JP2009086153A - 帯電粒子移動型表示パネル、帯電粒子移動型表示パネルの製造方法及び帯電粒子移動型表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】狭小化した隔壁を容易に製造可能とし、透明基板の表示領域を拡大させ、高解像度化及び視認性の向上を図ることができる帯電粒子移動型表示パネルを提供する。
【解決手段】透明基板10と、透明基板10に対向配置した背面基板20と、透明基板10と背面基板20との基板間に封入された帯電粒子を含む表示液40と、を備えた帯電粒子移動型表示パネル1であって、背面基板20側に突出するように透明基板10に設けられた第1隔壁31と、透明基板10側に突出するように背面基板20に設けられた第2隔壁32と、を備え、第1隔壁31の少なくとも透明基板10との接合部分31bの幅L1が、第2隔壁32の幅L2よりも狭く、かつ第1隔壁31の高さH1が、第2隔壁32の高さH2よりも低いことを特徴とする。第1隔壁31の凸面31aと第2隔壁32の凸面32aとの間に挟持された黒色帯電粒子からなるブラックマトリクス41Bを備える。
【選択図】図2
【解決手段】透明基板10と、透明基板10に対向配置した背面基板20と、透明基板10と背面基板20との基板間に封入された帯電粒子を含む表示液40と、を備えた帯電粒子移動型表示パネル1であって、背面基板20側に突出するように透明基板10に設けられた第1隔壁31と、透明基板10側に突出するように背面基板20に設けられた第2隔壁32と、を備え、第1隔壁31の少なくとも透明基板10との接合部分31bの幅L1が、第2隔壁32の幅L2よりも狭く、かつ第1隔壁31の高さH1が、第2隔壁32の高さH2よりも低いことを特徴とする。第1隔壁31の凸面31aと第2隔壁32の凸面32aとの間に挟持された黒色帯電粒子からなるブラックマトリクス41Bを備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、透明基板と背面基板との基板間に帯電粒子を封入した帯電粒子移動型表示パネル、帯電粒子移動型表示パネルの製造方法及び帯電粒子移動型表示装置に関し、特に、狭小化した隔壁を容易に製造可能とし、透明基板の表示領域を拡大させ、高解像度化及び視認性の向上を図ることができる帯電粒子移動型表示パネル、帯電粒子移動型表示パネルの製造方法及び帯電粒子移動型表示装置に関する。
従来から携帯端末、電子ペーパーなどの画像表示装置として、帯電粒子移動方式を採用した表示パネル(以下、単に「帯電粒子移動型表示パネル」という)の研究開発が行われている。例えば、アクティブマトリクス構造の帯電粒子移動型表示パネルの場合は、共通電極が取り付けられた透明基板と、複数の画素電極が取り付けられた背面基板と、これら透明基板及び背面基板の間に配置した隔壁とを備え、透明基板、背面基板及び隔壁によって区画された領域内に、例えば、黒色などの濃色帯電粒子及び白色などの淡色帯電粒子を封入した構成となっている。そして、各画素電極に所定の電圧を印加して背面基板と透明基板の間に電界を生じさせることにより、透明基板側に濃色又は淡色帯電粒子を移動させて黒、白又はグレーなどの表示を行う。
このような帯電粒子移動型表示パネルの解像度を向上させるために、各画素を区画する隔壁を狭小化して透明基板の表示領域を拡大させることが行われている。具体的には、隔壁の透明基板側の端部幅を、背面基板側の端部幅よりも短い断面略テーパー(台形)状とすることで、透明基板の表示領域を拡大させていた。
例えば、特開2003−208107号公報(特許文献1)には、隔壁断面における、透明基板側の端部幅aと、背面基板側の端部幅bとの比率(a/b)を0.8以下にした構成の帯電粒子移動型表示パネルが開示されている。また、特開2004−20640号公報(特許文献2)には、隔壁の透明基板側の接合面積を背面基板側の接合面積よりも小さくした構成の帯電粒子移動型表示パネルが開示されている。
特開2003−208107号公報
特開2004−20640号公報
ところが、上述した従来の帯電粒子移動型表示パネルの隔壁は、いずれも透明基板側の端部幅aを、背面基板側の端部幅bよりも狭くした断面略テーパー状となっていたため、この隔壁における高さhと透明基板側の短い端部幅aとの比率(すなわち、長辺:短辺のアスペクト比)が大きくなってしまい、隔壁を精度よく製造することが困難であるという問題があった。このように、隔壁断面を単純に略テーパー状としただけの構成では、解像度の向上を図ろうとして透明基板側の端部幅aを狭くする程、アスペクト比が大きくなって精度よく製造することが困難となり、結局、隔壁の狭小化と表示領域の拡大に限界があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、狭小化した隔壁を容易に精度よく製造することができるとともに、透明基板の表示領域を拡大させ、高解像度化及び視認性の向上を図ることが可能な帯電粒子移動型表示パネル、帯電粒子移動型表示パネルの製造方法及び帯電粒子移動型表示装置の提供を目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る帯電粒子移動型表示パネルは、透明基板と、前記透明基板に対向配置した背面基板と、前記透明基板と前記背面基板との基板間に封入された帯電粒子と、を備えた帯電粒子移動型表示パネルであって、前記背面基板側に突出するように前記透明基板に設けられた第1隔壁と、前記透明基板側に突出するように前記背面基板に設けられた第2隔壁と、を備え、前記第1隔壁の少なくとも前記透明基板との接合部分の幅が、前記第2隔壁の幅よりも狭く、かつ前記第1隔壁の高さが、前記第2隔壁の高さよりも低いことを特徴とする。
このような構成によれば、従来、単一だった隔壁を、表示基板側の第1隔壁と、背面基板側の第2隔壁とに分割したことにより、これら第1及び第2隔壁の高さをそれぞれ低くすることができる。これにより、第1及び第2隔壁の双方のアスペクト比を小さく抑えることが可能となる。そして、第1隔壁の透明基板との接合部分の幅を、第2隔壁の幅よりも狭くするとともに、第1隔壁の高さを、第2隔壁の高さ以下とすることにより、透明基板の表示領域を拡大させ、高解像度化及び視認性の向上を図ることができる。この場合、第1隔壁のアスペクト比が小さく抑えられるので、狭小化した第1隔壁を容易に精度よく製造することが可能である。
