(57)【要約】【課題】反射型表示媒体に対し、明瞭な表示パターンを、長期に渡って安定した表示パターンを形成することができる印画装置およびこれを備えた表示装置を提供する。【解決手段】本発明の印画装置３０は、第一および第二の基材と、これらの基材の間に配設され、誘電性溶媒と帯電性粒子が封入された複数のセルと、を有し、第二の基材は透明電極が設けられた透明電極付の基材からなる電子ペーパー２０に対して、第一および第二の基材の間に電圧を印加し、セル内に電界を生成させて、セル内にて帯電性粒子を移動させ電子ペーパー２０に表示パターンを印画する装置であり、第一の基材の表面に間隔を置いて対向して配置される電極部材３１と、第一の基材の表面に対して部分的に電極部材３１を押圧するローラー３３と、を備え、電極部材３１は、支持基材３４と、支持基材３４の一方の面に並列に設けられた複数列の導電部３２とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2010145726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が光透過性を有し互いに対向して配置された第一の基材および第二の基材と、前記第一の基材および前記第二の基材の間に配設され、誘電性溶媒と該誘電性溶媒中に分散される帯電性粒子が封入された複数のセルと、を有し、前記第二の基材は一方の面全面に透明電極が設けられてなる透明電極付基材からなる反射型表示媒体に対して、前記第一の基材および前記第二の基材の間に電圧を印加して、前記セル内に電界を生成させることにより、前記セル内にて前記帯電性粒子を移動させて前記反射型表示媒体に表示パターンを印画する印画装置であって、
前記第一の基材の表面に間隔を置いて対向して配置される電極部材と、前記第一の基材の表面に対して部分的に前記電極部材を押圧するためのローラーと、を備え、
前記電極部材は、支持基材と、該支持基材の一方の面に並列に設けられた複数列の導電部とを有することを特徴とする印画装置。
【請求項２】
少なくとも一方が光透過性を有し互いに対向して配置された第一の基材および第二の基材と、前記第一の基材および前記第二の基材の間に配設され、誘電性溶媒と該誘電性溶媒中に分散される帯電性粒子が封入された複数のセルと、を有し、前記第二の基材は一方の面全面に透明電極が設けられてなる透明電極付基材からなる反射型表示媒体、
並びに、前記第一の基材の表面に間隔を置いて対向して配置される電極部材と、前記第一の基材の表面に対して部分的に前記電極部材を押圧するためのローラーと、を備え、前記電極部材は、支持基材、および、該支持基材の一方の面に並列に設けられた複数列の導電部を有し、前記反射型表示媒体に対して、前記第一の基材および前記第二の基材の間に電圧を印加して、前記セル内に電界を生成させることにより、前記セル内にて前記帯電性粒子を移動させて前記反射型表示媒体に表示パターンを印画する印画装置を有することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気泳動現象を利用した電気泳動型の電子ペーパーなどの反射型表示媒体に対して表示パターンを印画するために用いられる印画装置およびこれを備えた表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、情報化技術に対応して、種々の表示技術が開発されている。このような表示技術の中でも、薄型化が容易であることや、表示のメモリー機能があることなどから、電気泳動現象を利用した電気泳動型の電子ペーパーが提示されている。
【０００３】
このような電子ペーパーの一例を、図６に示す。
図６は、一般的な電子ペーパーの一例を示し、その一部を拡大した概略断面図である。
電子ペーパー１００では、第一の基材１０１と第二の基材１０２が対向して配置されている。第一の基材１０１と第二の基材１０２の間には、所要数の画素がマトリックス状に配列されている。
【０００４】
