JP2004347719A - Picture display medium and picture forming device using the same - Google Patents

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JP2004347719A
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Takeshi Ebinuma
毅 海老沼
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Iwatsu Electric Co Ltd
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Iwatsu Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a picture display medium using display particles with various colors and electrostatic charge characteristics, which is inexpensive, is capable of rewriting pictures and is left standing for a long period of time. <P>SOLUTION: The picture display medium has an upper electrode 3 and a lower electrode 5, of which at least one is transparent and conductive, respectively on substrates 1, 2. A plurality of display particles 8, 9 with various electrostatic charge characteristics and colors are enclosed in between an insulating layer 4 on the upper electrode and an insulating layer 6 on the lower electrode. An electromagnetic induction coil 12 connected to the upper electrode and the lower electrode is tightly sealed with an electrical insulating protective body 13 and receives a magnetic flux from an external electromagnetic induction coil 15. When a switch S is turned on, an electric field is formed between the upper electrode and the lower electrode and the display particles are transferred by the electric field. A polarity and intensity of the electric field formed between the electrodes are varied by adjusting variation of the supplied magnetic flux. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘電性粒子を用いた静電記録方式による画像表示媒体と、その画像表示媒体を用いた画像形成装置に関し、より詳細には、電磁誘導によって発生した電圧を印加でき、さらには、露光により繰り返し書き換えが可能な単色及びカラー画像表示媒体及びその画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、文字や画像は、コンピューターやデジタルカメラなどで、デジタルデータとして作成され、その確認は、CRTや液晶ディスプレイの表示により行われている。さらに、デジタルデータを、書類などの形態で、配布し或いは保存する場合には、プリンタを用いて紙媒体に記録する、所謂、ハードコピーが広く使用されている。デジタルデータを、ディスプレイによる表示する場合には、CRT、液晶パネル、プラズマディスプレイパネル、有機EL等が利用されているが、中でも、液晶は、大型化及び薄膜化、反射型の研究が進められ、画像表示媒体として中心的な存在になっている。
【0003】
これらは、デジタルデータを瞬時に表示し、瞬時に次の画面を表示できる特徴を持っている。しかし、その表示装置を持ち歩くことは大変であり、また、長時間の作業では、目が疲労し、或いは、電源を切ると表示ができないなど、多くの欠点もある。また、ハードコピーは、ディスプレイより文章を読みやすく疲れにくく、自由な姿勢で読むことができる。さらに、軽量で自由に持ち運びが可能である特徴を有する。
【0004】
しかし、ハードコピーを用いた記録の場合には、以上のような利点があるのに対し、使用された後には廃棄され、リサイクルされるが、そのためには、多くの労力と費用を要するので、省資源の点では問題がある。
【0005】
そこで、以上のディスプレイとハードコピーの両方の長所を持ち、書き換え可能なペーパーライクな表示媒体は、画像を記録でき、利用後には、不要となった表示画像を消去して、何度も繰り返し利用可能である。そのため、この観点で表示媒体として省資源化が図れることから、近年、注目を集めている。この様な特徴を有する技術としては、透明白濁型リライタブルマーキング媒体やロイコ染料を利用した発消色型リライタブルマーキング媒体がリライタブルカードとして実用されている。
【0006】
また、白色粒子と絶縁性流体をマイクロカプセル化し、電気泳動により画像表示を行う電気泳動型表示媒体や、樹脂薄膜中に埋め込まれた2色に色分けした微小な球形粒子の回転により画像表示を行うツイストボール型表示媒体、更には、導電性粒子と色の異なる絶縁性粒子とを用い電荷注入で導電性粒子を動かすことにより画像表示を行う画像表示媒体などが、研究されている(例えば、特許文献1を参照)。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−322997号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの粒子移動型の画像表示媒体は、印加された電界により表示粒子の移動を行い、画像表示を行うことを表示原理としているので、表示粒子を封入した2枚の基板電極を備えており、外部から電界形成用の電圧が印加され、基板電極に接続された電極端子を必要とする。
【0009】
そのため、画像表示媒体への書き込みが終了した後には、電源装置の電圧供給端子は、電極端子から外されるので、電極端子は、空気中に露出することになる。このままの状態で、長期間放置した場合に、電極端子から外部への自然放電によって、表示粒子が電荷を失うことがある。特に、表示粒子を絶縁性流体として気体中に分散する乾式タイプの画像表示媒体の場合には、画像の書き換えが困難となるという問題があった。
【0010】
この乾式タイプの画像表示媒体の場合、誘電性である表示粒子への電荷のチャージは、表示粒子間の摩擦帯電によって行われている。従って、表示媒体の製造段階で摩擦帯電が起こり、この段階で、表示粒子は帯電されている。そのため、画像表示媒体での書き換えには、最初の摩擦帯電による電荷を利用し、その後の書き換えは、外部からの比較的低い電圧で行われる。
【0011】
ところが、一旦、摩擦帯電で得た電荷が、表示粒子から自然放電によって失われると、再度次に、画像表示媒体を書き換えるときには、基板電極に非常に高い電圧を印加しなければ、表示粒子を帯電させることができない。或いは、高周波の交流電界を基板電極間に発生させ、表示粒子を振動させてから、表示粒子に摩擦帯電を起こさせなければならない。この様に、一旦、摩擦帯電による電荷が消失しまうと、特別に用意した電源装置が無い限り、再使用が困難になる。
【0012】
また、粒子泳動型の画像表示媒体の場合であっても、絶縁膜での誘導電荷が消失した結果、表示画像が不鮮明になる現象が発生する。さらに、電極端子が露出していると、例えば、外部からの静電気の影響を受けて、表示画像が不要に書き換えられる危険性もある。
【0013】
ところで、これらのような電荷の消失、或いは、外部からの不要な電荷の供給を防止するため、電極端子を封止する部材を別途用意することも考えられるが、ペーパーライクな画像表示媒体に対しては、媒体の特徴を失わせるばかりでなく、画像の書き換えの度に行われる封止操作が煩雑となり、手間がかかる。さらに、その部材を用意しなければならないだけ、コストが嵩むことになる。
【0014】
そこで、本発明の目的は、画像のコントラストが良好で軽く、カラー表示も可能で、安価で画像書き換え可能であり、自然放電を生じず、長期間の放置が可能な、異なる色と帯電特性を持つ表示粒子を用いた画像表示媒体、及び、その画像形成装置を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明では、 少なくとも一方が透明導電性の第1電極と第2電極を有し、異なる帯電特性及び色を有する複数の表示粒子が、第1電極上の絶縁層と第2電極上の絶縁層との間に封入され、第1電極と第2電極の間に形成された電界によって移動される画像表示媒体において、電磁誘導コイルが、第1電極と第2電極とに接続され、電気絶縁体により第1電極及び第2電極と共に密封されるようにし、前記電磁誘導コイルに磁束が供給されることにより、第1電極と第2電極の間に前記電界が形成されることとした。さらに、前記表示粒子は、対向する前記絶縁層間に封入された絶縁性流体中に分散されていることとした。
【0016】
そして、前記磁束は、前記電磁誘導コイルに近接する他の電磁誘導コイルから供給され、前記電磁誘導コイルは、スイッチを介して、第1電極又は第2電極に接続され、前記磁束が前記電磁誘導コイルに供給されているときに、前記スイッチがオンにされることとした。
【0017】
前記他の電磁誘導コイルから供給される前記磁束が、時間的に急峻な変化と緩やかな変化とを有し、前記磁束の前記急峻な変化と前記緩やかな変化との順によって、前記電界の極性が決るようにし、或いは、前記電磁誘導コイルと第1電極又は第2電極との間に整流回路が接続することとした。
【0018】
さらに、前記電磁誘導コイルは、第1電極と第2電極の周縁部分の前記電気絶縁体内面に形成されることとした。
【0019】
また、画像表示媒体では、透明導電性である第1電極又は第2電極と前記絶縁層との間に、光導電層が形成され、第1電極又は第2電極を介して前記光導電層に書き込み光が照射されることとし、前記光導電層と対向する側の第1電極又は第2電極の表面上に、カラーフィルタ層が形成されていることとした。
【0020】
また、本発明では、上述した画像表示媒体の画像形成装置において、該画像表示媒体に備えられた第1電磁誘導コイルに近接して、該画像表示媒体の第1電極と第2電極との間に電界が形成されるように、磁束を供給する第2電磁誘導コイルと、第2電磁誘導コイルから発生する前記磁束を変化させる磁束可変手段と、を有する電源装置を備えることとした。
【0021】
また、本発明では、光書き込み可能な画像表示媒体の画像形成装置において、該画像表示媒体に備えられた第1電磁誘導コイルに近接して、該画像表示媒体の第1電極と第2電極との間に電界が形成されるように、磁束を供給する第2電磁誘導コイルと、該第2電磁誘導コイルが発生する磁束量を変化させる磁束可変手段とを有する電源装置と、前記画像表示媒体に対して書き込み光を照射し、該書き込み光を前記画像表示媒体の面上で走査する走査手段と、前記画像表示媒体を移動する送り手段とを有する露光装置とを備えることとした。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下に、本願発明による画像表示媒体及びその画像形成装置の実施形態について説明する。
【0023】
本願発明の実施形態では、上部電極及び下部電極に接続された夫々の電極端子が大気中に露出しないように、密閉構造とし、自然放電などによる影響が無いようにした。そのため、電極端子が密閉されていても、外部から上部電極及び下部電極に電圧を供給できるように、密閉構造内に電磁誘導コイルを埋め込んでおくこととした。そして、上部電極及び下部電極間に電界を発せさせるときに、この電磁誘導コイルに密閉構造の外部から磁束を供給することができる外部電磁誘導コイルを備えた電源装置を有する画像形成装置を用意した。
【0024】
