(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔をおいて対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板間に配置された、複数の荷電粒子を含む電気泳動素子と、
前記一対の基板に設けられた電極と、
前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板の前記電気泳動素子側の面に印刷された固定表示パターンと、を備え、
前記電極を用いて電界を発生させ、前記電界に応じて前記複数の荷電粒子を前記一対の基板のうちのいずれの基板側に移動させるかによって変化可能な可変表示パターンを用いて表示を行う可変表示部と、前記固定表示パターンによって変化しない表示を行う固定表示部と、を用いて情報を表示することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記固定表示パターンが、導電性インクから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記固定表示パターンが、絶縁性材料から構成され、前記電極上に印刷されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記絶縁性材料が、光透過性を有することを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記可変表示パターンと前記固定表示パターンとの間の色差が３未満であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記固定表示パターンが、前記基板の前記電気泳動素子側と反対側の面に、前記電気泳動素子側の面に印刷された固定表示パターンと前記基板の法線方向で一部重なるように、さらに印刷されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記基板の前記電気泳動素子側と反対側の面に印刷された固定表示パターンの少なくとも前記基板側に、当該固定表示パターンよりも光吸収率の高い光吸収層が設けられたことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記基板の前記電気泳動素子側と反対側の面に印刷された固定表示パターンの少なくとも前記基板側に、当該固定表示パターンよりも光反射率の高い光反射層が設けられたことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置においては、一画面の中で、変化しない一定の表示を行う領域（以下、固定表示領域という）と、画像変化を伴う表示を行う領域（以下、可変表示領域という）と、が必要な場合がある。例えば、アナログ時計の文字盤を表示する場合には、時、分を表す数字や目盛の部分は固定表示領域で良く、時針や分針の部分は可変表示領域とする必要がある。また、画面上で使用者にスイッチを押す等の操作を行わせ、その操作に応じた結果を表示するような場合、スイッチの部分は固定表示領域、結果を表示する部分は可変表示領域とする必要がある。下記の特許文献１には、所定の操作キーが描かれた固定表示シートがタッチパネルとディスプレイデバイスとの間に挟持された構成を有するタッチパネル装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３１２０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のタッチパネル装置では、可変表示領域を構成するディスプレイデバイスとして、偏光特性を用いて表示を行う液晶表示装置、自発光素子であるＣＲＴ等が用いられている。そして、液晶表示装置やＣＲＴによる可変表示パターンと、固定表示シート上への印刷による固定表示パターンと、を組み合わせて全体の情報が構成されている。しかしながら、印刷による固定表示パターンは外光の散乱による表示であり、可変表示パターンは液晶表示装置やＣＲＴからの射出光による表示であるため、可変表示パターンと固定表示パターンとで見え方が異なる。その結果、使用者にとって違和感があり、落ち着きのない表示となり、視認性が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、可変表示パターンと固定表示パターンとの間で違和感が生じることなく、表示画像の視認性に優れた表示装置を提供することを目的とする。また、視認性に優れた表示部を備えた電子機器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】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の表示装置は、所定の間隔をおいて対向配置された一対の基板と、前記一対の基板間に配置された、複数の荷電粒子を含む電気泳動素子と、前記一対の基板に設けられた電極と、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板の前記電気泳動素子側の面に印刷された固定表示パターンと、を備え、前記電極を用いて電界を発生させ、前記電界に応じて前記複数の荷電粒子を前記一対の基板のうちのいずれの基板側に移動させるかによって変化可能な可変表示パターンを用いて表示を行う可変表示部と、前記固定表示パターンによって変化しない表示を行う固定表示部と、を用いて情報を表示することを特徴とする。
また、前記固定表示パターンは、導電性インクから構成されていてもよい。
【０００７】
本発明の表示装置によれば、可変表示部においては、電界によって複数の荷電粒子を一対の基板のうちのいずれの基板側に移動させるかによって変化させることが可能な可変表示パターンを用いて表示を行っている。この種の可変表示部は、エレクトロルミネッセンス素子、発光ダイオード等の自発光表示素子、液晶素子等の偏光特性を有する表示素子と異なり、固定表示パターンを構成する印刷体と同様の光散乱によって表示を行うため、固定表示パターンと可変表示パターンの見え方が略同じになり、使用者にとって違和感のない、落ち着きのある表示が可能となり、視認性の高い電気泳動表示装置を実現できる。また、能動的な画素を用いて固定表示パターンを表示する必要がないため、画素レイアウトを簡素化することができ、低コスト化が図れる。
