JP2007225757A - Information equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示メモリー性を有し走査電極ごとに順次アドレスされるパッシブもしくはアクティブ駆動される表示器と、入力手段の位置を検出する位置検出器とで構成され、位置検出器の入力に対応して表示器の表示情報を更新する情報機器に関するものである。 The present invention is composed of a passive or active display that has display memory characteristics and is sequentially addressed for each scan electrode, and a position detector that detects the position of the input means, and corresponds to the input of the position detector. Thus, the present invention relates to an information device that updates display information on the display.
従来、表示メモリー性を有する表示器として、種々の電子ペーパーなどが知られている。その一例として、少なくとも一方が透明な2枚の基板間の気中空間に表示媒体を封入し、それぞれ基板上に互いに交差するように設けられた走査電極と選択電極とから封入した表示媒体に電界を付与することによって、表示媒体を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルが知られている(例えば、非特許文献1参照)。
近年、表示メモリー性を有する電子ペーパーなどの表示器に対し、メモ、アンダーライン、手書きの情報をペンや指などの入力手段により表示器上に加筆したいとの希望が高くなっている。そのため、表示メモリー性を有する表示器と入力手段の位置を検出する位置検出器とを組み合わせて、入力手段により表示器上に情報を付加できる情報機器を構成することが考慮されている。 2. Description of the Related Art In recent years, there is an increasing desire to add memo, underline, and handwritten information to a display device such as an electronic paper having a display memory property on an input device such as a pen or a finger. Therefore, it is considered to configure an information device that can add information on the display by the input means by combining a display having a display memory property and a position detector that detects the position of the input means.
上述した情報機器において、表示メモリー性を有する表示器として、走査電極ごとに順次アドレスされるパッシブもしくはアクティブ駆動されるドットマトリックス表示器を用いると、以下のような問題が発生していた。 In the information equipment described above, if a passive or active-driven dot matrix display that is sequentially addressed for each scan electrode is used as a display having display memory properties, the following problems have occurred.
例えば、図8に示すように、表示メモリー性を有する表示器51と位置検出器52とを重ねて情報機器53を構成し、入力用ペン54により表示器51上に情報ここではカーソル55を操作することを考える。そして、このような構成の情報機器53において、図9に示すように、ペン54により手書き入力をすることを考える。具体的には、図10に示すように左下から右上へ向かって線を入力しようとすると、すべての走査電極を走査(ページ書き換え)するのに時間がかかる(例えば、0.5秒/ページ)ため、図11に示すように、ページごとに消去と書き込みを行う過程で線が途切れるなど著しい不都合が発生する問題があった。また、情報機器53において、図12に示すように、ペン54をマウスの代用としてカーソル55を移動させることを考える。このときは、図13に示すように、左下から右上に向かってカーソル55を移動させようとすると、やはりすべての走査電極を走査(ページ書き換え)するのに時間がかかるため、図14に示すように、カーソル55の移動の軌跡を十分に追うことができず、著しく操作性に劣る問題もあった。
For example, as shown in FIG. 8, an
本発明の目的は上述した問題点を解消して、走査電極ごとに順次アドレスされるパッシブもしくはアクティブ駆動させる表示器においても、付加すべき表示情報を途中の切れがなく、また、追従性を良好に表示することができる情報機器を提供しようとするものである。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and in a display that is passively or actively driven sequentially for each scan electrode, display information to be added is not cut off in the middle, and the followability is good. It is intended to provide an information device that can be displayed on the screen.
本発明の情報機器は、表示メモリー性を有し走査電極ごとに順次アドレスされるパッシブもしくはアクティブ駆動される表示器と、入力手段の位置を検出する位置検出器とで構成され、位置検出器の入力に対応して表示器の表示情報を更新する情報機器において、前記位置検出器による入力に対応して付加すべき表示情報を表示器に表示するにあたり、付加すべき表示情報の表示器上の位置に対応する走査電極のみを走査するよう構成したことを特徴とするものである。 The information device of the present invention is composed of a passive or active-driven display that has display memory properties and is sequentially addressed for each scan electrode, and a position detector that detects the position of the input means. In an information device that updates display information of a display unit in response to an input, when displaying display information to be added in response to an input by the position detector on the display unit, the display information to be added on the display unit The present invention is characterized in that only the scanning electrode corresponding to the position is scanned.
本発明の情報機器の好適例としては、位置検出器による入力に対応して更新すべき表示情報を表示するにあたり、消去すべき表示情報の表示器上の位置に対応する走査電極を複数同時に選択し消去を行い、その後付加すべき表示情報を表示するにあたり、付加すべき表示情報の表示器上の位置に対応する走査電極のみを走査するよう構成したこと、表示器が、少なくとも一方が透明な2枚の基板間の気中空間に表示媒体を封入し、それぞれ基板上に互いに交差するように設けられた走査電極と選択電極とから封入した表示媒体に電界を付与することによって、表示媒体を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルであること、がある。 As a preferred example of the information device of the present invention, when displaying display information to be updated in response to an input by a position detector, a plurality of scanning electrodes corresponding to positions on the display of display information to be erased are simultaneously selected. When displaying the display information to be added thereafter, the display device is configured to scan only the scanning electrode corresponding to the position of the display information to be added on the display, and at least one of the displays is transparent. The display medium is sealed between the two substrates, and an electric field is applied to the sealed display medium from the scanning electrode and the selection electrode provided so as to cross each other on the substrate. It may be an information display panel that moves and displays information such as images.