そこで、本実施形態による画像表示媒体は、具体的には、透明な上部電極と、下部電極と、両電極に接続された電磁誘導コイルと、両電極上に夫々設けられた絶縁層、電極間に封入された色と帯電特性の異なる絶縁性表示粒子とが、外部と遮断するように密閉された一体構造で形成される。そして、電磁誘導コイルと上部電極又は下部電極との間に、外部からオン・オフ可能なスイッチを設けておき、電極間に電界を発生させるときだけ、そのスイッチをオンとすることにより、所望の極性の電界が得られるようにする。このスイッチは、書き換え終了後における電荷の逆流を阻止するためのものである。
【0025】
この様な画像表示媒体の構成とすることにより、大気中に露出することが無い接続端子を用いて電界を印加することができ、粒子移動による画像表示の書き換えを行うことが可能となる。電極端子が露出していないため、長期間放置しても絶縁性表示粒子の電荷が自然放電などの影響を受ないという特徴を有する。
【0026】
また、下部電極と下部基板についても透明性材料で形成して、絶縁層と光導電層の複合層を設けた構造とし、外部から下部基板に選択的に光を照射することにより、光導電層の電気抵抗を変化させ、所望の絶縁性表示粒子のみを移動させ、任意の画像を表示することができる。
【0027】
さらに、下部電極と下部基板についても透明性材料で形成し、絶縁層と光導電層の複合層を設けた構造とし、上部基板にカラーフィルタを設けることにより、上部基板のカラーフィルタの画素に対応する位置の光導電層を露光することにより、任意のカラー画像を表示することができるようになる。
【0028】
本実施形態の画像表示媒体に用いる画像形成装置は、画像表示媒体内に一体的に密封された電磁誘導コイルに近接して磁束を供給できる電磁誘導コイルを備え、さらに、画像表示媒体全幅を走査することのできる露光装置と、画像表示媒体の送り装置を備えることとした。この構成により、画像表示媒体に画素電極を用いずに、所望の画像を形成することができるようになる。
【0029】
次に、本実施形態の画像表示媒体について、図を参照して説明する。
【0030】
図1(a)は、本実施形態における乾式タイプの画像書き換え可能な画像表示媒体の具体例を示す概略断面図である。ここでは、図示の都合上、画像表示媒体の一端部を示しており、特に、各電極に電磁誘導コイルが接続された側のみを示している。上部電極と下部電極との間に封入される例として、電極間に帯電特性の異なる黒色粒子と白色粒子を有する表示媒体の場合を示すが、この形式にとらわれるものでなく、電極間には表示粒子以外に絶縁性溶媒等を内包することが可能で、粒子の色も所望の色を用いることができる。
【0031】
図1(a)の画像表示媒体では、帯電特性の異なる黒色粒子8と白色粒子9を用いており、黒色粒子が正の、白色粒子が負の帯電特性を持つものとする。画像表示媒体には、透明性材料による上部基板1と下部基板2とがスペーサ7と隔壁11を介して対向配置され、上部基板1の内面側に、透明性上部電極3と絶縁層4が積層形成されており、下部基板2の内面側には、下部電極5と下部電極6が積層形成されている。
【0032】
そして、絶縁層4、6と隔壁11で囲まれた空間には、黒色粒子8と白色粒子9が気体10中に分散された表示媒体が封入されている。この絶縁層4、6は、電界印加時における表示粒子の保持層として機能する。なお、絶縁層と隔壁とで囲まれた空間に封入される絶縁性流体として、乾燥空気や、窒素などの不活性ガスを含む気体を使用することができる。
【0033】
上部電極3と下部電極5には、電磁誘導コイル12が接続されている。電磁誘導コイル12は、例えば、基板と同じ絶縁性材料で形成された保護体13によって囲われている。保護体13は、電磁誘導コイル12と各電極の接続部を大気から密閉する役割を果たすものであり、基板材料と異なる絶縁性材料であってもよい。ただし、この保護体13の材料選定にあたっては、電磁誘導コイル12に、保護体13の外部から磁束を供給する必要があることを配慮する。
【0034】
電磁誘導コイル12は、保護体13の外部から供給される磁束による電磁誘導によって、上部電極3と下部電極5との間に電界を形成する電圧を発生する。この電圧を発生するときに、オン動作するスイッチSが挿入されている。図1(a)では、上部電極3と電磁誘導コイル12との間に挿入されているが、下部電極5と電磁誘導コイル12との間に挿入されてもよい。また、電磁誘導コイル12に並列であり、上部電極3と下部電極5との間に、コンデンサを接続しておくこともできる。
【0035】
このスイッチSには、圧接スイッチ、磁気応動するリードスイッチなどを用いることができる。つまり、保護体13を介して外部からオン・オフ動作を行えるものであればよい。ただし、ペーパーライクな画像表示媒体であることを考慮すれば、できるだけ小型で、薄型のものが好適である。勿論、電磁誘導コイル12によって発生した電圧に基づいて、上部電極3と下部電極5との間に、必要な極性の電界を形成できるように、スイッチSの代わりに、コンデンサ、抵抗、スイッチ素子等による整流回路を設けることも可能である。
【0036】
なお、図1(a)では、保護体13内に密封された電磁誘導コイル12が、単に模式的に表示されたものであり、実際に、電磁誘導コイル12は、例えば、画像表示媒体が矩形の形状を有している場合であれば、その矩形の一辺において、外方に延長された基板の内面に、又は、保護体13の内面に、銅などの細い導電線を必要ターン数だけ平面的に巻かれたコイルを配置することができる。或いは、このコイルを、それらの内面上にプリント配線技術による導電線で形成することもできる。
【0037】
以上の様に、本実施形態による画像表示媒体では、上部電極と、下部電極と、電磁誘導コイルは、絶縁性の基板及び保護体で覆われ、特に、電磁誘導コイルが、一体化し絶縁性の隔壁と保護体で覆われることにより、外部の大気と遮断されることとなり、表示粒子の帯電電荷を大気中へ自然放電することを防ぎ、長期間の画像表示が可能となる。
【0038】
次に、図1(a)に示された画像表示媒体は、製造直後の初期状態を表しており、図1(b)には、電源装置14に備えられた電磁誘導コイル15から供給された磁束による電磁誘導によって、電極間に最初の電界形成を行って書き換えた状態が示されている。ここでは、下部電極5に負電圧を、対向する上部電極3に正電圧を印加したことを示している。その結果、下部電極5側に黒色粒子8が、上部電極3側に白色粒子9が付着することになり、表示媒体全面としては、白色表示が行われたことを示す状態である。
【0039】
初期状態では、クーロン力によって凝集状態にあった表示粒子は、クーロン力以上の電界が電磁誘導によって電極間に形成されることにより、表示粒子の帯電特性に従って逆極性の電極方向へと移動され、どちらかの電極に付着する。そこで、電界が切断されても、表示粒子は、電極と粒子電荷によるクーロン力とファンデルワールス力によって、それぞれの電極側に保持される。電磁誘導の極性を入れ換えると、上部電極3に黒色粒子9が、そして、下部電極5に白色粒子8がそれぞれ移動し、画像表示媒体が、全面黒色表示となる。
【0040】
同様にして、黒色粒子9が負帯電性、白色粒子8が正帯電性である場合、下部電極5に正電圧を、上部電極3に負電圧を印加したときには、画像表示媒体は、白色表示を、また、電圧印加の極性を逆にすると、黒色表示を示すことになる。
【0041】
ここで、図1(b)に示された電源装置14の電磁誘導コイル15から、画像表示媒体の電磁誘導コイル12に磁束を供給する仕方について、図2を参照して説明する。
【0042】
本実施形態の画像表示媒体の例では、該表示媒体を書き換え状態にするため、上部電極と下部電極との間に一方向の電界を形成する必要があるが、画像表示媒体側には特別な回路を用意しなくても、簡単な方法で、電磁誘導コイル12によって上部電極と下部電極との間に一方向の電界が得られるようにした。
【0043】
図2のグラフは、電磁誘導コイル15が発生する磁束の変化を示したものであり、縦軸が、磁束量Φを、横軸が時間tを表している。この磁束量を発生するのに見合った電流が電源装置14から電磁誘導コイル15に供給される。そして、電磁誘導コイル15の面を電磁誘導コイル12の面に並行となるように近接させたとき、その電流が電磁誘導コイル15に通電される。
【0044】
図2の実線で示される磁束変化の場合には、磁束量Φが、時刻t1から徐々に緩やかに増加され、時刻t2において急激に減少される。この様に、所定時間の間で、緩やかな増加と急激な減少とが存在することによって、所定時間内の急激な磁束変化率が電圧誘起に対して支配的となり、電磁誘導コイル12の両端に一極性の電圧を誘起させることができる。必要に応じて、供給電力を大きくするためには、必要に応じて、所定時間の磁束変化を繰り返せばよい。図2では、3回繰り返した場合を示している。
【0045】
一方、反対極性の電圧を発生させたい場合には、図2の破線で示した磁束変化とすればよい。つまり、実線の場合と反対の極性の電圧を電磁誘導コイル12に誘起させるときには、時刻t1において急激に磁束量を増加させ、その後、時刻t2にかけて、緩やかに減少させる。この様に磁束量を変化させると、実線で示された場合と反対極性の電圧を発生させることができる。
【0046】
以上の様に、保護体で囲まれた電磁誘導コイルに対して、極性が選択された電圧を非接触で誘起させることができる。電源装置14内には、図2に示されるような磁束変化プロフィールとなるように、制御部を備えておき、さらに、磁束量の大きさを調節できるようにしておく。なお、整流回路などの特別な回路を備えている場合には、この様な磁束変化プロフィールとする必要が無く、電磁誘導コイル15には、交番磁束変化となる電流が通電されれば良い。また、スイッチSに、圧接スイッチを用いた場合には、電源装置14を画像表示媒体上に載置したとき、その重みによって該圧接スイッチがオンとなるようにしても良いし、勿論、手動で圧接してオンにしても良い。
【0047】
以上で説明した画像表示媒体は、表示媒体全面が、黒表示又は白表示されるだけであったが、図3乃至図5に示した画像表示媒体では、文字、図形などを画像表示できるようにした。図3に示されるように、画像表示媒体の基本構成は、図1に示されものと同様であり、同じ部分には同じ符号が付されている。
【0048】
図3の画像表示媒体では、下部電極5として、透明電極が用いられ、絶縁層6と、少なくとも電荷発生材料からなる光導電層16との複合層が形成され、下部電極2も透明な基板となっている。光導電層は、所望の波長の光を露光することにより、正孔−電子対を発生して導電層となり、未露光状態では、絶縁層として機能する。
【0049】
下部電極5に設けられた光導電層16と絶縁層6の複合層は、露光時には電気抵抗が変化し、上部電極3の絶縁層4と同値の抵抗となるよう設定されている。その電気抵抗値の関係は、絶縁層の抵抗値R1としたとき、未露光時の複合層の抵抗値R2は、R1<R2であり、露光時の複合層の電気抵抗値R3に対して、R1=R3の関係を持っている。
【0050】
この画像表示媒体でも、図1の場合と同様に、電磁誘導コイル12が、保護体13によって、上部電極3、下部電極5とともに一体的に密閉され、電極間に電圧を印加する電磁誘導コイル12が外部と遮断されているため、長期間の画像保持が可能となる。図3の画像表示媒体は、製造直後で、書き換え前の初期状態を示しており、表示媒体の端部の概略断面が表されている。なお、この初期状態では、書き換えが行われていないので、スイッチSは、オフとなっている。
【0051】
図4に示された画像表示媒体では、スイッチSがオンとされ、電磁誘導コイル15の磁束供給により、上部電極3に相対的に正電圧が、下部電極5に負電圧が印加された状態である。このとき、この印加された電圧による電場下で、下部電極5側から画像表示媒体全面を所望の光で露光する。これにより、複合層の電気抵抗が小さくなるため、表示粒子への実効電圧が大きくなり、負帯電性の白色粒子9が上部電極3側へ、正帯電性の黒色粒子8が下部電極5側へ移動し、表示媒体全面で白色表示状態となる。
【0052】
或いは、電磁誘導の極性を入れ換えると、上部電極3側が黒色粒子8、下部電極5側が白色粒子9となり、全面黒色表示となる。同様にして、黒色粒子8が負帯電性、白色粒子8が正帯電性である場合には、下部電極5に正電圧を、上部電極3に負電圧を印加したとき、白色表示になり、また、逆電界を形成した場合には、黒色表示とすることができる。これらの全面黒色又は白色の表示状態が、画像表示媒体の書き換えのための初期化になる。
【0053】
次いで、図5では、図4に示される初期化状態を経た画像表示媒体により、初期化され全面白色表示となった画像表示媒体に対して、図4で電磁誘導によって形成された電界と同じ大きさの逆電界を電磁誘導により形成したことが示されている。
【0054】
この時、下部電極5側から、微小スポットを形成できる露光装置による書き込み光Lで、光導電層16を所定部分だけ露光を行う。これにより、露光部分の光導電層16の電気抵抗が小さくなり、表示粒子の移動が生じ、この露光部分だけ、黒色粒子8と白色粒子9の入れ換えられる。未露光部分については、光導電層16の電気抵抗が変化しないため、表示粒子に印加される実効電圧が変化せず、小さいままなので、表示粒子の移動は生じない。よって、電磁誘導による電圧印加と光導電層に所望の書き込み露光を行うことによって、所望の画像を形成することができる。
【0055】
