JP2855154B2 - ディスプレイボード装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、電気的黒板装置や電気的メッセージボー
ド装置などとして用いるディスプレイボード装置に関す
る。

「従来の技術」 ボード上に文字や絵などを表示し、かつ表示した文字
や絵などを消去するディスプレイボード装置で、電気的
なものとしては、いわゆる電子黒板がある。

ただし、従来の電子黒板と呼ばれるものは、マーカー
ペンによってボード上に文字や絵などを書き、かつ布製
のマットでボード上をこすることによって文字や絵など
を消去するものであって、文字や絵などの表示および消
去そのものを電気的に行うものではなく、単にボード上
に表示された文字や絵などを電気的にコピーすることが
できるというものである。

また、出願人は、特願昭63−326523号によって特殊な
ディスプレイボード装置を提案した。

これはエレクトロクロミックディスプレイ構成のもの
で、第５図または第６図に示すように、そのディスプレ
イボード１は、スペーサとシール材を兼ねる枠体２の一
面に前面ボード３が貼り付けられ、反対側の面に後部ボ
ード４が取り付けられ、後部ボード４の前面ボード３と
対向する面に対向電極５が被着され、対向電極５の前面
ボード３と対向する面に酸化イリジウム層などの対極層
６が形成され、前面ボード３と対極層６との間にエレク
トロクロミック材料層７が介在されて構成され、対向電
極５が接地される。

ただし、その前面ボード３は、透明絶縁基板3i中に微
細な透明電極3cが多数、透明絶縁基板3iの厚み方向に貫
通し、かつ透明絶縁基板3iの面方向に微細なピッチで配
列されて、それぞれ表示電極として埋め込まれて構成さ
れ、第５図の例は、エレクトロクロミック材料層７が、
前面ボード３の裏面に密着して形成される着色物質（狭
義のエレクトロクロミック材料）層としての酸化タング
ステン層7aと、これと対極層６との間に封入される過塩
素酸リチウム・プロピレンカーボネイト溶液のようなイ
オン供給源としての電解質溶液7bとによって構成され、
第６図の例は、エレクトロクロミック材料層７が着色物
質としてのビオロゲンと支持電解質を含むビオロゲン誘
導体7cによって構成される場合である。

そして、図示していないが、対向電極５に対して負の
電圧が印加されるペン先を有する電気ペンと、対向電極
５に対して正の電圧が印加されるマット本体を有する電
気マットが設けられ、ペン先で前面ボード３を操作する
ことによってディスプレイボード１上に文字や絵などを
表示し、マット本体で前面ボード３を走査することによ
ってディスプレイボード１上に表示された文字や絵など
を消去する。

すなわち、ペン先を前面ボード３の透明電極3cに接触
させると、その接触させた点において透明電極3cに対向
電極５に対して負の電圧が印加されて、第５図の例にお
いては、その接触させた点において酸化タングステン層
7aの酸化タングステンが還元されて青色に着色され、第
６図の例においては、その接触させた点においてビオロ
ゲン誘導体7cのビオロゲンが還元されて濃青色に着色さ
れて透明電極3cの裏面に析出し、エレクトロクロミック
材料はメモリ性を有し、着色物質が一度着色されると、
その状態が長時間にわたって保持されることから、ペン
先で前面ボード３を走査することによってディスプレイ
ボード１上に文字や絵などが表示される。

また、このようにディスプレイボード１上に文字や絵
などが表示された状態でマット本体をディスプレイボー
ド１の着色された点における透明電極3cに接触させる
と、その接触させた点において透明電極3cに対向電極５
に対して正の電圧が印加されて、第５図の例において
は、その接触させた点において還元された酸化タングス
テンが再酸化されて脱色し、第６図の例においては、そ
の接触させた点において還元されたビオロゲンが再酸化
されて脱色し、マット本体で前面ボード３を走査するこ
とによってディスプレイボード１上に表示された文字や
絵などが消去される。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、従来の電子黒板と呼ばれるディスプレ
イボード装置は、マーカーペンによってボード上に文字
や絵などを書き、これを電気的にコピーし、布製のマッ
トでボード上をこすることによって文字や絵などを消去
するので、インクのにおいやゴミが発生する欠点があ
る。