これらの画素では、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）およびそれに接続する画素電極が、ＴＦＴ層１０３に形成されている。このＴＦＴ層１０３の上には、その表面平坦化のための樹脂層１０４が形成され、隔壁１０５により区画された画素用のセル１０６が形成されている。ここで、各セル１０６内には、帯電性粒子１０７が分散された誘電性溶媒１０８からなる分散液１０９が充填されている。そして、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ、スズドープ酸化インジウム）などの光透過性の対向電極１１０が、分散液１０９に接し、それをセル１０６に封入するように配置されている。なお、この対向電極１１０は、各画素の共通電極として第二の基材１０２の全面に設けられている。
【０００５】
この電子ペーパー１００では、帯電性粒子１０７と誘電性溶媒１０８が、互いに異なる色を帯びている。例えば、正帯電の帯電性粒子１０７は白色を帯びており、誘電性溶媒１０８は黒色、青色、赤色あるいは緑色を帯びている。そして、ＴＦＴ層１０３に形成された各画素の画素電極と対向電極１１０との間に、極性の異なる二種類の電圧を切換え印加できるようになっている。
【０００６】
この電子ペーパー１００の表示では、対向電極１１０を負極とし、画素電極を正極とする電圧印加により、例えば、観測者に近い対向電極１１０側に帯電性粒子１０７が凝集され、この状態において観測者は帯電性粒子１０７の例えば白色を視認することになる。一方、対向電極１１０を正極とし、画素電極を負極とする電圧印加により、逆に観測者から遠い樹脂層１０４側に帯電性粒子１０７が凝集され、この状態において観測者は誘電性溶媒１０８の例えば黒色を視認することになる。このように、セル１０６内の分散液１０９を電気分極させることにより、電圧を印加する方向に対応する二種類の色が表示される。そして、上記電圧印加がなくなると、帯電性粒子１０７はセル１０６内で上記凝集したままとなり、表示パターンが記憶される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２０２０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、電気泳動現象を利用した電気泳動型の電子ペーパーでは、帯電性粒子の移動に要する電圧の閾値がないため、単純マトリクス方式（パッシブマトリクス方式）では、電圧の印加時にクロストークが発生して、明瞭な表示パターンを形成することが難しかった。したがって、比較的大きな表示パターンの形成はできるものの、小さな表示パターンを明瞭な形に形成することが難しかった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、電気泳動現象を利用した電気泳動型の反射型表示媒体に対して、明瞭な表示パターンを形成することができるとともに、長期に渡って安定した表示パターンを形成することができる印画装置およびこれを備えた表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の印画装置は、少なくとも一方が光透過性を有し互いに対向して配置された第一の基材および第二の基材と、前記第一の基材および前記第二の基材の間に配設され、誘電性溶媒と該誘電性溶媒中に分散される帯電性粒子が封入された複数のセルと、を有し、前記第二の基材は一方の面全面に透明電極が設けられてなる透明電極付基材からなる反射型表示媒体に対して、前記第一の基材および前記第二の基材の間に電圧を印加して、前記セル内に電界を生成させることにより、前記セル内にて前記帯電性粒子を移動させて前記反射型表示媒体に表示パターンを印画する印画装置であって、前記第一の基材の表面に間隔を置いて対向して配置される電極部材と、前記第一の基材の表面に対して部分的に前記電極部材を押圧するためのローラーと、を備え、前記電極部材は、支持基材と、該支持基材の一方の面に並列に設けられた複数列の導電部とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の表示装置は、少なくとも一方が光透過性を有し互いに対向して配置された第一の基材および第二の基材と、前記第一の基材および前記第二の基材の間に配設され、誘電性溶媒と該誘電性溶媒中に分散される帯電性粒子が封入された複数のセルと、を有し、前記第二の基材は一方の面全面に透明電極が設けられてなる透明電極付基材からなる反射型表示媒体、並びに、前記第一の基材の表