JP5435232B2 - 電気泳動表示装置、時計、電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電気泳動表示装置、時計、電子機器に関する。

従来から、電気泳動方式の電子ペーパーが知られており、このような電子ペーパーにおいて、電子ペーパー本体の前面にフロントライトユニットを備えることで暗所でも表示内容を視認可能にしたものが知られている（例えば、特許文献１）

特開２００８−２２４９００号公報

しかしながら、従来の電子ペーパーでは、導光散乱部材を電子ペーパー本体前面に配し、導光散乱部材の端部に光源を配しているため、装置全体のサイズが大きくなるといった問題があった。また、導光散乱部材は光の透過率が１００パーセントでないために、特にライト不使用時において視認性が低下するといった問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものである。本発明のいくつかの態様によれば、コンパクトな構成で、暗所でも表示内容を視認可能にした電気泳動表示装置、これを備えた時計及び電子機器を提供することができる。

（１）前記目的を達成するため、本発明は、共通電極が形成された共通電極層と、駆動電極が形成された駆動電極層と、前記共通電極層と前記駆動電極層との間に設けられた電気泳動表示層とを含む電気泳動表示パネルと、光源とを備えた電気泳動表示装置であって、前記光源を、前記電気泳動表示パネルの表面の外周側領域に設けたことを特徴とする。

ここで、電気泳動表示パネルの表面とは、電気泳動表示パネルの面のうち、外部から視認される側に位置する面をいう。

本発明によれば、光源を電気泳動表示パネルの表面の外周側領域に設けるようにすることで、コンパクトな構成で暗所でも表示内容を視認可能にすることができる。

（２）また本発明において、前記外周側領域は、前記駆動電極層の周縁部の前記駆動電極が形成されない領域に対応する領域としてもよい。

本発明によれば、光源を電気泳動表示パネルの表面において画像が表示されない外周領域に光源を設けることで、スペース効率を良好にすることができる。

（３）また本発明において、前記光源からの光を反射する反射板を更に備え、前記光源を、前記反射板と、前記電気泳動表示パネルの表面との間に設けるようにしてもよい。

本発明によれば、光源を、反射板と電気泳動表示パネルの表面との間に設けることで、効率良くパネル表面を照らすことができる。

（４）また本発明において、前記反射板を、前記外周側領域を覆うように設けるようにしてもよい。

（５）また本発明において、基板上に受光部が設けられた太陽電池を更に備え、前記基板の裏面が前記反射板の反射面となるように構成するようにしてもよい。

本発明によれば、太陽電池の基板の裏面を反射面として機能させることで、スペース効率を良好にすることができる。

（６）また本発明の時計は、前記本発明に係る電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、コンパクトな構成で暗所でも表示内容を視認可能にすることが可能な時計を提供することができる。

（７）また本発明の電子機器は、前記本発明に係る電気泳動表示装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、コンパクトな構成で暗所でも表示内容を視認可能にすることが可能な電子機器を提供することができる。

本実施形態に係る電気泳動表示装置を備えた腕時計の正面図。 図１のＡ−Ａ’断面模式図。 電気泳動表示パネルと太陽電池とＬＥＤ光源の位置関係を示す平面図。 電気泳動表示パネルの構成を概略的に示す断面模式図。 ＬＥＤ光源と太陽電池の構成を概略的に示す断面模式図。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。

図１は、本実施形態に係る電気泳動表示装置を備えた腕時計１の正面図である。

同図に示すように、腕時計１は、時計ケース２（外装ケース）と、当該時計ケース２に連結された一対のバンド（図示せず）とを主体として構成されている。時計ケース２は、ステンレス等の金属又はプラスチック樹脂等の樹脂からなる。時計ケース２の正面には、表示部５０と、太陽電池３（ソーラーパネル）とが設けられている。時計ケース２の側面には、操作ボタン１０が設けられており、時計ケース２の正面下部にも３つの操作ボタン１１が設けられている。

図２は、図１のＡ−Ａ’断面模式図である。

同図に示すように、時計ケース２の内部には、回路基板４２と、二次電池（図示せず）とアンテナ４４と、表示部５０と、太陽電池３とが収容されている。回路基板４２に実装される回路や、二次電池、アンテナ４４は、回路基板４２に取り付けられる回路ケース４に収容される。