【０００８】
本発明の表示装置において、前記固定表示パターンが、前記基板の前記空間側の面に印刷されていることが望ましい。
なお、本明細書では、「基板の空間側の面」のことを「基板の内面」と称することにする。
この構成によれば、固定表示パターンが基板の内面に印刷されているので、可変表示パターンが存在する面と固定表示パターンが存在する面とが極めて接近した状態となり、視差が生じることがない。したがって、アナログ的な表示、例えば、任意の対象物の量を棒の長さで表現するような場合、固定表示パターンである目盛を基板の内面に印刷することにより、棒の長さを正確な読み取ることができる。また、固定表示パターンを基板の内面に印刷することで可変表示パターンと固定表示パターンの見え方は更に同一化して、あたかも同一平面上に表示されているように見えるため、紙の印刷物に近い質感が得られる。
【０００９】
本発明の表示装置において、前記固定表示パターンが絶縁性材料から構成され、前記電極上に印刷されている構成としても良い。
この構成によれば、固定表示パターンが存在する個所のみ、荷電粒子の挙動が他の個所と異なるようになる。荷電粒子の種類にもよるが、例えば固定表示パターンの絶縁層が存在する個所と存在しない個所とで、電圧印加が無くなったときの電気光学応答特性が異なることによって、表示色が薄くなったり、濃くなったりする。これにより、固定表示パターンの個所に透かしが入ったような表示、もしくは固定表示パターンの個所が強調された表示を行うことができる。
さらに、前記絶縁性材料は、光透過性を有していてもよい。
【００１０】
本発明の表示装置において、前記可変表示パターンと前記固定表示パターンとの間の色差が３未満であることが望ましい。
この構成によれば、可変表示パターンと固定表示パターンとが近接した状態となっている上、色差が人間の目で識別し難い程、十分小さくなる。そのため、可変表示パターンと固定表示パターンとで表示される画像の境目が分かり難く、切れ目のない画像が表示され、視認性が向上する。
【００１１】
本発明の表示装置において、固定表示パターンが、前記基板の前記空間側と反対側の面に、前記基板の内面に印刷された固定表示パターンと前記基板の法線方向で一部重なるように、さらに印刷されている構成としても良い。
なお、本明細書では、「基板の空間側と反対側の面」のことを「基板の外面」と称することにする。
この構成によれば、使用者が見る角度によって、基板外面側の固定表示パターンと基板内面側の固定表示パターンとがずれて見えるため、画像の立体感が生じ、重厚感を表現することができる。
【００１２】
本発明の表示装置において、前記基板の外面に印刷された固定表示パターンの少なくとも前記基板側に、当該固定表示パターンよりも光吸収率の高い光吸収層が設けられた構成としても良い。
この構成によれば、可変表示パターンを形成している荷電粒子で散乱した光の一部が光吸収層で吸収されるため、可変表示パターンを再度照射する光量が少なくなり、固定表示パターンの周辺が暗くなる。そのため、印刷された固定表示パターンの視認側を例えば明るい色調にしておくことによって、固定表示パターンをくっきりと浮き上がるように見せることができる。
【００１３】
もしくは、本発明の表示装置において、前記基板の前記空間側と反対側の面に印刷された固定表示パターンの少なくとも前記基板側に、当該固定表示パターンよりも光反射率の高い光反射層が設けられた構成としても良い。
この構成によれば、可変表示パターンを形成している荷電粒子で散乱した光の一部が光反射層で反射されるため、可変表示パターンを再度照射する光量が多くなり、固定表示パターンの周辺が明るくなる。そのため、印刷された固定表示パターンの視認側を例えば暗い色調にしておくことによって、固定表示パターンを強調して見せることができる。
【００１４】
本発明の電子機器は、上記本発明の表示装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、上記本発明の表示装置を備えたことにより、違和感を生じることなく、視認性に優れた表示部を備えた電子機器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態の電気泳動表示装置を示す断面図である。
【図２】電気泳動素子を構成するマイクロカプセルを示す断面図である。
【図３】電気泳動素子の動作を説明するための図である。
【図４】本実施形態の電気泳動表示装置の可変表示部および固定表示部による表示の一例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態の電気泳動表示装置を示す断面図である。
【図６】本実施形態の電気泳動表示装置の可変表示部および固定表示部による表示の一例を示す図である。
【図７】本実施形態の電気泳動表示装置の変形例を示す断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態の電気泳動表示装置を示す断面図である。
【図９】本実施形態の電気泳動表示装置可変表示部および固定表示部による表示の一例を示す図である。
【図１０】本発明の第４実施形態の電気泳動表示装置を示す断面図である。
【図１１】本実施形態の電気泳動表示装置の可変表示部および固定表示部による表示の一例を示す図である。
【図１２】本実施形態の電気泳動表示装置の変形例を示す断面図である。
【図１３】本発明の第５実施形態の電気泳動表示装置を示す断面図である。
【図１４】本実施形態の電気泳動表示装置の可変表示部および固定表示部による表示の一例を示す図である。
【図１５】本実施形態の電気泳動表示装置の作用を説明するための断面図である。
【図１６】本発明の電子機器の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図５を用いて説明する。
本実施形態は、本発明の表示装置をセグメント型の電気泳動表示装置に適用した例である。
