JP2007218990A - 電気泳動ディスプレイシステム - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストが低く、かつ、解像度に優れた電気泳動ディスプレイシステムを提供する。
【解決手段】中空構造をなす複数のセル１８が平面的に配置され、セル１８内に導電粒子２０を分散した誘電性溶媒２１を充填してなる表示ユニット１１と、この表示ユニット１１を挿入可能な間隔を設けて対向するように配置された第一電極１２および第二電極１３と、第一電極１２および第二電極１３に電圧を印加する電圧制御装置１４と、表示ユニット１１による表示を制御する表示制御装置１５と、を備えた電気泳動ディスプレイシステム１０において、表示ユニット１１と第一電極１２および第二電極１３とを別体とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気泳動現象を利用した電気泳動ディスプレイシステムに関する。

電気泳動ディスプレイとは、溶媒中に懸濁している電気を帯びた色素粒子の電気泳動現象を利用した非発光デバイスである。
図４は、従来の電気泳動ディスプレイを示す概略構成図である。
この電気泳動型ディスプレイ１００は、複数のセル１０３（１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ）をなす凹部１０２（１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ）が所定の間隔をおいて設けられた基材１０１と、この基材１０１における複数のセル１０３がなす平面に垂直方向の面１０１ａに、凹部１０２を全て覆うように設けられた密封層１０４と、密封層１０４の基材１０１と接する面とは反対の面に設けられた粘着層１０５と、粘着層１０５の密封層１０４と接する面とは反対の面に設けられた第一電極１０６（１０６Ａ、１０６Ｂ）と、基材１０１の面１０１ａに対向する面１０１ｂに設けられた第二電極１０７と、セル１０３内に充填された、導電粒子１０８を分散した誘電性溶媒１０９とから概略構成されている。なお、導電粒子１０８は、あらかじめ正または負に帯電している。また、第二電極１０７は透明電極である（例えば、特許文献１参照。）。
また、第一電極１０６Ａは導線１１１を介して電圧制御装置１１４に接続され、第一電極１０６Ｂは導線１１２を介して電圧制御装置１１４に接続され、第二電極１０７は導線１１３を介して電圧制御装置１１４に接続されている。

この電気泳動ディスプレイ１００では、第一電極１０６と第二電極１０７に電圧を印加し、両電極間に電圧差を設けることにより、セル１０３内に充填された誘電性溶媒１０９に分散している導電粒子１０８が、一方の電極側に移動し、色素の色または誘電性溶媒１０９の色が、第二電極１０７として機能する透明電極を介して見えるようになる（図４において、上方から第二電極１０７に向けた矢印が、目視する方向を表す。）。

この構成において、第一電極１０６または第二電極１０７のいずれか一方をパターン形成することにより、このパターンに応じた情報（例えば、文字や数字、記号、模様、画像など）が目視可能となる。
特許第３６８０９９６号公報

上述のような従来の電気泳動ディスプレイ１００では、基材１０１、密封層１０４および粘着層１０５からなる積層体に対して、第一電極１０６および第二電極１０７が固定されているため、電気泳動ディスプレイ１００の製造コストが高かった。また、第一電極１０６が設けられているため、ディスプレイの表示範囲（解像度）が限定されるという問題があった。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、製造コストが低く、かつ、解像度に優れた電気泳動ディスプレイシステムを提供することを目的とする。

本発明の電気泳動ディスプレイシステムは、中空構造をなす複数のセルが平面的に配置され、前記セル内に導電粒子を分散した誘電性溶媒または溶媒混合物を充填してなる表示ユニットと、該表示ユニットを挿入可能な間隔を設けて対向するように配置された一対の電極と、該一対の電極に電圧を印加する電圧制御装置と、前記表示ユニットによる表示を制御する表示制御装置と、を備えた電気泳動ディスプレイシステムであって、前記表示ユニットと前記一対の電極は別体をなしていることを特徴とする。

本発明の電気泳動ディスプレイシステムは、表示ユニットと、第一電極および第二電極とが別体をなしており、表示ユニットに表示させた文字や模様は、表示ユニットを、第一電極と第二電極の間から抜き出した後も維持されるから、複数の表示ユニットに対して、１つの制御系によって、表示ユニットによる文字や模様などの表示を制御することができる。したがって、複数の表示ユニットに対して、１つの制御系を共用することができるので、制御系に係る製造コストを削減することができる。
また、表示ユニットでは、その表示面に電極が設けられていないので、表示ユニットの解像度は、従来の電気泳動ディスプレイよりも優れている。