本発明によれば、位置検出器による入力に対応して付加すべき表示情報を表示器に表示するにあたり、付加すべき表示情報の表示器上の位置に対応する走査電極のみを走査するよう構成することで、走査電極ごとに順次アドレスされるパッシブもしくはアクティブ駆動させる表示器においても、付加すべき表示情報を途中の切れがなく、また、追従性を良好に表示することができる情報機器を得ることができる。 According to the present invention, when displaying the display information to be added corresponding to the input by the position detector on the display, only the scanning electrode corresponding to the position on the display of the display information to be added is scanned. As a result, even in a passively or actively driven display that is sequentially addressed for each scan electrode, there is obtained an information device that can display the display information to be added without any interruption in the middle and can display the followability satisfactorily. be able to.
図1は本発明の情報機器の一例の構成を示す図である。図1に示す例において、メモリー性を有する表示器1と位置検出器2とを重ねて情報機器3を構成し、入力用ペン4により表示器1上に情報ここではカーソル5を操作している。以上の構成は図7で示した従来考えられていた例と同じである。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an example of an information device according to the present invention. In the example shown in FIG. 1, an
図1に示す例において、表示器1としては、表示メモリー性を有し、走査電極ごとにパッシブもしくはアクティブマトリックス駆動されるものを使用する。その一例として、電子粉流体を用いた情報表示用パネルを後述する。位置検出器2としては、圧力、静電結合、電磁結合、光学結合、表面弾性波(超音波を含む)結合などにより、入力手段としての入力用ペン4もしくは指などの位置を検出するものを使用する。図1に示す例において、表示器1と位置検出器2とを重ねて構成しているが、表示器1と位置検出器2との物理的位置関係(重ねる・重ねない、前面・背面など)や大きさはいずれでも良い。また、表示器1と位置検出器2との解像度・分解能は同じでも異なっていても良い。異なっている場合は適当な変換手段を設ける。 In the example shown in FIG. 1, as the display 1, a display having a memory property and driven by passive or active matrix for each scanning electrode is used. As an example, an information display panel using an electronic powder fluid will be described later. The position detector 2 detects the position of an input pen 4 or a finger as input means by pressure, electrostatic coupling, electromagnetic coupling, optical coupling, surface acoustic wave (including ultrasonic) coupling, or the like. use. In the example shown in FIG. 1, the display 1 and the position detector 2 are configured to overlap each other, but the physical positional relationship between the display 1 and the position detector 2 (overlap / not overlap, front / back, etc.) Any size is acceptable. Further, the resolution and resolution of the display 1 and the position detector 2 may be the same or different. If they are different, appropriate conversion means are provided.
本発明の情報機器3の特徴は、表示器1における情報の書き込みを、従来のようにすべての走査電極を走査(ページ書き換え)することによって行うのではなく、走査電極の一部のみを書き込む部分書込を行うこと、さらには、部分書込と一部のみを消去する部分消去を行うことで、実施する点にある。この特徴は、入力手段4の位置を位置検出器2で検出し、その位置に対応した走査電極のみを走査あるいは消去することで実行することができる。部分書込をする走査電極の領域は、追記した情報の大きさに応じて適宜選択でき、画像追記用の書き込みの最小単位は1走査電極(1走査線)となる。以下、部分書込の例および部分書込/部分消去の例について順に説明する。
The
<部分書込の例について>
図9に示すように、表示器1の画面の左下から右上へ向かって線を入力する場合を考える。通常、本例のような手書き入力などの場合、ペンの軌跡表示を行う場合が多い。その場合は一般的に(消去走査なしに)書き込みを行えば良い場合が多く、部分書込を行う。
<Example of partial writing>
As shown in FIG. 9, consider a case where a line is input from the lower left to the upper right of the screen of the display 1. Usually, in the case of handwritten input as in this example, the pen locus is often displayed. In that case, in general, it is often sufficient to perform writing (without erasure scanning), and partial writing is performed.
図2は本発明の情報機器における部分書込の一例を説明するための図である。図2に示す例では、位置検出器2による入力に対応して付加すべき表示情報(ここでは線)を表示するにあたり、付加すべき情報の表示器1上の位置に対応する走査電極のみ走査して、情報を表示器1に書き込んでいる。具体的には、図2に示すように、ペンの位置を含む一定の領域にある走査電極のみを連続して繰り返し走査することで、連続した線を得ている。 FIG. 2 is a diagram for explaining an example of partial writing in the information device of the present invention. In the example shown in FIG. 2, when displaying the display information (here, a line) to be added corresponding to the input by the position detector 2, only the scanning electrode corresponding to the position on the display 1 of the information to be added is scanned. Then, information is written on the display 1. Specifically, as shown in FIG. 2, continuous lines are obtained by continuously and repeatedly scanning only the scanning electrodes in a certain region including the pen position.
<部分書込/部分消去の例について>
図12に示すように、表示器1の画面の左下から右上へ向かってカーソルを移動する場合を考える。図3および図4はそれぞれ本発明の情報機器における部分書込/部分消去の一例を説明するための図である。図3および図4に示す例では、位置検出器による入力に対応して更新すべき表示情報を表示するにあたり、消去すべき表示情報の表示器上の位置に対応する走査電極を複数同時に選択し消去走査を行い、その後付加すべき表示情報を表示するにあたり、付加すべき表示情報の表示器上の位置に対応する走査電極のみを走査するよう構成している。
<Example of partial write / erase>
Consider a case where the cursor is moved from the lower left to the upper right of the screen of the display 1 as shown in FIG. FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams for explaining an example of partial writing / partial erasing in the information apparatus of the present invention. In the example shown in FIG. 3 and FIG. 4, when displaying the display information to be updated corresponding to the input by the position detector, a plurality of scan electrodes corresponding to the positions on the display of the display information to be erased are simultaneously selected. When performing the erasure scan and displaying the display information to be added thereafter, only the scanning electrode corresponding to the position on the display of the display information to be added is scanned.