図１は本実施形態の電気泳動表示装置を示す断面図である。図２は電気泳動素子を構成するマイクロカプセルの断面図である。図３（ａ）、（ｂ）は電気泳動素子の動作を説明するための図である。図４（ａ）〜（ｃ）は本実施形態の電気泳動表示装置の可変表示部および固定表示部による表示の一例を示す図である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００１７】
本実施形態の電気泳動表示装置１（表示装置）は、図１に示すように、第１基板１０と第２基板１１とが所定の間隔をおいて対向配置され、第１基板１０と第２基板１１との間の空間に複数のマイクロカプセル２０を配列してなる電気泳動素子３２が配置されている。第１基板１０の内面および第２基板１１の内面には、電気泳動素子３２に電圧を印加するための第１電極１２、第２電極１３がそれぞれ形成されている。また、第２基板１１の外面には固定表示パターン１５が印刷されている。
なお、使用者は、図１における上側に位置する第２基板１１側から表示を視認するものとする。
【００１８】
第１基板１０を構成する基板本体７１は、ガラスやプラスチック等で構成されており、視認側とは反対側に配置されるため、透明基板でなくてもよい。基板本体７１の内面に形成された第１電極１２は、例えばＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）等の透明導電材料やアルミニウム等の金属材料などにより形成されている。一方、第２基板１１を構成する基板本体７９は、ガラスやプラスチック等で構成されており、視認側に配置されるため、透明基板が用いられる。基板本体７９の内面に形成された第２電極１３は、例えばＩＴＯ、ＭｇＡｇ（マグネシウム銀）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）等の透明導電材料から形成されている。そして、第１電極１２と第２電極１３とにより電気泳動素子３２に電圧が印加される。
【００１９】
図２に示すように、マイクロカプセル２０は、例えば５０μｍ程度の粒径を有しており、内部に分散媒２１と、多数の白色粒子（荷電粒子）２７と、多数の黒色粒子（荷電粒子）２６とが封入された球状体である。マイクロカプセル２０の外殻部２０ａ（壁膜）は、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチルなどのアクリル樹脂、ユリア樹脂、アラビアガム等の透光性を持つ高分子樹脂等を用いて形成されている。分散媒２１は、白色粒子２７と黒色粒子２６とをマイクロカプセル２０内に分散させる液体である。
【００２０】
分散媒２１としては、水、アルコール系溶媒（メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール、メチルセルソルブなど）、エステル類（酢酸エチル、酢酸ブチルなど）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）、脂肪族炭化水素（ぺンタン、ヘキサン、オクタンなど）、脂環式炭化水素（シクロへキサン、メチルシクロへキサンなど）、芳香族炭化水素（ベンゼン、トルエン、長鎖アルキル基を有するベンゼン類（キシレン、ヘキシルベンゼン、ヘブチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼン、トリデシルベンゼン、テトラデシルベンゼンなど））、ハロゲン化炭化水素（塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタンなど）、カルボン酸塩などを例示することができ、その他の油類であってもよい。これらの物質は単独または混合物として用いることができ、さらに界面活性剤などを配合してもよい。
【００２１】
白色粒子２７は、例えば、二酸化チタン、亜鉛華、三酸化アンチモン等の白色顔料からなる粒子（高分子あるいはコロイド）であり、例えば負に帯電されて用いられる。黒色粒子２６は、例えば、アニリンブラック、カーボンブラック等の黒色顔料からなる粒子（高分子あるいはコロイド）であり、例えば正に帯電されて用いられる。
【００２２】
これら白色顔料および黒色顔料には、必要に応じて、電解質、界面活性剤、金属石鹸、樹脂、ゴム、油、ワニス、コンパウンドなどの粒子からなる荷電制御剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シラン系カップリング剤等の分散剤、潤滑剤、安定化剤などを添加することができる。
また、黒色粒子２６および白色粒子２７に代えて、例えば赤色、緑色、青色、イエロー、シアン、マゼンタ等の顔料を用いてもよい。係る構成によれば、カラーフィルターを用いることなく、表示部５に赤色、緑色、青色、イエロー、シアン、マゼンタ等を表示することができる。
なお、上記構成に代えて、着色した分散媒２１に１種類の荷電粒子を分散させた１粒子系であっても良い。あるいは、着色した分散媒２１に２種類以上の荷電粒子を分散させた構成であっても良い。
また、分散媒及び粒子をマイクロカプセル内に封入する構成に代えて、一対の基板間に分散媒及び粒子を充填する構成であってもよく、この場合には、一対の基板間に隔壁を設け、隔壁によって区画されたセル内に分散媒及び粒子を充填してもよい。
【００２３】
上記構成の電気泳動素子３２において、白色（Ｗ）を表示させる場合には、図３（ａ）に示すように、第２電極１３を相対的に高電位に保持し、第１電極１２を相対的に低電位に保持する。すなわち、第２電極１３の電位を基準電位としたとき、第１電極１２を負極性に保持する。これにより、第１基板１０と第２基板１１との間の空間に電界が発生し、この電界に応じて負に帯電した白色粒子２６が第２電極１３に引き寄せられる一方、正に帯電した黒色粒子２７が第１電極１２に引き寄せられる。その結果、第２電極１３側から見ると白色が視認される。
【００２４】
一方、黒色（Ｂ）を表示させる場合には、図３（ｂ）に示すように、第２電極１３を相対的に低電位に保持し、第１電極１２を相対的に高電位に保持する。すなわち、第２電極１３の電位を基準電位としたとき、第１電極１２を正極性に保持する。これにより、第１基板１０と第２基板１１との間の空間に電界が発生し、この電界に応じて正に帯電した黒色粒子２７が第２電極１３側へ引き寄せられる一方、負に帯電した白色粒子２６が第１電極１２に引き寄せられる。その結果、第２電極１３側から見ると黒色が視認される。
