(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、該基材の一方の面に配設され、表示部およびその両端にそれぞれ連続し、回路が設けられている導電部から構成される電子ペーパーと、前記基材の一方の面のうち前記表示部が配されている領域以外の領域を被覆し、前記電子ペーパーと厚みが等しい被覆材と、を備えた表示装置であって、
前記基材には、その厚み方向に対して斜めに貫通する貫通部が少なくとも１つ設けられ、該貫通部に前記電子ペーパーの少なくとも１つの端部が挿通され、
前記電子ペーパーの表示部の表面と、前記被覆材の表面が同一面上に配され、表面が平滑な面であ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、電子ペーパー、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ＝Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの可撓性の回路基板を有する表示装置に関し、さらに詳しくは、球体などの曲面上に、可撓性の回路基板が配された表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、球体の表面に表示素子が設けられたものの実施例としては、地球儀の表面に液晶表示素子が配置された地球儀などが挙げられる（例えば、特許文献１、２参照）。
このような地球儀では、その表面に液晶表示素子を配置するために、球儀（球体）の表面から内部に向かう嵌入孔を設け、この嵌入孔に液晶表示素子を嵌入している。
【特許文献１】特開平２−４７６８４号公報
【特許文献２】実開昭６１−１０９４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のように球儀に設けた嵌入孔に液晶表示素子を嵌入した場合、液晶表示素子は球儀の最表面から僅かに内側に引き込んだ状態で配置され、液晶表示素子の表示する情報が見難いという問題があった。
また、液晶表示素子自体に可撓性が無いため、液晶表示素子を球儀の表面の曲面（球面）形状に沿って配置することができないので、液晶表示素子が配置されている部分（表示部）のみが平面をなしてしまい、地球儀は完全な球面をなさないばかりでなく、液晶表示素子が配置されている部分に外力が加わり易く、球儀に外力が加えられると、液晶表示素子が損傷することがあった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、曲面を有する基体と、その基体の表面に配された可撓性の回路基板とを備えた表示装置において、基体の曲面の形状を維持できるとともに、回路基板の損傷を防止し、回路基板の耐衝撃性に優れ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】
【０００５】
本発明の表示装置は、基材と、該基材の一方の面に配設され、表示部およびその両端にそれぞれ連続し、回路が設けられている導電部から構成される電子ペーパーと、前記基材の一方の面のうち前記表示部が配されている領域以外の領域を被覆し、前記電子ペーパーと厚みが等しい被覆材と、を備えた表示装置であって、前記基材には、その厚み方向に対して斜めに貫通する貫通部が少なくとも１つ設けられ、該貫通部に前記電子ペーパーの少なくとも１つの端部が挿通され、前記電子ペーパーの表示部の表面と、前記被覆材の表面が同一面上に配され、表面が平滑な面であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の電気装置は、基材と、該基材の一方の面に配設された可撓性の回路基板と、を備えた電気装置であって、前記基材には、その厚み方向に対して斜めに貫通する貫通部が少なくとも１つ設けられ、該貫通部に前記回路基板の少なくとも１つの端部が挿通されているので、その最表面に回路基板を配置しても、基材の表面の形状を維持することができるので、意匠性に優れているとともに、回路基板が基材の表面から突出しないので、回路基板の耐衝撃性に優れている。また、基材の厚み方向に対して斜めに貫通する貫通部に、回路基板の端部を挿通しているので、回路基板に応力が発生して、回路基板が損傷することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の電気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。
【０００８】
図１は、本発明の電気装置の一実施形態を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
この実施形態では、電気装置として、可撓性の回路基板である電子ペーパー２０を備えた表示装置１０について説明する。
