JP4625976B2

JP4625976B2 - 表示装置およびその製造方法

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Publication number: JP4625976B2
Application number: JP2004057230A
Authority: JP
Inventors: 康宏代工
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2004-03-02
Filing date: 2004-03-02
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2024-03-02
Also published as: JP2005249908A

Description

本発明は、画像を表示する表示装置に関し、特に帯電粒子を用いて画像パターンを表示する表示装置およびその製造方法に関する。

近年、各種方式のフラットパネルディスプレイが研究開発されている。この中で、絶縁性の分散溶媒中に、例えば黒色を有する帯電粒子が分散され、帯電粒子を、電界の作用による電気泳動によって表示面側又は背面側に移動させて、分散媒と帯電粒子の色の違いによって表示を行う、電気泳動型の表示装置が知られている。このような電気泳動型表示装置は、液晶ディスプレイに比べ、低消費電力が得られるとともに、表示状態を保持できるメモリ性を有し、また、視野角特もないことから、所謂「電子ペーパ」が実現可能な技術として注目されている。

また、例えば特許文献１には、透明な表示側電極を備える光透過性の表示基板と、背面側電極を備える背面基板との間に、格子状に配列される隔室構造の単位セル（画素）を形成するスペーサを設け、このスペーサで形成される各単位セル毎にマイナス帯電する白色微粒子およびプラス帯電する黒色微粒子を封入しておき、表示側電極および背面側電極に印加する正負電位に応じて単位セルを白色あるいは黒色表示する、帯電微粒子方式の表示装置が開示されている。

特開２００２−１９６７３９号公報

上記の電気泳動型の表示装置においては、液体の分散媒中に帯電粒子が分散され、外部から電界を印加することによって、帯電粒子を電気泳動させて移動させるように構成されているため、帯電粒子の移動速度が分散媒の粘度によって律速されて、応答速度を速くすることが困難であるという問題を有していた。

また、上記特許文献１に開示の表示装置においては、白色微粒子および黒色微粒子を封入する隔室構造の単位セルを、表示側電極を備える光透過性の表示基板と背面側電極を備える背面基板との間に格子状マトリクス状に複数形成した微細な構造を有するため、製造が容易ではなく、大画面の表示を得ることは困難であり、また、対向する基板間に隔室構造が格子状に形成されるものであるため、柔軟性を有しておらず、紙のように折り畳んだり折り曲げたりすることが出来ず、紙と同様の使用感を得ることができない、という問題を有していた。

そこで本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、比較的簡易な構造により構成されて、大画面の表示を比較的容易に得ることができるとともに、比較的速い応答速度を得ることができ、更に、柔軟性を有して、紙と同様の使用感を得ることができる表示装置およびその製造方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、表面側および裏面側に対向する電極層が形成された絶縁体と、前記各電極層のいずれかの電極層上に配設され、前記電極層の色とは異なる色を有し、正極性又は負極性の何れかの極性の複数の帯電粒子からなる帯電粒子群と、を備える表示媒体と、前記各電極層に印加される電圧の極性に応じて、前記帯電粒子群における前記各帯電粒子を、前記各電極層のいずれか側に吸着させて、前記電極層における反射率を変化させる駆動手段と、を具備し、前記表示媒体における前記絶縁体は、柔軟性を備える絶縁体の表面に、螺旋状に巻回される導体パターンが前記電極層として設けられた第１の表示用線材と第２の表示用線材からなり、前記表示媒体は、複数の前記第１の表示用線材と複数の前記第２の表示用線材が織物状に縦方向および横方向に織り込まれ、該各第１の表示用線材と各第２の表示用線材との各交差部に前記帯電粒子群が配設されていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の表示装置において、前記絶縁体および前記電極層は白色を有し、前記帯電粒子は黒色を有することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１に記載の表示装置において、前記絶縁体および前記電極層は黒色を有し、前記帯電粒子は白色を有することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１に記載の表示装置において、前記絶縁体および前記電極層は黒色を有し、前記帯電粒子はシアン、マゼンダ、イエローの何れかの色を有することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１に記載の表示装置において、前記駆動手段は、前記電極層に印加される電圧のレベルに応じて、前記帯電粒子群における前記各帯電粒子の前記電極層への吸着量を制御して該電極層における反射率の値を制御することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の表示装置において、前記表示媒体を形成する前記第１および第２の表示用線材に設けられる前記導体パターンの螺旋ピッチは、該第１および第２の表示用線材が織物状に織り込まれた状態で、該導体パターンが互いに接触せず、かつ前記第１の表示用線材と前記第２の表示用線材との交差部では該導体パターンが表面側および裏面側に配置されるように設定された螺旋ピッチとされていることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の表示装置において、前記表示媒体を形成する前記第１および第２の表示用線材に設けられる前記導体パターンは、該第１および第２の表示用線材と同質の絶縁体で保護コーティングされていることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の表示装置において、前記駆動手段は、前記表示媒体を形成する前記第１および第２の表示用線材の前記各導体パターンに表示画像に応じた電圧を印加し、印加される電圧の極性に応じて、前記各交差部に配設される前記帯電粒子群における前記各帯電粒子を、前記第１および第２の表示用線材のいずれか側に吸着させて、前記各交差部の反射率を相互に異ならせて、画像パターンを表示する手段を具備することを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項１に記載の表示装置において、前記表示用媒体は、前記複数の第１の表示用線材と前記複数の第２の表示用線材との複数交差部の内の３箇所の交差部を１つの画素とし、該各画素を構成する３箇所の各交差部に、シアン、マゼンダ、イエローの各色を有する複数の帯電粒子による帯電粒子群が配設された構成を備え、前記駆動手段は、前記表示媒体を形成する前記第１および第２の表示用線材の前記各導体パターンに表示画像に応じた電圧を印加し、印加される電圧の極性に応じて、前記各画素に配設される前記帯電粒子群における前記各帯電粒子を、前記第１および第２の表示用線材のいずれか側に吸着させて、前記各画素の色相を相互に異ならせてカラーの画像パターンを表示する手段を具備することを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、請求項８又は９に記載の表示装置において、前記表示媒体を形成する前記第１および第２の表示用線材の前記導体パターンに印加される電圧の極性に応じて、該第１および第２の表示用線材のいずれか側に吸着される前記帯電粒子群は、前記第１および第２の表示用線材の導体パターンに印加する電圧レベルをゼロレベルにした後も吸着箇所にそのまま保持されることを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、請求項８又は９に記載の表示装置において、前記駆動手段は、前記第１および第２の表示用線材の前記導体パターンに印加する電圧のレベルに応じて、前記帯電粒子群における前記各帯電粒子の前記第１および第２の表示用線材のいずれかの側への吸着量を制御して前記画像パターンの階調を制御することを特徴とする。

