(57)【要約】【課題】開口率が低下するのを防ぐことができると共に、十分な基板間隔を確保することができる画像表示媒体を提供する。【解決手段】画像表示媒体１０は、画像表示側である透明な表示基板１２と、当該表示基板１２と対向し所定間隙を隔てて配置される背面基板１４とを備えている。表示基板１２と背面基板１４との間は、表示基板１２上に形成された第１の間隙部材１６及び背面基板１４上に形成された第２の間隙部材１８から成る間隙部材２０によって、その間隔が一定間隔に保持されている。表示基板１２、背面基板１４、及び間隙部材２０で囲まれたセル２２内には、例えば互いに帯電特性の異なる粒子群であって、正に帯電した黒粒子２４と負に帯電した白粒子２６とが封入されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する表示基板と、前記表示基板と対向して配置された背面基板と、前記表示基板と前記背面基板との基板間に印加される電圧により形成される電界に応じて移動可能に前記基板間に封入された少なくとも１種類の粒子群と、前記基板間の間隔を保持すると共に前記基板間を複数のセルに区画する間隙部材と、を備えた画像表示媒体において、
前記間隙部材が、前記表示基板上に形成された第１の間隙部材と、前記背面基板上に形成された第２の間隙部材と、から成ることを特徴とする画像表示媒体。
【請求項２】
前記第１の間隙部材の高さが、前記第２の間隙部材の高さよりも低く、前記第１の間隙部材の前記表示基板との当接部分の面積が前記第２の間隙部材の前記背面基板との当接部分の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の画像表示媒体。
【請求項３】
前記第１の間隙部材と前記第２の間隙部材との当接部分の形状が略同一であることを特徴とする請求項２記載の画像表示媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像表示媒体に係り、特に、基板間に画像に応じた電圧を印加することにより着色粒子を移動させて画像表示する繰り返し書換えが可能な画像表示媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、着色粒子を使用した画像表示媒体が提案されている（例えば特許文献１〜特許文献４参照）。これらの画像表示媒体では、均一な画像表示を行うために、表示基板と背面基板との間隙の保持、及び表示面内の着色粒子の配置の均一性を確保することが重要である。そのために、表示基板と背面基板との間に間隙部材を形成し、これによって間隙を保持するとともに、基板間を複数のセルに区切って着色粒子の偏在を防止することが有効である。
【０００３】
ここで、着色粒子を用いた画像表示媒体では、基板間に印加された電圧により形成された電界による着色粒子の移動性を確保するため、基板間の間隔を規制する間隙部材の高さは約５０μｍ以上とすることが好ましい。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２４４１６５号公報
【特許文献２】
特開２００１−３３８３３号公報
【特許文献３】
特開２００１−３１２２２５号公報
【特許文献４】
特開２０００−３４７４８３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、間隙部材の高さを高くする場合、製造上の問題等から間隙部材の太さも必然的に太くなってしまい、表示面に対して間隙部材が占める割合が高くなる。このため、表示面に対して表示領域が占める割合、すなわち開口率が低下し、コントラストが低下してしまう、という問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決すべく成されたものであり、開口率が低下するのを防ぐことができると共に、十分な基板間隔を確保することができる画像表示媒体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、透光性を有する表示基板と、前記表示基板と対向して配置された背面基板と、前記表示基板と前記背面基板との基板間に印加される電圧により形成される電界に応じて移動可能に前記基板間に封入された少なくとも１種類の粒子群と、前記基板間の間隔を保持すると共に前記基板間を複数のセルに区画する間隙部材と、を備えた画像表示媒体において、前記間隙部材が、前記表示基板上に形成された第１の間隙部材と、前記背面基板上に形成された第２の間隙部材と、から成ることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、表示基板と背面基板との間隔を保持すると共に基板間を複数のセルに区画する間隙部材を単一の間隙部材ではなく、表示基板上に形成された第１の間隙部材及び背面基板上に形成された第２の間隙部材の２つの間隙部材で構成している。このため、単一の間隙部材にする場合と比較して、各々の間隙部材の高さを低くすることができるので、間隙部材の幅を太くすることなく必要な基板間隔を確保することができる。