次に、これまでの画像表示媒体では、単色表示、例えば、黒色粒子と白色粒子によるモノクロ表示がされた中で、書き換えが可能であったが、図6の概略断面で示された画像表示媒体では、カラー表示を可能とした。この場合には、その基本的構成は、単色表示の画像表示媒体と同様であるが、下部電極5に、絶縁層6と、少なくとも電荷発生材料からなる光導電層16の複合層を形成された透明な下部基板2を有し、上部基板1にカラーフィルタFを設けた。図6でも、前述の画像表示媒体と同様に、電極間に正帯電性の黒色粒子と負帯電性の白色粒子が分散された媒体の一例が示されている。
【0056】
なお、図6に示された画像表示媒体のカラーフィルタFは、代表的に、画素P1、P2の2つ分を表示しており、画素P1は、赤色フィルタR1、緑色フィルタG1、及び青色フィルタB1からなり、画素P2は、赤色フィルタR1、緑色フィルタG2、及び青色フィルタB2からなり、画素毎に、RGBフィルタが規則的に整列されている。
【0057】
上部基板1には、上部電極3との間にカラーフィルタFが設けられるが、本実施形態の画像表示媒体では、フィルタのRGBの画素、若しくはCMY画素の各々に対応した画素電極を必要とすることなく、加法混色法により、フルカラー表示が可能である。ここでは、一例として、RGBフィルタを用いた画像表示媒体とする。また、電極間に電圧を印加する電磁誘導コイルが、保護体13によって外部と遮断されているため、画像表示媒体への書き込み終了後においても、長期間の画像保持が可能となっている。
【0058】
図7は、図6に示された画像表示媒体に対する書き込みのための初期化処理を示し、図4と同様の状態である。電磁誘導により、上部電極3に相対的に正電圧を、下部電極5に負電圧を印加した状態が示されている。このとき、この印加された電圧による電場下で、下部電極5側から、画像表示媒体全面を所望の光で露光する。
【0059】
これにより、複合層の電気抵抗が小さくなるため、表示粒子への実効電圧が大きくなり、負帯電性の白色粒子9が上部電極3側へ、そして、正帯電性の黒色粒子8が下部電極5側へ移動する。表示媒体全面でカラーフィルタFによる加法混色により、白色表示を示す状態となる。ここで、電磁誘導の極性を入れ換えると、上部電極3側には、黒色粒子8が、下部電極5側には、白色粒子9が移動することになり、上部電極3側が、透過する光を吸収するため全面黒色表示となる。
【0060】
同様にして、黒色粒子8が負帯電性、白色粒子9が正帯電性である場合には、下部電極5に正電圧を、上部電極3に負電圧を印加したとき、表示媒体は、白色表示を、その逆を印加した場合には、黒色表示を示すこととなる。
【0061】
そこで、図8に示されるように、図7の処理を経て初期化され、全面が白色表示となった画像表示媒体に対して、図7で電磁誘導によって形成された電界と同じ大きさであって、その逆の電界を電磁誘導により形成する。
【0062】
この時、下部電極5側から、微小スポットを形成できる光ビームの書き込み光Lで所望部分の露光を行う。これにより、露光された部分の光導電層16の電気抵抗が小さくなり、実効電圧が大きくなるので、露光部分のみにおいて、黒色粒子8と白色粒子9の入れ換えが行われる。この時、例えば、マゼンタは、赤(R)、緑(G)、青(B)の画素中のうち、緑色画素の部分のみを露光し、黒色粒子8を上部電極3側へ移動させることにより表示できる。また、シアンの場合には、赤色画素の部分を、イエローの場合は、青色画素の部分を露光することにより、その部分を暗表示として、表示することができる。
【0063】
同様にして、図8に示されているように、赤色表示の場合は、RGB画素中の緑色画素G1と青色画素B1の部分を書き込み光L1、L2で露光することにより、2画素部分の黒色粒子8を上部電極3側へ移動させると、赤色表示できる。緑色表示の場合は、赤色画素と青色画素の部分を、青色表示の場合は、赤色画素と緑色画素の部分を書き込み光で露光することにより、表示することが可能である。
【0064】
よって、電磁誘導による電界形成と、光導電層の所望部分への書き込み光の露光を行うことによって、所望のカラー画像を形成することができる。
【0065】
以上では、本実施形態の画像表示媒体において、電磁誘導コイルを用いた電界形成によって、画像表示することを説明したが、図9は、本実施形態の画像表示媒体に画像形成するための画像形成装置の具体例を説明する概略図である。画像形成装置は、少なくとも、電磁誘導コイル15と、該コイルに種々の態様の磁束を発生させる電源装置14、初期化用露光装置17、光ビーム走査装置18、そして、画像表示媒体の送り装置19を含んでいる。
【0066】
初期化用露光装置17は、画像表示媒体内に備えられた電磁誘導コイル12の電磁誘導によって電界を形成されたとき、表示媒体の下側全面を露光する役割を持ち、この露光によって、表示媒体を初期化状態とする。光ビーム走査装置18は、書き込み光を表示媒体に対して一方向に走査し、光導電層の所望部分を露光する。そして、送り装置19は、図9では、黒い矢印によって便宜的に表示されているが、光ビーム走査装置18による横方向走査が縦方向にも行えるように、画像表示媒体を保持し移動させ、或いは、搬出するものである。
【0067】
この画像形成装置は、図3乃至図5で示したモノクロ表示の画像表示媒体、及び、図6乃至図8のフルカラー表示できる画像表示媒体のどちらにも用いることができる。
【0068】
本実施形態における書き換え可能な画像表示媒体は、ガラス基板あるいはフィルム基板上に、セル状に構成された本表示媒体を用いることで実現化される。このセルは、任意の大きさであって、表示画素に相当するものではなく、表示粒子の横方向に係る拡散移動を防ぐものである。表示媒体全面を黒色及び白色に、電磁誘導によって発生した印加電圧の極性を制御することにより表示することができる。
【0069】
また、画像表示媒体全面に白色表示を行った後、逆極性の電界を形成し、上部基板に設けられたカラーフィルタの3原色画素に対応する位置の光導電層を、光ビーム走査装置を用いて選択的に光書き込みすることにより、白色表示画面に所望のカラー画像表示を行うことができる。同様にして、全面黒色表示から、選択的露光により、所望のカラー画像表示を得ることもできる。
【0070】
本実施形態の画像表示媒体における表示粒子は、異なる帯電特性を持った2色の粒子であることを要件としているが、高いコントラストを得るためには、黒色粒子と白色粒子の組合せであることが望ましい。帯電特性は、黒色粒子が正帯電性であれば、白色粒子が負帯電性を示し、黒色粒子が負帯電性であれば白色粒子が正帯電性を示すものが組み合わされるが、ここで云う正帯電性、負帯電性は、両表示粒子を比較したときの相対的なものであり、絶対的な帯電極性を示すものではない。
【0071】
表示粒子は、粒子同士の凝集力が小さく流動性の高いものが望ましいが、所望の粒度分布を持つ粒子であれば何でも使用できる。例えば、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレンメタクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体、ポリエチレン共重合体、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂に顔料、荷電制御剤を分散したものを粉砕、分級して得られる粒子や、スチレン−アクリレート共重合体の真球状粒子を用いることができる。また、ゾルゲル法などによって作製されたシリカ、アルミナ、チタニア等の無機系白色物も挙げられる。
【0072】
また、これらの粒子を必要に応じて、熱的、物理的処理を加え、球形化処理を加え、表面形状の調整を図ることができる。
【0073】
表示粒子内には、着色するための顔料として、既知の顔料を用いることができる。例えば、黒色粒子であれば、カーボンブラック、四三酸化鉄等が挙げられ、白色顔料としては、酸化チタン、酸化亜鉛、タルク等が挙げられる。また、所望の帯電特性を付与するため、既知の荷電制御剤を内包することができる。正帯電性荷電制御剤の例としては、ニグロシン系、トリフェニルメタン系、4級アンモニウム塩系化合物が挙げられ、負帯電性荷電制御剤の例としては、アゾ系錯体、サリチル酸系錯体、カリックスアレン系、硼素系の化合物が挙げられる。
【0074】
表示粒子は、電圧印加時の画像の切り換えに適した帯電特性を持たせることができる。或いは、流動性を向上させるために、シリカ、アルミナ、チタニア等のように、トナーによく用いられる外添削や、絶縁性粒子として良好な動きを示すことがわかっている少量の弗化炭素を周囲に固定化してもよい。また、シリコン−アクリルポリマー、弗素系ポリマー等で表面処理を施してもよい。
【0075】
本実施形態の画像表示媒体に用いられる光導電層としては、電子写真感光体に用いられている既知の電荷発生材料を用いることができる。例えば、アゾ系顔料、キノン系顔料、ペリレン系顔料、インジゴ系顔料、チオインジゴ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクドリン系顔料等の有機顔料や、アモルファスシリコン、アモルファスセレン、硫化カドミウム、酸化亜鉛等の無機材料を挙げることができる。
【0076】
光導電層に用いることができるバインダー樹脂としては、電気絶縁性のフィルム形成可能な高分子重合体が好ましいが、そのような高分子重合体としては、ポリカーボネート、ポリエステル、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、シリコン樹脂、シリコン−アルキッド樹脂等が用いられる。なお、バインダー樹脂は、これらに限定されるものではなく、これらのバインダー樹脂は、単独又は2種以上を混合して用いることができる。また、本画像表示媒体における絶縁膜、隔壁及び保護体においても同様の絶縁性樹脂を用いることができる。
【0077】
電荷発生材料と合わせて電荷輸送材料を前述のバインダー樹脂中に分散させ、光導電層とすることもできる。この光導電層で用いられる電荷輸送材料として、例えば、スチルペン化合物、アリールアミン化合物、ヒドラゾン化合物等が挙げられる。
【0078】
本実施形態の画像表示媒体が有する電磁誘導により電極間に電界を形成するコイルは、所望の電圧が得られるよう巻き数が設定される。また、該コイルには、必要に応じて電極間の印加電圧を変更できるよう、切換タップを備えておくこともできる。
【0079】
同様に、画像表示媒体の電磁誘導コイルに外部磁界により相互誘導を与える画像形成装置の電磁誘導コイルも、所望の電圧が得られるように巻き数が設定され、必要に応じて巻き数の変更ができるような切換タップを設けることもできる。
【0080】
また、画像表示媒体は、電磁誘導コイルと、上部電極及び下部電極間に必要に応じて、圧力スイッチやコンデンサや抵抗等の公知のデバイスを組み込むことにより、より安定に表示粒子の切り換えが行えるように、回路設計を行うことができる。
【0081】
本実施形態の画像表示媒体に用いる画像形成装置に用いられる露光装置は、レーザー光源を走査光学系により、一次元、又は二次元的に走査する仕方や、蛍光表示管、プラズマ発光素子、EL発光素子、LED発光素子などをライン状或いは面状に配列した一次元光書き込みまたは二次元光書き込み装置などにより構成された機器等を用いることができる。また、フォトマスクの配設や、反射光による露光することができる光源と鏡の組合せでも良い。
【0082】
また、本実施形態の画像形成装置は、光ビーム走査装置による書き込みを、迅速かつ精密に行うのに適する画像表示媒体の送り装置を有する。この送り装置には、電子写真プリンタ及び印刷機で用いられている既知の搬送技術を用いることができる。
【0083】
本実施形態の画像表示媒体における透明電極には、インジュウム及びスズを主体とした酸化薄膜をガラス表面あるいは透明フィルム上に形成したものを用いることができる。また、表示粒子として、前述した種類の粒子を全て使用可能であり、電極間への封入法として予めマイクロカプセル化した表示粒子を用いることも可能である。
【0084】
次に、本発明による画像表示媒体に関する具体的なの実施例について、説明する。ただし、ここでは、画像表示媒体を例示するものであって、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。また、電極間の電界形成のために、電磁誘導コイルによって給電することは、表示粒子が分散される絶縁性流体として、気体を用いた乾式画像表示媒体だけでなく、絶縁性液体を用いた泳動型画像表示媒体にも適用することができる。
〔実施例1〕
(表示粒子の作製) ポリエステル樹脂(三菱レイヨン製)にカーボンブラックと荷電制御剤(トリフェニルメタン誘導体、クラリアント製)を分散、粉砕、分級、外添処理を行い、中心粒径10μmの正帯電性黒色粒子を得た。
【0085】
同様にして、上記ポリエステル樹脂に酸化チタンと荷電安定剤(変性ポリエステル塩、クラリアント製)を分散、粉砕、分級、外添処理を行い、中心粒径10μmの負帯電性白色粒子を得た。
(絶縁層の作成) バインダー(ポリカーボネート、三菱ガス化学製)をテトラヒドロフラン中に溶解し、ドクターバーによりITO膜付きPETフィルム基板上に塗布、乾燥させて、絶縁層とした。