ここで、「帯電粒子移動型表示パネル」には、例えば、表示液中に含まれる帯電粒子を移動させて表示を行う電気泳動表示パネルのほか、真空又は気体中で帯電粒子を移動させて表示を行う構成の表示パネルが広く含まれる。また、「第1隔壁」には、背面基板側に突出するように透明基板に設けられた種々の態様のものが広く含まれ、例えば、透明基板の基板面よりも背面基板側に突出するもの、又は透明基板の基板面に溝を形成することによって該基板面と同じ高さで背面基板側に突出するものなどが含まれる。
好ましくは、請求項2に係る本発明のように、前記第1隔壁の凸面と前記第2隔壁の凸面との間に挟持された粒子を備えた構成とし、より好ましくは、請求項3に係る本発明のように、前記第1隔壁の凸面と前記第2隔壁の凸面との間に挟持された前記粒子が濃色である構成とする。
このような構成によれば、第1隔壁の凸面と前記第2隔壁の凸面との間に挟持された粒子によって容易にブラックマトリクスを形成することが可能となり、別途、ブラックマトリクスを形成する工程を削減することができる。なお、ブラックマトリクスを形成するための粒子としては、例えば、黒色表示を行うための黒色ないし濃色の帯電粒子、又はブラックマトリクスを形成するための専用の着色粒子等が該当する。
好ましくは、請求項4に係る本発明のように、前記第1隔壁の凸面の幅が、前記第1隔壁の凸面と前記第2隔壁の凸面との間に挟持された前記粒子の直径よりも広い構成とする。このような構成によれば、第1隔壁の凸面と前記第2隔壁の凸面との間に粒子を挟持し易くなるとともに、一端挟持された粒子の脱落を防止することが可能となる。
好ましくは、請求項5に係る本発明のように、前記第1隔壁が、濃色である構成としてもよい。このような構成によれば、第1隔壁自体をブラックマトリクスとすることが可能となり、別途工程を設けなくても、透明基板に第1隔壁を設けることで同時にブラックマトリクスが形成されることになる。
上記目的を達成するために、本発明の請求項6に係る帯電粒子移動型表示装置は、上述した本発明に係るいずれかの帯電粒子移動型表示パネルを備えたことを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明の請求項7に係る帯電粒子移動型表示パネルの製造方法は、透明基板と、前記透明基板に対向配置した背面基板と、前記透明基板と前記背面基板との基板間に封入された帯電粒子と、を備えた帯電粒子移動型表示パネルの製造方法であって、前記背面基板側に突出する第1隔壁を前記透明基板に設ける第1隔壁形成工程と、前記透明基板側に突出する第2隔壁を前記背面基板に設ける第2隔壁形成工程と、を含み、前記第1隔壁形成工程において、前記第1隔壁の少なくとも前記透明基板との接合部分の幅を、前記第2隔壁の幅よりも狭く、かつ前記第1隔壁の高さを、前記第2隔壁の高さよりも低くしたことを特徴とする。
このような方法によれば、上記と同様に、第1及び第2隔壁の高さをそれぞれ低くしてアスペクト比を小さく抑えることが可能となる。そして、第1隔壁の透明基板との接合部分の幅を、第2隔壁の幅よりも狭くするとともに、第1隔壁の高さを、第2隔壁の高さ以下とすることにより、透明基板の表示領域を拡大させ、高解像度化及び視認性の向上を図ることができる。この場合、第1隔壁のアスペクト比が小さく抑えられるので、狭小化した第1隔壁を容易に精度よく製造することが可能である。
好ましくは、請求項8に係る本発明のように、前記第1隔壁の凸面と前記第2隔壁の凸面との間に粒子を挟持させる粒子挟持工程をさらに含むようにしてもよい。より好ましくは、請求項9に係る本発明のように、前記粒子挟持工程において、前記第1隔壁の凸面と前記第2隔壁の凸面との間に挟持させる前記粒子を濃色とする。
このような方法によれば、上記と同様に、第1隔壁の凸面と前記第2隔壁の凸面との間に挟持された粒子によって容易にブラックマトリクスを形成することが可能となり、別途、ブラックマトリクスを形成する工程を削減することができる。
好ましくは、請求項10に係る本発明のように、前記粒子挟持工程の前に、前記粒子を帯電させて前記透明基板の前記第1隔壁の凸面に付着させる粒子付着工程をさらに含むようにする。
このような方法によれば、例えば、透明基板を背面基板に固定する際に、電界を生じさせて濃色帯電粒子を透明基板に付着させる(すなわち、黒色表示させる)ことにより、この透明基板の第1隔壁の凸面に濃色帯電粒子を付着させることができる。その後の粒子挟持工程において、第1隔壁の凸面と第2隔壁の凸面との間に濃色帯電粒子を挟持させることにより、効率よくブラックマトリクスを形成することが可能となる。なお、説明の便宜上、濃色帯電粒子を例示したが、ブラックマトリクスを形成するための粒子は、これに限定されるものではなく、帯電可能で、かつ、ブラックマトリクスとして画像視認性を向上させることが可能な粒子が広く含まれる。
好ましくは、請求項11に係る本発明のように、前記第1隔壁形成工程において、前記第1隔壁の凸面の幅を、前記第1隔壁の凸面と前記第2隔壁の凸面との間に挟持させる前記粒子の直径よりも広くする。このような方法によれば、上記と同様に、第1隔壁の凸面と前記第2隔壁の凸面との間に粒子を挟持し易くなるとともに、一端挟持された粒子の脱落を防止することが可能となる。
好ましくは、請求項12に係る本発明のように、前記第1隔壁形成工程において、前記第1隔壁を、濃色としてもよい。このような方法によれば、上記と同様に、第1隔壁自体をブラックマトリクスとすることが可能となり、別途工程を設けなくても、透明基板に第1隔壁を設けることで同時にブラックマトリクスが形成されることになる。
上記目的を達成するために、本発明の請求項13に係る帯電粒子移動型表示パネルは、上述した本発明に係るいずれかの方法により製造されたことを特徴とする。また、上記目的を達成するために、本発明の請求項14に係る帯電粒子移動型表示装置は、上述した本発明に係る帯電粒子移動型表示パネルを備えたことを特徴とする。