面に間隔を置いて対向して配置される電極部材と、前記第一の基材の表面に対して部分的に前記電極部材を押圧するためのローラーと、を備え、前記電極部材は、支持基材、および、該支持基材の一方の面に並列に設けられた複数列の導電部を有し、前記反射型表示媒体に対して、前記第一の基材および前記第二の基材の間に電圧を印加して、前記セル内に電界を生成させることにより、前記セル内にて前記帯電性粒子を移動させて前記反射型表示媒体に表示パターンを印画する印画装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の印画装置によれば、反射型表示媒体において、電圧が印加された列の導電部と接している部分に存在するセルのみにて、帯電性粒子を移動させ、表示パターンの構成要素（ドット）を印画することができるので、精細な構成要素（ドット）を、長期に渡って安定して形成することができる。また、電極部材を、ローラーによって、反射型表示媒体の表面に押圧するので、ローラーの押圧によって、導電部が反射型表示媒体の表面に滑らかに密着するから、導電部と反射型表示媒体との接触を繰り返しても、摩擦による変形や破損が起こり難く、両者の間で接触不良が生じることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の印画装置およびこれを備えた表示装置の最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
【００１３】
図１は、本発明の印画装置およびこれを備えた表示装置の一実施形態を示す概略斜視図である。図２は、本発明の印画装置およびこれを備えた表示装置の一実施形態を示す概略断面図である。図３は、本発明の印画装置を構成する電極部材の一実施形態を示す概略斜視図である。
この実施形態では、反射型表示媒体として、電気泳動型の電子ペーパーを例示する。
この表示装置１０は、電子ペーパー２０と、電子ペーパー２０の一方の面２０ａに対向し、スペーサー４１を介して、その一方の面２０ａと間隔を置いて配置された印画装置３０とから概略構成されている。
【００１４】
また、電子ペーパー２０の一方の面２０ａは、電極が設けられていない面であり、この面の全面が、保護層２８で覆われている。
【００１５】
印画装置３０は、電極部材３１と、電子ペーパー２０の一方の面２０ａに対して部分的に電極部材３１の導電部３２を押圧するためのローラー３３とから概略構成されている。
また、電極部材３１は、支持基材３４と、支持基材３４の一方の面３４ａに、その一辺に沿って延在するとともに、所定の間隔を置いて並列に設けられた複数列の導電部３２とから概略構成されている。
さらに、ローラー３３は、複数列の導電部３２が延在する方向と垂直な方向に、全ての導電部３２に渡って配置されている。
【００１６】
また、図４に示すように、導電部３２には、その一端から延出した配線部３５を介して、コネクタ部３６が設けられていてもよい。このコネクタ部３６を介して、導電部３２は、その表示を制御する表示制御装置や電圧制御装置などの制御装置などと接続される。
【００１７】
導電部３２の幅およびピッチ（間隔）は、特に限定されないが、電子ペーパー２０へ書き込まれる（印画される）表示パターンの構成要素（ドット）の最小単位に応じて適宜調整される。
【００１８】
また、ローラー３３の直径（外径）は、特に限定されないが、電子ペーパー２０へ書き込まれる（印画される）表示パターンの構成要素（ドット）の最小単位に応じて適宜調整される。
【００１９】
次に、図５を参照して、電子ペーパーについて説明する。
図５は、本発明の表示装置を構成する電子ペーパーの一例を示す概略断面図である。
この電子パーパー２０は、第一の基材２１と第二の基材２２が対向して配置されている。
第一の基材２１は、多数のセル２３がマトリックス状に配列して形成された一体のシート状あるいはフィルム状の樹脂基材からなるものである。各セル２３は、樹脂基材の他方の面側が開口されて互いに隔壁２１ｂによって区画され、この樹脂基材の一方の面２１ａ（電子ペーパー２０の一方の面２０ａ）が基板底部になる有底構造をなしている。そして、セル２３の開口部は、方形、円形、ハニカム形などの形状をなしている。
【００２０】