また、特願昭63−326523号によって提案されたエレク
トロクロミックディスプレイ構成のディスプレイボード
装置は、特殊な電気ペンおよび電気マットを使用するの
で、上述した電子黒板と呼ばれるディスプレイボード装
置において生じる不都合は生じないが、第５図の例のよ
うに電解質溶液7bを用いる場合には、その液もれや枠体
２の電解質溶液7bへの溶出を生じ、第６図の例のように
固体の電解質を用いる場合には、その性質から色むらを
生じる不都合がある。

そこで、この発明は、電気的黒板装置や電気的メッセ
ージボード装置などとして用いるディスプレイボード装
置において、においやゴミなどを発生することがないと
ともに、液もれや色付きの表示を行う場合における色む
らなどを生じることがないようにしたものである。

「課題を解決するための手段」 請求項１の発明においては、特殊なディスプレイボー
ドと電気ペンおよび電気マットを設ける。ディスプレイ
ボードは、高分子液晶からなるマトリックス中に低分子
液晶を混合し、かつメモリ性を付与したNCAP（Nematic
Curvilinear Aligned Phase:ネマチック曲線式整列
相）液晶膜の一面側に前面ボードを設け、他面側に後部
電極を設けたもので、その前面ボードは、透明絶縁基板
中に、その厚み方向に貫通させ、その面方向に配列し
て、微細な多数の前方電極を埋め込んだものである。電
気ペンは、そのペン先にディスプレイボードの後部電極
との間で高周波電圧を印加し、そのペン先をディスプレ
イボードの前方電極に接触させることによって、その接
触させた点においてディスプレイボードのNCAP液晶膜に
高周波電界を印加してNCAP液晶膜を透明にする。電気マ
ットは、そのマット本体にディスプレイボードの後部電
極との間で低周波電圧を印加し、そのマット本体をディ
スプレイボードの前方電極に接触させることによって、
その接触させた点においてディスプレイボードのNCAP液
晶膜に低周波電界を印加してNCAP液晶膜を不透明にす
る。

請求項２の発明においては、上記の電気ペンに、その
ペン先を加熱するヒータを設け、上記の電気マットに、
そのマット本体を加熱するヒータを設ける。

「作 用」 一般に、ポリマのマトリックス中に微小な液晶球（液
晶カプセル）が分散したNCAP液晶膜は、これに電界が印
加されないときには、液晶球中の液晶分子が液晶球の外
壁に沿って並び、液晶分子の複屈折性によって入射光が
液晶球の表面や内部で散乱するので、不透明になり、そ
の膜厚方向に液晶球の径などによって決まる強度以上の
電界が印加されると、液晶分子の電界の方向に沿って整
列し、入射光が直進するので、透明になる。

これに対して、高分子液晶からなるマトリックス中に
低分子液晶を混合したNCAP液晶膜は、特に高分子液晶の
フィルム形成機能およびメモリ性と低分子液晶の高速応
答性を利用したもので、高分子液晶と低分子液晶の混合
比や温度などによって決まる周波数および強度の低周波
電界が印加されると、イオンの伝導によって液晶分子の
配列が乱され、入射光が散乱するので、不透明になり、
同様の条件で決まる周波数および強度の高周波電界が印
加されると、イオンの伝導を生じず、液晶分子の配列が
均一なホメオトロピック配向の状態になって入射光が散
乱しないので、透明になり、しかも、高分子液晶と低分
子液晶の混合比を選定するなどによってメモリ性が付与
され、低周波電界または高周波電界が除去されたのちも
逆の高周波電界または低周波電界が印加されるまでは不
透明または透明な状態を保持する。

したがって、上記のように構成された請求項１の発明
のディスプレイボード装置においては、その高分子液晶
からなるマトリックス中に低分子液晶が混合されたNCAP
液晶膜にメモリ性が付与されるので、ペン先を前方電極
に接触させ、その接触させた点においてNCAP液晶膜に高
周波電界を印加してNCAP液晶膜を透明にしたとき、その
接触させた点からペン先が離れて高周波電界が除去され
たのちも、その接触させた点においてNCAP液晶膜は透明
な状態を保持し、ペン先で前面ボードを走査することに
よってディスプレイボード上に文字や絵などが表示され
る。また、マット本体を前方電極に接触させ、その接触
させた点においてNCAP液晶膜に低周波電界を印加してNC
AP液晶膜を不透明にしたとき、その接触させた点からマ
ット本体が離れて低周波電界が除去されたのちも、その
接触させた点においてNCAP液晶膜は不透明な状態を保持
し、マット本体で前面ボードを走査することによって前
面ボード上に表示された文字や絵などが消去される。