本発明の帯電粒子移動型表示パネル、帯電粒子移動型表示パネルの製造方法及び帯電粒子移動型表示装置によれば、狭小化した隔壁を容易に精度よく製造することができるとともに、透明基板の表示領域を拡大させ、高解像度化及び視認性の向上を図ることが可能となる。
以下、本発明の実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネル及びその製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
<第1実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネル>
まず、本発明の第1実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネルの概要について、図1及び図2を参照しつつ説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネルを模式的に示す側面断面図である。図2は上記帯電粒子移動型表示パネルの第1及び第2隔壁の構成を説明するための一画素部分の拡大図である。
まず、本発明の第1実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネルの概要について、図1及び図2を参照しつつ説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネルを模式的に示す側面断面図である。図2は上記帯電粒子移動型表示パネルの第1及び第2隔壁の構成を説明するための一画素部分の拡大図である。
なお、図1中のA,Aは省略線であり、説明の便宜上、省略線A,Aの内側に本帯電粒子移動型表示パネル1の一部の構成のみを示し、また、省略線A,Aの外側に本帯電粒子移動型表示パネル1の両端側を示した略図となっている。本実施形態の帯電粒子移動型表示パネル1は、透明基板10と背面基板20との間の領域が、第1及び第2隔壁31,32によって一画素ごとに区画されているものとして説明する。帯電粒子移動型表示パネル1は、省略線A,Aの内側に示すような一画素分の構成がマトリクス状に多数連続した全体構成となっている。
また、図2は、本帯電粒子移動型表示パネル1の特徴部分である第1及び第2隔壁31,32の諸態様を概念的に示したものであり、中間部分の省略線を基準にして左右に異なる構成の第1及び第2隔壁31,32をそれぞれ例示している。実際は、格子状の第1及び第2隔壁31,32を全て同一構成(製造誤差を含む)とする。
<<帯電粒子移動型表示パネル1の全体構成>>
図1において、本帯電粒子移動型表示パネル1は、表示側(図中上側)に設けられた透明な透明基板10と、この透明基板10と所定間隔を隔てて略並行に配置された背面基板20とを備えている。透明基板10の背面には、透明な部材で形成された共通電極11が取り付けてあり、これと対向する背面基板20の表面には、各画素ごとに設けられた複数の画素電極21が取り付けてある。共通電極11は、複数の各画素電極21に対して共通に対向するように透明基板10に形成してある。
図1において、本帯電粒子移動型表示パネル1は、表示側(図中上側)に設けられた透明な透明基板10と、この透明基板10と所定間隔を隔てて略並行に配置された背面基板20とを備えている。透明基板10の背面には、透明な部材で形成された共通電極11が取り付けてあり、これと対向する背面基板20の表面には、各画素ごとに設けられた複数の画素電極21が取り付けてある。共通電極11は、複数の各画素電極21に対して共通に対向するように透明基板10に形成してある。
本実施形態では、透明基板10の共通電極11上には、背面基板20側に突出するように格子状の第1隔壁31が設けてある。そして、この第1隔壁31に対向するように、背面基板20の表面には、透明基板10側に突出するように格子状の第2隔壁32が設けてある。これら第1及び第2隔壁31,32については、後に図2を参照しつつ詳述する。
本帯電粒子移動型表示パネル1における透明基板10と背面基板20との間の空間は、第1及び第2隔壁31,32によって一画素ごとに区画されている。そして、これら透明基板10、背面基板20、第1及び第2隔壁31,32によって区画された一画素分の構成が、マトリクス状に多数連続した全体構成となっている。
また、透明基板10、背面基板20、第1及び第2隔壁31,32によって区画された領域内には、黒色帯電粒子(濃色帯電粒子)41及び白色帯電粒子(淡色帯電粒子)42を含む表示液40が充填してある。本実施形態では、一部の黒色帯電粒子41を、第1隔壁31と第2隔壁32との間に挟持させてブラックマトリクス41Bを形成している。さらに、透明基板10及び背面基板20の端部を、紫外線硬化樹脂等の封止剤50によって固定することで表示液40を密閉封止している。
ここで、透明基板10は、高い透明性と高い絶縁性を有する材料によって形成してあり、例えば、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルホン、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ガラス等を用いることができる。また、共通電極11は、高い透明性を有し、電極として利用することができる材料によって形成してあり、例えば、金属酸化物であるインジウムがドープされた酸化錫、フッ素がドープされた酸化錫、インジウムがドープされた酸化亜鉛等を用いることができる。
また、背面基板20は、高い絶縁性を有する材料によって形成してあり、例えば、ガラスやポリエチレンテレフタレート等の有機材料、絶縁処理された金属ホイル等を用いることができる。なお、背面基板20は、透明基板10と異なり、透明でも不透明でもよい。また、画素電極21は、例えば、金や銅材料のような電気伝導度の高い材料によって形成してある。なお、画素電極21についての更に詳細な説明は、図5を用いて後述する。
