(57)【要約】【課題】従来の反射型カラー表示装置は印刷物や写真とくらべて、特に明るさ、色の鮮やかさに劣った。薄型、軽量で明るくフルカラーかつ低消費電力の電子表示装置を実現する【解決手段】少なくとも一方は透明な２枚の基板間に設けられたセル内に、微粒子が分散された表示媒体を充填し、微粒子のセル内での分布状態を電界によって変化させて集積状態と分散状態を生成することによってセルの光学的透過性を変化させる。Ｃ，Ｍ，Ｙの透過性を変調できるパネルを積層することによってフルカラー表示を実現する【選択図】図１a
2007279520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方は透明な２枚の基板間に設けられた隔壁によりセルが構成され、該セル内に微粒子が分散された表示媒体が充填されており、該微粒子のセル内での分布状態を電界によって変化させて集積状態と分散状態を生成することによってセルの光学的透過性を変化させることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１の表示装置において２枚の基板は各々透明フィルムからなり、白色紙ないし白色バックライトに貼付されて構成されていることを特徴とした表示装置。
【請求項３】
請求項１の装置において、２枚の透明基板間に内蔵された微粒子がそれぞれシアン色透過性、マゼンタ色透過性、イエロー色透過性であり、これら少なくとも３層が積層されており、各色の透過性を独立に制御できるように構成されていることを特徴としたカラー表示装置。
【請求項４】
請求項1〜４の表示装置においてセル内の微粒子はガス体ないし無色の液体に分散されていることを特徴とした表示装置。
【請求項５】
請求項１〜４の表示装置において粒子を移動させるための電圧を供給する電極は互いに直交するＸ−Ｙマトリクス電極で構成されており、Ｘ，Ｙ電極が隔壁から大きくははみ出さないように構成されていることを特徴とした表示装置。
【請求項６】
請求項1〜５の表示装置において単色の透過性を変化させる層を構成する２枚の基板の少なくとも一方の側には、セルに対応してＴＦＴないしは非直線抵抗素子などのスイッチ素子が設けられてアクティブマトリクスが構成されていることを特徴とした表示装置。
【請求項７】
請求項６の表示装置においてＸ，Ｙ電極ならびにスイッチ素子は隔壁から大きくはみ出さないように構成されていることを特徴とした表示装置。
【請求項８】
請求項１〜７の表示装置を製造するに当たり、少なくともロール状フィルム供給部、電極および隔壁形成部、媒体供給部、フィルム基板貼合わせ部、フィルムパネル切断部を有し、フィルムパネルをロールツーロールで製造することを特徴とする表示装置製造方法。
【請求項９】
請求項１〜７の表示装置を製造するに当たり、あらかじめフィルムを剛体基板に貼合しておき必要なプロセスを終えて後フィルムを剛体基板から剥離することを特徴とする表示装置の製造法。
【請求項１０】
請求項１〜２および請求項４〜９の表示装置において、微粒子は反射性で、隔壁が微粒子とほぼ同色で形成されており、表示側の電極が微粒子色以外の場合はその電極と基板間に微粒子とほぼ同色の反射性層が設けられており、パネル背面は微粒子色以外の色の基板ないし発光板であることを特徴とした表示装置。
【請求項１１】
請求項１〜２および請求項４〜９の表示装置において、装置はドライバ未実装であり、信号源に装填することで表示更新を果たした後、信号源から分離できるように構成された表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙を媒体とした印刷物や写真に相当する単色、マルチカラーないしフルカラー画像を繰り返し電子的に形成することを目的とした電子表示装置とその製造法に関するものである。                        
【背景技術】
【０００２】