請求項１２記載の発明は、請求項１乃至１１のいずれかに記載の表示装置において、前記表示装置は、前記表示媒体の表面側および裏面側を覆い、少なくとも一面側は光透過性を有する、表面保護膜および背面保護膜と、当該表示媒体の周囲を保持固定する保持部材と、を有して、前記表示媒体を気密封止する封止手段を備えることを特徴とする。

請求項１３記載の発明は、請求項１２に記載の表示装置において、前記封止手段における前記表面保護膜および前記背面保護膜は、透明フィルムからなることを特徴とする。

請求項１４記載の発明は、請求項１２に記載の表示装置において、前記封止手段は、前記表面保護膜および背面保護膜の各内面側に設けられ、互いに対向するように配列される複数の円錐形状の突起からなる突起群を有し、該突起群の前記各突起の各先端部分で前記表示媒体を上下方向から支持することを特徴とする。

請求項１５記載の発明は、請求項１２に記載の表示装置において、前記封止手段における前記表面保護膜および前記背面保護膜の各内面側は、前記帯電粒子の付着を防ぐ帯電防止加工が施されていることを特徴とする。

請求項１６記載の発明は、帯電粒子によって画像パターンを表示する表示装置の製造方法において、前記表示装置は、柔軟性を備える絶縁体の表面に螺旋状に巻回される導体パターンによる電極層が設けられた表示用線材と、前記各電極層の電極層上に配設され、前記電極層に印加される電圧の極性に応じて電極層への吸着状態が制御されて、前記電極層の反射率が制御される表示媒体を備え、捻転されつつ長手方向へ進行する柔軟性絶縁材の表面に、螺旋パターンの導電樹脂を巻回させて固着させることによって前記表示用線材を形成することを特徴とする。

請求項１７記載の発明は、帯電粒子によって画像パターンを表示する表示装置の製造方法において、前記表示装置は、柔軟性を備える絶縁体の表面に螺旋状に巻回される導体パターンによる電極層が設けられた表示用線材と、前記各電極層の電極層上に配設され、前記電極層に印加される電圧の極性に応じて電極層への吸着状態が制御されて、前記電極層の反射率が制御される表示媒体を備え、捻転されつつ長手方向へ進行する柔軟性絶縁材の表面に、螺旋パターンを形成するよう導電性塗料を塗布して乾燥させることによって前記表示用線材を形成することを特徴とする。

請求項１８記載の発明は、帯電粒子によって画像パターンを表示する表示装置の製造方法において、前記表示装置は、柔軟性を備える絶縁体の表面に螺旋状に巻回される導体パターンによる電極層が設けられた表示用線材と、前記各電極層の電極層上に配設され、前記電極層に印加される電圧の極性に応じて電極層への吸着状態が制御されて、前記電極層の反射率が制御される表示媒体を備え、捻転されつつ長手方向へ進行する柔軟性絶縁材の表面に、螺旋パターンを形成するよう導電性金属線を巻回することによって前記表示用線材を形成する工程を含むことを特徴とする。

請求項１９記載の発明は、帯電粒子によって画像パターンを表示する表示装置の製造方法において、前記表示装置は、柔軟性を備える絶縁体の表面に螺旋状に巻回される導体パターンによる電極層が設けられた表示用線材と、前記各電極層の電極層上に配設され、前記電極層に印加される電圧の極性に応じて電極層への吸着状態が制御されて、前記電極層の反射率が制御される表示媒体を備え、柔軟性を有する複数の絶縁線材と柔軟性を有する導電性線材とを束ね、当該導電性線材が表面に配置されるよう紙捻状に撚り合せることによって１本の前記表示用線材を形成する工程を含むことを特徴とする。

請求項２０記載の発明は、請求項１６乃至１９のいずれかに記載の表示装置の製造方法において、前記表示用線材の形成工程は、更に、前記螺旋状の導体パターンが形成された前記柔軟性絶縁材の表面に、当該柔軟性絶縁材と同質の保護層を形成する工程を含むことを特徴とする。

