電気泳動させる。また、イエロー（Ｙ）を表色させるには９個のマイクロカプセル中、Ｙ色の着色粒子が封入されたマイクロカプセル（１１１）の着色粒子を観察側に、白色粒子を反対側の裏面に電気泳動させる。
同様に、マゼンタ（Ｍ）を表色させるには９個のマイクロカプセル中、Ｍ色の着色粒子が封入されたマイクロカプセル（１１２）の着色粒子を観察側に、白色粒子を反対側の裏面に電気泳動させる、シアン（Ｃ）を表色させるには９個のマイクロカプセル中、Ｃ色の着色粒子が封入されたマイクロカプセル（１１３）の着色粒子を観察側に、白色粒子を反対側の裏面に電気泳動させる。
また、ブラック（Ｂｋ）を表色させるには、９個のマイクロカプセル全ての着色粒子を観察を観察側に電気泳動させる。
【００２４】
更に、レッド（Ｒ）を表色させるには９個のマイクロカプセル中、Ｙ色の着色粒子が封入されたマイクロカプセル（１１１）とＭ色の着色粒子が封入されたマイクロカプセル（１１２）に電界を印可し観察側に、他のＣ色のマイクロカプセル（１１３）は白色粒子を観察側に電気泳動させることでレッドを表色させることができる。
また、グリーンを表色させるには９個のマイクロカプセル中、Ｙ色の着色粒子が封入されたマイクロカプセル（１１１）とＣ色の着色粒子が封入されたマイクロカプセル（１１３）に電界を印可し観察側に、他のＭ色のマイクロカプセル（１１２）は白色粒子を観察側に電気泳動させることでグリーンを表色させることができる。
また、ブルーを表色させるには９個のマイクロカプセル中、Ｍ色の着色粒子が封入されたマイクロカプセル（１１２）とＣ色の着色粒子が封入されたマイクロカプセル（１１３）に電界を印可し観察側に、他のＹ色のマイクロカプセル（１１１）は白色粒子を観察側に電気泳動させることでブルーを表色させることができる。
【００２５】
このように９個のマイクロカプセルを基本単位にして画素を形成することでホワイト、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを表色できるので、図５に示すように液晶パネル等の表示パネルと同様に画像データに基づいてカラー表示させることが可能である。
【００２６】
上記の実施例では、白色の酸化チタン粒子とＹ、Ｍ、Ｃの着色粒子を無色透明な分散媒に分散させたマイクロカプセルを用いた例を示したが、図６に示すように１種の白色の酸化チタンのみをＹ，Ｍ，Ｃで着色された分散媒に分散させたマイクロカプセルを用いても実現できる。
【００２７】
すなわち、図６に示すように電界を印加すると、負に帯電した白色粒子（２１２）は正極の電極側に電気泳動するので、必然的にイエロー（Ｙ）着色された分散媒（２１１Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）着色された分散媒（２１１Ｍ）、シアン（Ｃ）着色された分散媒（２１１Ｃ）は、観察側に移動しそれぞれの色で表色される。
また、更には、これらの例においてコントラストを高めるため、白色粒子と黒色粒子、白色粒子と黒色分散媒が封入されたマイクロカプセルを加えることも適宜選択される。
【００２８】
従って、先の実施例に述べたように表示パネルを作成し、電界を印可して表示パネルの表色をスキャナーで読み取り、各マイクロカプセルに対応した色情報と位置情報のデータベースをコンピュータ上に作成した。
【００２９】
そして、このデータベースをもとに縦３マイクロカプセル×横３マイクロカプセルの９個を基本単位とし、この基本単位毎に減法混色による多色表示を行わせるコマンドを組み込んだドライブに接続し、高精細で高品位な多色表示を行うことができる。
【００３０】
このマイクロカプセルを固定する方法として、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン等の高分子樹脂をバインダーとしたマイクロカプセル塗工液でコーティングすることで実現する。
【００３１】
【発明の効果】
各着色粒子が封入されたマイクロカプセルの位置と、各マイクロカプセルの表色する色情報を基に、複数のマイクロカプセルの集合（例えば縦３マイクロカプセル×横３マイクロカプセルの９個或いは縦４マイクロカプセル×横４マイクロカプセルの１６個）を基本単位とし、この基本単位毎に各マイクロカプセルを制御する多色表示を行わせるコマンドを組み込んだドライブに接続することで、高精細で高品位な多色表示を行うことができる。
【００３２】
また、２次元的に規則的な配列する各マイクロカプセルの順番を整えなく、任意の位置に配列しても多色カラー表示が可能な表示パネルであるので、製造が容易となり歩留まりが向上するので結果的に製造コストの低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るマクロカプセル塗工液の調液を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る表示パネルの断面構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る表示パネルの画素毎の光学反射特性（表色）を取り込むプロセスを示す概略構成図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る表示パネルの多色表示の説明図である。
【図５】本発明の一実施形態の係る表示パネルの多色表示を示す図である。
【図６】着色分散媒に白色粒子を封入したマイクロカプセルを用いた表示パネルの断面構成図である。