第1及び第2隔壁31,32は、有機化合物や無機化合物の絶縁性材料によって形成することができる。また、本実施形態では、第1及び第2隔壁31,32を、それぞれ透明基板10及び背面基板20と別個独立に設けているが、これに限定されるものではない。第1及び第2隔壁31,32を、それぞれ透明基板10の背面側及び背面基板20の表面側に一体成形した構成としてもよい。
なお、本実施形態では、第1及び第2隔壁31,32によって一画素ごとに区画しているが、所定数の画素をまとめて区画する構成としてもよい。但し、前者の構成を採用した場合は、一画素ごとに階調が明確に示されるようになり、第1隔壁31と第2隔壁32との間にブラックマトリクス41Bを形成することと相まって、本帯電粒子移動型表示パネル1の画像視認性がより良好となる。
表示液40としては、炭化水素、シリコーンオイルといったような、高い絶縁性を有する溶液と界面活性剤、アルコール類のような分散剤の混合液を分散媒として用いることができる。また、溶液以外には真空や気体、例えば、窒素、湿度を調整した空気などを用いることができる。黒色帯電粒子41及び白色帯電粒子42は、表示液40中で帯電可能なものでなければならず、例えば、有機化合物や無機化合物からなる顔料や染料、又は顔料や染料を合成樹脂で含んだものを用いることができる。また、黒色帯電粒子41及び白色帯電粒子42は、互いに正又は負の異なる極性に帯電している。なお、表示液40に含まれる帯電粒子41,42は、黒色及び白色に限定されるものではなく、黒色以外の濃色帯電粒子、白色以外の淡色帯電粒子を用いることもできる。但し、帯電粒子によってブラックマトリクス41Bを形成する観点からすると、黒色帯電粒子41を用いることが望ましい。
<<第1及び第2隔壁31,32について>>
図2において、本実施形態における第1及び第2隔壁31,32は、共に断面の横幅L1,L2と高さH1,H2とがそれぞれ均一な四角形状としてある。従来、単一だった隔壁を、第1隔壁31と第2隔壁32とに上下二分割することで、これら第1及び第2隔壁31,32それぞれの高さH1,H2を低くしてアスペクト比を小さく抑えている。すなわち、第1隔壁31では横幅L1:高さH1、第2隔壁32では高さ横幅L2:高さH2が小さく抑えられている。
図2において、本実施形態における第1及び第2隔壁31,32は、共に断面の横幅L1,L2と高さH1,H2とがそれぞれ均一な四角形状としてある。従来、単一だった隔壁を、第1隔壁31と第2隔壁32とに上下二分割することで、これら第1及び第2隔壁31,32それぞれの高さH1,H2を低くしてアスペクト比を小さく抑えている。すなわち、第1隔壁31では横幅L1:高さH1、第2隔壁32では高さ横幅L2:高さH2が小さく抑えられている。
そして、第1隔壁の横幅L1を第2隔壁の横幅L2よりも狭くするとともに、第1隔壁の高さH1を第2隔壁H2の高さよりも低くしてある。第1隔壁31の横幅L1を狭くすることにより、透明基板10の表示領域が拡大し、高解像度化及び視認性の向上を図ることができる。例えば、図2の左側に示す第1隔壁31のように横幅L1を第2隔壁32の横幅L2よりも狭くして、帯電粒子の直径Dの1個分ないし2個分の表示領域を拡大することができる。なお、実際は、図2の右側に示すように、第1隔壁31の両側で均等に表示領域を拡大する。また、実際は、帯電粒子の直径Dの2個分を上回る表示領域の拡大が可能である。
このように、図2の第1隔壁31の横幅L1は、本発明を分かりやすく説明するための例示であり、この横幅L1を狭くするほど透明基板10の表示領域を拡大させることができる。但し、本実施形態では、第1隔壁31と第2隔壁32との間に黒色帯電粒子41を挟持させてブラックマトリクス41Bを形成しているので、第1隔壁31の凸面31aの幅(=横幅L1)を、黒色帯電粒子41の直径Dよりも広くすることが好ましい。このようにL1>Dとした場合は、第1隔壁31の凸面31aと、第2隔壁32の凸面32aとの間に黒色帯電粒子41を挟持し易くなるとともに、一端挟持された黒色帯電粒子41の脱落を防止することが可能となる。
一方、第1隔壁31の高さH1を低くすることにより、上述した横幅L1とのアスペクト比が小さく抑えられ、第1隔壁31を全体的に微小化した場合でも精度よく製造することが容易となる。但し、透明基板10の表示領域を拡大するためには、透明基板10の背面と、第2隔壁32の凸面32aとの間に、黒色又は白色帯電粒子41,42がスムーズに出入り可能な寸法の間隙を確保する必要がある。本実施形態では、第1隔壁31と第2隔壁32との間に黒色帯電粒子41を挟持させてブラックマトリクス41Bを形成しているので、透明基板10の背面と、第2隔壁32の凸面32aとの間に、必ず黒色帯電粒子41の直径Dと同じ間隙が確保されるので、第1隔壁31の高さH1を調整することにより、黒色又は白色帯電粒子41,42のスムーズな出入りを可能とすればよい。
<<実施例>>
以下、図2に示す第1及び第2隔壁31,32の各部の具体的な寸法は、例えば、第1隔壁31の横幅L1=5μm、第1隔壁31の高さH1=2μm、第2隔壁32の横幅L2=20μm、第2隔壁32の高さH2=18μm、帯電粒子41又は42の直径D=5μm、1画素を区画する第2隔壁32,32の中心間の距離L3=200μmとすることが可能である。
以下、図2に示す第1及び第2隔壁31,32の各部の具体的な寸法は、例えば、第1隔壁31の横幅L1=5μm、第1隔壁31の高さH1=2μm、第2隔壁32の横幅L2=20μm、第2隔壁32の高さH2=18μm、帯電粒子41又は42の直径D=5μm、1画素を区画する第2隔壁32,32の中心間の距離L3=200μmとすることが可能である。
<第2実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネル>
次に、本発明の第2実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネルについて、図3を参照しつつ説明する。図3は本発明の第2実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネルの第1及び第2隔壁の構成を説明するための一画素部分の拡大図である。