(粒子表示セルの作製) 光導電層による電荷発生層を有する下部電極と絶縁層を持つ上部電極の両基板間に100μmの透明フィルムを挟み、空間を作る。その空間に黒色粒子と白色粒子を混合したものを乾燥空気と共に封入し、電磁誘導コイルを取り付け、表示セルとした。
(表示動作) 外部電磁誘導コイルを用いた誘導磁界により、ITO下部電極に負電圧300Vを印加すると、上部電極側では、全面で白色を呈し、或いは、正電圧300Vを印加した場合は、全面で黒色表示となった。
〔実施例2〕
(表示粒子の作製) ポリエステル樹脂(三菱レイヨン製)にカーボンブラックと荷電制御剤(トリフェニルメタン誘導体、クラリアント製)を分散、粉砕、分級、外添処理を行い、中心粒径10μmの正帯電性黒色粒子を得た。同様にして、上記ポリエステル樹脂に酸化チタンと荷電安定剤(変性ポリエステル塩、クラリアント製)を分散、粉砕、分級、外添処理を行い、中心粒径10μmの負帯電性白色粒子を得た。
(光導電層と絶縁層の複合層の作製) 電荷発生材料(チタニルフタロシアニン)1部、バインダー(ポリカーボネート、三菱ガス化学製)1部をテトラヒドロフラン中に溶解し、ドクターバーにより下部電極基板となるITO膜付きPETフィルム基板上に塗布、乾燥させて、光導電層とした。
【0086】
光導電層の上に、テトラヒドロフラン中に溶解したバインダー(ポリカーボネート、三菱ガス化学製)をスピンコート法により塗布し、乾燥させて絶縁層と光導電層の複合層とした。
(絶縁層の作成) バインダー(ポリカーボネート、三菱ガス化学製)をテトラヒドロフラン中に溶解し、ドクターバーによりカラーフィルタ上に塗布し、乾燥させて、絶縁層とした。
(粒子表示セルの作製) 光導電層による電荷発生層を有する下部電極と絶縁層を持つ上部電極の両基板間に100μmの透明フィルムを挟み空間を作る。その空間に黒色粒子と白色粒子を混合したものを乾燥空気と共に封入し、電磁誘導コイルを取り付け、表示セルとした。
(表示動作) 外部電磁誘導コイルを用いた誘導磁界により、ITO下部電極に負電圧300Vを印加すると、上部電極側では、全面で白色を呈し、正電圧300Vを印加した場合は、全面で黒色表示となった。
(カラー表示動作) 波長780nm、露光面出力1mW/cmのレーザーユニットと、外部誘導磁界コイルを用いて、本実施例の画像表示媒体に対する電圧印加、露光、カラー表示を行う装置を作製した。本装置を用いて、−300Vの電圧を下部電極に印加、そして、下部電極側からの全面露光により、全面白色表示とした後、下部電極に+300Vの電圧を印加して、所望の画像データをレーザー光で部分的に書き込み露光を行い、所望の画像表示を行うことができた。
〔実施例3〕
(表示粒子の作製) ポリエステル樹脂(三菱レイヨン製)にカーボンブラックと荷電制御剤(トリフェニルメタン誘導体、クラリアント製)を分散、粉砕、分級、外添処理を行い、中心粒径10μmの正帯電性黒色粒子を得た。
【0087】
同様にして、上記ポリエステル樹脂に酸化チタンと荷電安定剤(変性ポリエステル塩、クラリアント製)を分散、粉砕、分級、外添処理を行い、中心粒径10μmの負帯電性白色粒子を得た。
(光導電層と絶縁層の複合層の作製) 電荷発生材料(チタニルフタロシアニン)1部、バインダー(ポリカーボネート、三菱ガス化学製)1部をテトラヒドロフラン中に溶解し、ドクターバーにより下部基板となるITO膜付きPETフィルム基板上に塗布し、乾燥させて、光導電層とした。
【0088】
光導電層の上に、テトラヒドロフラン中に溶解したバインダー(ポリカーボネート、三菱ガス化学製)をスピンコート法により塗布し、乾燥させて、絶縁層と光導電層の複合層とした。
(絶縁層の作成) バインダー(ポリカーボネート、三菱ガス化学製)をテトラヒドロフラン中に溶解し、ドクターバーによりカラーフィルタ上に塗布し、乾燥させて、絶縁層とした。
(粒子表示セルの作製) 光導電層による電荷発生層を有する下部電極と絶縁層を持つ上部電極の両基板間に100μmの透明フィルムを挟み空間を作る。その空間に黒色粒子と白色粒子を混合したものを乾燥空気と共に封入し、電磁誘導用コイルを取り付け、上部基板面上にカラーフィルタを設け、表示セルとした。
(表示動作) 外部電磁誘導コイルを用いた誘導磁界により、ITO下部電極に負電圧300Vを印加すると、上部電極側では、全面で白色を呈し、正電圧300Vを印加した場合には、全面で黒色表示となった。
(カラー表示動作) 波長780nm、露光面出力1mW/cmのレーザーユニットと、外部電磁誘導コイルを用いて、本実施例の画像表示媒体に対して、電圧印加、露光、カラー表示を行う装置を作製した。本装置を用いて、−300Vの電圧を下部電極に印加、下部電極側からの光導電層の全面露光により、全面白色表示とした後、下部電極に+300Vの電圧を印加して、所望の画像データをレーザー光で書き込み、部分露光を行い、書き込み露光を行った部分のみのカラー画像表示を行うことができた。
【0089】
【発明の効果】
以上の様に、本発明の画像表示媒体では、異なる帯電特性と色の異なる2種類の表示粒子とを上部電極と下部電極との間に媒体と共に封入し、画像書き換え時において電極間に電界を形成するための電磁誘導コイルを、外部から遮断するように密封構造としたので、書き込み終了後においても、表示粒子の電荷が自然放電することを防止でき、長期間の画像保持を可能とした。
【0090】
また、画像表示媒体内の電磁誘導コイルには、画像形成装置の電磁誘導コイルから磁束が供給され、書き込み時のみオンとなるスイッチが挿入されているので、上部電極と下部電極との間の電界形成が、簡単な回路構成により実現でき、画像形成装置の電磁誘導コイルから供給される磁束を変化させることで、上部電極と下部電極との間の電界の極性、強さを任意に変更することが可能となり、画像の書き換え処理を容易に行えるようになった。
【0091】
従って、本発明により、画像のコントラストが良好で、しかも、軽く、長期間の画像保持が可能であり、かつ、画像書き換え可能で、安価な画像表示媒体又はカラー画像表示媒体を実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による画像表示媒体の概略断面を示し、外部電磁誘導コイルで発生した電圧印加による書き換えの原理を説明する図である。
【図2】電圧印加時の外部電磁誘導コイルにおける磁束変化のグラフである。
【図3】光書き込み可能な画像表示媒体の初期状態を説明する概略断面図である。
【図4】光書き込み可能な画像表示媒体の場合における電圧を印加した状態を説明する概略断面図である。
【図5】光書き込み可能な画像表示媒体の場合における光書き込み状態を説明する概略断面図である。
【図6】カラーフィルタを有する画像表示媒体の場合の初期状態を説明する概略断面図である。
【図7】カラーフィルタを有する画像表示媒体に電圧を印加した状態を説明する概略断面図である。
【図8】カラーフィルタを有する画像表示媒体における光書き込み状態を説明する概略断面図である。
【図9】カラーフィルタを有する画像表示媒体を使用した光書き込み可能な画像形成装置を説明する概略図である。
【符号の説明】
1…上部基板
2…下部基板
3…上部電極
4、6…絶縁層
5…下部電極
7…スペーサ
8…黒色粒子
9…白色粒子
10…気体
11…隔壁
12、15…電磁誘導コイル
13…保護体
14…電源装置
16…光導電層
17…初期化用露光装置
18…光ビーム走査装置
19…送り装置
S…圧接スイッチ
L1〜L3…書き込み光
F…カラーフィルタ
、R…赤色フィルタ
、G…緑色フィルタ
、B…青色フィルタ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image display medium using an electrostatic recording method using dielectric particles, and an image forming apparatus using the image display medium, and more specifically, can apply a voltage generated by electromagnetic induction, The present invention relates to a monochrome and color image display medium that can be repeatedly rewritten by exposure and an image forming apparatus thereof.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, characters and images are created as digital data by a computer, a digital camera, or the like, and the confirmation is performed by displaying on a CRT or a liquid crystal display. Further, when digital data is distributed or stored in the form of a document or the like, a so-called hard copy in which the digital data is recorded on a paper medium using a printer is widely used. When digital data is displayed on a display, a CRT, a liquid crystal panel, a plasma display panel, an organic EL, and the like are used. It has become a central player as an image display medium.
[0003]
These have the feature that digital data can be displayed instantaneously and the next screen can be displayed instantaneously. However, it is difficult to carry around the display device, and there are many disadvantages such as tired eyes in a long-time operation, or no display when the power is turned off. In addition, the hard copy is easier to read the sentence than the display, is less tired, and can be read in a free posture. Furthermore, it has a feature that it is lightweight and can be freely carried.
[0004]
However, in the case of recording using a hard copy, the above advantages are provided, but after being used, they are discarded and recycled, but this requires a lot of labor and cost, There is a problem in saving resources.
[0005]
Therefore, a rewritable paper-like display medium that has the advantages of both a display and a hard copy can record images, and after use, erases unnecessary display images and reuses them over and over. It is possible. For this reason, attention has been paid in recent years because resources can be saved as a display medium from this viewpoint. As a technique having such features, a transparent white turbid type rewritable marking medium or a color erasable type rewritable marking medium using a leuco dye is in practical use as a rewritable card.