従来の受動型フルカラー表示装置の代表は液晶表示装置であり、通常同一面上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色カラーフィルタが設けられて、各カラーフィルタの背後の液晶層を、透過率を変化させるシャッターとして動作させ、Ｒ，Ｇ，Ｂ光の加色法によってフルカラーを実現している。背後に白色バックライトが設けられたものは透過型カラー液晶装置であり、液晶ＴＶ、パソコンモニター、携帯電話の表示装置など広く利用されている。しかるにＲ，Ｇ，Ｂカラーフィルタを用いるこの技術はペーパライクな反射型表示を実現するには不適当で、主として偏光板を用いていることと、１画素がＲ，Ｇ，Ｂセルから構成されている故に、望ましい白色度、色純度を得ることは不可能であった。
【０００３】
外部光の利用率を低下させる偏光板を用いないカラー液晶表示法として、Ｒ，Ｇ，Ｂ光を選択反射するカイラルネマチック液晶層を３層積層する加色法に基づく方式も実現されているが、偏光板やカラーフィルタを用いる必要がないとは言え、自然光の内、左（ないし右）円偏光を利用するにすぎないから反射率は５０％を超えることは原理的に不可能で白色度に難点があった。
【０００４】
液晶以外の反射型表示装置として、透明な液体に分散された色と帯電極性の異なる微粒子分散系に電圧を印加し、１方の粒子で他方の粒子を隠蔽することによって反射色を変化させる電気泳動表示法があり、これの発展形態としてカプセル内に白色、黒色で各々帯電極性が異なる電気泳動粒子を閉じ込めたものをほぼ単層で敷き詰めたものや、電子粉流体と名づけられている、ガス体中に色と帯電極性の異なる微粒子が混在された媒体を隔壁で構成されたセル内に閉じ込め印加電圧の極性を変化させることによって反射明度や色を変化させるものなどが実用化されている。これらの方法でフルカラー反射を実現するには大別して２つの方法があり、１つはＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタを白、黒に変化させ得る媒体の前面に設けるもの。２つ目はカラーフィルタを用いない方式で、白とＲ，白とＧ，白とＢに変化出来る媒体をストライプ状ないしドット状に同一面上に分離して設けて加色混合によってカラーを実現するものである。前者の方式は構成が簡単ではあるが、Ｒ，Ｇ，Ｂに塗り分けたカラーフィルタを用いるが故に白色度は３０％以下に低下してしまう致命的難点がある。後者では白色度に関して相当向上できるが、電極線がモノクロ表示に比べて３倍になることによる開口率低下は避けられず有効白色度低下を引き起こす。またＲ，Ｇ，Ｂなど色表示に関しては各々白色反射が混じってしまうため再現できる色純度が低下するという難点がある。
【０００５】
分散粒子を表示面に対して水平方向に移動集積させることによって光線透過性を変化させる横電界方式電気泳動表示法も提案されている。パネル構成としては表示面に対して平行な表示電極面を有するもので、粒子を局所に集積させるか面状に堆積させるかによって透過率を変化させるものである。透明電極を必要とする故に表示層を多層に積層した場合電極での光線ロスや開口率低下が避けられない故に満足な白色度が得られないことや、不均一電界中での電気泳動であるため透明電極に均一に粒子を堆積し難いことや、透明電極を設けることによるコストアップおよびフィルム上の透明電極はクラックや剥離を生じやすいなど機械的強度で難点を有するものであった。
【特許文献１】特公昭５０−１５１１５公報
【特許文献２】特開昭４９−２４６９５公報
【特許文献３】ＵＳＰ5,745,094
【特許文献４】特開平９−２１１４９９
【特許文献５】特開２００１−２０１７７０
【非特許文献１】ＳＩＤ２０００ダイジェスト２９頁「High Performance Electrophoretic Display」