これにより、表示面に対して間隙部材が占める割合、すなわち開口率が低下するのを防ぐことができ、コントラストの低下による画像品質の劣化を防ぐことができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記第１の間隙部材の高さが、前記第２の間隙部材の高さよりも低く、前記第１の間隙部材の前記表示基板との当接部分の面積が前記第２の間隙部材の前記背面基板との当接部分の面積よりも小さいことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、第１の間隙部材の高さが第２の間隙部材の高さよりも低いので、第１の間隙部材の幅を第２の間隙部材の幅よりも小さくすることができ、第１の間隙部材の表示基板との当接部分の面積が第２の間隙部材の背面基板との当接部分の面積よりも小さくすることができる。このため、第１の間隙部材の幅と第２の間隙部材の幅とを同一にした場合と比較して、開口率を高くすることができ、コントラストを向上させることができる。
【００１１】
また、この場合において、請求項３に記載したように、前記第１の間隙部材と前記第２の間隙部材との当接部分の形状が略同一とすることが好ましい。すなわち、第１の間隙部材の高さが第２の間隙部材の高さよりも低くして第１の間隙部材の幅を第２の間隙部材の幅よりも小さくした場合、第１の間隙部材と第２の間隙部材との当接部分に段差が生じ、粒子の移動を妨げる場合があるが、当接部分の形状を略同一とすることにより、段差が生じるのを防ぐことができる。これにより、粒子の移動をスムーズにすることができ、安定して良好な画像表示を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１には、本実施形態に係る画像表示媒体１０の断面図を示した。図１に示すように、画像表示媒体１０は、画像表示側である透明な表示基板１２と、当該表示基板１２と対向し所定間隙を隔てて配置される背面基板１４とを備えている。
【００１４】
表示基板１２と背面基板１４との間は、第１の間隙部材１６及び第２の間隙部材１８から成る間隙部材２０によって、その間隔が一定間隔に保持されている。表示基板１２、背面基板１４、及び間隙部材２０で囲まれたセル２２内には、例えば互いに帯電特性の異なる粒子群であって、正に帯電した黒粒子２４と負に帯電した白粒子２６とが封入されている。
【００１５】
このような画像表示媒体１０では、例えば図２に示すように、複数のライン状の列電極２８を表示基板側に設けると共に、複数の行電極３０を、画像表示媒体１０を平面視したときに列電極２８と直交するように背面基板１４側に設け、所謂単純マトリクス構造の列電極２８及び行電極３０に画像に応じた電圧を印加することにより、画像を表示することができる。
【００１６】
粒子が移動開始する電圧以上の所定電圧が列電極２８と行電極３０との間に印加されることにより、黒粒子２４及び白粒子２６は基板間を移動する。例えば、行電極３０に対して列電極２８に正の所定電圧が印加された場合には、表示基板１２側の黒粒子２４は背面基板１４側へ移動し、背面基板１４側の白粒子２６は表示基板１２側へ移動する。一方、行電極３０に対して列電極２８に負の所定電圧が印加された場合には、表示基板１２側の白粒子２６は背面基板１４側へ移動し、背面基板１４側の黒粒子２４は表示基板１２側へ移動する。
【００１７】
従って、表示すべき画像に応じて列電極２８と行電極３０との間に粒子が移動開始する電圧以上の所定電圧を印加することにより画像に応じて粒子が移動し、画像が表示される。電圧の印加が停止された後も、鏡像力等により黒粒子２４又は白粒子２６は表示基板１２又は背面基板１４に付着したままとなり、画像表示は維持される。
【００１８】
なお、図２に示すように画像表示媒体１０の外部に列電極２８及び行電極３０を設けるのではなく、例えば表示基板１２の背面基板１４との対向面側に列電極２８を設け、背面基板１４の表示基板１２との対向面側に行電極３０を設けるようにしてもよい。また、電極は、単純マトリクス構造に限らず、アクティブマトリクス構造としてもよい。
【００１９】
次に、画像表示媒体１０の製造方法について説明する。
【００２０】
まず、図３（Ａ）に示すように、表示基板１２上に第１の間隙部材１６を形成する。第１の間隙部材１６は、図４に示すように格子状となっており、これにより、図３（Ａ）に示すように、表示基板１２と第１の間隙部材１６とで凹部３１が形成されている。図３（Ａ）は、図４のＡ−Ａ断面図である。なお、格子状に限らず、複数のライン状の間隙部材で構成してもよい。第１の間隙部材１６の形成は、例えば表示基板１２上にドライレジストフィルムを固定し、周知のフォトリソグラフィ法により図４に示すようなパターンを形成することにより行うことができる。また、フォトリソグラフィ法に限らずスクリーン印刷法等を用いて第１の間隙部材１６を表示基板１２上に形成してもよい。
【００２１】