【００２５】
上記構成の電気泳動表示装置１による表示について、図４を用いて説明する。
ここでは、コーヒーの自動販売機における表示部に適用した例を想定する。
図４（ａ）〜（ｃ）は本実施形態の電気泳動表示装置１による表示の一例を示す図であり、図４（ａ）は可変表示部の可変表示パターンを示す図、図４（ｂ）は固定表示部の固定表示パターンを示す図、図４（ｃ）は可変表示パターンと固定表示パターンとを組み合わせた表示情報全体を示す図である。
【００２６】
図４（ａ）に示すように、可変表示部５０は、一方向（図４（ａ）の縦方向）に配列された５個のセグメント５１から構成されている。各セグメント５１には、上述の第１電極１２、第２電極１３が個別に設けられており、セグメント５１毎に独立して電圧を印加することで表示を切り替えられる構成になっている。図４（ａ）に示す可変表示パターン５２の例では、上側の３個のセグメント５１が白表示、下側の２個のセグメント５１が黒表示となっており、黒表示の部分がコーヒーを表している。
【００２７】
固定表示部５４は、上述したように、第２基板１１の外面に印刷された固定表示パターン１５から構成されている。固定表示パターン１５は、図４（ｂ）に示すように、「ただいま抽出中」の文字とカップの絵とを有している。カップの内部は透明部分となっており、使用者から見て奥側に配置される可変表示パターン５２（コーヒーを表す部分）が透明部分を通して視認できるようになっている。
【００２８】
したがって、表示情報の全体は、可変表示パターン５２と固定表示パターン１５とを組み合わせたものとなり、図４（ｃ）に示すようになる。この例では、カップの中にコーヒーが注がれている様子が表示されており、自動販売機において現在コーヒーを抽出中であり、カップへの注入がどの程度進んでいるかを表している。
【００２９】
仮に可変表示パターンを、エレクトロルミネッセンス素子、発光ダイオード等の自発光表示素子、液晶素子等の偏光特性を有する表示素子等で形成したとすると、外光が強い場合、印刷からなる固定表示パターンは明るくはっきりと見える一方、可変表示パターンは見え難くなるため、違和感があり、視認性に劣る表示となってしまう。これに対して、本実施形態の電気泳動表示装置１の場合、可変表示パターン５２が電気泳動素子３２によって形成される画像となっている。そのため、固定表示パターン１５を構成する印刷体と同様、可変表示パターン５２が外光の散乱による表示となるため、外光の強弱にかかわらず、固定表示パターン１５と可変表示パターン５２の見え方が略同じになる。したがって、使用者にとって違和感のない、落ち着きのある表示が可能となり、視認性の高い電気泳動表示装置を実現できる。また、能動的な画素で固定表示パターン５２を表示する必要がないため、画素レイアウトを簡素化することができ、低コスト化が図れる。
【００３０】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図５〜図７を用いて説明する。
本実施形態は、本発明の表示装置をアクティブマトリクス型の電気泳動表示装置に適用した例である。
図５は本実施形態の電気泳動表示装置を示す断面図である。図６（ａ）〜（ｃ）は本実施形態の電気泳動表示装置の可変表示部および固定表示部による表示の一例を示す図である。図７は本実施形態の電気泳動表示装置の変形例を示す断面図である。図５、図７において、第１実施形態で用いた図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３１】
本実施形態の電気泳動表示装置１００は、図５に示すように、素子基板３０（第１基板）と、対向基板３１（第２基板）と、素子基板３０と対向基板３１との間に挟持された電気泳動素子３２と、を備えている。素子基板３０の電気泳動素子３２が配置される側の面には、走査線３６、データ線３８、選択トランジスター４１などが形成されている。
【００３２】
素子基板３０を構成する基板本体７１の内面に半導体層７２が形成され、半導体層７２を覆うようにゲート絶縁膜７３が形成されている。半導体層７２には、例えばアモルファスシリコン、多結晶シリコン等の非単結晶シリコン材料、酸化物半導体材料、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ等の透明酸化物半導体材料、フルオレン−ビチオフェン共重合体等の有機物半導体材料、等を用いることができる。半導体層７２に酸化物半導体材料を用いる場合には、ゲート絶縁膜７３にも酸化物絶縁材料を用いることが望ましく、また、半導体層７２に有機物半導体材料を用いる場合には、ゲート絶縁膜７３にも有機絶縁材料を用いることが望ましい。
【００３３】
ゲート絶縁膜７３上には、選択トランジスター４１のゲート電極として機能する走査線３６が形成されている。走査線３６には、例えばＡｌ−Ｎｄ合金とＭｏとの金属積層膜等を用いることができる。その他、Ａｌ単体、ＩＴＯ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｎｄやそれらの合金等を用いることができる。第１層間絶縁膜７４が、走査線３６を覆うように基板本体７１の全面に形成されている。第１層間絶縁膜７４には、例えばシリコン窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化酸化膜等の無機絶縁材料、あるいは有機絶縁材料を用いることができる。第１層間絶縁膜７４上には、コンタクトホール７５を介して半導体層７２のソース領域と電気的に接続されたデータ線３８が形成されている。データ線３８にも走査線３６と同様の材料を用いることができる。
【００３４】