次に、本発明の第2実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネルについて、図3を参照しつつ説明する。図3は本発明の第2実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネルの第1及び第2隔壁の構成を説明するための一画素部分の拡大図である。
なお、上述した図2と同様に、図3も第1及び第2隔壁31,32の諸態様を概念的に示したものであり、中間部分の省略線を基準にして左右に異なる構成の第1及び第2隔壁31,32をそれぞれ例示している。実際は、格子状の第1及び第2隔壁31,32を全て同一構成(製造誤差を含む)とする。
本実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネル2は、第1隔壁31を濃色、例えば、黒色に着色してブラックマトリクス31Bを形成した構成としてある。上述した第1実施形態と異なり、第1隔壁31と第2隔壁32との間に黒色帯電粒子41を挟持させない構成となっているので、第1隔壁31の高さH1を、黒色又は白色帯電粒子41,42の直径Dよりも高くし、透明基板10の背面と、第2隔壁32の凸面32aとの間に、黒色又は白色帯電粒子41,42がスムーズに出入り可能な寸法の間隙を確保する必要がある。
このような構成によれば、第1隔壁31自体をブラックマトリクス31Bとすることが可能となり、別途工程を設けなくても、透明基板10に第1隔壁31を設けることで同時にブラックマトリクス31Bが形成されることになる。
<第3,4実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネル>
本発明は、上述した第1及び第2実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネル1,2の構成に限定されるものではない。例えば、第1及び第2隔壁31,32を図4(a)又は(b)に示すような構成としてもよい。図4(a)は本発明の第3実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネル3の第1及び第2隔壁の構成を示す部分拡大図であり、図4(b)は本発明の第4実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネル7の第1及び第2隔壁の構成を示す部分拡大図である。
本発明は、上述した第1及び第2実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネル1,2の構成に限定されるものではない。例えば、第1及び第2隔壁31,32を図4(a)又は(b)に示すような構成としてもよい。図4(a)は本発明の第3実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネル3の第1及び第2隔壁の構成を示す部分拡大図であり、図4(b)は本発明の第4実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネル7の第1及び第2隔壁の構成を示す部分拡大図である。
まず、図4(a)において、第1及び第2隔壁31,32のそれぞれを、従来のような断面略テーパ(台形)状としてもよい。すなわち、上記実施形態では、第1隔壁31を横幅L1が均一な断面四角形状としたが、透明基板10の表示領域を拡張させるためには、第1隔壁31の少なくとも透明基板10との接合部分31bの幅L1が狭ければよく、第1隔壁31は、その接合部分31bの幅L1<凸面31aの幅L4とした断面略テーパ状のものでもよい。
このように、第1隔壁31における接合部分31bの幅L1<凸面31aの幅L4とした場合は、接合部分31bの幅L1を狭小化することによって透明基板10の表示領域を拡張しつつ、凸面31aの幅L4を、黒色帯電粒子41(ブラックマトリクス41B)の直径Dよりも広くして、ブラックマトリクス41Bをより安定的に形成することが可能となる。
また、第1隔壁31を断面略テーパ状とした場合でも、その高さH1が低いのでアスペクト比を小さく抑えることができ、このような第1隔壁31を製造する際の精度向上が期待できる。
なお、透明基板10の表示領域の拡張に寄与するものではないが、第2隔壁32の接合部分32bの幅L2>凸面32aの幅L5として、第2隔壁32を断面略テーパ状としてもよい。この場合も上記と同様に、第2隔壁32の高さH2が低いのでアスペクト比を小さく抑えることができ、このような第2隔壁32を容易に精度よく製造することが可能である。
次いで、図4(b)において、第1隔壁31は、上述した第1〜第3実施形態のような透明基板10の基板面よりも背面基板20側に突出するものに限定されない。例えば、透明基板10の背面にエッチング等で2本の平行な断面略V字状又は略凹状の溝10a,10aを形成し、この溝10a,10a間に、透明基板10の基板面と同じ高さで背面基板20側に突出する第1隔壁31を設けてもよい。そして、例えば、第1隔壁31を設けた後に、この第1隔壁31をマスクして透明基板10の背面に共通電極11を形成する。
このような構成によれば、溝10a,10aを形成することで透明基板10の表示領域を拡張することができるとともに、第1隔壁31の高さH1を低くしてアスペクト比を小さく抑えることが可能である。また、第2隔壁32は、その高さH2がブラックマトリクス41Bの直径分だけ低くなり、横幅L2をある程度広くすることでアスペクト比を小さく抑えることができる。
<帯電粒子移動型表示パネルの表示原理>
次に、上述した本帯電粒子移動型表示パネル1,2,3,7の表示原理について簡単に説明する。図1において、仮に、黒色帯電粒子41が正に、白色帯電粒子42が負に帯電しているとすると、透明基板10側の電位を基準電位として、画素電極21に所定の電圧を印加して背面基板20側を正にした場合、黒色帯電粒子41が透明基板10の近傍に分布するとともに、白色帯電粒子42が背面基板20の近傍に分布して、透明基板10には黒色が表示される。