請求項２１記載の発明は、請求項１６乃至１８のいずれかに記載の表示装置の製造方法において、前記表示用線材の形成工程は、内周面に沿って螺旋状に形成される突起を備えた円筒形部材の一端側に、連続的に前記柔軟性絶縁材を圧入させ、当該円筒形部材の他端側から捻転されつつ長手方向へ進行する前記柔軟性絶縁材を吐出させることによって、該柔軟性絶縁材の表面に前記螺旋状の導体パターンを形成することを特徴とする。

請求項２２記載の発明は、請求項２０に記載の表示装置の製造方法において、前記円筒形部材は、互いに位相が反転する半周期分の螺旋パターンを形成する２つの螺旋状突起を具備することを特徴とする。

本発明に係わる表示装置は、例えば白色を有して、表面側および裏面側に対向する電極層が形成された絶縁体と、絶縁体の電極層上に配設され、例えば黒色の、電極層の色とは異なる色を有する、複数の帯電粒子からなる帯電粒子群とを有する表示媒体を備え、各電極層に印加される電圧の極性に応じて帯電粒子群の各帯電粒子を各電極層のいずれか側に吸着させて、電極層の反射率を変化させることにより画像パターンを表示する構成を有している。

ここで、表示媒体における絶縁体は、例えば、柔軟性を備える絶縁体の表面に導体層が設けられた複数の表示用線材から構成され、該表示用線材は、例えば、柔軟性を備える絶縁体の表面に、螺旋状に巻回される導体パターンが設けられた複数の表示用線材からなり、表示媒体は、例えば、複数の表示用線材が織物状に縦方向および横方向に織り込まれ、導体パターンが各表示用線材の交差部で表面側および裏面側に配置されるように設定され、各交差部に帯電粒子群が配設されて構成され、導体パターンに印加する電圧の極性に応じて、各交差部に配設される帯電粒子群の各帯電粒子の吸着状態を制御して、各交差部の反射率を相互に異ならせて、画像パターンを表示するように構成される。、

加えて、表示媒体を形成する第１および第２の線材の導体パターンに印加される電圧の極性に応じて、第１および第２の線材のいずれか側に吸着される帯電粒子群は、導体パターンに印加する電圧レベルをゼロレベルにした後も吸着箇所にそのまま保持されるため、あたかも紙のように、描かれた（あるいは書かれた）内容を保持することができる。このように、本発明における表示媒体は、複数の表示用線材と帯電粒子群による比較的簡易な構造によって構成されるものであるため、比較的容易に形成することができて、大画面の表示を比較的容易に得ることができる。また、帯電粒子の移動に対して、電気泳型の場合のような分散媒を何ら有していないため、比較的速い応答速度を得ることができる。しかも、表示用線材が柔軟性を備える絶縁体により形成されるため、柔軟性を有して、折り曲げたり折り畳んだりすることが可能で、紙と同様の使用感を得ることができる。

また、本発明による表示装置の製造方法における表示媒体の形成工程によれば、例えば、捻転されつつ長手方向へ進行する柔軟性絶縁材の表面に、螺旋パターンの導電樹脂を巻回させて固着させる、または、螺旋パターンを形成するよう導電性塗料を塗布して乾燥させる、あるいは、螺旋パターンを形成するよう導電性金属線を巻回することによって前記表示用線材を形成することができて、比較的容易に表示用線材を製造することができる。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による表示装置について説明する。
＜構成＞
図１は、本発明に係わる表示装置の一実施形態における概略構造を示す断面図である。本実施形態における表示装置１００は、図１に示すように、表示媒体１０（後述する）の周囲を保持固定するスペーサ２０、このスペーサ２０を介して表示媒体１０を気密封止する背面保護膜３０および表面保護膜４０から構成される。背面保護膜３０および表面保護膜４０は、例えば、柔軟性に富む透明フィルムから形成されており、その内面側は後述する表示媒体１０が接触しても、その表示媒体１０に含まれる黒色帯電粒子（後述する）が付着しないように帯電防止加工されている。

図２は、本実施形態に係わる表示媒体の概略構成を示す平面図である。表示媒体１０は、図１及び図２に図示するように、織物の縦糸に相当する複数のライン（表示用線材）１０ａと、横糸に相当する複数のライン（表示用線材）１０ｂとを織り込んで形成される。各ライン１０ａ、１０ｂは、柔軟性に富む絶縁樹脂（例えばシリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂およびビニル樹脂など）に、酸化チタン等の反射率の高い添加剤を加えた白色絶縁体から形成され、その表面には螺旋状に巻回される導体パターンＰが設けられる。

ライン１０ａ、１０ｂの表面上に形成される導体パターンＰは、図２に示すように、互いに接触せず、しかも各ライン１０ａ、１０ｂ同士が交差する交差部で導体パターンＰが表面側（表面保護層４０に対向する向き）に配置されるよう所定の螺旋ピッチを有する。導体パターンＰは、例えば有機高分子による導電ポリマー、フレーク状銀粉や球状銀粉の導電フィラーを有する導電樹脂、あるいは金属粉、カーボン、銀粉などを含む導電性塗料、もしくは導電性金属箔／金属線などから形成される。また、導体パターンＰの表面には、ライン１０ａ、１０ｂと同様の、柔軟性に富む絶縁樹脂にて保護層が形成される。こうした導体パターンＰを含むライン１０ａ、１０ｂの製造方法については追って述べる。

図３は、本実施形態に係わる表示媒体の動作状態を説明するための図である。また、図４は、本実施形態に係わる表示媒体の閾値電圧および反射率特性を説明するための図である。図３に示すように、布状に織り込まれる各ライン１０ａ、１０ｂがそれぞれ交差する各交差部には、例えばトナー（カーボンブラック）などによる複数の黒色帯電粒子からなる黒色帯電粒子群Ｂが配設される。黒色帯電粒子群Ｂの各黒色帯電粒子は、摩擦帯電あるいは衝突帯電などにより正極性又は負極性の何れかの極性に帯電する。