そして、請求項１の発明のディスプレイボード装置に
おいては、特殊なディスプレイボードと電気ペンおよび
電気マットを使用するので、においやゴミなどを発生す
ることがない。また、ディスプレイボードのNCAP液晶膜
は高分子液晶からなるマトリックス中に低分子液晶が安
定に保持された構造であるので、液もれなどを生じるこ
ともない。さらに、ディスプレイボードの後部電極を透
明電極にし、その後方に色付きフィルムや色付きアクリ
ル板などの色付きボードを配し、さらにその後方にバッ
クライトを配することによって、文字や絵などを容易に
色付きで表示することができ、しかもその場合に色むら
を生じることがない。

高分子液晶からなるマトリックス中に低分子液晶が混
合されたNCAP液晶膜においては、これを透明にする高周
波電界および不透明にする低周波電界の強度がNCAP液晶
膜の温度に大きく依存し、NCAP液晶膜の温度が高いほど
弱い電界でNCA液晶膜を透明または不透明にすることが
できる。

請求項２の発明のディスプレイボード装置において
は、特にペン先およびマット本体がそれぞれヒータによ
って加熱され、ペン先またはマット本体を前方電極に接
触させたとき、その接触させた点においてペン先または
マット本体からNCAP液晶膜に熱が伝わってNCAP液晶膜の
温度が高くなるので、弱い高周波電界または低周波電界
でNCAP液晶膜を透明または不透明にすることができ、ペ
ン先およびマット本体に印加する高周波電圧および低周
波電圧を低くした低電圧駆動が可能になる。

「実施例」 第１図は、この発明のディスプレイボード装置の一例
で、色付きの表示がなされる透過型の構成にされるとと
もに、電気ペンおよび電気マットにそれぞれペン先およ
びマット本体を加熱するヒータが設けられる場合であ
る。

この例におけるディスプレイボード10は、特殊なNCAP
液晶膜11、前面ボード12、後部ボード13および色付きボ
ード14が一体化されたものである。

NCAP液晶膜11は、シリコン系高分子液晶などの高分子
液晶からなるマトリックス中にシフ型液晶やシアノビフ
ェニル型液晶などの低分子液晶が混合され、かつ高分子
液晶と低分子液晶の混合比の選定などによってメモリ性
が付与されたもので、一例として、高分子液晶と低分子
液晶の混合比が重量比で60対40で、60℃程度の温度のも
とで1kHz,40Vの高周波電圧が印加されると透明になり、
1Hz,40Vの低周波電圧が印加されると不透明になるもの
である。

前面ボード12は、透明絶縁基板12i中に微細な前方電
極12cが多数、透明絶縁基板12iの厚み方向に貫通し、か
つ透明絶縁基板12iの面方向に微細なピッチで配列され
て、埋め込まれて構成され、NCAP液晶膜11の一面側にNC
AP液晶膜11と密着して配される。このような前面ボード
12としては、市販の透明なシリコンゴムシートに金属細
線が埋め込まれたものなどを用いることができる。

後部ボード13は、ペットフィルム13iの一面に透明導
電膜13cが形成された全体として透明なもので、透明導
電膜13cをNCAP液晶膜11側にしてNCAP液晶膜11の他面側
にNCAP液晶膜11と密着して配されて透明導電膜13cが後
部電極とされる。後部電極13cは接地される。

色付きボード14は、色付きフィルム、色付きアクリル
板または色付きセロファン紙のような色付きの透明ない
し半透明のボードで、後部ボード13の後方側に配され
る。

ケース20の底面にバックライトとして蛍光灯31および
32が取り付けられ、前面ボード12がケース20の外部に臨
む状態でディスプレイボード10がケース20内に収納され
る。蛍光灯31および32は電源プラグ40に接続される。

また、電源プラグ40に発振器50が接続されて、電源プ
ラグ40を商用交流電源の電源コンセントに接続したと
き、発振器50のリード線51a,51b間にNCAP液晶膜11を透
明にする1kHz,40Vの高周波電圧Hvが得られるとともに、
リード線52a,52b間にNCAP液晶膜11を不透明にする1Hz,4
0Vの低周波電圧Lvが得られるようにされ、そのリード線
51a,51bに電気ペン60が接続され、リード線52a,52bに電
気マット70が接続される。