【非特許文献２】ＳＩＤ２０００ダイジェスト２４頁「Development of in-Plane EPD」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はＲ，Ｇ，Ｂカラーフィルタを並列配置することによる入射光の２／３ロスを防ぎ、透明電極による光ロスも回避し、表示を切り替える時以外は電力を消耗しない低電力性を有するフルカラー電子表示を実現するものであり、少なくとも一方は透明な２枚の基板間に設けられた隔壁によりセルが構成され、該セル内に微粒子が分散された表示媒体が充填されており、該微粒子のセル内での分布状態を電界によって変化させて集積状態と分散状態を生成することによってセルの光学的透過性を変化させることを特徴とする表示装置である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の表示装置は図１aに示す通り、少なくとも一方は透明な２枚の基板１，２間に設けられた隔壁３によりセル４が構成され、該セル内に微粒子５が分散された表示媒体６が充填されており、隔壁３の内面に設けられた電極６-1と６−２間にＤＣ電圧を印加すると微粒子５の帯電極性に対応して微粒子はクーロン力により引かれてたとえば電極６−１上に堆積する。一方６−1、６−２間に逆極性のＤＣ電圧パルスを印加するかＡＣ電圧を印加すれば６−１上の微粒子は電極を離れてセル４中に拡散分布する。セル４内はガス又は透明な液体中に微粒子５が分散された表示媒体７で満たされており、液体の場合は粒子の移動は電気泳動となる。図１の左側のセルを４−１、右側のセルを４−２とすれば、粒子のセル内での分布状態が異なるため、たとえば微粒子５がカーボンなどのように黒色であれば、４−１は光線が透過するが４−２では光線は分散状態の光吸収性微粒子５のため光透過は妨げられる。セルを白色基板の上に置くか基板２が白色であれば上から見た場合、４−１部は白色、４−２部は吸収の度合いに応じて灰色〜黒色に見えることになる。電極６−１（ないし６−２）に堆積された微粒子の内どれだけの量を分散状態にするか（あるいは分散状態の粒子量をどれだけ電極に集積させて減じるか）を印加する逆極性電圧の値やパルス幅によって制御してセル４の光線透過率を制御することが可能となり中間調が再現でき、粒子堆積状態も粒子分散状態も電圧を切って後もその状態が保持される特徴があるため表示はメモリ性を有する。微粒子を電極６−１に集積した時表示面の基板表面に固着して残存することはセルの明状態の光透過性を阻害するゆえに好ましくない。従ってセル部の基板内面には微粒子の固着を妨げるようテフロン（商標）などのコーティングがなされていることが望ましくまた表示媒体が微粒子を分散した液体分散系の場合は微粒子と液体の比重は出来るだけ近接していることが望ましい。本発明で分散状態とはブラウン運動により比重差に拘わらず液体中に安定に微粒子が均一分散したコロイド状態は勿論、基板１，２内面のいずれかないし両面に一部ないし殆どの粒子がゆるく付着した状態をも含むものである。また微粒子は１種類である必要はなく、光学的特性を最適化するため各種のものが混在していてもよく、帯電極性も同一である必要はない。電極６−１、６−２は面状として説明したが粒子を局所的に集積するか分散できればよく製法の容易さから電極は線状であってもかまわない。微粒子５は通常光吸収性のものが使用されるが、二酸化チタンのように白色反射性のものを用いることも可能であり、この場合図１aのパネルはたとえば黒色紙の上に貼り付けて使用される。微粒子分散状態では微粒子５が黒色紙を隠蔽して白色に見え、微粒子集積状態ではセルは透明であるから黒色に見えることになる。
【０００８】
図１bは電極および隔壁を印刷ないしインクジェット描画法で形成した場合のパネル横断面図である。導電性ペーストの印刷ないしインクジェット等の方式で基板２上に電極を形成してのち、電極の一部（図１ｂでは右側）が露出するように絶縁性隔壁を同じく印刷やインクジェット技術で形成する。基板１にあらかじめ印刷等で形成した電極をもつ基板との間に表示媒体を挟み込んで周辺を封止してパネルが形成される。上側電極も所定セルを形成する側の電極部は露出させてある。
【０００９】
図２はフルカラーを表示するための原理図であり、図１aないし図１bのセルを少なくとも３層積層することによって構成される。ただし３層の微粒子５は各々Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）色のものが用いられる。図２では３層積層パネルが白色基紙７の上に透明接着剤８で貼付けられた状態を示している。各層の微粒子の殆どが分散状態であるときそのセルは減法混色により黒色となり、殆どの微粒子が電極に堆積した状態では光透過性すなわち白色になる。Ｙ，Ｍ粒子が適度に分散状態にあり、Ｃ粒子が電極堆積状態にあれば、その部分はＲとなる。Ｃ，Ｍ，Ｙパネルに加えて、より純黒色を表示するために白-黒に変調できる第４のパネルが追加され４層構成をとる場合もある。またセルの積層はＹ，Ｍ，Ｃの順に固定される必要はない。