したがって、例えば黒色帯電粒子群Ｂの各黒色帯電粒子が正極性に帯電している場合に、図２に図示するＸ１のライン１０ａの導体パターンＰに所定の正極性電圧を、Ｙ１のライン１０ｂの導体パターンＰに所定の負極性電圧を印加すると、交差部（Ｘ１，Ｙ１）の電界強度が最大になる為、図３に図示するように、正極性に帯電している黒色帯電粒子群Ｂの各黒色帯電粒子が静電気力によりＹ１のライン１０ｂの導体パターンＰに吸着してその表面を覆う。これにより、交差部（Ｘ１，Ｙ１）では、反射率の大きい白色絶縁体であるＸ１のライン１０ａがそのまま露出される状態となり、白色表示となる。

また、例えば図２に図示するＸ３のライン１０ａの導体パターンＰに所定の負極性電圧を、Ｙ１のライン１０ｂの導体パターンＰに所定の正極性電圧を印加した場合には、交差部（Ｘ３，Ｙ１）の電界強度が最大になり、図３に図示するように、反射率の小さい黒色帯電粒子Ｂの各黒色帯電粒子がＸ３のライン１０ａの導体パターンＰに吸着してその表面を覆う結果、交差部（Ｘ３，Ｙ１）では黒色表示となる。こうして、ライン１０ａ、１０ｂのいずれかに吸着される黒色帯電粒子群Ｂは、導体パターンＰに印加する電圧レベルをゼロレベルにした後も、原子間力および分子間力の作用により吸着箇所にそのまま保持される。これを換言すれば、表示媒体１０はあたかも紙のように、描かれた（あるいは書かれた）内容を保持する表示メモリ機能を具備すると言える。

各ライン１０ａ、１０ｂの導体パターンＰに印加される電圧は、図４（ｂ）に図示する電位差と反射率との特性から明らかなように、白色表示から黒色表示に状態遷移するのに必要な電位差と、黒色表示から白色表示に状態遷移に必要な電位差とで決る。具体的には、図４（ａ）に図示する矩形波状の閾値電圧＋ａまたは−ａを印加する。布状に織り込まれる各ライン１０ａ、１０ｂがそれぞれ交差する各交差部では、ライン１０ａ、１０ｂの導体パターンＰが上下に位置するため、互いに極性が異なる閾値電圧＋ａまたは−ａを同時に印加する。

例えば、図２に図示するＸ１のライン１０ａとＹ１のライン１０ｂとの交差部（Ｘ１，Ｙ１）では、ライン１０ａの導体パターンＰが表面側に位置し、ライン１０ｂの導体パターンＰが裏面側に位置しているため、黒色帯電粒子群Ｂの各黒色帯電粒子が正極性に帯電している場合に交差部（Ｘ１，Ｙ１）を白色表示させるには、ライン１０ａの導体パターンＰに閾値電圧＋ａを印加すると同時に、ライン１０ｂの導体パターンＰに閾値電圧−ａを印加する。また、交差部（Ｘ１，Ｙ１）を黒色表示させるには、これとは逆に、ライン１０ａの導体パターンＰに閾値電圧−ａを印加すると同時に、ライン１０ｂの導体パターンＰに閾値電圧＋ａを印加することになる。これにより、画素となるライン交差部を２値（黒白）の何れかに設定して、２値（黒白）による画像パターンを表示することが可能になる。

＜画像パターンの表示動作＞
表示媒体１０を形成する各ライン１０ａ、１０ｂの交差部を画素として２値（黒白）表示駆動するには、各ライン１０ａの導体パターンＰに各々接続される列電極Ｘ１〜Ｘｎと、各ライン１０ｂの導体パターンＰに各々接続される行電極Ｙ１〜Ｙｎとを、表示媒体１０の周囲を保持固定するスペーサ２０に設け、表示内容を表す表示データに応じて、列電極Ｘ１〜Ｘｎおよび行電極Ｙ１〜Ｙｎに時分割に閾値電圧＋ａまたは−ａを印加する。これによる画像パターンの表示動作の一例を図５に図示する。

図５に示す一例において、例えば交差部（Ｘ１，Ｙ１）では列電極Ｘ１に閾値電圧−ａが、行電極Ｙ１には閾値電圧＋ａが印加される為、黒色帯電粒子群Ｂの各黒色帯電粒子は表面側に位置するライン１０ａの導体パターンＰに吸着されて交差部（Ｘ１，Ｙ１）の画素が黒色表示される。また、交差部（Ｘ２，Ｙ１）では列電極Ｘ２に閾値電圧−ａが、行電極Ｙ１には閾値電圧＋ａが印加される為、黒色帯電粒子群Ｂの各黒色帯電粒子は裏面側に位置するライン１０ａの導体パターンＰに吸着されて交差部（Ｘ２，Ｙ１）の画素は白色表示される。このようにして、図５に示す表示駆動例に対応して各交差部（Ｘ１，Ｙ１）〜（Ｘ３，Ｙ７）の画素を白色又は黒色の何れかに設定することができて、図６に図示する画像パターンを得ることができる。