第２層間絶縁膜７６が、データ線３８を覆うように第１層間絶縁膜７４上の全面に形成されている。第２層間絶縁膜７６には、第１層間絶縁膜７４と同様、例えばシリコン窒化膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化酸化膜等の無機絶縁材料、あるいは有機絶縁材料を用いることができる。第２層間絶縁膜７６上には、コンタクトホール７７を介して半導体層７２のドレイン領域と電気的に接続された画素電極３５が形成されている。画素電極３５は、例えばＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）等の透明導電材料やＡｌ等の金属材料などにより形成されている。各画素電極３５には、選択トランジスターを介して各画素に対応する電圧が印加され、対向電極３７との間で電気泳動素子３２に電圧を印加する。
【００３５】
一方、対向基板３１を構成する基板本体７９の内面に、対向電極３７が形成されている。対向電極３７には共通電圧が印加され、画素電極３５とともに電気泳動素子３２に電圧を印加する。対向電極３７は、ＭｇＡｇ（マグネシウム銀）、ＩＴＯ、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）などの透明導電材料から形成されている。また、対向電極３７上に、固定表示部を構成する固定表示パターン１６が印刷されている。固定表示パターン１６を印刷する際に導電性を有するインクを用いた場合、電気泳動素子３２は固定表示パターン１６が無い場合と同様に動作する。
【００３６】
上記構成の電気泳動表示装置１００による表示について、図６を用いて説明する。
ここでは、時針と分針とを備えたアナログ時計に適用した例を想定する。
図６（ａ）〜（ｃ）は本実施形態の電気泳動表示装置１００による表示の一例を示す図であり、図６（ａ）は可変表示部の構成を示す図、図６（ｂ）は固定表示部の固定表示パターンを示す図、図６（ｃ）は可変表示パターンと固定表示パターンとを組み合わせた表示情報全体を示す図である。
【００３７】
図６（ａ）に示すように、可変表示部５６は、互いに直交する２方向（図６（ａ）の縦方向および横方向）にマトリクス状に配列された複数の画素４０から構成されている。各画素４０には上述の画素電極３５が設けられており、対向電極３７との間の電圧印加により画素４０毎に黒表示、白表示のいずれかに切り替えられる構成になっている。ここでは、可変表示部５６によって、時間経過によって移動する分針および時針を表示する。
【００３８】
固定表示部５７は、上述したように、対向基板３１の内面側の対向電極３７上に印刷された固定表示パターン１６から構成されている。固定表示パターン１６は、図６（ｂ）に示すように、「３」、「６」、「９」、「１２」の数字と目盛りとを有している。環状に印刷された目盛りの内側は透明部分となっており、使用者から見て奥側に配置される可変表示パターン５８（分針および時針）が透明部分を通して視認できるようになっている。
【００３９】
したがって、表示情報の全体は、可変表示パターン５８と固定表示パターン１６とを組み合わせたものとなり、図６（ｃ）に示すようになる。この例では、可変表示パターン５８と固定表示パターン１６との組み合わせによって、アナログ時計による所定の時刻が表示されている。
【００４０】
本実施形態の電気泳動表示装置１００においても、違和感のない、落ち着きのある表示が可能となり、視認性の高い電気泳動表示装置を実現できる、画素レイアウトを簡素化でき、低コスト化が図れる、といった第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
特に本実施形態の場合、固定表示パターン１６が対向基板３１の内面側に印刷されているので、可変表示パターン５８が存在する面と固定表示パターン１６が存在する面とが極めて近接した状態となり、視差が生じることがない。したがって、本実施形態のアナログ時計の他、任意の対象物の量を棒の長さで表現する等のアナログ的な表示を行う場合、目盛を基板の内面に印刷することによって、時刻や数値を正確に読み取ることが可能になる。例えば旧来のアナログ電圧計等では、視差による読み取り誤差を回避するために、目盛り部にミラーを付けることで解消していたが、本実施形態の表示部を備えることで視差の無い模擬アナログ電圧計が提供できる。このように、固定表示パターン１６を対向基板３１の内面に印刷することで可変表示パターン５８と固定表示パターン１６の見え方は更に同一化して、あたかも同一平面上に表示されているように見え、紙の印刷物に近い、薄い質感が得られる。
【００４２】
また、上記の構成に代えて、図７に示すように、対向基板３１の基板本体７９の内面に固定表示パターン１６が印刷され、固定表示パターン１６上に対向電極３７が形成されている構成としても良い。この構成を採用した場合にも、図５の構成と同様、視差の無い表示を行うことができる。
【００４３】
また、本実施形態において、電気泳動素子３２による可変表示パターン５８の表示色と印刷による固定表示パターン１６の表示色との間の色差が３未満であることが望ましい。
CIE L*a*b*色空間において、色差ΔＥは、L*軸、a*軸、b*軸の差をそれぞれ二乗したものの和の平方根（2つの座標の距離）を計算すれば良い。すなわち、
ΔＥ＝√（ΔＬ＊２＋Δａ＊２＋Δｂ＊２）
である。
【００４４】
この構成によれば、可変表示パターン５８と固定表示パターン１６との表示位置が十分に合致している上、両パターン間の色差が人間の目で識別し難い程、十分小さくなる。そのため、可変表示パターン５８と固定表示パターン１６とで表示される画像の境目が分かり難く、切れ目のない画像が表示され、視認性が向上する。
【００４５】
例えば「営業中」と「休業中」のいずれかの文字を表示する看板等に本実施形態の電気泳動表示装置１００を適用した場合、「業中」の部分を固定表示パターンとし、「営」、「休」の部分のみを可変表示パターンとしても、観察者に違和感が生じることがない。同様に、「開店」と「閉店」のいずれかの文字を表示する看板等に本実施形態の電気泳動表示装置１００を適用した場合、「開」と「閉」の文字の門構えの部分と「店」の部分を固定表示パターンとし、残りの部分を可変表示パターンとしても構わない。あるいは、文字のみならず、矢印の記号「→」と「←」のいずれかを表示する場合、「−」の部分を固定表示パターンとし、「＞」、「＜」の部分を可変表示パターンとすればよい。
【００４６】