次に、上述した本帯電粒子移動型表示パネル1,2,3,7の表示原理について簡単に説明する。図1において、仮に、黒色帯電粒子41が正に、白色帯電粒子42が負に帯電しているとすると、透明基板10側の電位を基準電位として、画素電極21に所定の電圧を印加して背面基板20側を正にした場合、黒色帯電粒子41が透明基板10の近傍に分布するとともに、白色帯電粒子42が背面基板20の近傍に分布して、透明基板10には黒色が表示される。
また、透明基板10側の電位を基準電位として、画素電極21に所定の電圧を印加して背面基板20側を負にした場合、黒色帯電粒子41が背面基板20の近傍に分布するとともに、白色帯電粒子42が透明基板10の近傍に分布して、透明基板10には白色が表示される。
さらに、透明基板10側の電位を基準電位として、画素電極21に印加する電圧の大きさや印加時間を調節して、黒色帯電粒子41及び白色帯電粒子42を、透明基板10と背面基板20との中間位置の近傍に位置させると、透明基板10側からは黒色帯電粒子41及び白色帯電粒子42の両方が視認できるため、表示はグレーとなる。この場合、画素電極21に印加する電圧の大きさ及び印加時間を調整することによって、各帯電粒子41,42の分布の度合いを変化させ、濃グレー又は薄グレーなど所望の濃さの階調を表示することができる。
以上のような原理に基づき、画素電極21に所定の電圧を印加して、透明基板10側と背面基板20側との間の電界を制御することで各帯電粒子41,42を移動させ、各画素ごとの階調を変更することができる。つまり、表示の書き換えを行なうことができる。
<帯電粒子移動型表示パネルの回路構成>
次に、上述した本帯電粒子移動型表示パネル1,2,3,7の回路構成について、図5を参照しつつ説明する。図5は上記第1〜第4実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネル1,2,3,7の駆動回路を示す回路構成図である。
次に、上述した本帯電粒子移動型表示パネル1,2,3,7の回路構成について、図5を参照しつつ説明する。図5は上記第1〜第4実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネル1,2,3,7の駆動回路を示す回路構成図である。
図5において、本帯電粒子移動型表示パネル1,2,3,7の駆動回路4は、透明基板10の視認性を妨げない箇所、例えば、図1に示す背面基板20に実装してある。上述したように、本帯電粒子移動型表示パネル1では、一画素ごとに画素電極21がマトリクス状に設けてあり、各画素電極21には、薄膜トランジスタ60(Thin Film Transistor:以下、「TFT」という)がそれぞれ接続してある。各TFT60は、スイッチング素子として機能するものであり、互いに平行な複数のゲート線71及びソース線72の交差部近傍にそれぞれ配設してある。そして、各TFT60のゲート61がゲート線71に接続してあり、各TFT60のドレイン62がソース線72に接続してある。
また、制御装置80は、ゲートパルス印加手段(以下、「ゲートドライバ」という)81及びソースパルス印加手段(以下、「ソースドライバ」という)82を備えている。ゲートドライバ81には、上述した複数のゲート線71が接続してあり、ソースドライバ82には、上述した複数のソース線72が接続してある。
さらに、制御装置80は、ホスト制御部83及びコントローラ部84を備えている。図示していないが、ホスト制御部83には、ハードウエアの構成として、本帯電粒子移動型表示パネル1,2,3,7の主制御を行なうCPU、制御プログラム等記憶したROM、フラグやデータ等を一時的に記憶するRAM、画像の書き換えを制御するためのタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ等が含まれている。
一方、コントローラ部84には、ホスト制御部83からの指示に基づいて、ゲートドライバ81及びソースドライバ82を制御するための様々な制御手段が設けてあり、ハードウエアの構成として、IPD、ROM、RAM等が含まれている。なお、ホスト制御部83は、帯電粒子移動型表示パネル1〜3の制御を行うだけでなく、コントローラ部84への画像書き換え指示や、書き換え前後の画像データの送信等も行う。
上記構成からなる駆動回路4において、ゲートドライバ81からゲート線71にオフ電圧が印加された場合には、そのゲート線71に接続された全てのTFT60がオフの状態となる。一方、ゲートドライバ81からゲート線71にオン電圧が印加された場合には、そのゲート線71に接続された全てのTFT60がオンの状態となる。このように、ゲート線71に印加する電圧を制御することによって、TFT60のオン・オフの制御を行っている。
そして、オンの状態となっているTFT60に接続されたソース線72に、ソースドライバ82から正の電圧が印加されると、このTFT60に接続された画素電極21に正の電圧が印加される。一方、ソースドライバ82から負の電圧が印加されると、このTFT60に接続された画素電極21に負の電圧が印加される。
したがって、ゲートドライバ81及びソースドライバ82から、タイミングを合わせて、ゲート線71及びソース線72に所定のパルス電圧を印加することによって、それぞれの画素電極21に所定の電圧を印加することができる。また、透明基板10の共通電極11には、各画素共通の電圧(例えば0V)が印加されるため、画素電極21と共通電極11との間に電界が発生し、黒色帯電粒子41及び白色帯電粒子42を移動させることができる。以上のようにして、1つ1つの画素の階調をそれぞれ独立に制御して画像を表示し、又はその表示の書き換えを行っている。
<作用効果等>
以上のように、本実施形態の帯電粒子移動型表示パネル1,2,3,7によれば、従来、単一だった隔壁を、表示基板10側の第1隔壁31と、背面基板20側の第2隔壁32とに分割したことにより、これら第1及び第2隔壁31,32の高さH1,H2をそれぞれ低くすることができる。これにより、第1及び第2隔壁31,32の双方のアスペクト比を小さく抑えることが可能となる。そして、第1隔壁31の横幅L1を、第2隔壁32の横幅L2(又はL5)よりも狭くするとともに、第1隔壁31の高さH1を、第2隔壁32の高さH2以下とすることにより、透明基板10の表示領域を拡大させ、高解像度化及び視認性の向上を図ることができる。この場合、第1隔壁31のアスペクト比が小さく抑えられるので、狭小化した第1隔壁31を容易に精度よく製造することが可能である。