＜変形例＞
図７は、本実施形態に係わる表示装置の変形例における概略構造を示す断面図である。上述した一実施形態による表示装置１００は、スペーサ２０によって支持固定される表示媒体１０を、柔軟性に富む透明フィルムの背面保護膜３０および表面保護膜４０で覆い、内部の表示媒体１０を気密封止する構造としたが、これに限らず、例えば図７に図示するように、柔軟性に富む透明樹脂材で形成される背面保護膜５０および表面保護膜６０の各内面、つまり表示媒体１０に対向する面側に、互いに対向するように配列される複数の円錐形状の突起からなる突起群を設け、これら互いに対向する突起群の先端で表示媒体１０を上下方向から支持する構成としてもよい。

こうした構成にすれば、内部の表示媒体１０は背面保護膜５０および表面保護膜６０の各内面に設けられた突起群により上下方向から点接触状態で支持される。したがって、表示装置１００を折り畳んだり折り曲げたりしても、内部の表示媒体１０は背面保護膜５０および表面保護膜６０と常に一定の間隙を隔てて支持されるため、表示媒体１０の表示内容に与える影響を回避することができる。

また、上述した一実施形態では、柔軟性に富む絶縁樹脂材に酸化チタン等の反射率の高い添加剤を加えた白色絶縁体の表面に螺旋状の白色導体パターンＰを形成した複数のライン１０ａ、１０ｂを織り込んで表示媒体１０を形成し、かつライン１０ａ、１０ｂの交差部に複数の黒色帯電粒子からなる黒色帯電粒子群Ｂを設けるようにしたが、これに替えて、黒色絶縁体の表面に螺旋状の黒色導体パターンＰを形成した複数のライン１０ａ、１０ｂを織り込んで表示媒体１０を形成し、かつライン１０ａ、１０ｂの交差部に複数の白色帯電粒子からなる白色帯電粒子群Ｗを設け、画素となるライン交差部を２値（黒白）の何れかに設定して、２値（黒白）による画像パターンを表示する態様としても構わない。

さらに、上述した一実施形態では、画素となるライン交差部を２値（黒白）表示駆動する一例について言及したが、本発明による表示装置１００はカラー表示にも適用可能である。カラー表示するには、３箇所のライン交差部を１つの画素とし、その１つの画素を構成する３箇所のライン交差部に、それぞれ「黄（イエロー）」、「藍（シアン）」および「紅（マゼンタ）」に着色された帯電粒子群を設けておき、公知の減色の定理に基づき、これら３色の帯電粒子群が対応するライン交差部に吸着する度合い（吸着量）を制御すれば、３色の帯電粒子群の吸着度合いに応じた色相で表示される。

加えて、上述した一実施形態では、２値（黒白）表示駆動するものとしたが、これに限らず、階調表示駆動することも可能である。すなわち、表示媒体の各交差部に配設される帯電粒子群の複数の帯電粒子は、各導体パターンに印加される電圧に基づく電位差に応じて一度にまとめて吸着されるものではなく、吸着量は、ある程度印加される電位差のレベルに応じた量となり、これにより反射率に階調を持たせることができる。これは、図４（ｂ）に図示した電位差と反射率の特性における、白色表示から黒色表示に状態遷移する途中、あるいは黒色表示から白色表示に状態遷移する途中の中間の状態に対応する。そこで、導体パターンに印加する電圧をこの中間状態に対応した電圧レベルとすることにより、各画素に複数の階調を設定することができ、それら階調に対応する電位差で駆動することにより、グレー階調表示あるいはカラーの多色表示を行うことができる。

＜表示用線材の製造方法＞
次に、図８〜図１２を参照して、表示媒体１０における、柔軟性に富む絶縁樹脂材の表面に螺旋状の導体パターンＰを形成してなるライン（表示用線材）１０ａ、１０ｂの製造方法について説明する。図８は、本実施形態に係わる表示媒体の表示用線材の製造方法に適用される導電パターン形成ガイドの側面および断面図を示す。
表示媒体１０におけるライン１０ａ、１０ｂの製造に用いる導電パターン形成ガイド２００は、図８に示すように、円筒形部材の内周面に軸方向へ刻設される導電ラインガイド２０１と、円筒形部材の内周面に沿って螺旋状に形成される突起からなる絶縁ラインガイド２０２、２０３を備える。絶縁ラインガイド２０２、２０３は、互いに位相が反転する半周期分の螺旋パターンを有する。

（１）第１の製造方法
図９は、本実施形態に係わる表示媒体における表示用線材の第１の製造方法を説明するための図である。第１の製造方法は、上述した構造の導電パターン形成ガイド２００を用いて行われ、図９（ａ）に示すように、図示されていない固定機構により固定支持された導電パターン形成ガイド２００の一端側から絶縁材３００および導電材４００を同時に注入する。絶縁材３００には、例えばシリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂およびビニル樹脂などの柔軟性に富む絶縁樹脂に、酸化チタン等の反射率の高い添加剤を加えたものを用いる。絶縁材３００は、導電パターン形成ガイド２００の内径に嵌合する固体線材、あるいはペースト状であっても良い。導電材４００には、例えば有機高分子による導電ポリマー、フレーク状銀粉や球状銀粉の導電フィラーを有する導電樹脂を用いる。導電材４００はペースト状のものとし、導電パターン形成ガイド２００の一端側から絶縁材３００が圧入されるのに同期して導電ラインガイド２０１に注入する。