回路基板４２には、発振回路、分周回路を含む計時回路や、電気泳動表示パネル５を駆動する駆動回路、制御ＩＣ、コンデンサなどが実装されている。

表示部５０は、例えばアクティブマトリクス駆動の電気泳動表示パネル５によって構成されており、回路基板４２の時計正面側に配置され、パネル枠５２により保持されている。表示部５０の表示面は、ここでは矩形になっている。表示面の形状については、矩形のほか、例えば、円形状、正八角形状、十六角形状など、他の形状になっていても構わない。また、電気泳動表示パネル５は、セグメント駆動の電気泳動表示パネルであってもよい。

太陽電池３は、発電した電力を二次電池に供給するものであり、電気泳動表示パネル５の時計正面側に離隔配置され、時計ケース２内部に設けられた太陽電池受け部２２とパネル枠５２とにより挟持されることで固定されている。二次電池に蓄電された電力は、回路基板４２や電気泳動表示パネル５に供給される。

また太陽電池３と電気泳動表示パネル５との間には２つのＬＥＤ光源（図示せず）が設けられている。

時計ケース２の正面側には、ガラス製又は樹脂製の透明カバー７（風防ガラス）が設けられている。時計ケース２の背面側（裏側）には、裏蓋９が螺合されている。裏蓋９及び透明カバー７によって時計ケース２の内部の密封性が確保されている。

図３は、電気泳動表示パネル５と太陽電池３とＬＥＤ光源８の位置関係を示す平面図である。なお、図３では、位置関係を明確にするために、電気泳動表示パネル５とＬＥＤ光源８の図中手前側に位置する太陽電池３を二点鎖線で示している。

同図に示すように、２つのＬＥＤ光源８（光源の一例）は、電気泳動表示パネル５の表面（表示面）の外周側領域５４に設けられている。ここで、外周側領域５４は、電気泳動表示パネル５の表面において画像が表示されない非表示領域であり、電気泳動表示パネル５の表面において画像が表示される表示領域５６（図３中斜線で示した領域）を囲むリング状の領域である。このように、ＬＥＤ光源８を電気泳動表示パネル５の表面の外周領域に設けることにより、ＬＥＤ光源８を電気泳動表示パネル５の周縁部に設けることに比べて、装置をコンパクト化することができるとともに、ＬＥＤ光源８がパネルの表示領域により近づくため効率良くパネルの表示領域を照らすことができる。また、ＬＥＤ光源８を非表示領域である外周側領域５４に設けることにより、パネル表面の画像が表示されない領域を有効利用してスペース効率を良好にすることができる。

太陽電池３は、リング状に形成され、電気泳動表示パネル５表面の外周側領域５４を覆うように設けられている。太陽電池３を、外周側領域５４を覆うように設けることにより、画像が表示されない非表示領域とＬＥＤ光源８とを外部から視認できなくすることができる。

図４は、電気泳動表示パネル５の構成を概略的に示す断面模式図である。以下の説明においては、主として電気泳動表示パネル５がアクティブマトリクス駆動の電気泳動表示パネルである場合を例にとり説明するが、電気泳動表示パネル５は、セグメント駆動の電気泳動表示パネルであってもよい。

電気泳動表示パネル５は、透明基板６１と、共通電極層６２（透明電極層）と、電気泳動表示層６３と、電気泳動表示層６３を駆動するための複数の画素電極（駆動電極に対応）が形成された画素電極層６４（駆動電極層に対応）と、素子基板６５（背面基板に対応）とが表面側から積層されて構成されている。なお、透明基板６１の表面には、カバーガラス６６（防水ガラス）が接着されている。カバーガラス６６の表面側は電気泳動表示パネル５の表示面になっている。

共通電極層６２は、電気泳動表示層６３に対する共通電極として形成されている。素子基板６５には、各画素電極に対する電圧供給を行う半導体回路層が形成されている。本実施形態において、半導体回路層はＴＦＴ回路層として形成され、ＴＦＴ回路層には、直交配置された複数の走査線と、複数のデータ線が設けられ、両者の交差部分には、各画素電極に対する供給電圧を制御するためのスイッチング素子が設けられている。各画素電極は、例えば配線基板上に形成された銅箔により構成される。