上記説明から明らかな通り、本発明の表示装置では隔壁部分は光線透過率は変化しないからこの部分の幅は出来るだけ細いことが望ましい。隔壁を白色にして表示面側の上基板の幅を下基板の幅より狭くしておくことは白色度やコントラスト向上に寄与する。
【００１０】
図３はモノクロＸ−Ｙマトリクスパネルの構成例である。透明なガラスあるいはフィルム基板１，２の間に隔壁３が設けられセル４を構成している。蒸着、スパッタ、印刷、インクジェットなどで設けられたＹ電極９は上基板１の内面に設けられており同じく蒸着、スパッタ、印刷、インクジェットなどで設けられたＸ電極１０は下基板２の内面に設けられている。隔壁の下部にはＸ電極からＴ字型に伸びた電極１１が設けられている。Ｙ電極９とＸ電極１０はセル内で相対する領域のみ絶縁性隔壁から露出させてある。Ｘ−Ｙ電極間に印加された電圧は露出したＹ電極と電極１０間に電界を形成し、セル４中の微粒子５を移動させる。Ｘ電極１０に走査パルス、Ｙ電極９に信号パルスを印加してあらかじめ微粒子をＹ電極９（ないし電極１０）上に集積させておいた後（明状態）、線順次でＸ電極１０に走査パルスを印加するのに併せてＹ電極９に逆極性の電圧パルスを印加して集積した粒子の１部ないしすべてをセル４内に分散させることによってセルを光吸収性にしてＸ−Ｙマトリクス表示を実現する。この構成の場合はいわゆるパッシブマトリクスに相当し、表示媒体７は閾値性を有していなければならない。堆積した粒子を逆電界によって分散させるのにセル中の媒体がガスであれ液体であれ多かれ少なかれ閾値性を有するが、多数のＸ電極を有する大容量表示をより高速で実現するにはアクティブマトリクス構成にする必要がある。すなわち各セルにＴＦＴ（Thin Film Transistor）や非直線抵抗素子のようなスイッチ素子を設ける必要がある。図３ではセルは短型として描いているがこれに限られるものではなく円形、ハニカム状などであってもかまわない。
【００１１】
図４に各画素にＴＦＴなどのスイッチ素子を導入したアクティブマトリクス構成の表示パネルを製造する１例を示す。まずフィルムなどの透明基板２に蒸着、スパッタ、印刷、インクジェットなどの方法で電極膜を形成し、フォトエッチング法などで図４aのようにＹ電極９を形成する。ついで表示領域に蒸着、スパッタ、印刷、塗布、フォトレジストフィルムの貼りつけなどの方法で第一絶縁膜１２を形成しフォトエッチングによりＹ電極９とソース（Ｓ）電極を繋ぐための孔１３を設ける（図４b）。ついでＹ電極形成と同様の方法でＳ（ソース）電極１４、Ｄ（ドレイン）電極１５を形成する（図４c）。a-Siなどの無機半導体あるいは有機半導体とゲート絶縁膜を積層１６して設ける。全面に設けた場合は少なくともＳ、Ｄ電極部を残してエッチング除去する（図４d）。第二絶縁膜１７を設けて後、Ｙ電極形成と同様の方法で共通電極１９を形成する（図４e）。次に第三絶縁膜を設け半導体部/ゲート絶縁膜部を穴あけしてのちＹ電極形成と同様の方法でＸ電極１０およびゲート電極１８を形成する（図４f）。ついでセル内の微粒子を移動させるための両電極となるドレイン電極１５部と共通電極１９部の絶縁層をフォトエッチ、サンドブラストなどで取り除いて露出させる。露出させた電極以外の部分を覆うように隔壁３を設けて一方の基板が完成する（図４g）。この基板と他の透明基板１との間に表示媒体７を挟み込んで、周辺部において接着剤で封止してパネルが完成する。周知のＭＩＭ（Metal
Insulator Metal）や酸化亜鉛を樹脂に分散したような非直線抵抗素子など２端子スイチイング素子をＴＦＴの代わりに使用する場合は半導体、ゲート絶縁膜を設ける工程で２端子素子をソースとドレイン電極間に形成すればよくこの場合Ｘ電極と繋がるゲート電極１８は不要である。共通電極１９はパネル周辺部で互いに結合されている。またドレイン電極、共通電極の幅はＹ電極より少し狭く、互いに向かい合う側は絶縁層を被らずセル内で露出しているのは駆動電圧を低減するためである。