以下、本発明を実施した電気泳動ディスプレイシステムについて詳細に説明する。

（１）第一の実施形態
図１および図２は、本発明に係る電気泳動ディスプレイシステムの第一の実施形態を示す概略構成図である。
図１および図２中、符号１０は電気泳動ディスプレイシステム、１１は表示ユニット、１２は第一電極、１３は第二電極、１４は電圧制御装置、１５は表示制御装置、１６は基材、１７は凹部、１８はセル、１９は密封層、２０は導電粒子、２１は誘電性溶媒、２２は導線、２３は導線、２４はケーブル、をそれぞれ示している。

この実施形態の電気泳動ディスプレイシステム１０は、表示ユニット１１と、一対をなす第一電極１２および第二電極１３と、電圧制御装置１４と、表示制御装置１５とから概略構成されている。
また、図２に示すように、表示ユニット１１と、第一電極１２および第二電極１３とは別体をなしている。さらに、第一電極１２と第二電極１３は、対向するように配置され、かつ、これらの間に表示ユニット１１を挿入可能な間隔を設けて配置されている。
また、第一電極１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、・・・）はそれぞれ、導線２２（２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、・・・）を介して電圧制御装置１４に接続され、第二電極１３は、導線２３を介して電圧制御装置１４に接続されている。
そして、電圧制御装置１４には、ケーブル２４を介して表示制御装置１５が接続されている。

また、表示ユニット１１は、複数のセル１８（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、・・・）をなす凹部１７（１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、・・・）が所定の間隔をおいて平面的に設けられた基材１６と、基材１６における複数のセル１８がなす平面に垂直方向の面１６ａに接し、凹部１７を全て覆うように設けられた密封層１９と、セル１８内に充填された、導電粒子２０を分散した誘電性溶媒２１とから概略構成されている。

複数のセル１８（１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、・・・）は、基材１６の面１６ａ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１７（１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、・・・）が、密封層１９によって封止された中空構造をなしている。
セル１８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１９は凹部１７の開口部を全て覆うように配置されている。

なお、本明細書において、「適切に規定された」とは、凹部１７またはセル１８について記載する場合凹部１７またはセル１８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１７の長さまたは幅に対する深さの比のことである。

密封層１９は、直接、あるいは、接着剤または接着部材を介して、基材１６に接合され、基材１６と密封層１９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１８に要求されるシール性などに応じて、適宜選択される。

基材１６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１７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１１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１６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１９が設けられている面とは反対側の面１６ｂから、表示ユニット１１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。

密封層１９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１６との密着性に優れた材質からなるものが用いられる。また、密封層１９は、表示ユニット１１により表示される文字や模様などを密封層１９側からも視認できるようにする場合には、透明な部材からなることが要求される。

第一電極１２、第二電極１３としては、特に限定されないが、表示ユニット１１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る。

導電粒子２０としては、特に限定されないが、第一電極１２、第二電極１３に印加した電圧により、第一電極１２側または第二電極１３側に引き寄せられる程度の電荷を帯びた帯電色素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、ＴｉＯ_２、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。

誘電性溶媒２１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２１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。

電圧制御装置１４は、表示制御装置１５から伝達された情報に基づいて、各第一電極１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、・・・、第二電極１３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。

表示制御装置１５は、外部入力装置（図示略）を備えており、表示ユニット１１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２４を介して、表示制御装置１５から電圧制御装置１４に、文字や模様などを表示するために必要なセル１８に対応する第一電極１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、・・・）を選択するために必要な情報（第一電極１２の位置情報）を伝達することができるようになっている。

次に、この電気泳動ディスプレイシステム１０の機能および使用方法について説明する。
表示ユニット１１により、任意の文字や模様を表示させるためには、まず、図２に示すように第一電極１２と第二電極１３の間に表示ユニット１１を挿入する。
このとき、第一電極１２とセル１８が所定の位置にて重なるように、第一電極１２と第二電極１３の間に表示ユニット１１を配置する。そして、第一電極１２および第二電極１３と表示ユニット１１を密着させる。

また、表示制御装置１５に備えられた入力装置により、表示ユニット１１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１５に入力する情報は、表示ユニット１１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１５に備えられた記憶媒体に記憶させておいてもよい。