電気泳動表示パネル５が、セグメント駆動の電気泳動表示パネルである場合には、各画素電極はセグメント電極（駆動電極に対応）に、画素電極層６４はセグメント電極層（駆動電極層に対応）に、素子基板６５は図示しない駆動回路に配線接続された配線基板（背面基板に対応）にそれぞれ対応する。

素子基板６５は、例えばガラス基板、石英基板、シリコン基板、ガリウム砒素基板などの無機基板や、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）等で構成されるプラスチック基板（樹脂基板）などを用いた基板上に不図示の半導体回路層が形成された構成になっている。

電気泳動表示パネル５が、セグメント駆動の電気泳動表示パネルである場合には、配線基板（素子基板６５に対応）は、例えばポリイミドやガラスエポキシ等で構成され、表面側に銅箔を貼り付けてセグメント電極（画素電極に対応）を形成する。

透明基板６１は電気泳動表示層６３を保持する基板であり、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）など光透過性の高い材料からなる基板である。

共通電極層６２は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などによる透明な電極材で構成されている。画素電極層６４の画素電極は、画素毎に設けられているが、共通電極層６２は各画素に対して共通なものとされている。

電気泳動表示層６３は、複数のマイクロカプセル６３ａと、マイクロカプセル６３ａを保持するためのバインダ材（図示せず）を含んで構成されている。バインダ材は、透明電極層６２及び画素電極層６４とマイクロカプセル６３ａとの接着剤としても機能してもよい。バインダ材は、マイクロカプセル６３ａのカプセル壁膜に対する親和性が良好で、透明電極層６２及び画素電極層６４と接着性に優れ、かつ絶縁性の良い接着剤であることが好ましい。

電気泳動表示層６３は、裏面側（画素電極層６４側）に、画素電極層６４との接着性を高めるための接着層（図示せず）をさらに含んでも良い。接着層は、画素電極層６４と接着性に優れ、かつ絶縁性の良い接着剤であることが好ましい。

マイクロカプセル６３ａは、多数の帯電粒子が分散した電気泳動粒子分散液が封入されている。電気泳動粒子分散液には、黒色の電気泳動粒子（以下、黒粒子という）と、白色の電気泳動粒子（以下、白粒子という）とが分散され、二色の粉体流体方式の電気泳動層が構成されている。これら黒粒子及び白粒子は、互いに異なる極性に帯電しており、本実施形態では、黒粒子がマイナス（負）に帯電し、白粒子がプラス（正）に帯電している。

また、電気泳動表示層６３は、電気泳動表示層６３の周縁部とを含む領域に設けられたエポキシ樹脂等による封止材６７（封止部）により、透明基板６１と素子基板６５との間に封止されている。これにより、電気泳動表示層６３が湿潤な環境から保護されることになり、電気泳動粒子の特性変化が抑制される。また、画素電極層６４の周縁部にも封止材６７が設けられ、これにより、画素電極層６４の腐食を防止することができる。

本実施形態では、画素電極層６４の形成領域は、電気泳動表示層６３と略一致しているため、画素電極層６４の周縁部の領域６４ａは、画素電極（駆動電極）が形成されない領域となる。すなわち、電気泳動表示パネル５の表面において画像が表示されない外周側領域５４（非表示領域）は、画素電極層６４の周縁部の画素電極が形成されない領域６４ａに対応する領域であるといえる。また、電気泳動表示パネル５の表面において画像が表示されない外周側領域５４は、電気泳動表示層６３の周縁部の封止材６７が設けられる領域に対応する領域であるともいえる。

図５は、ＬＥＤ光源８と太陽電池３の構成を概略的に示す断面模式図である。

同図に示すように、ＬＥＤ光源８は、回路基板４２から配線接続されたフレキシブル基板７２の端部に設けられている。フレキシブル基板７２は、電気泳動表示パネル５及びパネル枠５２の側面側を回り込み、逆Ｌ字型に形成された基板押さえ部７４によって電気泳動表示パネル５側に曲げられることによって、その端部が電気泳動表示パネルの表面の外周側領域５４に配置されている。このようにすると、コンパクトな構成でＬＥＤ光源８を電気泳動表示パネル５の表面に設けることができる。