導電パターン形成ガイド２００の一端側から連続的に圧入される絶縁材３００が、導電パターン形成ガイド２００内部に設けられた突起状の絶縁ラインガイド２０２、２０３に係合する。これにより、図９（ｂ）に示すように、絶縁材３００は図中に示す矢印方向に捻転されながら導電パターン形成ガイド２００の他端側から吐出される。捻転されながら吐出される絶縁材３００の表面には、絶縁ラインガイド２０２、２０３に対応した螺旋パターンの導電材４００が巻回された状態で付着する。この後、その導電材４００を乾燥固着させてから、絶縁材３００と同じ白色絶縁樹脂にて周囲に保護層を形成すれば、柔軟性に富む絶縁樹脂材の表面に螺旋状の導体パターンＰを有するライン１０ａ、１０ｂが製造される。

（２）第２の製造方法
図１０は、本実施形態に係わる表示媒体における表示用線材の第２の製造方法を説明するための図である。第２の製造方法では、図８に図示した構造から導電ラインガイド２０１を省いた導電パターン形成ガイド２００を用いる。導電パターン形成ガイド２００から導電ラインガイド２０１を省いた代りに、図１０（ａ）に示すように、導電パターン形成ガイド２００の吐出口（他端側）近傍に導電材４００を塗布するディスペンサＤを配設する。

第２の製造方法では、図示されていない固定機構により固定支持された導電パターン形成ガイド２００の一端側から絶縁材３００を圧入する。絶縁材３００には、上述した第１の製造方法と同様に、例えばシリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂およびビニル樹脂などの柔軟性に富む絶縁樹脂に、酸化チタン等の反射率の高い添加剤を加えたものを用いる。絶縁材３００は、導電パターン形成ガイド２００の内径に嵌合する固体線材、あるいはペースト状であっても良い。導電材４００には、金属粉、カーボン、銀粉などを含む導電性塗料を用いる。

導電パターン形成ガイド２００の一端側から連続的に圧入される絶縁材３００が、導電パターン形成ガイド２００内部に設けられた突起状の絶縁ラインガイド２０２、２０３に係合する。これにより、図１０（ｂ）に示すように、絶縁材３００は図中に示す矢印方向に捻転されながら導電パターン形成ガイド２００の他端側から吐出される。捻転されながら吐出される絶縁材３００の表面には、導電パターン形成ガイド２００の吐出口（他端側）近傍に配設されたディスペンサＤによって導体材４００（導電性塗料）が連続的に塗布される。こうして、絶縁ラインガイド２０２、２０３に対応した螺旋パターンの導電材４００が表面に塗布された絶縁材３００を室内乾燥あるいは加熱乾燥させた後、さらに絶縁材３００と同じ白色絶縁樹脂にて周囲に保護層を形成することで柔軟性に富む絶縁樹脂材の表面に螺旋状の導体パターンＰを有するライン１０ａ、１０ｂが製造される。

（３）第３の製造方法
図１１は、本実施形態に係わる表示媒体における表示用線材の第３の製造方法を説明するための図である。第３の製造方法では、図８に図示した構造から導電ラインガイド２０１を省いた導電パターン形成ガイド２００を用いる。導電パターン形成ガイド２００から導電ラインガイド２０１を省いた代りに、図１１（ａ）に示すように、導電パターン形成ガイド２００の吐出口（他端側）近傍に導電性の金属線ＭＬを排出する金属線排出機構Ｍを配設する。

第３の製造方法では、図示されていない固定機構により固定支持された導電パターン形成ガイド２００の一端側から絶縁材３００を圧入する。絶縁材３００には、上述した第１の製造方法と同様に、例えばシリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂およびビニル樹脂などの柔軟性に富む絶縁樹脂に、酸化チタン等の反射率の高い添加剤を加えたものを用いる。絶縁材３００は、導電パターン形成ガイド２００の内径に嵌合する固体線材、あるいはペースト状であっても良い。導電材には導電性の金属線ＭＬを用いる。

導電パターン形成ガイド２００の一端側から連続的に圧入される絶縁材３００が、導電パターン形成ガイド２００内部に設けられた突起状の絶縁ラインガイド２０２、２０３に係合する。これにより、図１１（ｂ）に示すように、絶縁材３００は図中に示す矢印方向に捻転されながら導電パターン形成ガイド２００の他端側から吐出される。捻転されながら吐出される絶縁材３００の先端部Ｔに金属線ＭＬを係止固着させた後、適度なテンションを保持しながら金属線排出機構Ｍから金属線ＭＬを排出させる。こうすることで、捻転されながら吐出される絶縁材３００の表面には、適度なテンションで金属線ＭＬが螺旋状に巻回され、その螺旋パターンは絶縁ラインガイド２０２、２０３に対応したものとなる。この後、絶縁材３００と同じ白色絶縁樹脂にて周囲に保護層を形成することで柔軟性に富む絶縁樹脂材の表面に螺旋状の導体パターンＰを有するライン１０ａ、１０ｂが製造される。

（４）第４の製造方法
図１２は、本実施形態に係わる表示媒体における表示用線材の第４の製造方法を説明するための図である。第４の製造方法では、極細の複数の絶縁線材ＩＮＳと導電性線材ＣＯＮを使用する。絶縁線材ＩＮＳには、例えばシリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂およびビニル樹脂などの柔軟性に富む絶縁樹脂に、酸化チタン等の反射率の高い添加剤を加えたものを用いる。導電性線材ＣＯＮには、例えば有機高分子による導電ポリマー、フレーク状銀粉や球状銀粉の導電フィラーを有する導電樹脂、あるいは金属粉、カーボン、銀粉などを含む導電性塗料、もしくは導電性金属箔／金属線などを用いる。導電性線材ＣＯＮは、絶縁線材ＩＮＳと同色の絶縁樹脂にて表面が保護コーティングされる。
そして、図１２に図示する通り、極細の複数の絶縁線材ＩＮＳと導電性線材ＣＯＮを束ねて紙捻状に撚り合せて１本の線材を形成する。紙捻状に撚り合せる際に、導電性線材ＣＯＮが表面に配置されるようにすることで柔軟性に富む絶縁樹脂材の表面に螺旋状の導体パターンＰを有するライン１０ａ、１０ｂが製造される。