図3に示す例では、元のカーソルを消去し、その後位置検出器2で検出したカーソルの位置に対応する走査電極のみを走査し、この工程を繰り返すことでカーソルの移動を一部が欠けることなく行うことができる。図3に示す例のように、中間調表示を行わない(2値表示)の場合は、新規に書き込む位置の表示を事前に消去する必要はない。図4に示す例では、中間調表示を行い、かつ新規に表示しようとしている階調が書き込み操作のみで得られない(より低濃度の)表示を行っており、そのような場合は、新規に書き込む位置の事前消去が必要となる。いずれの例においても、書き込みは所定の領域の走査電極を順次走査して実施するが、消去は所定の領域の走査電極すべてに対して同時に実施することができる。なお、図5に示すように、入力手段4としての消しゴムペンにより消去する色で部分書き込みし、ペン入力追従性の良い部分消去をすることもできる In the example shown in FIG. 3, the original cursor is erased, and then only the scan electrode corresponding to the position of the cursor detected by the position detector 2 is scanned, and a part of the movement of the cursor is lost by repeating this process. Can be done without. When halftone display is not performed (binary display) as in the example illustrated in FIG. 3, it is not necessary to delete the display of a new writing position in advance. In the example shown in FIG. 4, halftone display is performed, and a display in which the gradation to be newly displayed cannot be obtained only by the writing operation (lower density) is performed. It is necessary to erase the writing position in advance. In any of the examples, writing is performed by sequentially scanning the scanning electrodes in a predetermined region, but erasing can be performed simultaneously on all the scanning electrodes in the predetermined region. As shown in FIG. 5, it is also possible to perform partial writing with a color to be erased by an eraser pen as the input means 4 and perform partial erasing with good pen input tracking capability.
図3および図4に示す部分書込/部分消去の例において、XGA(1024×768ドット)で縦に走査する場合、走査線数は1024ラインとなる。書き込み速度が0.5msec/ラインだとすると、従来のページ書き換えの場合、カーソル表示更新のために約0.5秒かかる。カーソルアイコンが32×32ドットとした場合、本発明によればカーソル表示更新は16msecのみで済む。そのため、本発明の例は従来例と比べて約32倍の高速化が可能となる。 In the example of partial writing / partial erasing shown in FIGS. 3 and 4, when scanning vertically with XGA (1024 × 768 dots), the number of scanning lines is 1024 lines. If the writing speed is 0.5 msec / line, it takes about 0.5 seconds to update the cursor display in the conventional page rewriting. When the cursor icon is 32 × 32 dots, according to the present invention, the cursor display update is only 16 msec. Therefore, the speed of the example of the present invention can be increased by about 32 times compared to the conventional example.
次に、本発明の情報機器で用いる表示器1として好適に用いられる情報表示用パネルについて説明する。 Next, an information display panel suitably used as the display 1 used in the information device of the present invention will be described.
まず、本発明の情報表示用パネルの基本的な構成について説明する。本発明の対象となる情報表示用パネルでは、対向する2枚の基板間に封入した表示媒体に電界が付与される。付与された電界方向にそって、帯電した表示媒体が電界による力やクーロン力などによって引き寄せられ、表示媒体が電位の切替による電界方向の変化によって移動方向を変えることにより、画像等の情報表示がなされる。従って、表示媒体が、均一に移動し、かつ、繰り返し表示を書き換える時あるいは表示情報を継続して表示する時の安定性を維持できるように、情報表示用パネルを設計する必要がある。ここで、表示媒体を構成する粒子にかかる力は、粒子同士のクーロン力により引き付けあう力の他に、電極や基板との電気鏡像力、分子間力、液架橋力、重力などが考えられる。 First, the basic configuration of the information display panel of the present invention will be described. In the information display panel which is an object of the present invention, an electric field is applied to a display medium sealed between two opposing substrates. Along with the applied electric field direction, the charged display medium is attracted by the electric field force or Coulomb force, etc., and the display medium changes the moving direction by the electric field direction change due to the potential switching, thereby displaying information such as an image. Made. Therefore, it is necessary to design the information display panel so that the display medium can move uniformly and maintain stability when rewriting the display repeatedly or when displaying the display information continuously. Here, as the force applied to the particles constituting the display medium, in addition to the force attracting each other by the Coulomb force between the particles, an electric mirror image force between the electrode and the substrate, an intermolecular force, a liquid cross-linking force, gravity and the like can be considered.