本実施形態では、一例として凹部３１の底面のサイズ（第１の間隙部材１６の開口部のサイズａ×ｂ）を１ｍｍ×１ｍｍとした。また、第１の間隙部材１６の高さｈを、第１の間隙部材１６の断面形状の幅Ｗと比較して極端に大きくするのは製造上困難であり、かつ間隙部材１６の強度上問題があるため、第１の間隙部材１６の高さｈと第１の間隙部材１６の断面形状の幅Ｗとのアスペクト比は、２：１とした。このため、本実施形態では、第１の間隙部材１６の高さｈ（凹部３１の深さ）を１００μｍ、第１の間隙部材１６の断面形状の幅Ｗ（凹部３１間の距離）を５０μｍとした。このとき、開口率、すなわち図４に示す表示基板１２全体の面積に対する表示領域（図中斜線領域を除いた領域）の面積の割合は９０％以上を確保することができた。
【００２２】
このように、第１の間隙部材１６の高さｈと第１の間隙部材１６の断面形状の幅Ｗとのアスペクト比を２：１程度とすることにより、周知のフォトリソグラフィ法やスクリーン印刷法等を用いて表示基板１２上に第１の間隙部材１６を形成するのが容易となる。
【００２３】
次に、図３（Ｂ）に示すように、背面基板１４上に第２の間隙部材１８を形成する。第２の間隙部材１８も、第１の間隙部材１６と同様に格子状の形状となっており、サイズも同一である。これにより、図３（Ｂ）に示すように、背面基板１４と第２の間隙部材１８とで凹部３２が形成されている。これも、表示基板１２上に第１の間隙部材１６を形成するのと同様に、周知のフォトリソグラフィ法やスクリーン印刷法などを用いて行うことができる。
【００２４】
なお、最初に背面基板１４上に第２の間隙部材１８を形成し、その後に表示基板１２上に第１の間隙部材１６を形成してもよい。
【００２５】
また、画像表示媒体１０自体に例えば図２に示したような単純マトリクス構造の電極を設ける場合には、表示基板１２上に列電極２８を形成し、その上に絶縁層を形成してから、その上に第１の間隙部材１６を形成すればよい。また、背面基板１４についても同様に、背面基板１４上に行電極３０を形成し、その上に絶縁層を形成してから、その上に第２の間隙部材１８を形成すればよい。あるいは、表示基板１２上に列電極２８を形成し、その上に第１の間隙部材１６を形成してから、その上に絶縁層を形成してもよい。また、背面基板１４についても同様に、背面基板１４上に行電極３０を形成し、その上に第２の間隙部材１８を形成してから、その上に絶縁層を形成してもよい。
【００２６】
次に、図３（Ｃ）に示すような、粒子供給用の格子基板３５を準備する。この格子基板３５には、凹部３７が設けられている。凹部３７の底面のサイズは、表示基板１２上の凹部３１及び背面基板１４上の凹部３２の底面のサイズと同じとなっている。すなわち、格子基板３５を平面視したときの形状と、第１の間隙部材１６及び第２の間隙部材１８を平面視したときの形状とは同一形状となっている。
【００２７】
そして、このような格子基板３５に、ともに直径が約１０μｍの黒粒子２４及び白粒子２６が混合された混合粒子を図示しない粒子供給装置により供給する。これは、例えば全ての凹部３２に供給すべき供給量よりも十分多くし、基板の一方の端部から他方の端部まで格子基板３５の上面上を擦り切るようにブレード３４を図中矢印Ａ方向に移動させ、格子基板３５の上面よりも上側に堆積した余分な粒子を外側へ掻き出す。
【００２８】
これにより、格子基板３５上の凹部３７内に、混合粒子が余分な隙間無く充填された状態となる。
【００２９】
次に、図３（Ｄ）に示すように、格子基板３５と背面基板１４上の第２の間隙部材１８とが対峙するようにして背面基板１４を格子基板３５に重ね合わせる。そして、図３（Ｅ）に示すように、背面基板１４と格子基板３５とを重ね合わせた状態で反転させ、上側となった格子基板３５に対して、例えば図中矢印方向に機械的な衝撃を加える。これにより、格子基板３５の凹部３７内の粒子が背面基板１４上の凹部３２内に落下し、転写される。
【００３０】
次に、格子基板３５を取り除き、図３（Ｆ）に示すように、第１の間隙部材１６と第２の間隙部材１８とが対峙するように、表示基板１２を背面基板１４に重ね合わせる。なお、重ね合わせる前に、表示基板１２上に形成された第１の間隙部材１６の頂部に接着剤を塗布し、表示基板１２を背面基板１４に重ね合わせたときに、第１の間隙部材１６と第２の間隙部材１８とが接着されるようにしてもよい。なお、背面基板１４上の第２の間隙部材１８に接着剤を塗布してもよいが、粒子が付着しやすいため、塗布するのが困難な場合がある。このため、上記のように表示基板１２上に形成された第１の間隙部材１６に塗布するのが好ましい。
【００３１】
また、表示基板１２上の凹部３１内に格子基板３５から粒子を転写してもよいが、作業中に表示基板１２に傷をつけてしまう場合があるため、上記のように、背面基板１４の凹部３２内に粒子を転写するのが好ましい。
【００３２】
なお、格子基板３５上の凹部３７の容積は、画像表示媒体１０がコントラストの高い表示を安定して行うのに必要十分な量の粒子を保持できるように、そのサイズが定められている。凹部３７の底面のサイズは、表示基板１２上の凹部３１及び背面基板１４上の凹部３２の底面のサイズと同じとなっているため、凹部３７の深さを調節することによって、粒子の供給量が調節される。
【００３３】