以上のように、本実施形態の帯電粒子移動型表示パネル1,2,3,7によれば、従来、単一だった隔壁を、表示基板10側の第1隔壁31と、背面基板20側の第2隔壁32とに分割したことにより、これら第1及び第2隔壁31,32の高さH1,H2をそれぞれ低くすることができる。これにより、第1及び第2隔壁31,32の双方のアスペクト比を小さく抑えることが可能となる。そして、第1隔壁31の横幅L1を、第2隔壁32の横幅L2(又はL5)よりも狭くするとともに、第1隔壁31の高さH1を、第2隔壁32の高さH2以下とすることにより、透明基板10の表示領域を拡大させ、高解像度化及び視認性の向上を図ることができる。この場合、第1隔壁31のアスペクト比が小さく抑えられるので、狭小化した第1隔壁31を容易に精度よく製造することが可能である。
また、第1隔壁31の凸面31aと第2隔壁32の凸面32aとの間に挟持された黒色帯電粒子41、又は黒色に着色した第1隔壁31によって容易にブラックマトリクス41B又は31Bを形成することが可能となり、別途、ブラックマトリクスを形成する工程を削減することができる。
<帯電粒子移動型表示パネルの製造方法>
以下、上述した本帯電粒子移動型表示パネル1の製造方法について、図6及び図7(a)〜(g)を参照しつつ説明する。
以下、上述した本帯電粒子移動型表示パネル1の製造方法について、図6及び図7(a)〜(g)を参照しつつ説明する。
図6は上記第1実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネルの製造方法の各工程を示すフローチャートである。また、図7(a)〜(g)は上記第1実施形態に係る帯電粒子移動型表示パネルの製造方法の各工程を示す概略図である。
まず、図6のステップS1において、第1及び第2隔壁形成工程を行う。図7(a)に第1隔壁形成工程を示し、図7(b)に第2隔壁形成工程を示す。図7(a)に示す第1隔壁形成工程では、透明基板10の共通電極11上に第1隔壁31を突設する。一方、図7(b)に示す第2隔壁形成工程では、背面基板20の各画素電極21を区画するように第2隔壁32を突設する。
第1及び第2隔壁31,32は、例えば、透明基板10又は背面基板20上に、有機化合物や無機化合物の絶縁性材料からなる感光性のレジストをスピンコーターにより塗布するか、あるいはドライフィルムレジストをラミネートし、ドライフィルムレジスト上にマスクパターンを重ね、これを露光し、現像液により現像する方法によって形成することができる。このような方法を用いて、第1隔壁31の横幅L1を、第2隔壁32の横幅L2よりも狭くするとともに、第1隔壁31の高さH1を、第2隔壁32の高さH2以下にしている。
次いで、図6のステップS2に進み、封止剤塗布工程を行う。この封止剤塗布工程では、図7(c)に示すように、背面基板20の周縁部上に沿って紫外線硬化樹脂等の封止剤50を塗布する。これにより、背面基板20の四辺に硬化前の封止剤50からなる側壁が形成される。
ここで、本実施形態では、封止剤50の硬化前の高さを、第1及び第2隔壁31,32の高さの合計H1+H2(図2参照)に、帯電粒子41,42の直径D(図2参照)を加えた寸法よりも高くすることによって、後述するステップS4の基板対向配置工程において、互いに対向する第1隔壁31と第2隔壁32との間に、帯電粒子41,42の直径D以上の間隙が形成されるようにしている。
次いで、図6のステップS3に進み、表示液供給工程を行う。この表示液供給工程では、図7(d)に示すように、画素電極21上の第2隔壁32によって区画された領域に注入ノズル5を配置し、この注入ノズル5から黒色及び白色帯電粒子41,42を含む表示液40を供給する。この表示液40は、背面基板20の周縁部上に塗布された封止剤50によって、背面基板20外への流出を阻止される。
次いで、図6のステップS4に進み、基板対向配置工程を行う。この基板対向配置工程では、図7(e)に示すように、第1隔壁形成工程を経た透明基板10(同図(a)参照)を、表示液供給工程を経た背面基板20(同図(d)参照)の上方に対向配置し、第1隔壁31と第2隔壁32とを互いに対向させる。上述した封止剤50の硬化前の高さ設定により、第1隔壁31と第2隔壁32との間には、帯電粒子41,42の直径D以上の間隙が形成される。
次いで、図6のステップS5に進み、粒子付着工程を行う。この粒子付着工程では、図7(f)に示すように、透明基板10の共通電極11に電圧印加回路6を接続して所定の電圧を印加し、これにより発生した電界で黒色帯電粒子41を、透明基板10の共通電極11に付着させる。すなわち、製造過程の帯電粒子移動型表示パネル1を黒色表示にさせる。本実施形態では、黒色帯電粒子41を正に帯電させているので、背面基板20側の電位を基準電位として共通電極11を負にすることにより、黒色帯電粒子41を共通電極11に付着させて黒色表示にさせることができる。
これにより、第1隔壁31と第2隔壁32との間隙に黒色帯電粒子41が入り込み、共通電極11上に突設した第1隔壁31の凸面31a(図2参照)に、黒色帯電粒子41が付着される。なお、第1隔壁31は絶縁性材料で形成されているが、高さ(肉厚)H1が2μm程度の微小突起であるから、電圧印加回路6の微弱な電圧印加によっても十分に、黒色帯電粒子41を第1隔壁31の凸面31aに付着させることが可能である。
その後、上述した電圧印加回路6による共通電極11への電圧印加を維持しつつ、図6のステップS6に進み、固定工程(粒子挟持工程を含む)を行う。この固定工程では、図7(g)に示すように、透明基板10を背面基板20側へ押圧しつつ封止剤50を紫外線照射により硬化させる。この固定工程の過程において、第1隔壁31の凸面31aに付着させた黒色帯電粒子41が、この凸面31aと、これに対向する第2隔壁32の凸面32a(図2参照)との間に挟持され、第1及び第2隔壁31,32に沿って格子状のブラックマトリクス41Bが形成される(同図(g)中の拡大図参照)。
<作用効果等>