本発明の対象となる情報表示用パネルの例を、図6(a)、(b)に基づき説明する。図6(a)、(b)に示す例では、少なくとも1種以上の粒子から構成される光学的反射率および帯電特性の異なる少なくとも2種以上の表示媒体13(ここでは白色表示媒体用粒子13Waの粒子群からなる白色表示媒体13Wと黒色表示媒体用粒子13Baの粒子群からなる黒色表示媒体13Bを示す)を、基板11に設けた電極15と基板12に設けた電極16との間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板11、12と垂直に移動させ、黒色表示媒体13Bを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色表示媒体13Wを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、図6(b)に示す例では、基板11、12との間に例えば格子状に隔壁14を設けセルを形成している。また、図6(b)において、手前にある隔壁は省略している。さらに、基板に設けた電極は基板の外側にあっても基板の内部に埋め込まれてあってもよい。
An example of an information display panel that is an object of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b). In the example shown in FIGS. 6A and 6B, at least two types of display mediums 13 (here, white display medium particles 13Wa) having at least one type of particles and having different optical reflectance and charging characteristics. Between the
以上の説明は、粒子群からなる白色表示媒体13Wを粉流体からなる白色媒体に、粒子群からなる黒色表示媒体13Bを粉流体からなる黒色表示媒体に、それぞれ置き換えた場合も同様に適用することが出来る。粉流体については後述する。また、表示媒体用粒子の色は白/黒に限らず、様々な色の組合せが可能である。 The above description is similarly applied to the case where the white display medium 13W including the particle group is replaced with the white medium including the powder fluid and the black display medium 13B including the particle group is replaced with the black display medium including the powder fluid. I can do it. The powder fluid will be described later. The color of the display medium particles is not limited to white / black, and various color combinations are possible.
以下、本発明の情報表示用パネルを構成する各部材について説明する。 Hereinafter, each member which comprises the information display panel of this invention is demonstrated.
基板については、少なくとも一方の基板は情報表示用パネル外側から表示媒体の色が確認できる透明な基板12であり、可視光の透過率が高くかつ耐熱性の良い材料が好適である。基板11は透明でも不透明でもかまわない。基板材料を例示すると、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、アクリルなどのポリマーシートや、金属シートのように可とう性のあるもの、および、ガラス、石英などの可とう性のない無機シートが挙げられる。基板の厚みは、2〜5000μmが好ましく、さらに5〜2000μmが好適であり、薄すぎると、強度、基板間の間隔均一性を保ちにくくなり、5000μmより厚いと、薄型情報表示用パネルとする場合に不都合がある。なお、表示器1を位置検出器2と重ねて構成する場合は基板11、12との透明である必要がある。
As for the substrate, at least one of the substrates is a
電極形成材料としては、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等の金属類や酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム、導電性酸化錫、アンチモン錫酸化物(ATO)、導電性酸化亜鉛等の導電金属酸化物類、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性高分子類が例示され適宜選択して用いられる。電極の形成方法としては、上記例示の材料をスパッタリング法、真空蒸着法、CVD(化学蒸着)法、塗布法等で薄膜状に形成する方法や、導電剤を溶媒や合成樹脂バインダーに混合して塗布したりする方法が用いられる。視認側であり透明である必要のある表示面側基板12に設ける電極は透明である必要があるが、背面側基板11に設ける電極は透明である必要はない。いずれの場合もパターン形成可能で導電性である上記材料を好適に用いることができる。なお、電極厚みは、導電性が確保でき光透過性に支障がなければ良く、3〜1000nm、好ましくは5〜400nmが好適である。背面側基板1に設ける電極の材質や厚みなどは上述した表示面側基板に設ける電極と同様であるが、透明である必要はない。なお、表示器1を位置検出器2と重ねて構成する場合は基板11、12に設ける電極はすべて透明である必要がある。また、この場合の外部電圧入力は、直流あるいは交流を重畳しても良い。
Electrode forming materials include metals such as aluminum, silver, nickel, copper, and gold, and conductive materials such as indium tin oxide (ITO), indium oxide, conductive tin oxide, antimony tin oxide (ATO), and conductive zinc oxide. Conductive polymers such as metal oxides, polyaniline, polypyrrole, and polythiophene are exemplified and appropriately selected and used. As a method for forming an electrode, a method of forming the above-described materials into a thin film by sputtering, vacuum deposition, CVD (chemical vapor deposition), coating, or the like, or mixing a conductive agent with a solvent or a synthetic resin binder. The method of apply | coating is used. The electrode provided on the display
必要に応じて基板に設ける隔壁14については、その形状は表示にかかわる表示媒体の種類や、配置する電極の形状、配置により適宜最適設定され、一概には限定されないが、隔壁の幅は2〜100μm、好ましくは3〜50μmに、隔壁の高さは10〜100μm、好ましくは10〜50μmに調整される。
また、隔壁を形成するにあたり、対向する両基板11、12の各々にリブを形成した後に接合する両リブ法、片側の基板上にのみリブを形成する片リブ法が考えられる。この発明では、いずれの方法も好適に用いられる。
これらのリブからなる隔壁により形成されるセルは、図7に示すごとく、基板平面方向からみて四角状、三角状、ライン状、円形状、六角状が例示され、配置としては格子状やハニカム状や網目状が例示される。表示面側から見える隔壁断面部分に相当する部分(セルの枠部の面積)はできるだけ小さくした方が良く、表示の鮮明さが増す。
ここで、隔壁の形成方法を例示すると、金型転写法、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、フォトリソ法、アディティブ法が挙げられる。いずれの方法もこの発明の情報表示用パネルに好適に用いることができるが、これらのうち、レジストフィルムを用いるフォトリソ法や金型転写法が好適に用いられる。
The shape of the
In forming the partition walls, a both-rib method in which ribs are formed on each of the opposing
As shown in FIG. 7, the cells formed by the partition walls made of these ribs are exemplified by a square shape, a triangular shape, a line shape, a circular shape, and a hexagonal shape as viewed from the substrate plane direction. And a mesh shape. It is better to make the portion corresponding to the cross section of the partition wall visible from the display surface side (the area of the cell frame) as small as possible, and the display becomes clearer.