以上のように、光散乱性を有する電気泳動素子３２と、対向基板３２の内面に光散乱が生じる印刷とを組み合わせることで、電気泳動素子３２による可変表示と印刷による固定表示とが一体化して視認される。これにより、可変表示部５６の画素構成を簡単化でき、表示に要する消費電力を低減できる。
【００４７】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図８、図９を用いて説明する。
本実施形態は、本発明の表示装置をアクティブマトリクス型の電気泳動表示装置に適用した例である。
図８は本実施形態の電気泳動表示装置を示す断面図である。図９（ａ）〜（ｃ）は本実施形態の電気泳動表示装置の可変表示部および固定表示部による表示の一例を示す図である。
図８において、第２実施形態で用いた図５と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４８】
本実施形態の電気泳動表示装置１１０は、図８に示すように、対向基板３１の基板本体７９の内面に対向電極３７が形成され、対向電極３７上に固定表示部を構成する固定表示パターン１７が印刷されている。この積層構造は第２実施形態と同様である。第２実施形態では、固定表示パターンを印刷する際のインクの材料は特に限定しなかったが、本実施形態では、固定表示パターン１７を印刷する際のインクとして絶縁性材料が用いられている。本実施形態のように、対向基板３１（視認側の基板）に形成する場合は透明あるいは半透明の光透過性を有する材料を用いて固定表示パターン１７とする。ただし、固定表示パターン１７は、光透過性を有していれば良く、無色である必要はない。また、固定表示パターン１７を素子基板３０（視認側と反対側の基板）に形成する場合は光透過性を有する必要はない。
【００４９】
上記構成の電気泳動表示装置１１０による表示について、図９を用いて説明する。
ここでは、主に文章を表示する用途で用いられる電子ペーパーに適用した例を想定する。
図９（ａ）〜（ｃ）は本実施形態の電気泳動表示装置１１０による表示の一例を示す図であり、図９（ａ）は可変表示部の構成を示す図、図９（ｂ）は固定表示部の固定表示パターンを示す図、図９（ｃ）は可変表示パターンと固定表示パターンとを組み合わせた表示情報全体を示す図である。
【００５０】
図９（ａ）に示すように、可変表示部６０は、互いに直交する２方向（図９（ａ）の縦方向および横方向）にマトリクス状に配列された複数の画素４０から構成されている。各画素４０には画素電極３５が設けられており、対向電極３７との間の電圧印加によって画素４０毎に黒表示、白表示のいずれかに切り替えられる構成になっている。ここでは、可変表示部６０によって文字の部分を表示する。
【００５１】
固定表示部６１は、上述したように、対向基板３１の内面側の対向電極３７上に印刷された絶縁性材料からなる固定表示パターン１７で構成されている。固定表示パターン１７は、図９（ｂ）に示すように、図９（ｂ）の横方向に延在する罫線を有している。罫線の間の部分は透明部分となっており、使用者から見て奥側に配置される可変表示パターン６２（文字）が透明部分を通して視認できるようになっている。
【００５２】
したがって、表示情報の全体は、可変表示パターン６２と固定表示パターン１７とを組み合わせたものとなり、図９（ｃ）に示すようになる。この例では、可変表示パターン６２と固定表示パターン１７との組み合わせによって、罫線によって各行が区切られた文章が表示されている。
【００５３】
本実施形態の電気泳動表示装置１１０においても、違和感のない、落ち着きのある表示が可能となり、視認性の高い電気泳動表示装置を実現できる、画素レイアウトを簡素化でき、低コスト化が図れる、といった第１、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
特に本実施形態の場合、固定表示パターン１７が存在する個所のみ、荷電粒子の挙動が他の個所と異なるようになる。荷電粒子の種類にもよるが、例えば固定表示パターン１７の絶縁層が存在する個所と存在しない個所とで電圧印加が無くなったときの電気光学応答特性が異なることにより、固定表示パターン１７の表示色が薄くなったり、濃くなったりする。これにより、固定表示パターン１７の個所に透かしが入ったような表示、もしくは固定表示パターンの個所が強調された表示を行うことができる。図９（ａ）〜（ｃ）の例で言えば、例えば罫線を濃い黒色で印刷した場合、可変表示部６０の全ての画素４０を一旦黒表示にした後、白表示に切り替えると、固定表示パターン１７の罫線の色が薄い黒色に変化する。したがって、文字等の情報を黒色で表示させたとき、文字の色に対して罫線の色を目立たなくすることができ、情報の読み易さが向上する。
【００５５】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図１０〜図１２を用いて説明する。
本実施形態は、本発明の表示装置をアクティブマトリクス型の電気泳動表示装置に適用した例である。
図１０は本実施形態の電気泳動表示装置を示す断面図である。図１１（ａ）〜（ｃ）は本実施形態の電気泳動表示装置の可変表示部および固定表示部による表示の一例を示す図である。図１２は本実施形態の電気泳動表示装置の変形例を示す断面図である。
図１０〜１２において、第２実施形態で用いた図５〜図７と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００５６】
本実施形態の電気泳動表示装置１２０は、図１０に示すように、対向基板３１の基板本体７９の内面に対向電極３７が形成され、対向電極３７上に固定表示部を構成する第１の固定表示パターン１６が印刷されている。また、対向基板３１の基板本体７９の外面にも、固定表示部を構成する第２の固定表示パターン１８が印刷されている。第２実施形態と同様、第１の固定表示パターン１６を印刷する際に導電性を有するインクを用いた場合、電気泳動素子３２は第１の固定表示パターン１６が無い場合と同様に動作する。一方、第２の固定表示パターン１８はインクの種類に係わらず、電気泳動素子３２の動作には殆ど影響がない。
【００５７】
上記構成の電気泳動表示装置１２０による表示について、図１１を用いて説明する。
ここでは、第２実施形態と同様、時針と分針とを備えたアナログ時計に適用した例を想定する。