図４hは図４ｇのセル側から見たＡ-Ｂ面を示す。ここで電極としてセル側に露出しているのは共通電極１９のみである。
【００１２】
ＴＦＴや非直線素子を設けたマトリクスパネルの利点はクロストークを防止できることは勿論、粒子が十分に移動し得ない短い電圧パルスで走査されても、セル内の電極間に電圧が保持されることにより非選択期間にも粒子を移動させ得る点にあり、高速アクセスが可能になる。
粒子の移動速度が表示の応答性を決めるが、表示用途で用いられている微粒子の移動は空気などガス体でサブミリ秒、電気泳動で数ミリ秒から数百ミリ秒が実状である。もし応答１０ミリ秒のセルの場合走査線（Ｘ電極）が１０００本ならば表示の全面更新に１０秒かかってしまう。しかし走査は２０マイクロ秒で行ってもスイッチ素子により１０ミリ秒程度の電圧保持がなされれば、毎秒５０枚の画像更新が可能になり、ＴＶなどの動画表示も実現できる。ドレイン電極と共通電極間のセルの時定数が粒子移動時間より小さい場合は、ドレイン電極と共通電極間に並列容量を設けて時定数を増大すればよい。図４の例ではドレイン電極と絶縁層を隔てた共通電極間の容量が並列容量として寄与する。
【００１３】
反射で使用するＸ−Ｙマトリクスパネルにおいて特に重要なことは、良好なコントラスト、色純度を実現するには出来る限り開口率を高くすることである。ここで開口率とは全表示面積に対して濃度を変化できる面積の割合をいう。たとえばＸ−Ｙ電極の幅（図２〜４では隔壁の幅に相当）が２０μでセルピッチが５０μの場合セルの有効サイズは３０μ角になるから開口率は３６％（堆積粒子層の厚みを無視した場合）になり、電極幅が１０μの場合に６４％、５μの場合８１％となる。開口率を１００％にすることは不可能であるからせめて白色度を上げるため表示面側から見える電極はアルミや銀などのように反射性であることが望ましく、隔壁も白色が望ましい。クロムや銅など反射率が低い電極を用いる場合は基板１とＹ電極の間に白色反射性の膜が設けられていることが望ましい。画素（セル）が縦横５０μピッチの場合５０８ｄｐｉの解像度になるからＡ４サイズ（２９７×２１０ｍｍ）の有効８０％に表示するとして約２０００万画素に相当し電子ペーパとしては十分に高精細と言える。隔壁幅一定の時、セルピッチを大きくすれば開口率は向上するが駆動電圧が高くなるか応答が遅くなるため用途に応じてセルピッチを決めるべきである。
本発明は微粒子の移動、集積によって表示を実現するもので、微粒子の表示面内での濃度均一性を維持するために隔壁３を設けてセルを構成している。１セルを１画素に相当させてもよいが、大型パネルでは複数のセルで１画素を構成して十分な場合があり、駆動源を減じることができる。
【００１４】
図３や図４の構成の電極、ＴＦＴ，非直線素子などの形成を印刷、インクジェットなどで形成しかつプロセスが低温であれば生産性が上がり低コストでパネルを製造できメリットが大きい。隔壁形成には印刷、インクジェット描画やフォトポリマーフィルムのフォトエッチ法などが適用できこれらの方法で形成された膜をエッチングやサンドブラスト法で整形加工してできるだけ開口率を向上させることが望ましい。印刷法を多用すればロールツーロールでパネルを製造し易く高速で大量生産が可能になる。
【００１５】
図５にはロールツーロールでパネルを製造する例を示す。
ロール状フィルムが上基板用フィルム供給部から供給され洗浄、乾燥等を行い電極、隔壁、必要に応じてアクティブ素子形成部を経て上基板１が形成される。別のロールから供給された下基板も同様の方法で電極、必要に応じて隔壁、アクティブ素子を形成され、こうして形成された上下基板の間に表示媒体を挟みこんで後、両基板は周辺部において接着固定される。上基板で挟み込むに先立って、隔壁の上面に接着剤を設けておき表示領域部に於ても上下基板を隔壁と接着させれば基板間ギャップを均一化できてより好ましい。また表示媒体を挟み込む前にＸ−Ｙ電極に電圧を供給するための電極端子を露出するために上下フィルム基板の端子引き出し部はパンチングなどの方法で穴あけがなされている。こうして接着固定された上下シートはパンチングなどの方法で切断されて個別の表示パネルが出来上がる。