以上説明したように、本実施形態によれば、柔軟性を備える絶縁体の表面に、螺旋状に巻回される導体パターンＰが設けられたライン１０ａ、１０ｂが織物状に縦方向および横方向に織り込まれ、縦方向に織り込まれたライン１０ａと横方向に織り込まれたライン１０ｂとの各交差部に正極性又は負極性の何れかの極性の複数帯電粒子からなる帯電粒子群を配設した表示媒体１０を構成し、この表示媒体１０のライン１０ａ、１０ｂの導体パターンＰに印加される電圧の極性に応じて、ライン交差部に配設される帯電粒子群の各帯電粒子を、ライン１０ａ、１０ｂのいずれか側に吸着させて当該ライン交差部の反射率を相互に異ならせて画像パターンを表示するように構成される。

すなわち、本発明における表示媒体は、複数の表示用線材と帯電粒子群による比較的簡易な構造によって構成されるものであるため、比較的容易に形成することができて、大画面の表示を比較的容易に得ることができる。また、帯電粒子の移動に対して、電気泳型の場合のような分散媒を何ら有していないため、比較的速い応答速度を得ることができる。しかも、表示用線材が柔軟性を備える絶縁体により形成されるため、柔軟性を有して、折り曲げたり折り畳んだりすることが可能で、紙と同様の使用感を得ることができる。

本発明に係わる表示装置の一実施形態における概略構造を示す断面図である。本実施形態に係わる表示媒体の概略構成を示す平面図である、本実施形態に係わる表示媒体の動作状態を説明するための図である。本実施形態に係わる表示媒体の閾値電圧および反射率特性を説明するための図である。本実施形態に係わる表示装置の表示駆動例を説明するための図である。本実施形態に係わる表示装置の表示駆動例に対応した画像パターンの一例を示す図である。本実施形態に係わる表示装置の変形例における概略構造を示す断面図である。本実施形態に係わる表示媒体の表示用線材の製造方法に適用される導電パターン形成ガイドの構造を説明するための図である。本実施形態に係わる表示媒体における表示用線材の第１の製造方法を説明するための図である。本実施形態に係わる表示媒体における表示用線材の第２の製造方法を説明するための図である。本実施形態に係わる表示媒体における表示用線材の第３の製造方法を説明するための図である。本実施形態に係わる表示媒体における表示用線材の第４の製造方法を説明するための図である。