この表示装置１０は、基材１１と、この基材１１の一方の面１１ａに配設された電子ペーパー２０と、基材１１の一方の面１１ａのうち電子ペーパー２０の表示部２０Ａが配されている領域以外の領域を被覆する被覆材１２とから概略構成されている。また、電子ペーパー２０は、表示部２０Ａと、その両端にそれぞれ連続し、回路が設けられている導電部２０Ｂ、２０Ｃとから構成されている。
【０００９】
基材１１には、その厚み方向に対して斜めに貫通するとともに、一方の面１１ａ側の開口部１１ｅおよび他方の面１１ｂ側の開口部１１ｆが、基材１１の一方の辺（ここでは、短辺１１ｄ）に沿って延在するように、２つの貫通部１１ｃが互いに間隔を置いて設けられている。また、この２つの貫通部１１ｃは、開口部１１ｆが、開口部１１ｅよりも基材１１の端部側に配されるように設けられている。
そして、電子ペーパー２０の表示部２０Ａが、基材１１の一方の面１１ａ上に配され、かつ、２つの導電部２０Ｂ、２０Ｃが、基材１１の２つの貫通部１１ｃのそれぞれに挿通されて、電子ペーパー２０が基材１１の一方の面１１ａに固定されている。
【００１０】
貫通部１１ｃと、基材１１の一方の面１１ａとのなす角αは、電子ペーパー２０の表示部２０Ａと導電部２０Ｂ、２０Ｃとの境界近傍の曲率が大きくなり過ぎて、その境界近傍に応力が発生することにより、表示部２０Ａや各種回路が損傷しない程度であれば特に限定されるものではないが、１００度以上、１５０度以下が好ましい。貫通部１１ｃと、基材１１の一方の面１１ａとのなす角αが、１００度以上、１５０度以下であれば、表示部２０Ａと導電部２０Ｂ、２０Ｃとの境界近傍に応力が発生して、表示部２０Ａや各種回路が損傷することがないばかりでなく、電子ペーパー２０の導電部２０Ｂ、２０Ｃを貫通部１１ｃに挿通する作業が容易である。
なお、貫通部１１ｃの内面と、基材１１の一方の面１１ａとのなす角は、丸めておくことが好ましい。
【００１１】
また、２つの貫通部１１ｃの間隔は特に限定さるものではないが、例えば、電子ペーパー２０の表示部２０Ａの大きさ（長さ）に応じて適宜調整される。すなわち、２つの貫通部１１ｃの間隔は、表示装置１０の最表面に、表示部２０Ａが露出し、その他の部分（導電部２０Ｂ、２０Ｃ）が貫通部１１ｃ内、あるいは、貫通部１１ｃを通って基材１１の他方の面１１ｂ側に配される長さになっている。
【００１２】
被覆材１２は、電子ペーパー２０の表示部２０Ａを露出するために、表示部２０Ａと大きさ（形状および面積）がほぼ等しい開口部１２ａが設けられている。
また、被覆材１２の厚みは、電子ペーパー２０の厚みと等しいことが好ましい。
このようにすれば、被覆材１２の開口部１２ａから電子ペーパー２０の表示部２０Ａを露出させるようにして、基材１１の一方の面１１ａに被覆材１２を設けることにより、図１に示すように、電子ペーパー２０の表示部２０Ａの表面２０ａと、被覆材１２の表面１２ａとを同一面上に配することができる。すなわち、基材１１の一方の面１１ａに電子ペーパー２０を配することによって表示装置１０の表面に生じる凹凸を相殺し、表示装置１０の表面を平滑な面とすることができる。
【００１３】
次に、図２を参照して、電子ペーパー２０について説明する。
図２は、本発明の表示装置を構成する電子ペーパーの一例として、電気泳動ディスプレイを示す概略構成図である。
図２中、符号２０は電子ペーパー、２１は表示ユニット、２２は第一電極、２３は第二電極、２４は電圧制御装置、２５は表示制御装置、２６は基材、２７は凹部、２８はセル、２９は密封層、３０は帯電性粒子、３１は誘電性溶媒、３２は導線、３３は導線、３４はケーブル、をそれぞれ示している。
【００１４】
この実施形態の電子ペーパー２０は、表示ユニット２１と、一対をなす第一電極２２および第二電極２３とから概略構成されている。
第一電極２２と第二電極２３は、表示ユニット２１を介して対向するように配置されている。
また、第一電極２２（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、・・・）はそれぞれ、導線３２（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、・・・）を介して電圧制御装置２４に接続され、第二電極２３は、導線３３を介して電圧制御装置２４に接続されている。
そして、電圧制御装置２４には、ケーブル３４を介して表示制御装置２５が接続されている。
【００１５】
また、表示ユニット２１は、複数のセル２８（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、・・・）をなす凹部２７（２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、・・・）が所定の間隔をおいて平面的に設けられた基材２６と、基材２６における複数のセル２８がなす平面に垂直方向の面２６ａに接し、凹部２７を全て覆うように設けられた密封層２９と、セル２８内に充填された、帯電性粒子３０を分散した誘電性溶媒３１とから概略構成されている。
【００１６】