ドライバＬＳＩをＦＰＣやＣＯＧなど周知の方法によって表示パネルに取り付けてモノクロ用表示パネルが完成する。図４で述べたように電極、隔壁、アクティブ素子などをすべて片側基板にのみ形成して他方の基板との間に表示媒体を挟み込む構成も可能である。上記方法で製造されたＣ，Ｍ，Ｙ用個別パネルを接着剤で張り合わせるか、個別パネルに切断するに先立って長尺状態で少なくとも３枚のパネルを接着剤で貼合わせた後切断し、ドライバＬＳＩを実装することによってフルカラーパネルが作られる。走査電極は３枚のパネルであらかじめパネル周辺部で接続しておくことで、Ｘドライバ数は１／３に減じることができる。パネルを反射型で使用する場合紙などの白色基板に貼り付け、透過型で使用する場合は背面バックライトに貼り付けてパネルが完成する。
薄いフィルムシートは伸び縮みが激しいからＣ，Ｍ，Ｙの３枚のパネルを高精度に貼り合わせることは困難を伴う。レジストレーションが完全でない領域は解像度や色純度の低下をもたらす。
ＣＣＤ等で監視しつつ温度、張力などによって伸縮を調整して各層のセルが適切にレジストレーションされるよう出来る限り高精度に貼り合わせる必要がある。
【００１６】
本表示パネルを形成する他の方法としては、片側のフィルム基板をあらかじめガラスなどの剛体基板に単個取りあるいは多数個取りを想定したサイズで貼り付けておき、電極、スイッチ素子、隔壁などの形成プロセスを実施して後、他方のフィルム基板との間に表示媒体の挟み込み、封止を行なってパネルを形成する。しかる後剛体基板からパネルをはがす方法をとれば、フィルムの薄さ、伸縮性から生じるプロセスの困難性は軽減する。Ｃ，Ｍ，Ｙの３枚のパネルを重ね合わせる際にも第１層目のパネルが剛体基板に貼り付いておれば２層、３層目のパネルをレジストレーション良く積層しやすい利点がある。
セルを多数積層する表示パネルにおいて特に注意すべきは、界面反射である。屈折率が異なる界面では必ず界面反射が生じる。３層積層型のカラーパネルでは、モノクロパネル１層辺り４つの層（基板２枚、媒体、接着層）から成るから合計１２層構成となり、反射型で使う場合入射光線が反射するまでに２４層の界面を透過することになる。従って各層は出来るだけ透明性が高いのは勿論、屈折率のできるだけ等しい材料で構成することが望ましい。表示媒体がガスの場合は屈折率を合わせることは不可能であるからセルに接する基板側に反射防止膜を設けることが望ましい。
【００１７】
本発明に使用する材料について述べる。
フィルム基板としてはナイロン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポバール、ポリ塩化ビニール、ポリ塩化ビニリデン、ポリエーテルサルフォンなど各種のものが使用できる。通常紙の厚みは１００μ前後であるが、基板が各１０μ、各色セル厚３０μのフルカラーパネルを構成して各セル間の接着剤厚を考慮しても基紙に多少薄いものを用いれば０．２ｍｍ程度の厚みに収まる。微粒子としては白黒用にはカーボンブラック、ピグメントブラック、黒鉛などまたはこれらが樹脂に埋め込まれたいわゆるトナーが使用でき、Ｃ，Ｍ，Ｙ微粒子としては印刷インキ、カラー複写機用トナー、インクジェット用インキなどに用いられているアゾ系、フタロシアニン系、ニトロ系、ニトロソ系など各種有機顔料や酸化鉄、カドミウムエロー、カドミウムレッドなどの無機顔料など多様なものを用いることが出来、粒径は通常０．０１μ〜５μ程度のものが用いられる。Ｙ色微粒子としてはハンザイエロー、ベンジジンイエロー、キノリンイエローなど、Ｍ色微粒子としてはピグメントレッド、ローダミンＢ、ローズベンガル、ジメチルキナクリドンなど、Ｃ色微粒子としてはアニリンブルー、フタロシアニンブルー、ピグメントブルーＫなど、黒色微粒子としてはカーボンブラック、ピグメントブラック、アニリンブラックやＣ，Ｍ，Ｙ微粒子を混合して用いられる。微粒子は単体ばかりではなく帯電性や色調を最適化するため染料、顔料およびいくつかの色材を樹脂や液体と共に内包したカプセルとした微粒子を使用してもよい。媒体が液体の場合シリコン系やハロゲン化炭化水素などの高絶縁性溶媒が利用できる。非直線素子材料としてはＴａ，Ａｌなどの薄膜を陽極酸化して他方の金属で挟み込んだＭＩＭや、カルコゲナイト系、酸化亜鉛などの半導体が利用でき、ＴＦＴ材料としてはa−Ｓｉやa-InGaZnOなどの無機半導体またペンタセン、ポリフルオレン、ポリフェキシルチオフェンなどの低分子や高分子の有機半導体が用いられ、特に有機ＴＦＴは処理温度が低くフィルム上に形成できる利点があり特に有望である。