Examples of the method for forming the partition include a mold transfer method, a screen printing method, a sand blast method, a photolithography method, and an additive method. Any of these methods can be suitably used for the information display panel of the present invention, and among these, a photolithography method using a resist film and a mold transfer method are suitably used.
次に、表示媒体用粒子から構成される表示媒体として用いる粉流体について説明する。なお、本発明の情報表示用パネルで用いる粉流体の名称については、本出願人が「電子粉流体(登録商標):登録番号4636931」の権利を得ている。 Next, the powder fluid used as the display medium composed of the display medium particles will be described. As for the name of the powder fluid used in the information display panel of the present invention, the present applicant has obtained the right of “Electronic Powder Fluid (registered trademark): Registration No. 4636931”.
本発明における「粉流体」は、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。例えば、液晶は液体と固体の中間的な相と定義され、液体の特徴である流動性と固体の特徴である異方性(光学的性質)を有するものである(平凡社:大百科事典)。一方、粒子の定義は、無視できるほどの大きさであっても有限の質量をもった物体であり、重力の影響を受けるとされている(丸善:物理学事典)。ここで、粒子でも、気固流動層体、液固流動体という特殊状態があり、粒子に底板から気体を流すと、粒子には気体の速度に対応して上向きの力が作用し、この力が重力とつりあう際に、流体のように容易に流動できる状態になるものを気固流動層体と呼び、同じく、流体により流動化させた状態を液固流動体と呼ぶとされている(平凡社:大百科事典)。このように気固流動層体や液固流動体は、気体や液体の流れを利用した状態である。本発明では、このような気体の力も、液体の力も借りずに、自ら流動性を示す状態の物質を、特異的に作り出せることが判明し、これを粉流体と定義した。 The “powder fluid” in the present invention is a substance in an intermediate state of both fluid and particle characteristics that exhibits fluidity by itself without borrowing the force of gas or liquid. For example, liquid crystal is defined as an intermediate phase between a liquid and a solid, and has fluidity that is a characteristic of liquid and anisotropy (optical properties) that is a characteristic of solid (Heibonsha: Encyclopedia) . On the other hand, the definition of particle is an object with a finite mass even if it is negligible, and is said to be affected by gravity (Maruzen: Physics Encyclopedia). Here, even in the case of particles, there are special states of gas-solid fluidized bed and liquid-solid fluids. When gas is flowed from the bottom plate to the particles, upward force is applied to the particles according to the velocity of the gas. Is a gas-solid fluidized bed that is in a state where it can easily flow when it balances with gravity, and it is also called a liquid-solid fluidized state that is fluidized by a fluid (ordinary) Company: Encyclopedia). As described above, the gas-solid fluidized bed body and the liquid-solid fluid are in a state of using a gas or liquid flow. In the present invention, it has been found that a substance in a state of fluidity can be produced specifically without borrowing the force of such gas and liquid, and this is defined as powder fluid.
すなわち、本発明における粉流体は、液晶(液体と固体の中間相)の定義と同様に、粒子と液体の両特性を兼ね備えた中間的な状態で、先に述べた粒子の特徴である重力の影響を極めて受け難く、高流動性を示す特異な状態を示す物質である。このような物質はエアロゾル状態、すなわち気体中に固体状もしくは液体状の物質が分散質として安定に浮遊する分散系で得ることができ、本発明の情報表示用パネルで固体状物質を分散質とするものである。 That is, the pulverulent fluid in the present invention is in an intermediate state having both the characteristics of particles and liquid, as in the definition of liquid crystal (liquid and solid intermediate phase), and is the characteristic of the above-mentioned particles. It is a substance that is extremely unaffected and exhibits a unique state with high fluidity. Such a substance can be obtained in an aerosol state, that is, in a dispersion system in which a solid or liquid substance is stably suspended as a dispersoid in a gas, and the solid substance is regarded as a dispersoid in the information display panel of the present invention. To do.
本発明の対象となる情報表示用パネルは、少なくとも一方が透明な、対向する基板間に、例えば気体中に固体粒子が分散質として安定に浮遊するエアロゾル状態で高流動性を示す粉流体を封入するものであり、このような粉流体は、小さな電界の力等でクーロン力などにより容易に安定して移動させることができる。
本発明に表示媒体として例えば用いる粉流体とは、先に述べたように、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。この粉流体は、特にエアロゾル状態とすることができ、本発明の情報表示用パネルでは、気体中に固体状の物質が分散質として比較的安定に浮遊する状態で表示媒体として用いられる。
The information display panel to which the present invention is applied encloses a powder fluid that exhibits high fluidity in an aerosol state in which at least one is transparent, between opposed substrates, for example, solid particles in gas are stably suspended as a dispersoid Such a powder fluid can be easily and stably moved by a Coulomb force or the like with a small electric field force or the like.
As described above, for example, the powder fluid used as a display medium in the present invention is a substance in an intermediate state between fluid and particles that exhibits fluidity by itself without borrowing the force of gas or liquid. It is. This powder fluid can be in an aerosol state in particular, and in the information display panel of the present invention, it is used as a display medium in a state where a solid substance floats relatively stably as a dispersoid in the gas.