複数のセル２８（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、・・・）は、基材２６の面２６ａに、適切に規定された形状、寸法およびアスペクト比をなすように形成された凹部２７（２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、・・・）が、密封層２９によって封止された中空構造をなしている。
セル２８は、エンボス加工や画像露光による製造方法が適宜選択され、適切に規定された形状、寸法およびアスペクト比をなすように形成されている。
また、密封層２９は凹部２７の開口部を全て覆うように配置されている。
【００１７】
なお、本明細書において、「適切に規定された」とは、凹部２７またはセル２８について記載する場合凹部２７またはセル２８が、製造プロセスの特定のパラメータに基づいて予め決められる明確な形状、寸法およびアスペクト比をなすことを意味する。
また、「アスペクト比」とは、凹部２７の長さまたは幅に対する深さの比のことである。
【００１８】
密封層２９は、直接、あるいは、接着剤または接着部材を介して、基材２６に接合され、基材２６と密封層２９とが一体化されている。ここで用いられる接着剤または接着部材は、セル２８に要求されるシール性などに応じて、適宜選択される。
【００１９】
基材２６としては、特に限定されるものではないが、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凹部２７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。表示ユニット２１は、単体でディスプレイ（表示装置）として使用されるため、基材２６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、密封層２９が設けられている面とは反対側の面２６ｂから、表示ユニット２１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。
【００２０】
密封層２９をなす部材としては、特に限定されるものではないが、基材２６との密着性に優れた材質からなるものが用いられる。
【００２１】
第一電極２２、第二電極２３としては、特に限定されないが、表示ユニット２１を挟んだ状態で、この２つの電極間に電位差を生じさせることができるものが用いられ、例えば、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ：Ｆｌｕｏｒｉｄｅ−ｄｏｐｅｄ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ：Ａｎｔｉｍｏｎｙ−ｄｏｐｅｄ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの導電性金属酸化物からなり、可視光透明性を有する電極が挙げられる。
【００２２】
帯電性粒子３０としては、特に限定されないが、第一電極２２、第二電極２３に印加した電圧により、第一電極２２側または第二電極２３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、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。
【００２３】
誘電性溶媒３１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３１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。
【００２４】
電圧制御装置２４は、表示制御装置２５から伝達された情報に基づいて、各第一電極２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、・・・、第二電極２３に対して、個別に電圧を印加することができるようになっている。
【００２５】
表示制御装置２５は、外部入力装置（図示略）を備えており、表示ユニット２１に表示する文字や模様などに関する情報を入力することができるようになっている。そして、この入力された情報に基づいて、ケーブル３４を介して、表示制御装置２５から電圧制御装置２４に、文字や模様などを表示するために必要なセル２８に対応する第一電極２２（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、・・・）を選択するために必要な情報（第一電極２２の位置情報）を伝達することができるようになっている。
【００２６】
次に、この電子ペーパー２０の機能および使用方法について説明する。
表示制御装置２５に備えられた入力装置により、表示ユニット２１に表示する文字や模様などに関する情報を入力する。入力装置により表示制御装置２５に入力する情報は、表示ユニット２１を２つの電極間に挿入したときに入力してもよく、あるいは、あらかじめ表示制御装置２５に備えられた記憶媒体に記憶させておいてもよい。