そして、表示ユニット１１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１５から電圧制御装置１４に情報が伝達される。電圧制御装置１４では、表示制御装置１５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１８に対応する第一電極１２（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、・・・）を選択し、選択された第一電極１２と、第二電極１３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１２と、第二電極１３との間で電位差が生じ、導電粒子２０が第一電極１２側または第二電極１３側に引き寄せられ、結果として、表示ユニット１１は任意の文字や模様などを表示することができる。

この後、表示ユニット１１を、第一電極１２と第二電極１３の間から抜き出しても、セル１８内において導電粒子２０を、第一電極１２側または第二電極１３側に移動させることによって、表示ユニット１１に表示させた文字や模様は、セル１８内に電位差が生じている限り保存（維持）される。

このように、この実施形態の電気泳動ディスプレイシステム１０は、表示ユニット１１と、第一電極１２および第二電極１３とが別体をなしており、表示ユニット１１に表示させた文字や模様は、表示ユニット１１を、第一電極１２と第二電極１３の間から抜き出した後も維持されるから、複数の表示ユニット１１に対して、１つの制御系によって、表示ユニット１１による文字や模様などの表示を制御することができる。したがって、複数の表示ユニット１１に対して、１つの制御系を共用することができるので、制御系に係る製造コストを削減することができる。
また、表示ユニット１１では、その表示面（例えば、基材１６の面１６ａ）に電極が設けられていないので、表示ユニット１１の解像度は、従来の電気泳動ディスプレイよりも優れている。

なお、この実施形態では、図１に示すように、第一電極１２および第二電極１３と、表示ユニット１１とを密着させた状態で、第一電極１２と第二電極１３との間に電位差を生じさせて、セル１８内において導電粒子２０を一方の電極側に移動させることにより、表示ユニット１１に文字や模様などを表示させているが、本発明の電気泳動ディスプレイシステムはこれに限定されるものではない。本発明の電気泳動ディスプレイシステムにあっては、第一電極１２と第二電極１３に印加した電圧により、両電極間に電位差が生じ、セル１８内において導電粒子２０を一方の電極側に移動させることができれば、表示ユニット１１と、第一電極１２および第二電極１３とは必ずしも接触していなくてもよい。

（２）第二の実施形態
図３は、本発明に係る電気泳動ディスプレイシステムの第二の実施形態を示す概略構成図である。
図３において、図１および図２に示した電気泳動ディスプレイシステム１０と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
この実施形態の電気泳動ディスプレイシステム３０が、上述の電気泳動ディスプレイシステム１０と異なる点は、基材１６の密封層１９が設けられている面とは反対側の面１６ｂ全面に透明電極３１が設けられている点である。

この実施形態の電気泳動ディスプレイ３０は、基材１６の密封層１９が設けられている面とは反対側の面１６ｂ全面に透明電極３１が設けられているので、第一電極１２と第二電極１３との間における電位差の制御を、より容易に行うことができる。

なお、上述の第一の実施形態および第二の実施形態では、セル１８を基材１６に設けたものを例示したが、本発明の電気泳動ディスプレイシステムにあっては、セルがマイクロカプセルで形成されていてもよく、適宜適用することができる。

本発明に係る電気泳動ディスプレイシステムの第一の実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る電気泳動ディスプレイシステムの第一の実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る電気泳動ディスプレイシステムの第二の実施形態を示す概略構成図である。 従来の電気泳動ディスプレイを示す概略構成図である。

符号の説明

１０，３０・・・電気泳動ディスプレイシステム、１１・・・表示ユニット、１２・・・第一電極、１３・・・第二電極、１４・・・電圧制御装置、１５・・・表示制御装置、１６・・・基材、１７・・・凹部、１８・・・セル、１９・・・密封層、２０・・・導電粒子、２１・・・誘電性溶媒、２２，２３・・・導線、２４・・・ケーブル、３１・・・透明電極。

Claims (1)

1. 中空構造をなす複数のセルが平面的に配置され、前記セル内に導電粒子を分散した誘電性溶媒または溶媒混合物を充填してなる表示ユニットと、該表示ユニットを挿入可能な間隔を設けて対向するように配置された一対の電極と、該一対の電極に電圧を印加する電圧制御装置と、前記表示ユニットによる表示を制御する表示制御装置と、を備えた電気泳動ディスプレイシステムであって、
   前記表示ユニットと前記一対の電極は別体をなしていることを特徴とする電気泳動ディスプレイシステム。
   
   

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