各セル２３内には、例えば、正帯電の帯電性粒子２４が分散された誘電性溶媒２５からなる分散液２６が充填されている。そして、ＩＴＯなどの光透過性の透明電極２７が、分散液２６に接しそれを全てのセル２３に封入するように配置されている。なお、この透明電極２７は、各画素の共通電極として第二の基材２２のセル２３と対向する面（以下、「一方の面」と言う。）２２ａの全面に設けられている。
【００２１】
この電子パーパー２０では、帯電性粒子２４と誘電性溶媒２５とは、互いに異なる色を帯びている。例えば、帯電性粒子２４は白色を帯びており、誘電性溶媒２５は黒色、青色、赤色あるいは緑色を帯びている。
ここで、分散液２６には、複数種の帯電性粒子２４が混在していてもよい。
【００２２】
また、電子パーパー２０では、第一の基材２１または第二の基材２２のいずれか一方側から表示パターンを視認できればよいから、第一の基材２１または第二の基材２２のいずれか一方が光透過性であればよい。なお、第一の基材２１が光透過性であれば、透明電極２７を不透明な電極に置き換えてもよい。
【００２３】
第一の基材２１としては、特に限定されないが、エンボス加工や画像露光による製造方法により、適切に規定された形状、寸法およびアスペクト比をなすセル２３を形成することが可能な材質からなるものが用いられる。これらの中でも、透明な材質からなるものが好ましい。電子パーパー２０は、単体でディスプレイ（表示装置）として使用されるため、第一の基材２１は透明な材質からなるものであることが好ましい。このようにすれば、第二の基材２２が設けられている面とは反対側の面からも、電子ペーパー２０により表示される文字や模様などを視認することができる。
【００２４】
第二の基材２２をなす部材としては、特に限定されないが、第一の基材２１と同様のものが用いられる。
【００２５】
帯電性粒子２４としては、特に限定されないが、電子パーパー２０に印加した電圧により、画素電極あるいは対向電極側に引き寄せられる程度の電荷を帯びた帯電色素粒子、屈折率の高い無機微粒子などが用いられる。帯電色素粒子は、有機色素であっても、無機色素であってもよく、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、石膏、あるいは酸化クロム、マンガンバイオレット、カーボンブラック、鉄黒、紺青、群青、フタロシアニン・ブルー、フタロシアニン・グレーなどが挙げられる。屈折率の高い無機微粒子としては、酸化チタン（ＴｉＯ２）などが用いられる。酸化チタンが用いられる場合、光の散乱を用いた白色表示が可能である。
また、帯電粒子２４としては、粒子の比重を調整するために、上記の無機微粒子を樹脂や有機高分子などの有機物で被覆した複合微粒子を用いてもよい。
【００２６】
誘電性溶媒２５としては、特に限定されないが、例えば、炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化溶媒、パーフルオロ溶媒、低分子量のハロゲン含有ポリマー、パーフルオロポリアルキルエーテルなどが挙げられる。
また、本発明では、誘電性溶媒２５の代わりに、溶媒混合物を用いてもよい。この溶媒混合物としては、二種以上の誘電性溶媒を混合したものや、誘電性溶媒に染料または色素（顔料）を混合したものなどが挙げられる。
【００２７】
保護層２８は、ローラー３３により、電子ペーパー２０の一方の面２０ａに対して、電極部材３１の導電部３２を押圧した際に、電子ペーパー２０の一方の面２０ａが傷付くことや、電子ペーパー２０自体が損傷するのを防止するために設けられるものである。
保護層２８を構成する材料としては、電子ペーパー２０の透明電極２７と、電極部材３１の導電部３２との間に電圧を印加して、電子ペーパー２０のセル２３内に電界を生成させる際に障害にならないものであれば特に限定されないが、例えば、ポリウレタン系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン樹脂などの樹脂からなり、厚み１〜５μｍの厚みのものが用いられる。
【００２８】
導電部３２は、支持基材３４の一方の面３４ａにポリマー型導電インクを用いて所定のパターン状にスクリーン印刷により形成されてなるものか、もしくは、導電性箔をエッチングしてなるもの、金属メッキしてなるものである。
【００２９】