[0006]
In addition, white particles and an insulating fluid are microencapsulated, and an image is displayed by rotating an electrophoretic display medium that displays an image by electrophoresis or minute spherical particles colored into two colors embedded in a resin thin film. Twisted ball type display media, and image display media for displaying images by moving conductive particles by charge injection using conductive particles and insulating particles having different colors have been studied (for example, patents). Reference 1).
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2000-322997 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, these particle moving type image display media are based on a display principle of moving display particles by an applied electric field and performing image display, and therefore include two substrate electrodes enclosing the display particles. In addition, a voltage for forming an electric field is applied from the outside, and an electrode terminal connected to the substrate electrode is required.
[0009]
Therefore, after the writing to the image display medium is completed, the voltage supply terminal of the power supply device is disconnected from the electrode terminal, so that the electrode terminal is exposed to the air. If the display particles are left for a long time in this state, the display particles may lose charge due to spontaneous discharge from the electrode terminals to the outside. In particular, in the case of a dry-type image display medium in which display particles are dispersed in a gas as an insulating fluid, there is a problem that it is difficult to rewrite an image.
[0010]
In the case of this dry type image display medium, the charge of the display particles, which is dielectric, is performed by frictional charging between the display particles. Therefore, triboelectric charging occurs in the manufacturing stage of the display medium, and at this stage, the display particles are charged. For this reason, rewriting on the image display medium utilizes the first charge due to frictional charging, and subsequent rewriting is performed with a relatively low voltage from the outside.
[0011]
However, once the charge obtained by the triboelectric charge is lost from the display particles by spontaneous discharge, the next time the image display medium is rewritten, the display particles will be charged unless a very high voltage is applied to the substrate electrode. I can't let it. Alternatively, a high-frequency AC electric field must be generated between the substrate electrodes to vibrate the display particles, and then the display particles must be subjected to triboelectric charging. As described above, once the charge due to the triboelectric charge disappears, it becomes difficult to reuse the charge unless a specially prepared power supply device is provided.
[0012]
Further, even in the case of a particle migration type image display medium, a phenomenon occurs in which a display image becomes unclear as a result of disappearance of induced charges in the insulating film. Further, when the electrode terminals are exposed, there is a risk that the display image is unnecessarily rewritten due to, for example, the influence of static electricity from the outside.
[0013]
By the way, in order to prevent the disappearance of such charges or the supply of unnecessary charges from the outside, it is conceivable to separately prepare a member for sealing the electrode terminals, but for a paper-like image display medium, In addition, not only the characteristics of the medium are lost, but also the sealing operation performed every time the image is rewritten becomes complicated and troublesome. Further, the cost is increased because the member must be prepared.
[0014]
Therefore, an object of the present invention is to provide a different color and charging characteristic that enables good image contrast, good lightness, color display, inexpensive image rewriting, no spontaneous discharge, and long-term storage. It is an object of the present invention to provide an image display medium using display particles having the same, and an image forming apparatus therefor.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the present invention, at least one of the first and second electrodes has a transparent conductive property, and a plurality of display particles having different charging characteristics and colors are formed on an insulating layer on the first electrode. In an image display medium sealed between the first electrode and the second electrode and moved by an electric field formed between the first electrode and the second electrode, the electromagnetic induction coil includes a first electrode and a second electrode. And the first electrode and the second electrode are hermetically sealed by an electric insulator, and a magnetic flux is supplied to the electromagnetic induction coil, whereby the electric field is formed between the first electrode and the second electrode. I decided to do it. Further, the display particles are dispersed in an insulating fluid sealed between the opposing insulating layers.
[0016]
The magnetic flux is supplied from another electromagnetic induction coil adjacent to the electromagnetic induction coil, and the electromagnetic induction coil is connected to a first electrode or a second electrode via a switch, and the magnetic flux is supplied to the electromagnetic induction coil. The switch is turned on when the power is supplied to the coil.
[0017]
The magnetic flux supplied from the other electromagnetic induction coil has a steep change and a gradual change in time, and the polarity of the electric field is determined by the order of the steep change and the gradual change in the magnetic flux. Alternatively, a rectifier circuit is connected between the electromagnetic induction coil and the first electrode or the second electrode.
[0018]
Further, the electromagnetic induction coil is formed on the inner surface of the electrically insulating body at a peripheral portion of the first electrode and the second electrode.
[0019]
Further, in the image display medium, a photoconductive layer is formed between the transparent conductive first electrode or the second electrode and the insulating layer, and the photoconductive layer is formed on the photoconductive layer via the first electrode or the second electrode. It is assumed that writing light is applied, and a color filter layer is formed on the surface of the first electrode or the second electrode on the side facing the photoconductive layer.
[0020]
Further, according to the present invention, in the above-described image forming apparatus for an image display medium, the first electrode and the second electrode of the image display medium are disposed near the first electromagnetic induction coil provided on the image display medium. The power supply device includes a second electromagnetic induction coil that supplies a magnetic flux so that an electric field is formed in the power supply device, and a magnetic flux variable unit that changes the magnetic flux generated from the second electromagnetic induction coil.
[0021]
Further, according to the present invention, in the image forming apparatus for an image display medium on which light can be written, the first electrode and the second electrode of the image display medium are disposed near the first electromagnetic induction coil provided on the image display medium. A power supply device having a second electromagnetic induction coil for supplying a magnetic flux so that an electric field is formed between the power supply device and a magnetic flux varying unit for changing an amount of magnetic flux generated by the second electromagnetic induction coil; And an exposure device having scanning means for irradiating writing light on the surface of the image display medium and scanning means for moving the image display medium.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of an image display medium and an image forming apparatus thereof according to the present invention will be described.
[0023]
In the embodiment of the present invention, each electrode terminal connected to the upper electrode and the lower electrode has a hermetically sealed structure so as not to be exposed to the atmosphere, and is not affected by natural discharge or the like. Therefore, even when the electrode terminals are sealed, an electromagnetic induction coil is embedded in the sealed structure so that a voltage can be supplied from the outside to the upper electrode and the lower electrode. And, when an electric field is generated between the upper electrode and the lower electrode, an image forming apparatus having a power supply device provided with an external electromagnetic induction coil capable of supplying a magnetic flux to the electromagnetic induction coil from outside the sealed structure was prepared. .
[0024]
Therefore, the image display medium according to the present embodiment specifically includes a transparent upper electrode, a lower electrode, an electromagnetic induction coil connected to both electrodes, an insulating layer provided on both electrodes, The insulating display particles having different colors and different charging characteristics are formed in an integrated structure that is hermetically closed so as to be shielded from the outside. Then, a switch that can be turned on and off from the outside is provided between the electromagnetic induction coil and the upper electrode or the lower electrode, and the switch is turned on only when an electric field is generated between the electrodes. A polar electric field is obtained. This switch is for preventing the backflow of charges after the end of rewriting.
[0025]
With such a configuration of the image display medium, an electric field can be applied using the connection terminal that is not exposed to the atmosphere, and image display can be rewritten by moving particles. Since the electrode terminal is not exposed, the electric charge of the insulating display particles is not affected by spontaneous discharge or the like even when left for a long time.
[0026]
In addition, the lower electrode and the lower substrate are also formed of a transparent material, and have a structure in which a composite layer of an insulating layer and a photoconductive layer is provided. By selectively irradiating the lower substrate with light from the outside, the photoconductive layer is formed. , And by moving only the desired insulating display particles, an arbitrary image can be displayed.
[0027]
Furthermore, the lower electrode and the lower substrate are also formed of a transparent material, and have a structure in which a composite layer of an insulating layer and a photoconductive layer is provided, and a color filter is provided on the upper substrate to correspond to the pixels of the color filter on the upper substrate. By exposing the photoconductive layer at the desired position, an arbitrary color image can be displayed.
[0028]
The image forming apparatus used for the image display medium of the present embodiment includes an electromagnetic induction coil that can supply a magnetic flux in proximity to the electromagnetic induction coil that is integrally sealed in the image display medium, and further scans the entire width of the image display medium. And an image display medium feeding device. With this configuration, a desired image can be formed without using a pixel electrode as an image display medium.
[0029]
Next, the image display medium of the present embodiment will be described with reference to the drawings.
[0030]
FIG. 1A is a schematic cross-sectional view showing a specific example of a dry-type image rewritable image display medium according to the present embodiment. Here, for convenience of illustration, one end of the image display medium is shown, and in particular, only the side where the electromagnetic induction coil is connected to each electrode is shown. As an example of being encapsulated between the upper electrode and the lower electrode, a case of a display medium having black particles and white particles having different charging characteristics between the electrodes is shown, but it is not limited to this format, and the display is performed between the electrodes. An insulating solvent or the like can be included in addition to the particles, and the desired color of the particles can be used.
[0031]
The image display medium of FIG. 1A uses black particles 8 and white particles 9 having different charging characteristics. The black particles have positive charging characteristics and the white particles have negative charging characteristics. In the image display medium, an upper substrate 1 and a lower substrate 2 made of a transparent material are arranged to face each other via a spacer 7 and a partition 11, and a transparent upper electrode 3 and an insulating layer 4 are laminated on the inner surface side of the upper substrate 1. The lower electrode 5 and the lower electrode 6 are laminated on the inner surface side of the lower substrate 2.
[0032]
A display medium in which black particles 8 and white particles 9 are dispersed in a gas 10 is sealed in a space surrounded by the insulating layers 4 and 6 and the partition 11. The insulating layers 4 and 6 function as a holding layer for display particles when an electric field is applied. Note that dry air or a gas containing an inert gas such as nitrogen can be used as the insulating fluid sealed in the space surrounded by the insulating layer and the partition.
[0033]
An electromagnetic induction coil 12 is connected to the upper electrode 3 and the lower electrode 5. The electromagnetic induction coil 12 is surrounded by a protective body 13 formed of, for example, the same insulating material as the substrate. The protector 13 serves to seal the connection between the electromagnetic induction coil 12 and each electrode from the atmosphere, and may be an insulating material different from the substrate material. However, when selecting the material of the protective body 13, it is necessary to supply a magnetic flux to the electromagnetic induction coil 12 from outside the protective body 13.
[0034]
The electromagnetic induction coil 12 generates a voltage for forming an electric field between the upper electrode 3 and the lower electrode 5 by electromagnetic induction by a magnetic flux supplied from outside the protection body 13. When this voltage is generated, the switch S that is turned on is inserted. In FIG. 1A, it is inserted between the upper electrode 3 and the electromagnetic induction coil 12, but may be inserted between the lower electrode 5 and the electromagnetic induction coil 12. Further, a capacitor can be connected between the upper electrode 3 and the lower electrode 5 in parallel with the electromagnetic induction coil 12.
[0035]
As the switch S, a pressure switch, a magnetically responsive reed switch, or the like can be used. That is, any device that can perform an on / off operation from the outside via the protection body 13 may be used. However, considering that the image display medium is a paper-like image display medium, it is preferable that the medium is as small and thin as possible. Of course, instead of the switch S, a capacitor, a resistor, a switch element, and the like are provided so that an electric field having a required polarity can be formed between the upper electrode 3 and the lower electrode 5 based on the voltage generated by the electromagnetic induction coil 12. It is also possible to provide a rectifier circuit according to.