パネル枠５２には突起５３ａが設けられ、突起５３ａをフレキシブル基板７２と基板押さえ部７４のそれぞれに設けられた穴（図示せず）に嵌入させて、フレキシブル基板７２をパネル枠５２と基板押さえ部７４とで挟持することで、フレキシブル基板７２を固定している。

太陽電池３は、ステンレスなどの金属からなる基板３２上に受光部３４（発電部）が形成された構成になっている。ここで、ＬＥＤ光源８は電気泳動表示パネル５と太陽電池３との間に設けられ、本実施形態の太陽電池３の基板３２は金属からなるため、太陽電池３の基板３２の裏面３２ａは、ＬＥＤ光源８からの光を反射する反射板の反射面として機能する。すなわち、ＬＥＤ光源８から出射された光の一部は、基板３２の裏面３２ａによって反射されて電気泳動表示パネル５の表面に照射される。このようにすると、ＬＥＤ光源８から出射されたより多くの光を、基板３２の裏面３２ａによって反射させてパネル表面のより広い範囲に照射させることができ、少ない消費電力で効率良くパネル表面を照らすことができる。なお、ＬＥＤ光源８から出射された多くの光を反射させるため、太陽電池３をＬＥＤ光源８に接触させて設けずに、太陽電池３をＬＥＤ光源８と距離をおいて設けることが好ましい。

なお、太陽電池３の基板３２が、反射率の低いフィルムなどからなる場合には、太陽電池３の基板３２の裏面側に反射板を形成するようにしてもよい。また、太陽電池３に代えて、金属や反射フィルムを用いた反射板を、外周側領域５４を覆うように設けるようにしてもよい。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。

例えば、前記実施形態では、マイクロカプセル型の電気泳動方式の表示層を用いる場合を例にとり説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、これ以外の電気泳動方式の表示層を用いる場合、例えば水平移動型電気泳動方式や垂直移動型電気泳動方式の表示層を用いる場合にも適用可能である。

また、本実施形態では、電気泳動表示装置を腕時計等の時計に適用する場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限らず、これ以外の電子機器用の電気泳動表示装置として用いることが可能である。

ここにおいて、電子機器は、前述した電気泳動表示装置を表示部として備えるあらゆる機器を意味するものであり、ディスプレイ装置、テレビジョン装置、電子ブック、電子ペーパー、電子手帳、電卓、携帯電話、携帯情報端末等を含む。

１ 腕時計、２ 時計ケース（外装ケース）、３ 太陽電池、４ 回路ケース、５ 電気泳動表示パネル、７ 透明カバー、８ ＬＥＤ光源、９ 裏蓋、１０ 操作ボタン、１１ 操作ボタン、２２ 太陽電池受け部、３２ 基板、３４ 受光部、４２ 回路基板、４４ アンテナ、５０ 表示部、５２ パネル枠、５４ 外周側領域、５６ 表示領域、６０ カバーガラス、６１ 透明基板、６２ 共通電極層、６４ 画素電極層（駆動電極層）、６５素子基板（背面基板）、６７ 封止材（封止部）、７２ フレキシブル基板、７４ 基板押さえ部

Claims (4)

1. 共通電極が形成された共通電極層と、駆動電極が形成された駆動電極層と、前記共通電極層と前記駆動電極層との間に設けられた電気泳動表示層とを含む電気泳動表示パネルと、光源と、基板上に受光部が設けられた太陽電池とを備え、
   前記光源を、前記太陽電池と前記電気泳動表示パネルの表面との間であって、前記電気泳動表示パネルの表面の外周側領域に設け、
   前記外周側領域は、前記駆動電極層の周縁部の前記駆動電極が形成されない領域に対応する領域であり、
   前記太陽電池の基板の裏面が、前記光源からの光を反射する反射板の反射面として機能するように構成した電気泳動表示装置。
2. 請求項１において、
   前記太陽電池を、前記外周側領域を覆うように設けた電気泳動表示装置。
3. 請求項１又は２に記載の電気泳動表示装置を備えた時計。
4. 請求項１又は２に記載の電気泳動表示装置を備えた電子機器。

Images