次に、本発明の対象となる情報表示用パネルにおいて表示媒体を構成する表示媒体用粒子(以下、粒子ともいう)について説明する。表示媒体用粒子は、そのまま該表示媒体用粒子だけで構成して表示媒体としたり、その他の粒子と合わせて構成して表示媒体としたり、粉流体となるように調整、構成して表示媒体としたりして用いられる。
粒子は、その主成分となる樹脂に、必要に応じて、従来と同様に、荷電制御剤、着色剤、無機添加剤等を含ますことができる。以下に、樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤を例示する。
Next, display medium particles (hereinafter also referred to as particles) constituting the display medium in the information display panel that is the subject of the present invention will be described. The display medium particles are composed of the display medium particles as they are to form a display medium, or are combined with other particles to form a display medium, or adjusted and configured to become a powder fluid to form a display medium. Or used.
The particles can contain a charge control agent, a colorant, an inorganic additive, and the like, as necessary, in the resin as the main component, as necessary. Examples of resins, charge control agents, colorants, and other additives will be given below.
樹脂の例としては、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、アクリルフッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレンアクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ブチラール樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられ、2種以上混合することもできる。特に、基板との付着力を制御する観点から、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、アクリルフッ素樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂が好適である。 Examples of the resin include urethane resin, urea resin, acrylic resin, polyester resin, acrylic urethane resin, acrylic urethane silicone resin, acrylic urethane fluororesin, acrylic fluororesin, silicone resin, acrylic silicone resin, epoxy resin, polystyrene resin, styrene Acrylic resin, polyolefin resin, butyral resin, vinylidene chloride resin, melamine resin, phenol resin, fluororesin, polycarbonate resin, polysulfone resin, polyether resin, polyamide resin and the like can be mentioned, and two or more kinds can be mixed. In particular, acrylic urethane resin, acrylic silicone resin, acrylic fluororesin, acrylic urethane silicone resin, acrylic urethane fluororesin, fluororesin, and silicone resin are suitable from the viewpoint of controlling the adhesive force with the substrate.
荷電制御剤(CCA)としては、特に制限はないが、負荷電制御剤としては例えば、サリチル酸金属錯体、含金属アゾ染料、含金属(金属イオンや金属原子を含む)の油溶性染料、4級アンモニウム塩系化合物、カリックスアレン化合物、含ホウ素化合物(ベンジル酸ホウ素錯体)、ニトロイミダゾール誘導体等が挙げられる。正荷電制御剤としては例えば、ニグロシン染料、トリフェニルメタン系化合物、4級アンモニウム塩系化合物、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体等が挙げられる。その他、超微粒子シリカ、超微粒子酸化チタン、超微粒子アルミナ等の金属酸化物、ピリジン等の含窒素環状化合物及びその誘導体や塩、各種有機顔料、フッ素、塩素、窒素等を含んだ樹脂等も荷電制御剤として用いることもできる。 The charge control agent (CCA) is not particularly limited, but examples of the negative charge control agent include salicylic acid metal complexes, metal-containing azo dyes, metal-containing oil-soluble dyes (including metal ions and metal atoms), quaternary Ammonium salt compounds, calixarene compounds, boron-containing compounds (benzyl acid boron complexes), nitroimidazole derivatives and the like can be mentioned. Examples of the positive charge control agent include nigrosine dyes, triphenylmethane compounds, quaternary ammonium salt compounds, polyamine resins, imidazole derivatives, and the like. In addition, metal oxides such as ultrafine silica, ultrafine titanium oxide, ultrafine alumina, nitrogen-containing cyclic compounds such as pyridine and derivatives and salts thereof, various organic pigments, resins containing fluorine, chlorine, nitrogen, etc. are also charged. It can also be used as a control agent.
着色剤としては、以下に例示するような、有機または無機の各種、各色の顔料、染料が使用可能である。 As the colorant, various organic or inorganic pigments and dyes as exemplified below can be used.
黒色着色剤としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭等がある。
青色着色剤としては、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーBC等がある。
赤色着色剤としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3B、C.I.ピグメントレッド2等がある。
Examples of the black colorant include carbon black, copper oxide, manganese dioxide, aniline black, activated carbon and the like.
Examples of blue colorants include C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I.
Examples of red colorants include bengara, cadmium red, red lead, mercury sulfide, cadmium, permanent red 4R, risor red, pyrazolone red, watching red, calcium salt, lake red D, brilliant carmine 6B, eosin lake, rhodamine lake B, Alizarin Lake, Brilliant Carmine 3B, C.I. I. Pigment Red 2 etc.
黄色着色剤としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファーストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキ、C.I.ピグメントイエロー12等がある。
緑色着色剤としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、C.I.ピグメントグリーン7、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンG等がある。
橙色着色剤としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダンスレンブリリアントオレンジGK、C.I.ピグメントオレンジ31等がある。
紫色着色剤としては、マンガン紫、ファーストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等がある。
白色着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等がある。
Yellow colorants include chrome yellow, zinc yellow, cadmium yellow, yellow iron oxide, mineral first yellow, nickel titanium yellow, navel yellow, naphthol yellow S, Hansa Yellow G, Hansa Yellow 10G, Benzidine Yellow G, Benzidine Yellow GR, Quinoline Yellow Lake, Permanent Yellow NCG, Tartrazine Lake, C.I. I. Pigment Yellow 12 etc.
Examples of green colorants include chrome green, chromium oxide, pigment green B, C.I. I. Pigment Green 7, Malachite Green Lake, Final Yellow Green G, etc.
Examples of the orange colorant include red chrome yellow, molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, Vulcan orange, indanthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, indanthrene brilliant orange GK, C.I. I. Pigment Orange 31 etc.
Examples of purple colorants include manganese purple, first violet B, and methyl violet lake.