図１１（ａ）〜（ｃ）は本実施形態の電気泳動表示装置１２０による表示の一例を示す図であり、図１１（ａ）は可変表示部の構成を示す図、図１１（ｂ）は固定表示部の固定表示パターンを示す図、図１１（ｃ）は可変表示パターンと固定表示パターンとを組み合わせた表示情報全体を示す図である。
【００５８】
図１１（ａ）に示すように、可変表示部６２は、互いに直交する２方向（図１１（ａ）の縦方向および横方向）にマトリクス状に配列された複数の画素４０から構成されている。各画素４０には画素電極３５が設けられており、対向電極３７との間の電圧印加により画素４０毎に黒表示、白表示のいずれかに切り替えられる構成になっている。ここでは、可変表示部６２によって、時間経過によって移動する分針および時針を表示する。
【００５９】
固定表示部６３は、上述したように、対向基板３１の内面側の対向電極３７上に印刷された第１の固定表示パターン１６と、対向基板３１の外面側に印刷された第２の固定表示パターン１８と、から構成されている。第１の固定表示パターン１６と第２の固定表示パターン１８は同一のものであり、基板法線方向から見て略重なる位置に印刷されている。第１の固定表示パターン１６と第２の固定表示パターン１８は、図１１（ｂ）に示すように、「３」、「６」、「９」、「１２」の数字と目盛りとを有している。環状に印刷された目盛りの内側は透明部分となっており、使用者から見て奥側に配置される可変表示パターン６４（分針および時針）が透明部分を通して視認できるようになっている。
【００６０】
したがって、表示情報の全体は、可変表示パターン６４と双方の固定表示パターン１６，１８とを組み合わせたものとなり、図１１（ｃ）に示すようになる。この例では、可変表示パターン６４と固定表示パターン１６，１８との組み合わせによって、アナログ時計による所定の時刻が表示されている。
【００６１】
本実施形態の電気泳動表示装置１２０においても、違和感のない、落ち着きのある表示が可能となり、視認性の高い電気泳動表示装置を実現できる、画素レイアウトを簡素化でき、低コスト化が図れる、といった第１〜第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
特に本実施形態の場合、所定の板厚を有する対向基板３１の内面側と外面側にそれぞれ第１の固定表示パターン１６と第２の固定表示パターン１８とが設けられている。そのため、使用者が見る角度によって第１の固定表示パターン１６と第２の固定表示パターン１８とがずれて見えるため、図１１（ｃ）に示すように画像の立体感が生じ、重厚感を表現することができる。なお、第１の固定表示パターン１６と第２の固定表示パターン１８とは、基板の法線方向から見て完全に重なる位置に印刷されていたとしても、使用者が見る角度によってずれて見えるが、少なくとも一部が重なっていれば良く、最初から僅かにずれた位置に印刷されていても良い。
【００６３】
また、上記の構成に代えて、図１２に示すように、対向基板３１の基板本体７９の内面に第１の固定表示パターン１６が印刷され、第１の固定表示パターン１６上に対向電極３７が形成されている構成としても良い。この構成を採用した場合にも、図１０の構成と同様、立体感のある画像を表示することができる。
【００６４】
［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図１３〜図１５を用いて説明する。
本実施形態は、本発明の表示装置をアクティブマトリクス型の電気泳動表示装置に適用した例である。
図１３は本実施形態の電気泳動表示装置を示す断面図である。図１４（ａ）〜（ｃ）は本実施形態の電気泳動表示装置の可変表示部および固定表示部による表示の一例を示す図である。図１５は本実施形態の電気泳動表示装置の作用を説明するための図である。
図１３〜１５において、第２実施形態で用いた図５〜図７と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００６５】
本実施形態の電気泳動表示装置１４０は、図１３に示すように、対向基板３１の基板本体７９の内面に対向電極３７が形成され、基板本体７９の外面に固定表示パターン１８が印刷されている。また、固定表示パターン１８の基板本体７９側には、当該固定表示パターン１８よりも光吸収率の高い光吸収層１９が印刷されている。本実施形態の場合、固定表示パターン１８は例えば白色、水色等の明るい色のインクで印刷することが好ましく、光吸収層１９は、固定表示パターンよりも光吸収率の高い、例えば黒色等の暗い色のインクで印刷することが好ましい。
【００６６】
上記構成の電気泳動表示装置１４０による表示について、図１４を用いて説明する。
ここでは、第２実施形態と同様、時針と分針とを備えたアナログ時計に適用した例を想定する。
図１４（ａ）〜（ｃ）は本実施形態の電気泳動表示装置１４０による表示の一例を示す図であり、図１４（ａ）は可変表示部の構成を示す図、図１４（ｂ）は固定表示部の固定表示パターンを示す図、図１４（ｃ）は可変表示パターンと固定表示パターンとを組み合わせた表示情報全体を示す図である。
【００６７】
図１４（ａ）に示すように、可変表示部５６は、互いに直交する２方向（図１４（ａ）の縦方向および横方向）にマトリクス状に配列された複数の画素４０から構成されている。各画素４０には画素電極３５が設けられており、対向電極３７との間の電圧印加により画素４０毎に黒表示、白表示のいずれかに切り替えられる構成になっている。ここでは、可変表示部５６によって、時間経過によって移動する分針および時針を表示する。
【００６８】
固定表示部６５は、上述したように、対向基板３１の外面側に順次印刷された光吸収層１９と固定表示パターン１８とから構成されている。固定表示パターン１８と光吸収層１９とは基板法線方向から見て重なる位置に形成されており、図１４（ｂ）に示すように、「３」、「６」、「９」、「１２」の数字と目盛りとを有している。環状に印刷された目盛りの内側は透明部分となっており、使用者から見て奥側に配置される可変表示パターン５８（分針および時針）が透明部分を通して視認できるようになっている。
【００６９】