ポリマー型導電インクとしては、例えば、銀粉末、金粉末、白金粉末、アルミニウム粉末、パラジウム粉末、ロジウム粉末、カーボン粉末（カーボンブラック、カーボンナノチューブなど）などの導電微粒子が、樹脂組成物に配合されてなる、熱硬化型、光硬化型、浸透乾燥型または溶剤揮発型ものが用いられる。
【００３０】
また、導電部３２をなす導電性箔としては、銅箔、銀箔、金箔、白金箔、アルミニウム箔などが挙げられる。
さらに、導電部３２をなす金属メッキとしては、銅メッキ、銀メッキ、金メッキ、白金メッキなどが挙げられる。
【００３１】
支持基材３４としては、可撓性であり、かつ、ローラー３３により、電子ペーパー２０の一方の面２０ａに対して、電極部材３１の導電部３２を押圧した際に形がくずれずに、その一方の面３４ａに設けられた導電部３２を所定の形状に保持できるものであれば特に限定されない。
このような支持基材３４としては、少なくとも表層部には、ガラス繊維、アルミナ繊維などの無機繊維からなる織布、不織布、マット、紙などまたはこれらを組み合わせたもの、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維などの有機繊維からなる織布、不織布、マット、紙などまたはこれらを組み合わせたものや、あるいはこれらに樹脂ワニスを含浸させて成形した被覆部材や、ポリアミド系樹脂基材、ポリエステル系樹脂基材、ポリオレフィン系樹脂基材、ポリイミド系樹脂基材、エチレン−ビニルアルコール共重合体基材、ポリビニルアルコール系樹脂基材、ポリ塩化ビニル系樹脂基材、ポリ塩化ビニリデン系樹脂基材、ポリスチレン系樹脂基材、ポリカーボネート系樹脂基材、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合系樹脂基材、ポリエーテルスルホン系樹脂基材、（ガラス）エポキシ樹脂基材などのプラスチック基材や、あるいはこれらにマット処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、電子線照射処理、フレームプラズマ処理、オゾン処理、または各種易接着処理などの表面処理を施したものなどの公知のものから選択して用いられる。
【００３２】
ローラー３３を構成する材料としては、電子ペーパー２０の一方の面２０ａに対して、電極部材３１の導電部３２を所定の圧力で押圧することができるものであれば、特に限定されず、各種金属、各種樹脂などからなるものが用いられる。
なお、電子ペーパー２０に解像度の高い表示パターンを形成する場合には、ローラー３３を構成する材料としては、電極部材３１の押圧時に変形しない程度の剛性率を有するものが好適に用いられる。
また、電子ペーパー２０に解像度の低い表示パターンを形成する場合や、電子ペーパー２０を滑らかに押圧する場合には、ローラー３３を構成する材料としては、シリコンゴム系樹脂などの弾性変形するものが好適に用いられる。
【００３３】
次に、図１および２、並びに、表１を参照して、この実施形態の表示装置の作用について説明する。
この実施形態では、表示装置１０によって、「×」のパターンを表示させる場合を例示する。
なお、この実施形態では、説明を簡単にするために、電極部材３１の導電部３２が９列設けられている場合を例示する。
この表示装置１０に所定の表示パターンを印画する（書き込む）には、ローラー３３を電子ペーパー２０の一方の面２０ａ上を、その一方の面２０ａの一辺に沿って移動させながら、ローラー３３によって、電子ペーパー２０の一方の面２０ａに対して部分的に電極部材３１の導電部３２を押圧する。この時、ローラー３３によって、電極部材３１の複数列の導電部３２を全て均一に押圧する。これにより、ローラー３３の移動に伴って、電子ペーパー２０の一方の面２０ａに対して、複数列の導電部３２が同時に、部分的に接触する。
【００３４】
【表１】
2010145726.tif 000003
【００３５】
この時、表１に示すように、ローラー３３の移動に伴って、すなわち、ローラー３３の移動開始からの経過時間に伴って、電極部材３１の導電部３２のうち所定の列に+ｐＶの電圧を印加するとともに、それ以外の列に−ｐＶの電圧を印加する。一方、電子ペーパー２０の他方の面２０ｂ側の透明電極２７へ印加する電圧を常に０Ｖとする。