このため、粒子の量が不足したり、粒子を充填しすぎて粒子が動きにくくなったりするのを防ぐことができ、良好な画質で画像表示することができる。
【００３４】
このように、本実施形態では、格子基板３５に形成された凹部３７に、黒粒子２４及び白粒子２６が混合された混合粒子を供給して定量化させたあと、背面基板１４上の凹部３２に転写し、表示基板１２を背面基板１４に重ね合わせることで画像表示媒体１０を作製する。
【００３５】
また、従来では、図５に示すように、単一の間隙部材２０で表示基板１２と背面基板１４との間隔を規制していたが、製造上の問題から間隙部材の高さｈに比例して間隙部材２０の断面形状の幅Ｗも必然的に太くなってしまい、開口率が低下してしまう。前述した画像表示媒体１０と同様に間隙部材２０の高さｈと間隙部材２０の断面形状の幅Ｗとのアスペクト比を２：１とし、間隙部材２０の高さを２００μｍとした場合には、従来構成では幅Ｗが１００μｍとなり、画像表示媒体１０と比較して幅Ｗが２倍になり開口率が８１％程度に低下してしてしまう。
【００３６】
これに対し、本実施形態では、表示基板１２及び背面基板１４に各々間隙部材を形成して重ね合わせる構造としているため、製造上の問題により間隙部材２０の幅を太くすることなく、必要な高さを確保することができる。このため、開口率が低下するのを防ぎつつ、十分な基板間隔を確保することができる。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３８】
図６には、本実施形態に係る画像表示媒体４０を示した。画像表示媒体４０が図１に示す画像表示媒体１０と異なる点は、第１の間隙部材１６及び第２の間隙部材１８のみであり、その他の点については同一であるため、説明は省略する。
【００３９】
図６に示すように、第１の間隙部材１６の高さｈ１は、第２の間隙部材１８の高さｈ２よりも低くなっており、例えばｈ１は５０μｍ、ｈ２は１５０μｍである。
【００４０】
このため、第１の間隙部材１６の高さｈ１と第１の間隙部材１６の断面形状の幅Ｗ１とのアスペクト比を２：１とした場合、第１の間隙部材１６の幅Ｗ１を２５μｍとすることができ、第２の間隙部材１８の断面形状の幅Ｗ２の１／２の幅とすることができる。すなわち、第１の間隙部材１６の表示基板１２との当接部分の面積（図４でいえば斜線部分の面積）が、画像表示媒体１０のそれと比べて１／２となる。
【００４１】
これにより、上記の例では表示面の開口率を９５％以上とすることができ、画像表示媒体１０のように第１の間隙部材１６及び第２の間隙部材１８の断面形状の幅を同一とした場合と比較して、表示面の開口率をさらに高くすることができる。
【００４２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４３】
図７には、本実施形態に係る画像表示媒体５０を示した。第２実施形態で説明した画像表示媒体４０では、第１の間隙部材１６の断面形状の幅を第２の間隙部材１８の断面形状の幅よりも細くしたため、第１の間隙部材１６と第２の間隙部材１８との当接部分で段差が生じてしまう。このため、表示面の開口率を高くすることができるものの、粒子が基板間を移動する際の妨げとなる場合がある。
【００４４】
そこで、本実施形態では、図７に示すように、第２の間隙部材１８の断面形状を台形とし、第１の間隙部材１６の断面形状の幅と第２の間隙部材１８の断面形状の頂部の幅とが同一となるように、すなわち、第１の間隙部材１６と第２の間隙部材１８との当接部分の形状が同一となるように、第１の間隙部材１６及び第２の間隙部材１８を各々形成している。
【００４５】
これにより、第１の間隙部材１６と第２の間隙部材１８との当接部分で段差が生じることがなく、粒子が基板間をスムーズに移動することができ、安定して良好な画像表示を行うことができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、開口率が低下するのを防ぐことができると共に、十分な基板間隔を確保することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る画像表示媒体の断面図である。
【図２】第１実施形態に係る画像表示媒体及び電圧印加用に配置した電極の断面図である。
【図３】画像表示媒体の製造工程について説明するための図である。。
【図４】第１の間隙部材が形成された表示基板の平面図である。
【図５】従来例に係る画像表示媒体の断面図である。
【図６】第２実施形態に係る画像表示媒体の断面図である。
【図７】第３実施形態に係る画像表示媒体の断面図である。
【符号の説明】
１０  画像表示媒体
１２  表示基板
１４  背面基板
１６  第１の間隙部材
１８  第２の間隙部材
２２  セル
２４  黒粒子
２６  白粒子
２８  列電極
３０  行電極
３１、３２          凹部
３４  ブレード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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