[0036]
Note that, in FIG. 1A, the electromagnetic induction coil 12 sealed in the protective body 13 is simply schematically shown, and in fact, the electromagnetic induction coil 12 has, for example, a rectangular image display medium. In the case of having the shape of, on one side of the rectangle, on the inner surface of the substrate extended outward, or on the inner surface of the protective body 13, a thin conductive wire such as copper is planarized by the required number of turns. It is possible to arrange a coil that is wound in a specific manner. Alternatively, the coils can be formed on their inner surfaces with conductive wires by printed wiring technology.
[0037]
As described above, in the image display medium according to the present embodiment, the upper electrode, the lower electrode, and the electromagnetic induction coil are covered with the insulating substrate and the protective body. By being covered with the partition walls and the protective body, it is shielded from the outside air, and it is possible to prevent the charge of the display particles from spontaneously discharging into the air, thereby enabling a long-term image display.
[0038]
Next, the image display medium shown in FIG. 1A shows an initial state immediately after manufacturing, and FIG. 1B shows the image display medium supplied from an electromagnetic induction coil 15 provided in a power supply device 14. A state in which an initial electric field is formed between the electrodes and rewritten by electromagnetic induction by magnetic flux is shown. Here, it is shown that a negative voltage is applied to the lower electrode 5 and a positive voltage is applied to the opposing upper electrode 3. As a result, the black particles 8 adhere to the lower electrode 5 side and the white particles 9 adhere to the upper electrode 3 side, and the entire display medium is in a state indicating that white display has been performed.
[0039]
In the initial state, the display particles that have been aggregated by the Coulomb force are moved in the direction of the opposite polarity electrode according to the charging characteristics of the display particles by an electric field greater than the Coulomb force being formed between the electrodes by electromagnetic induction, Attaches to either electrode. Therefore, even when the electric field is cut off, the display particles are held on the respective electrode sides by Coulomb force and Van der Waals force due to the electrodes and the particle charges. When the polarity of the electromagnetic induction is switched, the black particles 9 move to the upper electrode 3 and the white particles 8 move to the lower electrode 5, respectively, so that the entire image display medium displays black.
[0040]
Similarly, when the black particles 9 are negatively charged and the white particles 8 are positively charged, when a positive voltage is applied to the lower electrode 5 and a negative voltage is applied to the upper electrode 3, the image display medium displays white. When the polarity of the voltage application is reversed, a black display is shown.
[0041]
Here, a method of supplying a magnetic flux from the electromagnetic induction coil 15 of the power supply device 14 shown in FIG. 1B to the electromagnetic induction coil 12 of the image display medium will be described with reference to FIG.
[0042]
In the example of the image display medium of the present embodiment, it is necessary to form a unidirectional electric field between the upper electrode and the lower electrode in order to put the display medium in a rewritten state. Even if a circuit is not prepared, a unidirectional electric field can be obtained between the upper electrode and the lower electrode by the electromagnetic induction coil 12 by a simple method.
[0043]
The graph of FIG. 2 shows the change of the magnetic flux generated by the electromagnetic induction coil 15, where the vertical axis represents the amount of magnetic flux Φ and the horizontal axis represents time t. A current corresponding to the amount of the magnetic flux is supplied from the power supply device 14 to the electromagnetic induction coil 15. Then, when the surface of the electromagnetic induction coil 15 is brought close to and parallel to the surface of the electromagnetic induction coil 12, the current is supplied to the electromagnetic induction coil 15.
[0044]
In the case of the magnetic flux change indicated by the solid line in FIG. 2, the magnetic flux amount Φ is gradually and gradually increased from time t1, and is rapidly reduced at time t2. As described above, during the predetermined time, the gradual increase and the rapid decrease are present, so that the rapid magnetic flux change rate within the predetermined time becomes dominant with respect to the voltage induction, and the both ends of the electromagnetic induction coil 12 Unipolar voltage can be induced. If necessary, in order to increase the supply power, the magnetic flux may be changed for a predetermined time as needed. FIG. 2 shows a case where the process is repeated three times.
[0045]
On the other hand, when it is desired to generate a voltage having the opposite polarity, the magnetic flux may be changed as indicated by a broken line in FIG. That is, when a voltage of the opposite polarity to that of the solid line is induced in the electromagnetic induction coil 12, the amount of magnetic flux is rapidly increased at time t1, and then gradually decreased until time t2. When the amount of magnetic flux is changed in this manner, a voltage having a polarity opposite to that shown by a solid line can be generated.
[0046]
As described above, a voltage of which polarity is selected can be induced in a non-contact manner with respect to the electromagnetic induction coil surrounded by the protective body. A control unit is provided in the power supply device 14 so as to have a magnetic flux change profile as shown in FIG. 2, and the magnitude of the magnetic flux amount can be adjusted. In the case where a special circuit such as a rectifier circuit is provided, such a magnetic flux change profile does not need to be provided, and the electromagnetic induction coil 15 may be supplied with a current that causes an alternating magnetic flux change. When a pressure switch is used as the switch S, when the power supply device 14 is mounted on the image display medium, the pressure switch may be turned on by its weight, or, of course, manually. It may be pressed on and turned on.
[0047]
The image display medium described above only displays black or white on the entire surface of the display medium. However, the image display medium shown in FIGS. did. As shown in FIG. 3, the basic configuration of the image display medium is the same as that shown in FIG. 1, and the same parts are denoted by the same reference numerals.
[0048]
In the image display medium of FIG. 3, a transparent electrode is used as the lower electrode 5, a composite layer of an insulating layer 6 and a photoconductive layer 16 made of at least a charge generating material is formed, and the lower electrode 2 is also formed of a transparent substrate. Has become. The photoconductive layer becomes a conductive layer by generating a hole-electron pair by exposing light of a desired wavelength, and functions as an insulating layer in an unexposed state.
[0049]
The electrical resistance of the composite layer of the photoconductive layer 16 and the insulating layer 6 provided on the lower electrode 5 changes during exposure, and is set to have the same value as that of the insulating layer 4 of the upper electrode 3. The relationship between the electrical resistance values is as follows: when the resistance value of the insulating layer is R1, the resistance value R2 of the unexposed composite layer is R1 <R2, and the electrical resistance value R3 of the composite layer at the time of exposure is: R1 = R3.
[0050]
In this image display medium as well, as in the case of FIG. 1, the electromagnetic induction coil 12 is integrally sealed together with the upper electrode 3 and the lower electrode 5 by the protective body 13, and applies a voltage between the electrodes. Is shielded from the outside, so that the image can be retained for a long period of time. The image display medium of FIG. 3 shows an initial state immediately after manufacturing and before rewriting, and shows a schematic cross section of an end portion of the display medium. Note that in this initial state, since no rewriting has been performed, the switch S is off.
[0051]
In the image display medium shown in FIG. 4, the switch S is turned on, and the magnetic flux is supplied from the electromagnetic induction coil 15 so that a relatively positive voltage is applied to the upper electrode 3 and a negative voltage is applied to the lower electrode 5. is there. At this time, the entire surface of the image display medium is exposed to desired light from the lower electrode 5 side under an electric field generated by the applied voltage. As a result, the electric resistance of the composite layer decreases, so that the effective voltage to the display particles increases, and the negatively chargeable white particles 9 move toward the upper electrode 3 and the positively chargeable black particles 8 move toward the lower electrode 5. It moves to a white display state over the entire display medium.
[0052]
Alternatively, when the polarity of the electromagnetic induction is switched, the upper electrode 3 side becomes black particles 8 and the lower electrode 5 side becomes white particles 9, and the entire surface is displayed in black. Similarly, when the black particles 8 are negatively charged and the white particles 8 are positively charged, when a positive voltage is applied to the lower electrode 5 and a negative voltage is applied to the upper electrode 3, white display is obtained. When a reverse electric field is formed, black display can be achieved. These black or white display states are initialization for rewriting the image display medium.
[0053]
Next, in FIG. 5, the same magnitude as the electric field formed by the electromagnetic induction in FIG. 4 is applied to the image display medium initialized and entirely white-displayed by the image display medium having undergone the initialization state shown in FIG. It is shown that a reverse electric field was formed by electromagnetic induction.
[0054]
At this time, only a predetermined portion of the photoconductive layer 16 is exposed from the lower electrode 5 side with writing light L by an exposure device capable of forming a minute spot. As a result, the electrical resistance of the photoconductive layer 16 in the exposed portion is reduced, and the display particles are moved, so that the black particles 8 and the white particles 9 are exchanged only in the exposed portion. For the unexposed portion, the electrical resistance of the photoconductive layer 16 does not change, and the effective voltage applied to the display particles does not change and remains small, so that the display particles do not move. Therefore, a desired image can be formed by applying a voltage by electromagnetic induction and performing desired writing and exposure on the photoconductive layer.
[0055]
Next, in the conventional image display media, it was possible to rewrite while a monochrome display, for example, a monochrome display using black particles and white particles was performed, but the image display medium shown in a schematic cross section in FIG. Now, color display is possible. In this case, the basic configuration is the same as that of the image display medium for monochrome display, but a composite layer of an insulating layer 6 and a photoconductive layer 16 made of at least a charge generating material is formed on the lower electrode 5. A transparent lower substrate 2 was provided, and a color filter F was provided on the upper substrate 1. FIG. 6 also shows an example of a medium in which positively chargeable black particles and negatively chargeable white particles are dispersed between electrodes, similarly to the above-described image display medium.
[0056]
The color filter F of the image display medium shown in FIG. 6 typically displays two pixels P1 and P2, and the pixel P1 includes a red filter R1, a green filter G1, and a blue filter. The pixel P2 is composed of a red filter R1, a green filter G2, and a blue filter B2, and the RGB filters are regularly arranged for each pixel.
[0057]
A color filter F is provided between the upper substrate 1 and the upper electrode 3. In the image display medium of the present embodiment, pixel electrodes corresponding to each of the RGB pixels or CMY pixels of the filter are required. In addition, full color display is possible by the additive color mixture method. Here, as an example, an image display medium using an RGB filter is used. Further, since the electromagnetic induction coil for applying a voltage between the electrodes is shielded from the outside by the protection body 13, even after the writing to the image display medium is completed, the image can be retained for a long period of time.
[0058]
FIG. 7 shows an initialization process for writing to the image display medium shown in FIG. 6, and is in a state similar to FIG. A state in which a positive voltage is applied to the upper electrode 3 and a negative voltage is applied to the lower electrode 5 by electromagnetic induction is shown. At this time, the entire surface of the image display medium is exposed to desired light from the lower electrode 5 side under an electric field due to the applied voltage.
[0059]
As a result, the electric resistance of the composite layer is reduced, the effective voltage to the display particles is increased, the negatively-charged white particles 9 move toward the upper electrode 3, and the positively-charged black particles 8 move toward the lower electrode 5. Move to the side. A white display is achieved by the additive color mixture by the color filter F over the entire display medium. Here, when the polarity of the electromagnetic induction is switched, the black particles 8 move to the upper electrode 3 side and the white particles 9 move to the lower electrode 5 side, and the upper electrode 3 absorbs the transmitted light. Therefore, the entire screen is displayed in black.
[0060]
Similarly, when the black particles 8 are negatively charged and the white particles 9 are positively charged, when a positive voltage is applied to the lower electrode 5 and a negative voltage is applied to the upper electrode 3, the display medium becomes a white display. When the reverse is applied, a black display is shown.