このようにすれば、電子ペーパー２０において、+ｐＶの電圧が印加された列の導電部３２と接している部分に存在するセル２３内にて、帯電性粒子２４が移動し、表示パターンの構成要素（ドット）が印画される。
【００３６】
具体的には、ローラー３３の移動開始からＡ秒後に１列目の導電部３２と９列目の導電部３２に、+ｐＶの電圧を印加し、それ以外の列の導電部３２に−ｐＶの電圧を印加する。
次いで、２Ａ秒後に２列目の導電部３２と７列目の導電部３２に、+ｐＶの電圧を印加し、それ以外の列の導電部３２に−ｐＶの電圧を印加する。
以降、３Ａ秒後から８Ａ秒後まで同様に、表１に示すような電圧の印加と、ローラー３３の移動を行うと、表示装置１０に、「×」のパターンを表示させることができる。
【００３７】
すなわち、この表示装置１０では、表示パターンを印画する（書き込む）には、ローラー３３の移動速度を調整するとともに、複数列の導電部３２のうち+ｐＶの電圧を印加する列を適宜選択することにより、所定の表示パターンを形成する構成要素（ドット）を印画する。
【００３８】
なお、この実施形態では、電子ペーパー２０の他方の面２０ｂ側の透明電極２７へ印加する電圧を常に０Ｖとしたが、透明電極２７へ印加する電圧を+ｑＶとし、電極部材３１の導電部３２に印加する電圧を（ｑ+ｐ）Ｖあるいは（ｑ−ｐ）Ｖとしてもよい。
【００３９】
また、この実施形態では、電子ペーパー２０と、印画装置３０とを備えた表示装置１０を例示したが、印画装置３０単体で用いても、電子ペーパーなどの反射型表示媒体に対して所定の表示パターンを印画することができる。
【００４０】
印画装置３０を備えた表示装置１０によれば、電子ペーパー２０において、+ｐＶの電圧が印加された列の導電部３２と接している部分に存在するセル２３のみにて、帯電性粒子２４を移動させ、表示パターンの構成要素（ドット）を印画することができるので、精細な構成要素（ドット）を、長期に渡って安定して形成することができる。
また、シート状またはフィルム状であり、可撓性の支持基材３４と、その一方の面３４ａに設けられた導電部３２とから構成される電極部材３１を用い、この電極部材３１を、ローラー３３によって、電子ペーパー２０の一方の面２０ａに押圧するので、ローラー３３の押圧によって、導電部３２が電子ペーパー２０の一方の面２０ａに滑らかに密着するから、導電部３２と電子ペーパー２０との接触を繰り返しても、摩擦による変形や破損が起こり難く、両者の間で接触不良が生じることがない。なぜならば、ローラー３３の押圧によって、導電部３２が電子ペーパー２０の一方の面２０ａに密着するからである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の印画装置およびこれを備えた表示装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の印画装置およびこれを備えた表示装置の一実施形態を示す概略断面図である。
【図３】本発明の印画装置を構成する電極部材の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の印画装置を構成する電極部材の他の実施形態を示す概略斜視図である。
【図５】本発明の表示装置を構成する電子ペーパーの一例を示す概略断面図である。
【図６】一般的な電子ペーパーの一例を示し、その一部を拡大した概略断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０・・・表示装置、２０・・・電子ペーパー、２１・・・第一の基材、２２・・・第二の基材、２３・・・セル、２４・・・帯電性粒子、２５・・・誘電性溶媒、２６・・・分散液、２７・・・透明電極、２８・・・保護層、３０・・・印画装置、３１・・・電極部材、３２・・・導電部、３３・・・ローラー、３４・・・支持基材、３５・・・配線部、３６・・・コネクタ部、４１・・・スペーサー。
【図１】
2010145726.tif 000004
【図２】
2010145726.tif 000005
【図３】
2010145726.tif 000006
【図４】
2010145726.tif 000007
【図５】
2010145726.tif 000008
【図６】
2010145726.tif 000009