電気ペン60は、一例として、第２図に示すように、プ
ラスチックなどによって形成されたケース61の一端部内
に、直径が5mm程度の金属棒からなるペン先62が、その
先端部がケース61の外部に臨む状態で取り付けられ、ケ
ース61内においてセラミック繊維などからなる絶縁体63
を介してペン先62の周囲にヒータ64が配され、ケース61
の他端部内にスイッチ付きボリューム65が取り付けら
れ、ケース61の外部にスイッチ付きボリューム65の操作
つまみ68が配され、第４図に示すように、リード線51a
がスイッチ付きボリューム65のスイッチ66側の一端に接
続され、スイッチ付きボリューム65のスイッチ66とボリ
ューム67の接続点がリード線69aによってヒータ64の一
端に接続され、ボリューム67の調整子がリード線69cに
よってペン先62に接続され、リード線51bがスイッチ付
きボリューム65のボリューム67側の他端およびヒータ64
の他端に接続される。したがって、スイッチ66がオンに
されるときには、リード線51a,51b間に得られる1kHz,40
Vの高周波電圧Hvがそのままヒータ64の両端間に供給さ
れてヒータ64に電流が流れ、ヒータ64によってペン先62
が加熱されるとともに、ボリューム67を調整することに
よってペン先62にディスプレイボード10の後部電極13c
との間で1kHz,40Vの高周波電圧Hvが印加される。この場
合、ヒータ64によって加熱されたときのペン先62の温度
が60℃程度になるようにされる。

電気マット70は、一例として、第３図に示すように、
ケース71に、ゴム中に金属粉末や導材料のカーボン粉末
を分散させた導電性ゴムのような導電性弾性体からなる
マット本体72、ヒータ73およびスイッチ74が取り付けら
れ、第４図に示すように、リード線52aがスイッチ74の
一端に接続され、スイッチ74の他端がマット本体72に接
続されるとともにヒータ73の一端に接続され、リード線
52bがヒータ73の他端に接続され、スイッチ74がオンに
されるときには、リード線52a,52b間に得られる1Hz,40V
の低周波電圧Lvがヒータ73の両端間に供給されてヒータ
73に電流が流れ、ヒータ73によってマット本体72が加熱
されるとともに、マット本体72にディスプレイボード10
の後部電極13cとの間で1Hz,40Vの低周波電圧Lvが印加さ
れる。この場合、ヒータ73によって加熱されたときのマ
ット本体72の温度が60℃程度になるようにされる。

上述したディスプレイボード装置において、電源プラ
グ40が電源コンセントに接続されて、発振器50のリード
線51a,51b間に1kHz,40Vの高周波電圧Hvが得られるとと
もに、リード線52a,52b間に1Hz,40Vの低周波電圧Lvが得
られた状態で、電気ペン60のスイッチ66をオンにしてヒ
ータ64によってペン先62を加熱するとともに、ボリュー
ム67を調整してペン先62にディスプレイボード10の後部
電極13cとの間で1kHz,40Vの高周波電圧Hvを印加し、そ
のペン先62をディスプレイボード10の前面ボード12の前
方電極12cに接触させると、その接触させた点において
ペン先62からNCAP液晶膜11に熱が伝わってNCAP液晶膜11
が60℃程度になるとともに、その接触させた点において
NCAP液晶膜11に1kHzで40Vに相当する強度の高周波電界
が印加されて、その接触させた点においてNCAP液晶膜11
が透明になって蛍光灯31および32からの光により前面ボ
ード12側から色付きボード14の色が見えるようになる。
そして、NCAP液晶膜11にはメモリ性が付与されるので、
その接触させた点からペン先62が離れて高周波電界が除
去されたのちも、その接触させた点においてNCAP液晶膜
11は透明な状態を保持し、したがってペン先62で前面ボ
ード12を走査することによってディスプレイボード10上
に文字や絵などが色付きで表示される。