Examples of white colorants include zinc white, titanium oxide, antimony white, and zinc sulfide.
体質顔料としては、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等がある。また、塩基性、酸性、分散、直接染料等の各種染料として、ニグロシン、メチレンブルー、ローズベンガル、キノリンイエロー、ウルトラマリンブルー等がある。 Examples of extender pigments include barite powder, barium carbonate, clay, silica, white carbon, talc, and alumina white. Examples of various dyes such as basic, acidic, disperse, and direct dyes include nigrosine, methylene blue, rose bengal, quinoline yellow, and ultramarine blue.
無機系添加剤の例としては、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、酸化アンチモン、炭酸カルシウム、鉛白、タルク、シリカ、ケイ酸カルシウム、アルミナホワイト、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、カドミウムオレンジ、チタンイエロー、紺青、群青、コバルトブルー、コバルトグリーン、コバルトバイオレット、酸化鉄、カーボンブラック、マンガンフェライトブラック、コバルトフェライトブラック、銅粉、アルミニウム粉などが挙げられる。
これらの顔料および無機系添加剤は、単独であるいは複数組み合わせて用いることができる。このうち特に黒色顔料としてカーボンブラックが、白色顔料として酸化チタンが好ましい。
上記した各種着色剤を配合して所望の色の表示媒体用粒子を作製できる。
Examples of inorganic additives include titanium oxide, zinc white, zinc sulfide, antimony oxide, calcium carbonate, lead white, talc, silica, calcium silicate, alumina white, cadmium yellow, cadmium red, cadmium orange, titanium yellow, Examples include bitumen, ultramarine blue, cobalt blue, cobalt green, cobalt violet, iron oxide, carbon black, manganese ferrite black, cobalt ferrite black, copper powder, and aluminum powder.
These pigments and inorganic additives can be used alone or in combination. Of these, carbon black is particularly preferable as the black pigment, and titanium oxide is preferable as the white pigment.
The above-described various colorants can be blended to produce display medium particles having a desired color.
また、表示媒体用粒子(以下、粒子ともいう)は平均粒子径d(0.5)が、1〜20μmの範囲であり、均一で揃っていることが好ましい。平均粒子径d(0.5)がこの範囲より大きいと表示上の鮮明さに欠け、この範囲より小さいと粒子同士の凝集力が大きくなりすぎるために表示媒体としての移動に支障をきたすようになる。 The particles for display medium (hereinafter also referred to as particles) have an average particle diameter d (0.5) in the range of 1 to 20 μm, and are preferably uniform. If the average particle diameter d (0.5) is larger than this range, the display is not clear. If the average particle diameter d (0.5) is smaller than this range, the cohesive force between the particles becomes too large, which hinders movement as a display medium.
更に本発明では、各粒子の粒子径分布に関して、下記式に示される粒子径分布Spanを5未満、好ましくは3未満とする。
Span=(d(0.9)−d(0.1))/d(0.5)
(但し、d(0.5)は粒子の50%がこれより大きく、50%がこれより小さいという粒子径をμmで表した数値、d(0.1)はこれ以下の粒子の比率が10%である粒子径をμmで表した数値、d(0.9)はこれ以下の粒子が90%である粒子径をμmで表した数値である。)
Spanを5以下の範囲に納めることにより、各粒子のサイズが揃い、均一な表示媒体としての移動が可能となる。
Furthermore, in the present invention, regarding the particle size distribution of each particle, the particle size distribution Span represented by the following formula is less than 5, preferably less than 3.
Span = (d (0.9) −d (0.1)) / d (0.5)
(However, d (0.5) is a numerical value expressing the particle diameter in μm that 50% of the particles are larger than this and 50% is smaller than this, and d (0.1) is a particle in which the ratio of the smaller particles is 10%. (Numerical value expressed in μm, and d (0.9) is a numerical value expressed in μm for a particle diameter of 90% or less.)
By keeping Span within a range of 5 or less, the size of each particle is uniform, and movement as a uniform display medium becomes possible.
さらにまた、各粒子の相関について、使用した粒子の内、最大径を有する粒子のd(0.5)に対する最小径を有する粒子のd(0.5)の比を50以下、好ましくは10以下とすることが肝要である。たとえ粒子径分布Spanを小さくしたとしても、互いに帯電特性の異なる粒子が互いに反対方向に動くので、互いの粒子サイズが近く、互いの粒子が当量ずつ反対方向に容易に移動できるようにするのが好適であり、それがこの範囲となる。 Furthermore, regarding the correlation between the particles, the ratio of the d (0.5) of the particles having the minimum diameter to the d (0.5) of the particles having the maximum diameter among the used particles is set to 50 or less, preferably 10 or less. It is essential. Even if the particle size distribution Span is reduced, particles with different charging characteristics move in opposite directions, so that the particle size is close to each other and each particle can be easily moved in the opposite direction by the equivalent amount. This is within this range.
なお、上記の粒子径分布および粒子径は、レーザー回折/散乱法などから求めることができる。測定対象となる粒子にレーザー光を照射すると空間的に回折/散乱光の光強度分布パターンが生じ、この光強度パターンは粒子径と対応関係があることから、粒子径および粒子径分布が測定できる。
ここで、本発明における粒子径および粒子径分布は、体積基準分布から得られたものである。具体的には、Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)測定機を用いて、窒素気流中に粒子を投入し、付属の解析ソフト(Mie理論を用いた体積基準分布を基本としたソフト)にて、粒子径および粒子径分布の測定を行なうことができる。
The particle size distribution and the particle size can be obtained from a laser diffraction / scattering method or the like. When laser light is irradiated onto particles to be measured, a light intensity distribution pattern of diffracted / scattered light is spatially generated, and this light intensity pattern has a corresponding relationship with the particle diameter, so that the particle diameter and particle diameter distribution can be measured. .