以上のように、本実施形態の帯電粒子移動型表示パネル1の製造方法によれば、互いに対向配置させた透明基板10と背面基板20とを固定する際に、所定の電界を生じさせるだけで容易に黒色帯電粒子41を第1隔壁31の凸面31aに付着させることができ、その後の固定工程において、第1及び第2隔壁31,32の互いの凸面31a,32aの間に黒色帯電粒子41を挟み込んで、効率よくブラックマトリクス41Bを形成することが可能となる。
以上のように、本実施形態の帯電粒子移動型表示パネル1の製造方法によれば、互いに対向配置させた透明基板10と背面基板20とを固定する際に、所定の電界を生じさせるだけで容易に黒色帯電粒子41を第1隔壁31の凸面31aに付着させることができ、その後の固定工程において、第1及び第2隔壁31,32の互いの凸面31a,32aの間に黒色帯電粒子41を挟み込んで、効率よくブラックマトリクス41Bを形成することが可能となる。
また、粒子付着工程のみならず固定工程においても、第1隔壁31の凸面31aに黒色帯電粒子41を付着させることが可能となり、第1及び第2隔壁31,32に沿って、黒色帯電粒子41からなる格子状のブラックマトリクス41Bを精度良く形成することができる。
さらに、従来のようなマスクを用いることなく、第1隔壁31の凸面31aに黒色帯電粒子41を効率よく付着させることができるので、従来の製造方法と比較して製造工数を大幅に削減することができ、大型表示パネルの製造にも対応することが可能となる。
1,2,3,7 帯電粒子移動型表示パネル
10 透明基板
11 共通電極
20 背面基板
21 画素電極
31 第1隔壁
32 第2隔壁
31a,32a 凸面
31b,32b 接合部分
31B,41B ブラックマトリクス
40 表示液
41 黒色帯電粒子(濃色帯電粒子)
42 白色帯電粒子(淡色帯電粒子)
50 封止剤
60 薄膜トランジスタ(TFT)
61 ゲート
62 ドレイン
71 ゲート線
72 ソース線
80 制御装置
81 ゲートドライバ(ゲートパルス印加手段)
82 ソースドライバ(ソースパルス印加手段)
83 ホスト制御部
84 コントローラ部
4 駆動回路
5 注入ノズル
6 電圧印加回路
10 透明基板
11 共通電極
20 背面基板
21 画素電極
31 第1隔壁
32 第2隔壁
31a,32a 凸面
31b,32b 接合部分
31B,41B ブラックマトリクス
40 表示液
41 黒色帯電粒子(濃色帯電粒子)
42 白色帯電粒子(淡色帯電粒子)
50 封止剤
60 薄膜トランジスタ(TFT)
61 ゲート
62 ドレイン
71 ゲート線
72 ソース線
80 制御装置
81 ゲートドライバ(ゲートパルス印加手段)
82 ソースドライバ(ソースパルス印加手段)
83 ホスト制御部
84 コントローラ部
4 駆動回路
5 注入ノズル
6 電圧印加回路
Claims (14)
- 透明基板と、前記透明基板に対向配置した背面基板と、前記透明基板と前記背面基板との基板間に封入された帯電粒子と、を備えた帯電粒子移動型表示パネルであって、
前記背面基板側に突出するように前記透明基板に設けられた第1隔壁と、
前記透明基板側に突出するように前記背面基板に設けられた第2隔壁と、を備え、
前記第1隔壁の少なくとも前記透明基板との接合部分の幅が、前記第2隔壁の幅よりも狭く、かつ前記第1隔壁の高さが、前記第2隔壁の高さよりも低いことを特徴とする帯電粒子移動型表示パネル。 - 前記第1隔壁の凸面と前記第2隔壁の凸面との間に挟持された粒子を備えたことを特徴とする請求項1記載の帯電粒子移動型表示パネル。
- 前記第1隔壁の凸面と前記第2隔壁の凸面との間に挟持された前記粒子が濃色であることを特徴とする請求項2記載の帯電粒子移動型表示パネル。
- 前記第1隔壁の凸面の幅が、前記第1隔壁の凸面と前記第2隔壁の凸面との間に挟持された前記粒子の直径よりも広いことを特徴とする請求項2又は3記載の帯電粒子移動型表示パネル。
- 前記第1隔壁が、濃色であることを特徴とする請求項1〜4いずれか記載の帯電粒子移動型表示パネル。
- 請求項1〜5いずれか記載の帯電粒子移動型表示パネルを備えたことを特徴とする帯電粒子移動型表示装置。
- 透明基板と、前記透明基板に対向配置した背面基板と、前記透明基板と前記背面基板との基板間に封入された帯電粒子と、を備えた帯電粒子移動型表示パネルの製造方法であって、
前記背面基板側に突出する第1隔壁を前記透明基板に設ける第1隔壁形成工程と、
前記透明基板側に突出する第2隔壁を前記背面基板に設ける第2隔壁形成工程と、を含み、
前記第1隔壁形成工程において、前記第1隔壁の少なくとも前記透明基板との接合部分の幅を、前記第2隔壁の幅よりも狭く、かつ前記第1隔壁の高さを、前記第2隔壁の高さよりも低くしたことを特徴とする帯電粒子移動型表示パネルの製造方法。 - 前記第1隔壁の凸面と前記第2隔壁の凸面との間に粒子を挟持させる粒子挟持工程をさらに含むことを特徴とする請求項7記載の帯電粒子移動型表示パネルの製造方法。
- 前記粒子挟持工程において、前記第1隔壁の凸面と前記第2隔壁の凸面との間に挟持させる前記粒子を濃色としたことを特徴とする請求項8記載の帯電粒子移動型表示パネルの製造方法。
- 前記粒子挟持工程の前に、前記粒子を帯電させて前記透明基板の前記第1隔壁の凸面に付着させる粒子付着工程をさらに含むことを特徴とする請求項8又は9記載の帯電粒子移動型表示パネルの製造方法。
- 前記第1隔壁形成工程において、前記第1隔壁の凸面の幅を、前記第1隔壁の凸面と前記第2隔壁の凸面との間に挟持させる前記粒子の直径よりも広くしたことを特徴とする請求項8〜10いずれか記載の帯電粒子移動型表示パネルの製造方法。
- 前記第1隔壁形成工程において、前記第1隔壁を、濃色としたことを特徴とする請求項8〜11いずれか記載の帯電粒子移動型表示パネルの製造方法。
- 請求項8〜12いずれか記載の方法により製造されたことを特徴とする帯電粒子移動型表示パネル。
- 請求項13記載の帯電粒子移動型表示パネルを備えたことを特徴とする帯電粒子移動型表示装置。
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