【００１８】
表示パネルが高精細であればドライバＬＳＩを多数個搭載する必要があり、高価になる上にペーパライク性が失われる。本発明の表示パネルはメモリ性を有するから一旦表示を更新すればドライバを切り離しても表示は維持される。従ってパネル電極端子部を露出しておき、表示を更新する時のみ信号供給源に接続する方法をとることも可能でありシステム構成を図６a〜図６dに示す。図６aはＬＳＩを実装していないパネルであり、たとえば図４のようなパネルを３枚積層したＸ−Ｙマトリクスフルカラーパネルの場合図６bは図６aのＡ部の拡大図であり、図に示すようにＣ，Ｍ，ＹパネルのＹ電極を３段に分離して露出しておく。図６cは図６aのＢ部の拡大図であり、図に示す通りＸ電極もＣ，Ｍ，Ｙパネルの対応する各Ｘ電極を互いに接続して共通化したＸ電極を右辺に露出しておき、表示更新時のみ図６cに示す信号源２２のパネル挿入口２３に装填し、信号源２２に設けられたＹ，Ｘ電極端子と対応するパネルの電極端子を押し圧などで接触させてパネルを駆動する。表示更新されたパネルをたとえば左辺に設けられたパンチ孔で複数枚のパネルをファイルとして綴じるという使い方も可能になる。信号源とパネル電極端子との接触給電は端子が狭ピッチの場合高精度の位置合わせを必要とするが、パネルにあらかじめ設けられた合わせマークを信号源に内蔵されたＣＣＤセンサーなどで検出して高精度位置合わせを達成することは可能である。信号源にＰＣ機能、バッテリ、無線ＬＡＮ機能、ＴＶ受信機能などが内蔵されていれば、図６のシステムはそれ自体が超薄型、軽量のポータブルＰＣおよびＴＶとして機能し得る。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は次のような効果を奏する。
請求項１に記載されている発明は微粒子を局所に堆積させるかランダムに分布させるかによって光線透過性を変化させるものであり白黒表示パネルはもとよりＣ，Ｍ，Ｙパネルを積層することによってフルカラー表示が実現できるものである。紙のように取り扱うことができ表示内容を随時書き替えできる電子ペーパを実現できるものである。勿論紙状基板に貼り付けるのではなく白色バックライトに貼り付ければ暗い所で観賞できる表示装置として使用できる。非点燈時に白色反射のバックライトを背面に設ければ反射、透過両用で使用できることは言うまでもない。
【００２０】
従来のＲ，Ｇ，Ｂカラーフィルタを並置して設けた偏光板利用液晶等の加色混合型カラーディスプレイに対してカラーフィルタ分で３倍明るく、偏光板を使用していない分で２倍明るく合計６倍明るいかないしバックライトに関しては１／６の電力消費ですむメリットがある。
【００２１】
また、対向する１対の透明電極を用いると反射型ではたとえ媒体が１層でも入射光線は４回透明電極を通過することになるからたとえ白色光の透過率が１層当たり９０％としても６６％(=0.9＾4 =0.656)しか反射できないことになってしまう。カラーで３層積層すると透明電極は６層になり、反射で使用すると入射光は１２回透明電極を通過することになり、同じく１層の透過率が９０％としても２８％(=0.9^12)の反射率に低下してしまい反射型表示装置としては致命的な明るさになってしまう。本発明の構成では表示面内に透明電極を用いていないから積層カラーパネルでも光線透過ロスを極めて低減できて明るい反射および透過表示を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１ａ】は本発明の表示原理を説明するためのパネル横断面図である。
【図１ｂ】は本発明の表示原理を説明するための他のパネル横断面図である。
【図２】は本発明のカラーパネルの横断面図である。