符号の説明

１０表示媒体
１０ａ、１０ｂライン（表示用線材）
２０スペーサ
３０背面保護膜
４０表面保護膜

Claims

表面側および裏面側に対向する電極層が形成された絶縁体と、前記各電極層のいずれかの電極層上に配設され、前記電極層の色とは異なる色を有し、正極性又は負極性の何れかの極性の複数の帯電粒子からなる帯電粒子群と、を備える表示媒体と、
前記各電極層に印加される電圧の極性に応じて、前記帯電粒子群における前記各帯電粒子を、前記各電極層のいずれか側に吸着させて、前記電極層における反射率を変化させる駆動手段と、
を具備し、
前記表示媒体における前記絶縁体は、柔軟性を備える絶縁体の表面に、螺旋状に巻回される導体パターンが前記電極層として設けられた第１の表示用線材と第２の表示用線材からなり、
前記表示媒体は、複数の前記第１の表示用線材と複数の前記第２の表示用線材が織物状に縦方向および横方向に織り込まれ、該各第１の表示用線材と各第２の表示用線材との各交差部に前記帯電粒子群が配設されていることを特徴とする表示装置。
前記絶縁体および前記電極層は白色を有し、前記帯電粒子は黒色を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記絶縁体および前記電極層は黒色を有し、前記帯電粒子は白色を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記絶縁体および前記電極層は黒色を有し、前記帯電粒子はシアン、マゼンダ、イエローの何れかの色を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記駆動手段は、前記電極層に印加される電圧のレベルに応じて、前記帯電粒子群における前記各帯電粒子の前記電極層への吸着量を制御して該電極層における反射率の値を制御することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記表示媒体を形成する前記第１および第２の表示用線材に設けられる前記導体パターンの螺旋ピッチは、該第１および第２の表示用線材が織物状に織り込まれた状態で、該導体パターンが互いに接触せず、かつ前記第１の表示用線材と前記第２の表示用線材との交差部では該導体パターンが表面側および裏面側に配置されるように設定された螺旋ピッチとされていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の表示装置。
前記表示媒体を形成する前記第１および第２の表示用線材に設けられる前記導体パターンは、該第１および第２の表示用線材と同質の絶縁体で保護コーティングされていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の表示装置。
前記駆動手段は、前記表示媒体を形成する前記第１および第２の表示用線材の前記各導体パターンに表示画像に応じた電圧を印加し、印加される電圧の極性に応じて、前記各交差部に配設される前記帯電粒子群における前記各帯電粒子を、前記第１および第２の表示用線材のいずれか側に吸着させて、前記各交差部の反射率を相互に異ならせて、画像パターンを表示する手段を具備することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の表示装置。
前記表示用媒体は、前記複数の第１の表示用線材と前記複数の第２の表示用線材との複数交差部の内の３箇所の交差部を１つの画素とし、該各画素を構成する３箇所の各交差部に、シアン、マゼンダ、イエローの各色を有する複数の帯電粒子による帯電粒子群が配設された構成を備え、
前記駆動手段は、前記表示媒体を形成する前記第１および第２の表示用線材の前記各導体パターンに表示画像に応じた電圧を印加し、印加される電圧の極性に応じて、前記各画素に配設される前記帯電粒子群における前記各帯電粒子を、前記第１および第２の表示用線材のいずれか側に吸着させて、前記各画素の色相を相互に異ならせてカラーの画像パターンを表示する手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記表示媒体を形成する前記第１および第２の表示用線材の前記導体パターンに印加される電圧の極性に応じて、該第１および第２の表示用線材のいずれか側に吸着される前記帯電粒子群は、前記第１および第２の表示用線材の導体パターンに印加する電圧レベルをゼロレベルにした後も吸着箇所にそのまま保持されることを特徴とする請求項８又は９に記載の表示装置。
前記駆動手段は、前記第１および第２の表示用線材の前記導体パターンに印加する電圧のレベルに応じて、前記帯電粒子群における前記各帯電粒子の前記第１および第２の表示用線材のいずれかの側への吸着量を制御して前記画像パターンの階調を制御することを特徴とする請求項８又は９に記載の表示装置。
前記表示装置は、前記表示媒体の表面側および裏面側を覆い、少なくとも一面側は光透過性を有する、表面保護膜および背面保護膜と、当該表示媒体の周囲を保持固定する保持部材と、を有して、前記表示媒体を気密封止する封止手段を備えることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の表示装置。
前記封止手段における前記表面保護膜および前記背面保護膜は、透明フィルムからなることを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
前記封止手段は、前記表面保護膜および背面保護膜の各内面側に設けられ、互いに対向するように配列される複数の円錐形状の突起からなる突起群を有し、該突起群の前記各突起の各先端部分で前記表示媒体を上下方向から支持することを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
前記封止手段における前記表面保護膜および前記背面保護膜の各内面側は、前記帯電粒子の付着を防ぐ帯電防止加工が施されていることを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
帯電粒子によって画像パターンを表示する表示装置の製造方法において、前記表示装置は、柔軟性を備える絶縁体の表面に螺旋状に巻回される導体パターンによる電極層が設けられた表示用線材と、前記各電極層の電極層上に配設され、前記電極層に印加される電圧の極性に応じて電極層への吸着状態が制御されて、前記電極層の反射率が制御される表示媒体を備え、
捻転されつつ長手方向へ進行する柔軟性絶縁材の表面に、螺旋パターンの導電樹脂を巻回させて固着させることによって前記表示用線材を形成することを特徴とする表示装置の製造方法。
帯電粒子によって画像パターンを表示する表示装置の製造方法において、前記表示装置は、柔軟性を備える絶縁体の表面に螺旋状に巻回される導体パターンによる電極層が設けられた表示用線材と、前記各電極層の電極層上に配設され、前記電極層に印加される電圧の極性に応じて電極層への吸着状態が制御されて、前記電極層の反射率が制御される表示媒体を備え、
捻転されつつ長手方向へ進行する柔軟性絶縁材の表面に、螺旋パターンを形成するよう導電性塗料を塗布して乾燥させることによって前記表示用線材を形成することを特徴とする表示装置の製造方法。
帯電粒子によって画像パターンを表示する表示装置の製造方法において、前記表示装置は、柔軟性を備える絶縁体の表面に螺旋状に巻回される導体パターンによる電極層が設けられた表示用線材と、前記各電極層の電極層上に配設され、前記電極層に印加される電圧の極性に応じて電極層への吸着状態が制御されて、前記電極層の反射率が制御される表示媒体を備え、
捻転されつつ長手方向へ進行する柔軟性絶縁材の表面に、螺旋パターンを形成するよう導電性金属線を巻回することによって前記表示用線材を形成する工程を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
帯電粒子によって画像パターンを表示する表示装置の製造方法において、前記表示装置は、柔軟性を備える絶縁体の表面に螺旋状に巻回される導体パターンによる電極層が設けられた表示用線材と、前記各電極層の電極層上に配設され、前記電極層に印加される電圧の極性に応じて電極層への吸着状態が制御されて、前記電極層の反射率が制御される表示媒体を備え、
柔軟性を有する複数の絶縁線材と柔軟性を有する導電性線材とを束ね、当該導電性線材が表面に配置されるよう紙捻状に撚り合せることによって１本の前記表示用線材を形成する工程を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
前記表示用線材の形成工程は、更に、前記螺旋状の導体パターンが形成された前記柔軟性絶縁材の表面に、当該柔軟性絶縁材と同質の保護層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
前記表示用線材の形成工程は、内周面に沿って螺旋状に形成される突起を備えた円筒形部材の一端側に、連続的に前記柔軟性絶縁材を圧入させ、当該円筒形部材の他端側から捻転されつつ長手方向へ進行する前記柔軟性絶縁材を吐出させることによって、該柔軟性絶縁材の表面に前記螺旋状の導体パターンを形成することを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
前記円筒形部材は、互いに位相が反転する半周期分の螺旋パターンを形成する２つの螺旋状突起を具備することを特徴とする請求項２０に記載の表示装置の製造方法。