[0061]
Therefore, as shown in FIG. 8, the magnitude of the electric field formed by electromagnetic induction in FIG. Then, the opposite electric field is formed by electromagnetic induction.
[0062]
At this time, a desired portion is exposed from the lower electrode 5 side with writing light L of a light beam capable of forming a minute spot. As a result, the electrical resistance of the photoconductive layer 16 in the exposed portion is reduced and the effective voltage is increased, so that the black particles 8 and the white particles 9 are exchanged only in the exposed portion. At this time, for example, magenta exposes only the green pixel portion of the red (R), green (G), and blue (B) pixels, and moves the black particles 8 to the upper electrode 3 side. Can be displayed. By exposing a red pixel portion in the case of cyan and a blue pixel portion in the case of yellow, the portion can be displayed as a dark display.
[0063]
Similarly, as shown in FIG. 8, in the case of a red display, the portions of the green pixels G1 and the blue pixels B1 in the RGB pixels are exposed with the writing lights L1 and L2, so that the two pixels are black. When the particles 8 are moved toward the upper electrode 3, a red display can be performed. In the case of green display, it is possible to perform display by exposing a portion of red and blue pixels and in the case of blue display, exposing the portion of red and green pixels with writing light.
[0064]
Therefore, a desired color image can be formed by forming an electric field by electromagnetic induction and exposing writing light to a desired portion of the photoconductive layer.
[0065]
In the above description, the image display is performed by forming the electric field using the electromagnetic induction coil on the image display medium of the present embodiment. FIG. 9 illustrates the image formation for forming the image on the image display medium of the present embodiment. It is the schematic explaining the specific example of an apparatus. The image forming apparatus includes at least an electromagnetic induction coil 15, a power supply 14 for generating various types of magnetic flux in the coil, an initializing exposure device 17, a light beam scanning device 18, and an image display medium feeding device 19. Contains.
[0066]
The initializing exposure device 17 has a role of exposing the entire lower surface of the display medium when an electric field is formed by the electromagnetic induction of the electromagnetic induction coil 12 provided in the image display medium. Is initialized. The light beam scanning device 18 scans the display medium with the writing light in one direction to expose a desired portion of the photoconductive layer. In FIG. 9, the feeding device 19 holds and moves the image display medium so that the horizontal scanning by the light beam scanning device 18 can be performed in the vertical direction. Alternatively, they are carried out.
[0067]
The image forming apparatus can be used for either the monochrome image display medium shown in FIGS. 3 to 5 or the full color image display medium shown in FIGS. 6 to 8.
[0068]
The rewritable image display medium in the present embodiment is realized by using the present display medium configured in a cell shape on a glass substrate or a film substrate. This cell has an arbitrary size, does not correspond to a display pixel, and prevents diffusion movement of display particles in the horizontal direction. The entire display medium can be displayed in black and white by controlling the polarity of the applied voltage generated by electromagnetic induction.
[0069]
Further, after white display is performed on the entire surface of the image display medium, an electric field of the opposite polarity is formed, and the photoconductive layer at a position corresponding to the three primary color pixels of the color filter provided on the upper substrate is formed using a light beam scanning device. By selectively performing optical writing, a desired color image can be displayed on a white display screen. Similarly, a desired color image display can be obtained by selectively exposing the entire black display.
[0070]
The display particles in the image display medium of the present embodiment are required to be two-color particles having different charging characteristics, but in order to obtain high contrast, a combination of black particles and white particles is required. desirable. As for the charging characteristics, if the black particles are positively charged, the white particles show a negative chargeability if the black particles are negatively chargeable, and the white particles show a positive chargeability if the black particles are negatively chargeable. The chargeability and the negative chargeability are relative values when both display particles are compared, and do not indicate an absolute charge polarity.
[0071]
It is desirable that the display particles have low cohesion between particles and high fluidity, but any particles having a desired particle size distribution can be used. For example, polystyrene, styrene-acrylate copolymer, styrene methacrylate copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-maleate copolymer, polyethylene copolymer, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin Particles obtained by pulverizing and classifying a dispersion of a pigment and a charge control agent in a polyurethane, polyamide, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, or spherical particles of a styrene-acrylate copolymer can be used. . In addition, inorganic white substances such as silica, alumina, and titania produced by a sol-gel method and the like are also included.
[0072]
In addition, these particles can be subjected to thermal and physical treatments and spheronization treatments as necessary to adjust the surface shape.
[0073]
Known pigments can be used as coloring pigments in the display particles. For example, black particles include carbon black and triiron tetroxide, and white pigments include titanium oxide, zinc oxide, and talc. Further, in order to impart desired charging characteristics, a known charge control agent can be included. Examples of positive charge control agents include nigrosine, triphenylmethane, and quaternary ammonium salts. Examples of negative charge control agents include azo complexes, salicylic acid complexes, and calixarenes. And boron-based compounds.
[0074]
The display particles can have charging characteristics suitable for switching images when voltage is applied. Alternatively, in order to improve fluidity, an external additive such as silica, alumina, or titania, which is often used for toner, or a small amount of carbon fluoride which is known to exhibit good movement as insulating particles, is used. May be immobilized. Further, a surface treatment may be performed with a silicon-acryl polymer, a fluorine-based polymer, or the like.
[0075]
As the photoconductive layer used in the image display medium of the present embodiment, a known charge generation material used for an electrophotographic photoreceptor can be used. For example, organic pigments such as azo pigments, quinone pigments, perylene pigments, indigo pigments, thioindigo pigments, phthalocyanine pigments, quinacdrine pigments, and inorganic materials such as amorphous silicon, amorphous selenium, cadmium sulfide, and zinc oxide Can be mentioned.
[0076]
As the binder resin that can be used for the photoconductive layer, a polymer capable of forming an electrically insulating film is preferable, and examples of such a polymer include polycarbonate, polyester, methacrylic resin, acrylic resin, and polystyrene. Vinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, silicone resin, silicone-alkyd resin and the like are used. The binder resin is not limited to these, and these binder resins can be used alone or in combination of two or more. Further, the same insulating resin can be used for the insulating film, the partition, and the protective body in the present image display medium.
[0077]
A charge transport material may be dispersed in the binder resin together with the charge generation material to form a photoconductive layer. Examples of the charge transport material used in the photoconductive layer include a stilpene compound, an arylamine compound, and a hydrazone compound.
[0078]
The number of turns of the coil for forming an electric field between the electrodes by electromagnetic induction of the image display medium of the present embodiment is set so that a desired voltage is obtained. Further, the coil may be provided with a switching tap so that the applied voltage between the electrodes can be changed as necessary.
[0079]
Similarly, the number of turns of the electromagnetic induction coil of the image forming apparatus that provides mutual induction to the electromagnetic induction coil of the image display medium by an external magnetic field is set so that a desired voltage is obtained, and the number of turns is changed as necessary. Switching taps that can be provided can also be provided.
[0080]
Further, the image display medium can switch the display particles more stably by incorporating a known device such as a pressure switch, a capacitor, or a resistor between the electromagnetic induction coil and the upper electrode and the lower electrode as necessary. In addition, the circuit can be designed.
[0081]
The exposure apparatus used in the image forming apparatus used for the image display medium of the present embodiment uses a scanning optical system to scan a laser light source one-dimensionally or two-dimensionally, a fluorescent display tube, a plasma light-emitting element, and an EL light-emitting element. A device or the like constituted by a one-dimensional optical writing or two-dimensional optical writing device in which elements, LED light emitting elements, and the like are arranged in a line or a plane can be used. Alternatively, a photomask may be provided, or a combination of a light source and a mirror capable of performing exposure by reflected light may be used.
[0082]
Further, the image forming apparatus of the present embodiment has an image display medium feeding device suitable for performing writing with a light beam scanning device quickly and precisely. For this feeding device, a known transport technology used in an electrophotographic printer and a printing machine can be used.
[0083]
As the transparent electrode in the image display medium of the present embodiment, a transparent electrode formed mainly of indium and tin on a glass surface or a transparent film can be used. Further, as the display particles, all of the above-described types of particles can be used, and display particles previously microencapsulated can be used as a method of enclosing between the electrodes.
[0084]
Next, a specific embodiment of the image display medium according to the present invention will be described. However, here, the image display medium is exemplified, and the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, in order to form an electric field between the electrodes, power is supplied by the electromagnetic induction coil. In addition to the dry image display medium using gas as an insulating fluid in which display particles are dispersed, migration using an insulating liquid is also used. It can also be applied to a type image display medium.
[Example 1]
(Preparation of Display Particles) Carbon black and a charge control agent (triphenylmethane derivative, Clariant) are dispersed, crushed, classified, and externally added to a polyester resin (manufactured by Mitsubishi Rayon), and are positively charged with a central particle diameter of 10 μm. Black particles were obtained.
[0085]
Similarly, titanium oxide and a charge stabilizer (modified polyester salt, Clariant) were dispersed, crushed, classified, and externally added to the polyester resin to obtain negatively-chargeable white particles having a center particle diameter of 10 μm.
(Preparation of Insulating Layer) A binder (polycarbonate, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical) was dissolved in tetrahydrofuran, applied to a PET film substrate with an ITO film by a doctor bar, and dried to form an insulating layer.
(Production of Particle Display Cell) A space is created by sandwiching a 100 μm transparent film between both substrates of a lower electrode having a charge generation layer made of a photoconductive layer and an upper electrode having an insulating layer. A mixture of black particles and white particles was sealed in the space together with dry air, an electromagnetic induction coil was attached, and a display cell was formed.
(Display operation) When a negative voltage of 300 V is applied to the ITO lower electrode by an induction magnetic field using an external electromagnetic induction coil, the upper electrode side shows white on the entire surface, or when a positive voltage of 300 V is applied, the entire surface becomes white. The display became black.
[Example 2]
(Preparation of Display Particles) Carbon black and a charge control agent (triphenylmethane derivative, Clariant) are dispersed, crushed, classified, and externally added to a polyester resin (manufactured by Mitsubishi Rayon), and are positively charged with a central particle diameter of 10 μm. Black particles were obtained. Similarly, titanium oxide and a charge stabilizer (modified polyester salt, Clariant) were dispersed, crushed, classified, and externally added to the polyester resin to obtain negatively-chargeable white particles having a center particle diameter of 10 μm.
(Preparation of Composite Layer of Photoconductive Layer and Insulating Layer) One part of a charge generation material (titanyl phthalocyanine) and one part of a binder (polycarbonate, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical) are dissolved in tetrahydrofuran, and ITO is used as a lower electrode substrate by a doctor bar. It was applied on a PET film substrate with a film and dried to form a photoconductive layer.
[0086]
A binder (polycarbonate, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) dissolved in tetrahydrofuran was applied onto the photoconductive layer by spin coating, and dried to form a composite layer of an insulating layer and a photoconductive layer.
(Formation of Insulating Layer) A binder (polycarbonate, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical) was dissolved in tetrahydrofuran, applied on a color filter by a doctor bar, and dried to form an insulating layer.
(Preparation of Particle Display Cell) A 100 μm transparent film is sandwiched between both substrates of a lower electrode having a charge generation layer made of a photoconductive layer and an upper electrode having an insulating layer to form a space. A mixture of black particles and white particles was sealed in the space together with dry air, an electromagnetic induction coil was attached, and a display cell was formed.
(Display operation) When a negative voltage of 300 V is applied to the ITO lower electrode by an induction magnetic field using an external electromagnetic induction coil, the upper electrode side shows white on the entire surface, and when a positive voltage of 300 V is applied, a black display on the entire surface. It became.