【図７】従来のマイクロカプセルを用いた表示パネルを説明するものであり、（ａ）は構成断面図、（ｂ）は規則的にマイクロカプセルが配置された状態を示す正面図である。
【図８】電荷の異なる着色粒子と白色粒子とが封入されたマイクロカプセルの断面図である。
【符号の説明】
１１…透明分散媒
１２…白色粒子
１３…着色粒子
１３Ｙ…イエロー着色粒子
１３Ｍ…マゼンタ着色粒子
１３Ｃ…シアン着色粒子
２０…バインダ溶液
２１…バインダ材
３１透明ガラス基材
３２…透明電極
３３…画素電極
３３Ｙ…Ｙ用画素電極
３３Ｍ…Ｍ用画素電極
３３Ｃ…Ｃ用画素電極
３４…透明ガラス基材
５０…スキャナ
６０…コンピュータ
７０…ドライブ
１００…表示パネル
１１１…Ｙ色表示マイクロカプセル
１１２…Ｍ色表示マイクロカプセル
１１３…Ｃ色表示マイクロカプセル
２０１…Ｙ色表示マイクロカプセル
２０２…Ｍ色表示マイクロカプセル
２０３…Ｃ色表示マイクロカプセル
２１１…着色分散媒
２１１Ｙ…Ｙ色分散媒
２１１Ｍ…Ｍ色分散媒
２１１Ｃ…Ｃ色分散媒

Claims

画素電極と対向電極の間に、電界の印加により移動する粒子を含む、光学反射特性が異なる２種類以上の表示体が、順番はランダムに、前記画素電極に対応して２次元的に規則的な配列をしてなる多色表示パネルの表示方法であって、
前記表示体に電界を印加して表色させ、表示体毎の表色を検出し、前記検出された表示体毎の表色情報と位置情報をもとに画像表示を行うことを特徴とする多色表示パネルの表示方法。
前記表示体のそれぞれは、少なくとも１種類の電気泳動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であることを特徴とする請求項１に記載の多色表示パネルの表示方法。
前記マイクロカプセルは、前記分散媒が三原色のいずれかの色に着色された分散媒であり、前記電気泳動粒子が前記三原色とは異なる所定の色である分散系を各々封入した３種類のマイクロカプセルであることを特徴とする請求項１または２に記載の多色表示パネルの表示方法。
前記マイクロカプセルは、前記分散媒が透明分散媒であり、前記電気泳動粒子が、三原色のいずれかの色に着色された粒子と、前記三原色とは異なる所定の色の粒子とから構成された分散系を各々封入した３種類のマイクロカプセルであることを特徴とする請求項１または２に記載の多色表示パネルの表示方法。
請求項３または請求項４に記載の多色表示パネルの表示方法であって、前記マイクロカプセルに電界を印加して前記三原色のいずれかの色に表色させ、マイクロカプセル毎の表色を検出し、前記検出されたマイクロカプセル毎の表色情報と位置情報をもとに、縦３マイクロカプセル×横３マイクロカプセルの９個のマイクロカプセルを基本単位とし、前記基本単位毎に滅色混合による画像表示を行うことを特徴とする多色表示パネルの表示方法。
前記マイクロカプセルは、前記分散媒が三原色のいずれかの色または黒色に着色された分散媒であり、前記電気泳動粒子が前記三原色または黒色とは異なる所定の色である分散系を各々封入した４種類のマイクロカプセルであることを特徴とする請求項１または２に記載の多色表示パネルの表示方法。
前記マイクロカプセルは、前記分散媒が透明分散媒であり、前記電気泳動粒子が、三原色のいずれかの色または黒色に着色された粒子と、前記三原色または黒色とは異なる所定の色の粒子とから構成された分散系を各々封入した４種類のマイクロカプセルであることを特徴とする請求項１または２に記載の多色表示パネルの表示方法。
請求項６または請求項７に記載の多色表示パネルの表示方法であって、前記マイクロカプセルに電界を印加して前記三原色または黒色のいずれかの色に表色させ、マイクロカプセル毎の表色を検出し、前記検出されたマイクロカプセル毎の表色情報と位置情報をもとに、縦４マイクロカプセル×横４マイクロカプセルの１６個のマイクロカプセルを基本単位とし、前記基本単位毎に滅色混合による画像表示を行うことを特徴とする多色表示パネルの表示方法。
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の多色表示パネルの表示方法であって、前記表示体毎の表色をスキャナーを用いて検出し、前記検出された表示体毎の表色情報と位置情報のデータベースをコンピューター上に作成し、前記データベースをもとに多色表示を行わせるコマンドを組み込んだドライブを用いて、画像表示を行うことを特徴とする多色表示パネルの表示方法。
画素電極と対向電極の間に、電界の印加により移動する粒子を含む、光学反射特性が異なる２種類以上の表示体が、順番はランダムに、前記画素電極に対応して２次元的に規則的な配列をしてなる多色表示パネルの製造方法であって、
前記画素電極または前記対向電極が設けられた基板上に、前記画素電極に対応して前記光学反射特性が異なる２種類以上の表示体を、コーティングにより、順番はランダムに、２次元的に規則的な配列で配置することを特徴とする多色表示パネルの製造方法。
請求項１０に記載の多色表示パネルの製造方法であって、前記表示体を、前記基板上に固定するためのバインダ材とともに前記基板上に配置することを特徴とする多色表示パネルの製造方法。
前記表示体のそれぞれは、少なくとも１種類の電気泳動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であることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の多色表示パネルの製造方法。