Here, the particle size and particle size distribution in the present invention are obtained from a volume-based distribution. Specifically, using a Mastersizer2000 (Malvern Instruments Ltd.) measuring instrument, put particles into a nitrogen stream and use the attached analysis software (software based on volume-based distribution using Mie theory). The diameter and particle size distribution can be measured.
表示媒体用粒子の帯電量は当然その測定条件に依存するが、情報表示用パネルにおける表示媒体用粒子の帯電量はほぼ、初期帯電量、隔壁との接触、基板との接触、経過時間に伴う電荷減衰に依存し、特に表示媒体用粒子の帯電挙動の飽和値が支配因子となっているということが分かった。 The charge amount of the display medium particles naturally depends on the measurement conditions, but the charge amount of the display medium particles in the information display panel is almost the same as the initial charge amount, the contact with the partition walls, the contact with the substrate, and the elapsed time. It was found that depending on the charge decay, the saturation value of the charging behavior of the particles for the display medium is a dominant factor.
本発明者らは鋭意検討の結果、ブローオフ法において同一のキャリア粒子を用いて、表示媒体に用いる粒子の帯電量測定を行うことにより、表示媒体用粒子の適正な帯電特性値の範囲を評価できることを見出した。 As a result of intensive studies, the present inventors have been able to evaluate the range of proper charging characteristics of display medium particles by measuring the charge amount of the particles used in the display medium using the same carrier particles in the blow-off method. I found.
更に、表示媒体用粒子で構成する粒子群や粉流体等の表示媒体を本発明の対象となる情報表示用パネルに適用する場合には、基板間の表示媒体を取り巻く空隙部分の気体の管理が重要であり、表示安定性向上に寄与する。具体的には、空隙部分の気体の湿度について、25℃における相対湿度を60%RH以下、好ましくは50%RH以下とすることが重要である。
この空隙部分とは、図6(a)、(b)において、対向する基板11、基板12に挟まれる部分から、電極15、16(電極を基板の内側に設けた場合)、表示媒体13の占有部分、隔壁14の占有部分(隔壁を設けた場合)、情報表示用パネルのシール部分を除いた、いわゆる表示媒体が接する気体部分を指すものとする。
空隙部分の気体は、先に述べた湿度領域であれば、その種類は問わないが、乾燥空気、乾燥窒素、乾燥アルゴン、乾燥ヘリウム、乾燥二酸化炭素、乾燥メタンなどが好適である。この気体は、その湿度が保持されるように情報表示用パネルに封入することが必要であり、例えば、表示媒体の充填、情報表示用パネルの組み立てなどを所定湿度環境下にて行い、さらに、外からの湿度侵入を防ぐシール材、シール方法を施すことが肝要である。
Furthermore, when a display medium such as a particle group or a powder fluid composed of display medium particles is applied to an information display panel that is an object of the present invention, the gas management of the void portion surrounding the display medium between the substrates is performed. It is important and contributes to improved display stability. Specifically, it is important that the relative humidity at 25 ° C. is 60% RH or less, and preferably 50% RH or less for the humidity of the gas in the gap.
6 (a) and 6 (b), the gap portions are
The gas in the gap is not limited as long as it is in the humidity region described above, but dry air, dry nitrogen, dry argon, dry helium, dry carbon dioxide, dry methane, and the like are preferable. This gas needs to be sealed in an information display panel so that the humidity is maintained, for example, filling a display medium, assembling an information display panel in a predetermined humidity environment, It is important to apply a sealing material and a sealing method that prevent moisture from entering from the outside.
本発明の対象となる情報表示用パネルにおける基板と基板との間隔は、表示媒体が移動できて、コントラストを維持できればよいが、通常10〜500μm、好ましくは10〜200μmに調整される。
対向する基板間の空間における表示媒体の体積占有率は5〜70%が好ましく、さらに好ましくは5〜60%である。70%を超える場合には表示媒体の移動に支障をきたし、5%未満の場合にはコントラストが不明確となり易い。
The distance between the substrates in the information display panel that is the subject of the present invention is not limited as long as the display medium can be moved and the contrast can be maintained, but is usually adjusted to 10 to 500 μm, preferably 10 to 200 μm.
The volume occupation ratio of the display medium in the space between the opposing substrates is preferably 5 to 70%, more preferably 5 to 60%. If it exceeds 70%, the movement of the display medium is hindered, and if it is less than 5%, the contrast tends to be unclear.
本発明の情報機器は、走査電極ごとに順次アドレスされるパッシブもしくはアクティブ駆動させる表示器においても、付加すべき表示情報を途中の切れがなく、また、追従性を良好に表示することができ、そのような用途の情報機器として好適に用いることができる。 The information device of the present invention can display display information to be added without any interruption in the passively or actively driven display that is sequentially addressed for each scan electrode, and can display the followability satisfactorily. It can be suitably used as an information device for such applications.
1 表示器
2 位置検出器
3 情報機器
4 入力手段
5 カーソル
11、12 基板
13 表示媒体(粒子群、粉流体)
13W 白色表示媒体
13Wa 白色表示媒体用粒子
13B 黒色表示媒体
13Ba 黒色表示媒体用粒子
14 隔壁
15、16 電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Display device 2
13W White display medium 13Wa White display
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