(Color display operation) Wavelength 780 nm, exposure surface output 1 mW / cm 2 Using the laser unit and an external induction magnetic field coil, an apparatus for performing voltage application, exposure, and color display on the image display medium of this example was manufactured. Using this device, a voltage of -300 V is applied to the lower electrode, and the entire surface is exposed to white from the lower electrode side. After that, a voltage of +300 V is applied to the lower electrode to obtain desired image data. A desired image display could be performed by partially writing and exposing with a laser beam.
[Example 3]
(Preparation of Display Particles) Carbon black and a charge control agent (triphenylmethane derivative, Clariant) are dispersed, crushed, classified, and externally added to a polyester resin (manufactured by Mitsubishi Rayon), and are positively charged with a central particle diameter of 10 μm. Black particles were obtained.
[0087]
Similarly, titanium oxide and a charge stabilizer (modified polyester salt, Clariant) were dispersed, crushed, classified, and externally added to the polyester resin to obtain negatively-chargeable white particles having a center particle diameter of 10 μm.
(Preparation of Composite Layer of Photoconductive Layer and Insulating Layer) One part of a charge generating material (titanyl phthalocyanine) and one part of a binder (polycarbonate, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical) are dissolved in tetrahydrofuran, and an ITO film serving as a lower substrate is formed with a doctor bar. It was applied on a PET film substrate with a coating and dried to obtain a photoconductive layer.
[0088]
On the photoconductive layer, a binder (polycarbonate, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) dissolved in tetrahydrofuran was applied by spin coating, and dried to form a composite layer of an insulating layer and a photoconductive layer.
(Formation of Insulating Layer) A binder (polycarbonate, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical) was dissolved in tetrahydrofuran, applied on a color filter by a doctor bar, and dried to form an insulating layer.
(Preparation of Particle Display Cell) A 100 μm transparent film is sandwiched between both substrates of a lower electrode having a charge generation layer made of a photoconductive layer and an upper electrode having an insulating layer to form a space. A mixture of black particles and white particles was sealed in the space together with dry air, a coil for electromagnetic induction was attached, and a color filter was provided on the upper substrate surface to form a display cell.
(Display operation) When a negative voltage of 300 V is applied to the ITO lower electrode by an induction magnetic field using an external electromagnetic induction coil, the upper electrode side exhibits white on the entire surface, and when a positive voltage of 300 V is applied, the entire surface is black. It was displayed.
(Color display operation) Wavelength 780 nm, exposure surface output 1 mW / cm 2 Using the laser unit and an external electromagnetic induction coil, an apparatus for applying a voltage, exposing, and performing color display on the image display medium of this example was manufactured. Using this apparatus, a voltage of -300 V is applied to the lower electrode, the entire surface of the photoconductive layer is exposed from the lower electrode side to make a white display, and a voltage of +300 V is applied to the lower electrode to obtain a desired image. Data was written with laser light, partial exposure was performed, and a color image display was performed only on the portion where the writing and exposure were performed.
[0089]
【The invention's effect】
As described above, in the image display medium of the present invention, two kinds of display particles having different charging characteristics and different colors are sealed between the upper electrode and the lower electrode together with the medium, and an electric field is applied between the electrodes during image rewriting. Since the electromagnetic induction coil to be formed has a hermetically sealed structure so as to be shielded from the outside, even after the writing is completed, it is possible to prevent the electric charge of the display particles from spontaneously discharging, and to maintain the image for a long period of time.
[0090]
Further, since a magnetic flux is supplied from the electromagnetic induction coil of the image forming apparatus to the electromagnetic induction coil in the image display medium and a switch which is turned on only at the time of writing is inserted, an electric field between the upper electrode and the lower electrode is inserted. The formation can be realized by a simple circuit configuration, and the polarity and strength of the electric field between the upper electrode and the lower electrode can be arbitrarily changed by changing the magnetic flux supplied from the electromagnetic induction coil of the image forming apparatus. And the image rewriting process can be easily performed.
[0091]
Therefore, according to the present invention, an inexpensive image display medium or color image display medium which has good image contrast, is light, can hold an image for a long period of time, is rewritable, and can be rewritten.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an image display medium according to the present invention, illustrating the principle of rewriting by applying a voltage generated by an external electromagnetic induction coil.
FIG. 2 is a graph showing a change in magnetic flux in an external electromagnetic induction coil when a voltage is applied.
FIG. 3 is a schematic sectional view illustrating an initial state of an optically writable image display medium.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a state where a voltage is applied in the case of an optically writable image display medium.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating an optically written state in the case of an optically writable image display medium.
FIG. 6 is a schematic sectional view illustrating an initial state in the case of an image display medium having a color filter.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a state where a voltage is applied to an image display medium having a color filter.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view illustrating an optical writing state in an image display medium having a color filter.
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an optically writable image forming apparatus using an image display medium having a color filter.
[Explanation of symbols]
1. Upper substrate
2 ... Lower board
3: Upper electrode
4, 6 ... insulating layer
5 Lower electrode
7 ... Spacer
8 Black particles
9 white particles
10 ... gas
11 ... partition
12, 15 ... electromagnetic induction coil
13 ... Protector
14 Power supply unit
16 Photoconductive layer
17 ... Exposure device for initialization
18. Light beam scanning device
19 ... Feeding device
S: Pressure switch
L1 to L3: writing light
F ... Color filter
R 1 , R 2 … Red filter
G 1 , G 2 … Green filter
B 1 , B 2 … Blue filter

Claims (11)

少なくとも一方が透明導電性の第1電極と第2電極を有し、異なる帯電特性及び色を有する複数の表示粒子が、第1電極上の絶縁層と第2電極上の絶縁層との間に封入され、第1電極と第2電極の間に形成された電界によって移動される画像表示媒体において、
電磁誘導コイルが、第1電極と第2電極とに接続され、電気絶縁体により第1電極及び第2電極と共に密封され、
前記電磁誘導コイルに磁束が供給されることにより、第1電極と第2電極の間に前記電界が形成されることを特徴とする画像表示媒体。
At least one has a transparent conductive first electrode and a second electrode, and a plurality of display particles having different charging characteristics and colors are provided between the insulating layer on the first electrode and the insulating layer on the second electrode. In an image display medium encapsulated and moved by an electric field formed between the first electrode and the second electrode,
An electromagnetic induction coil connected to the first electrode and the second electrode, and sealed with the first electrode and the second electrode by an electrical insulator;
An image display medium, wherein the electric field is formed between a first electrode and a second electrode by supplying a magnetic flux to the electromagnetic induction coil.
前記表示粒子は、対向する前記絶縁層間に封入された絶縁性流体中に分散されていることを特徴とする請求項1に記載の画像表示媒体。The image display medium according to claim 1, wherein the display particles are dispersed in an insulating fluid sealed between the opposing insulating layers. 前記磁束は、前記電磁誘導コイルに近接する他の電磁誘導コイルから供給されることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像表示媒体。The image display medium according to claim 1, wherein the magnetic flux is supplied from another electromagnetic induction coil adjacent to the electromagnetic induction coil. 前記電磁誘導コイルは、スイッチを介して、第1電極又は第2電極に接続され、
前記磁束が前記電磁誘導コイルに供給されているときに、前記スイッチがオンにされることを特徴とする請求項3に記載の画像表示媒体。
The electromagnetic induction coil is connected to a first electrode or a second electrode via a switch,
The image display medium according to claim 3, wherein the switch is turned on when the magnetic flux is being supplied to the electromagnetic induction coil.
前記他の電磁誘導コイルから供給される前記磁束が、時間的に急峻な変化と緩やかな変化とを有し、
前記磁束の前記急峻な変化と前記緩やかな変化との順によって、前記電界の極性が決ることを特徴とする請求項3又は4に記載の画像表示媒体。
The magnetic flux supplied from the other electromagnetic induction coil has a steep change and a gradual change in time,
The image display medium according to claim 3, wherein the polarity of the electric field is determined by an order of the steep change and the gentle change of the magnetic flux.
前記電磁誘導コイルと第1電極又は第2電極との間に整流回路が接続されることを特徴とする請求項3又は4に記載の画像表示媒体。The image display medium according to claim 3, wherein a rectifier circuit is connected between the electromagnetic induction coil and the first electrode or the second electrode. 前記電磁誘導コイルは、第1電極と第2電極の周縁部分の前記電気絶縁体内面に形成されていることを特徴とする請求項3乃至6のいずれか一項に記載の画像表示媒体。The image display medium according to any one of claims 3 to 6, wherein the electromagnetic induction coil is formed on the inner surface of the electric insulator at a peripheral portion of the first electrode and the second electrode. 透明導電性である第1電極又は第2電極と前記絶縁層との間に、光導電層が形成され、
第1電極又は第2電極を介して前記光導電層に書き込み光が照射されることを特徴とする請求項7に記載された画像表示媒体。
A photoconductive layer is formed between the insulating layer and the first or second electrode that is transparent conductive,
The image display medium according to claim 7, wherein writing light is applied to the photoconductive layer via the first electrode or the second electrode.
前記光導電層と対向する側の第1電極又は第2電極の表面上に、カラーフィルタ層が形成されていることを特徴とする請求項8に記載の画像表示媒体。The image display medium according to claim 8, wherein a color filter layer is formed on a surface of the first electrode or the second electrode facing the photoconductive layer. 請求項1乃至9に記載された画像表示媒体に備えられた第1電磁誘導コイルに近接して、該画像表示媒体の第1電極と第2電極との間に電界が形成されるように、磁束を供給する第2電磁誘導コイルと、
第2電磁誘導コイルから発生する前記磁束を変化させる磁束可変手段と、
を有する電源装置を備えた画像形成装置。
An electric field is formed between the first electrode and the second electrode of the image display medium in the vicinity of the first electromagnetic induction coil provided in the image display medium according to claim 1. A second electromagnetic induction coil for supplying magnetic flux,
Magnetic flux changing means for changing the magnetic flux generated from the second electromagnetic induction coil;
An image forming apparatus provided with a power supply device having:
請求項8又は9に記載された画像表示媒体に備えられた第1電磁誘導コイルに近接して、該画像表示媒体の第1電極と第2電極との間に電界が形成されるように、磁束を供給する第2電磁誘導コイルと、該第2電磁誘導コイルが発生する磁束量を変化させる磁束可変手段とを有する電源装置と、
前記画像表示媒体に対して書き込み光を照射し、該書き込み光を前記画像表示媒体の面上で走査する走査手段と、前記画像表示媒体を移動する送り手段とを有する露光装置と、
を備えた画像形成装置。
An electric field is formed between the first electrode and the second electrode of the image display medium in the vicinity of the first electromagnetic induction coil provided in the image display medium according to claim 8 or 9. A power supply device comprising: a second electromagnetic induction coil for supplying a magnetic flux; and a magnetic flux variable unit for changing an amount of magnetic flux generated by the second electromagnetic induction coil;
Irradiating the image display medium with writing light, scanning means for scanning the writing light on the surface of the image display medium, and an exposure apparatus having a feeding means for moving the image display medium,
An image forming apparatus comprising:
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JP2007310398A (en) * 2006-05-19 2007-11-29 Xerox Corp Image display method in electrophoretic display device
JP2009145889A (en) * 2007-12-17 2009-07-02 Palo Alto Research Center Inc Display and method for forming display

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