このようにディスプレイボード10上に文字や絵などが
表示された状態で、電気マット70のスイッチ74をオンに
してヒータ73によってマット本体72を加熱するととも
に、マット本体72にディスプレイボード10の後部電極13
cとの間で1Hz,40Vの低周波電圧Lvを印加し、そのマット
本体72をディスプレイボード10の文字や絵などが表示さ
れた点における前方電極12cに接触させると、その接触
させた点においてマット本体72からNCAP液晶膜11に熱が
伝わってNCAP液晶膜11が60℃程度になるとともに、その
接触させた点においてNCAP液晶膜11に1Hzで40Vに相当す
る強度の低周波電界が印加されて、その接触させた点に
おいてNCAP液晶膜11が不透明になって色付きボード14の
色が見えなくなる。そして、NCAP液晶膜11にはメモリ性
が付与されるので、その接触させた点からマット本体72
が離れて低周波電界が除去されたのちも、その接触させ
た点においてNCAP液晶膜11は不透明な状態を保持し、し
たがってマット本体72で前面ボード12の文字や絵などが
表示された部分を走査することによってディスプレイボ
ード10上に表示された文字や絵などが消去される。

上述したディスプレイボード装置においては、特殊な
ディスプレイボード10と電気ペン60および電気マット70
を使用するので、においやゴミなどを発生することがな
い。また、ディスプレイボード10のNCAP液晶膜11は高分
子液晶からなるマトリックス中に低分子液晶が安定に保
持された構造であるので、液もれなどを生じることもな
い。さらに、文字や絵などを容易に色付きで表示するこ
とができ、しかもその場合に色むらを生じることがな
い。

また、図示した例のようにペン先62およびマット本体
72がそれぞれヒータ64および73によって加熱される場合
には、上述したようにペン先62およびマット本体72に印
加する高周波電圧および低周波電圧を低くした低電圧駆
動が可能になる。

なお、図示した例は、ディスプレイボード10の後部電
極13cが透明電極にされ、その後方に色付きボード14が
配され、さらにその後方にバックライトとして蛍光灯31
および32が配されることによって、色付きの表示がなさ
れる透過型のディスプレイボード装置にされる場合であ
るが、反射型のディスプレイボード装置にされてもよ
い。

「発明の効果」 上述したように、請求項１の発明によれば、においや
ゴミなどを発生することがないとともに、液もれや色付
きの表示を行う場合における色むらなどを生じることが
ない。

また、請求項２の発明によれば、特にペン先およびマ
ット本体に印加する高周波電圧および低周波電圧を低く
した低電圧駆動が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のディスプレイボード装置の一例を
示す図、第２図は、その電気ペンを示す断面図、第３図
は、その電気マットを示す断面図、第４図は、その電気
ペンおよび電気マットにおける接続を示す図、第５図お
よび第６図は、それぞれ特願昭63−326523号によって提
案されたディスプレイボード装置の一例の要部を示す断
面図である。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０９Ｆ 7/00 Ｇ０９Ｆ 7/00 Ｚ 9/35 9/35 Ｇ０９Ｇ 3/36 Ｇ０９Ｇ 3/36 Ｈ０４Ｎ 1/00 Ｈ０４Ｎ 1/00 Ｈ (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G09F 9/00 364 G09F 9/35 H04N 1/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高分子液晶からなるマトリックス中に低分
   子液晶が混合され、かつメモリ性が付与されたNCAP液晶
   膜と、このNCAP液晶膜の一面側に設けられ、透明絶縁基
   板中に、その厚み方向に貫通し、その面方向に配列され
   て、微細な多数の前方電極が埋め込まれた前面ボード
   と、上記NCAP液晶膜の他面側に設けられた後部電極とを
   有するディスプレイボードと、 上記後部電極との間に高周波電圧が印加されるペン先を
   有し、そのペン先を上記前方電極に接触させることによ
   って、その接触させた点において上記NCAP液晶膜に高周
   波電界を印加して上記NCAP液晶膜を透明にする電気ペン
   と、 上記後部電極との間に低周波電圧が印加されるマット本
   体を有し、そのマット本体を上記前方電極に接触させる
   ことによって、その接触させた点において上記NCAP液晶
   膜に低周波電界を印加して上記NCAP液晶膜を不透明にす
   る電気マットと、 を備えるディスプレイボード装置。
2. 【請求項２】上記電気ペンが上記ペン先を加熱するヒー
   タを有し、 上記電気マットが上記マット本体を加熱するヒータを有
   する、 請求項１に記載のディスプレイボード装置。