【図３】は本発明のパッシブマトリクス構成のＸ−Ｙマトリクスパネルの斜視図である。
【図４ａ】−
【図４ｈ】は本発明のアクティブマトリクス構成のＸ−Ｙマトリクスパネルの製造工程図である。
【図５】は本発明のパネルをロールツーロールで製造するための構成図である。
【図６ａ】−
【図６ｄ】は本発明のパネルを信号源と分離可能とした表示システム構成図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  透明上基板
２  透明下基板
３  隔壁
４  セル
５  微粒子
６−１，６−２  電極
７  表示媒体
８  封止樹脂
９  白色基紙  
１０  接着剤
１１  Ｙ電極
１２  Ｘ電極
１３  第一絶縁層
１４  孔
１５  ソース電極
１６  ドレイン電極
１７  半導体と絶縁層の積層
１８  第二絶縁層
１９  共通電極
２０  第三絶縁層
２１  ゲート電極
２２  信号源
２３  パネル挿入口
【図１ａ】
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【図２】
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【図６ｄ】
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【図１ｂ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図４ｆ】
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【図４ｇ】
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【図４ｈ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年5月22日(2006.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】図４に各画素にＴＦＴなどのスイッチ素子を導入したアクティブマトリクス構成の表示パネルを製造する１例を示す。まずフィルムなどの透明基板２に蒸着、スパッタ、印刷、インクジェットなどの方法で電極膜を形成し、フォトエッチング法などで図４aのようにＹ電極９を形成する。ついで表示領域に蒸着、スパッタ、印刷、塗布、フォトレジストフィルムの貼りつけなどの方法で第一絶縁膜１２を形成しフォトエッチングによりＹ電極９とソース（Ｓ）電極を繋ぐための孔１３を設ける（図４b）。ついでＹ電極形成と同様の方法でＳ（ソース）電極１４、Ｄ（ドレイン）電極１５を形成する（図４c）。a-Siなどの無機半導体あるいは有機半導体とゲート絶縁膜を積層１６して設ける。全面に設けた場合は少なくともＳ、Ｄ電極部を残してエッチング除去する（図４d）。第二絶縁膜１７を設けて後、Ｙ電極形成と同様の方法で共通電極１９を形成する（図４e）。次に第三絶縁膜を設け半導体部/ゲート絶縁膜部を穴あけしてのちＹ電極形成と同様の方法でＸ電極１０およびゲート電極１８を形成する（図４f）。ついでセル内の微粒子を移動させるための両電極となるドレイン電極１５部と共通電極１９部の絶縁層をフォトエッチ、サンドブラストなどで取り除いて露出させる。露出させた電極以外の部分を覆うように隔壁３を設けて一方の基板が完成する（図４g）。この基板と他の透明基板１との間に表示媒体７を挟み込んで、周辺部において接着剤で封止してパネルが完成する。周知のＭＩＭ（MetalInsulator Metal）や酸化亜鉛を樹脂に分散したような非直線抵抗素子など２端子スイチイング素子をＴＦＴの代わりに使用する場合は半導体、ゲート絶縁膜を設ける工程で２端子素子をソースとドレイン電極間に形成すればよくこの場合Ｘ電極と繋がるゲート電極１８は不要である。共通電極１９はパネル周辺部で互いに結合されている。またドレイン電極、共通電極の幅はＹ電極より少し狭く、互いに向かい合う側は絶縁層を被らずセル内で露出しているのは駆動電圧を低減するためである。図４hは図４ｇのセル側から見たＡ-Ｂ面を示す。ここで電極としてセル側に露出しているのはドレイン電極１６のみである。