【００２７】
そして、表示ユニット２１に表示する文字や模様などに関する情報に基づいて、表示制御装置２５から電圧制御装置２４に情報が伝達される。電圧制御装置２４では、表示制御装置２５から伝達された情報に基づいて、任意の文字や模様などを表示するために必要なセル２８に対応する第一電極２２（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、・・・）を選択し、選択された第一電極２２と、第二電極２３に所定の電圧を印加する。
これにより、電圧が印加された第一電極２２と、第二電極２３との間で電位差が生じ、帯電性粒子３０が第一電極２２側または第二電極２３側に引き寄せられ、結果として、表示ユニット２１は任意の文字や模様などを表示することができる。
【００２８】
この後、表示ユニット２１に対する電圧の印加を終えても、セル２８内に電位差が生じている限り、表示ユニット２１に表示させた文字や模様は保存（維持）される。
【００２９】
また、電子ペーパー２０は、厚みが１００μｍ〜３００μｍ程度と薄く、かつ、可撓性を有するので、図３に示すように、球体４３の表面４３ａを覆う基材４１の一方の面４１ａに、上述のように電子ペーパー２０を配しても、電子ペーパー２０は、球体４３の表面形状（曲面の形状）にほぼ追従して変形するので、表示装置４０の表面を平滑な面とすることができる。特に、電子ペーパー２０の球体４３に対する大きさが小さい場合、電子ペーパー２０は、球体４３の表面形状に合わせて、より変形しやすくなる。すなわち、電子ペーパー２０の表示部２０Ａを、基材４１の一方の面４１ａ上に配し、かつ、２つの導電部２０Ｂ、２０Ｃを、基材４１の２つの貫通部４１ｃのそれぞれに挿通し、被覆材４２により、基材４１の一方の面４１ａのうち電子ペーパー２０の表示部２０Ａが配されている領域以外の領域を被覆すれば、表示装置４０は、球体４３の球面（曲面）の形状が維持された表示装置となる。さらに、電子ペーパー２０は、厚みが薄く、かつ、可撓性を有するので、球体４３の表面に配置することができるので、球体４３をくり抜いて、その内部に配置される液晶表示素子と比較して、球体４３内にめり込んだりすることなく、また、球体４３の表面から突出もしないから、耐衝撃性に優れている。
【００３０】
表示装置１０、４０は、その最表面に電子ペーパー２０を配置しているから、電子ペーパー２０の表示する情報をより正確に認識できるようになる。また、表示装置１０、４０は、基材１１、４１の表面の形状を維持することができるので、意匠性に優れているとともに、電子ペーパー２０がその表面から突出しないので、耐衝撃性に優れている。
また、基材１１の厚み方向に対して斜めに貫通する貫通部１１ｃに、電子ペーパー２０の導電部２０Ｂ、２０Ｃを挿通しているので、電子ペーパー２０の表示部２０Ａと導電部２０Ｂ、２０Ｃとの境界近傍に応力が発生して、表示部２０Ａや各種回路が損傷することがない。
【００３１】
なお、この実施形態では、電気装置として、可撓性の回路基板である電子ペーパー２０を備えた表示装置１０を例示したが、本発明の電気装置はこれに限定されない。本発明の電気装置にあっては、可撓性の回路基板がフレキシブルプリント基板などであってもよく、電気装置がフレキシブルプリント基板をその表面に設けたもの、あるいは、電子ペーパーとフレキシブルプリント基板をその表面に設けたものであってもよい。
【００３２】
また、この実施形態では、電子ペーパー２０の両端部をなす導電部２０Ｂ、２０Ｃを基材１１（４１）の貫通部１１ｃ（４１ｃ）に貫通した場合を例示したが、本発明の電気装置はこれに限定されない。本発明の電気装置にあっては、基材に少なくとも１つの貫通部を設け、この貫通部に可撓性の回路基板の少なくとも１つの端部が挿通されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の電気装置の一実施形態を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図２】本発明の電気装置の一実施形態を構成する電子ペーパーを示す概略構成図である。
【図３】本発明の電気装置の他の実施形態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０，４０・・・表示装置、１１，４１・・・基材、１２，４２・・・被覆材、１３・・・基台、１４・・・軸部材、１５・・・緯度スケール、２０・・・電子ペーパー、２１・・・表示ユニット、２２・・・第一電極、２３・・・第二電極、２４・・・電圧制御装置、２５・・・表示制御装置、２６・・・基材、２７・・・凹部、２８・・・セル、２９・・・密封層、３０・・・帯電性粒子、３１・・・誘電性溶媒、３２・・・導線、３３・・・導線、３４・・・ケーブル、４３・・・球体。
【図１】
0005144245.tif 000002
【図２】
0005144245.tif 000003
【図３】
0005144245.tif 000004