したがって、表示情報の全体は、可変表示パターン５８と固定表示パターン１８とを組み合わせたものとなり、図１４（ｃ）に示すようになる。この例では、可変表示パターン５８と固定表示パターン１８との組み合わせによって、アナログ時計による所定の時刻が表示されている。
【００７０】
本実施形態の電気泳動表示装置１４０においても、違和感のない、落ち着きのある表示が可能となり、視認性の高い電気泳動表示装置を実現できる、画素レイアウトを簡素化でき、低コスト化が図れる、といった第１〜第４実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
特に本実施形態の場合、対向基板３１の基板本体７９と固定表示パターン１８との間に光吸収層１９が設けられているため、図１５に示すように、可変表示パターン５８を形成している電気泳動素子３２の表面で散乱した光の一部が光吸収層１９で吸収される。そのため、固定表示パターン１８に近い領域では、可変表示パターン５８を再度照射する光量が少なくなり、固定表示パターン１８から離れた領域に比べて固定表示パターン１８の周辺領域が若干暗くなる。そのため、白色、水色等の明るい色で印刷された固定表示パターン１８がくっきりと浮き上がるように見え、視認性を高めることができる。
【００７２】
また、上記の構成に代えて、固定表示パターン１８の基板本体７９側に、当該固定表示パターン１８よりも光反射率の高い光反射層が印刷された構成を採用しても良い。その場合、固定表示パターン１８は、例えば黒色等の暗い色のインクで印刷することが好ましく、光反射層は、固定表示パターン１８よりも光反射率の高い、例えば白色等の明るい色のインクで印刷することが好ましい。
【００７３】
この構成によれば、可変表示パターン５８を形成している電気泳動素子３２の表面で散乱した光の一部が光反射層で反射されるため、可変表示パターン５８を再度照射する光量が多くなり、固定表示パターン１８から離れた領域に比べて固定表示パターン１８の周辺領域が若干明るくなる。そのため、黒色等の暗い色で印刷された固定表示パターン１８がより強調されて見え、視認性を高めることができる。
【００７４】
なお、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において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態では、固定表示パターンが視認側の基板に印刷された例のみを挙げたが、固定表示パターンの視認性が若干劣るものの、固定表示パターンが視認側とは反対側の基板に印刷されていても良い。
【００７５】
また、電気泳動表示装置の各構成部材の材料、形状、数等の具体的な構成については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。また、可変表示部を構成する表示素子として電気泳動素子の例を挙げたが、その他、帯電した高分子ポリマー粒子からなる電子粉流体（荷電粒子）を電界によって前面板側、背面板側のいずれかに移動させることで表示を行う電子粉流体方式の表示素子を採用することもできる。
【００７６】
［電子機器］
次に、上記実施形態の電気泳動表示装置１００を、電子機器に適用した場合について説明する。
図１６（ａ）は電子ペーパー１１００の構成を示す斜視図である。電子ペーパー１１００は、上記実施形態の電気泳動表示装置を表示領域１１０１に備えている。電子ペーパー１１００は可撓性を有し、従来の紙と同様の質感及び柔軟性を有する書き換え可能なシートからなる本体１１０２を備えて構成されている。
【００７７】
図１６（ｂ）は、電子ノート１２００の構成を示す斜視図である。電子ノート１２００は、上記の電子ペーパー１１００が複数枚束ねられ、カバー１２０１に挟まれているものである。カバー１２０１は、例えば外部の装置から送られる表示データを入力する図示は省略の表示データ入力手段を備える。これにより、その表示データに応じて、電子ペーパーが束ねられた状態のまま、表示内容の変更や更新を行うことができる。
【００７８】
以上の電子ペーパー１１００、および電子ノート１２００によれば、本発明に係る電気泳動表示装置が採用されているので、低コストで視認性に優れた表示部を備えた電子機器が実現できる。
なお、上記の電子機器は、本発明に係る電子機器を例示するものであって、本発明の技術範囲を限定するものではない。例えば、時計、携帯電話、携帯用オーディオ機器などの電子機器の表示部にも、本発明に係る表示装置は好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１０…第１基板、１１…第２基板、１２…第１電極、１３…第２電極、１５，１６，１７，１８…固定表示パターン、１９…光吸収層、２６…黒色粒子（荷電粒子）、２７…白色粒子（荷電粒子）、３０…素子基板（第１基板）、３１…対向基板（第２基板）、３２…電気泳動素子、３５…画素電極、３７…対向電極、５０，５６、６０，６２…可変表示部、５２，５８，６４…可変表示パターン、５４，５７，６３…固定表示部、１，１００，１１０，１２０，１３０，１４０…電気泳動表示装置（表示装置）、１１００…電子ペーパー（電子機器）、１２００…電子ノート（電子機器）。
【図１】
0005577816.tif 000002
【図２】
0005577816.tif 000003
【図３】
0005577816.tif 000004
【図４】
0005577816.tif 000005
【図５】
0005577816.tif 000006
【図６】
0005577816.tif 000007
【図７】
0005577816.tif 000008
【図８】
0005577816.tif 000009
【図９】
0005577816.tif 000010
【図１０】
0005577816.tif 000011
【図１１】
0005577816.tif 000012
【図１２】
0005577816.tif 000013
【図１３】
0005577816.tif 000014
【図１４】
0005577816.tif 000015
【図１５】
0005577816.tif 000016
【図１６】
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