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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クーロン力を利用した粒子の飛翔移動に伴い、画像を繰り返し表示、消去できる画像表示板を具備する画像表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、液晶(LCD)に代わる画像表示装置として、電気泳動方式、エレクトロクロミック方式、サーマル方式、2色粒子回転方式などの技術を用いた画像表示装置が提案されている。
【0003】
これら従来の技術は、LCDに比べて、通常の印刷物に近い広い視野角が得られる、消費電力が小さい、メモリ機能を有している等のメリットから、次世代の安価な画像表示装置に使用できる技術として考えられ、携帯端末用画像表示、電子ペーパー等への展開が期待されている。特に最近では、分散粒子と着色溶液からなる分散液をマイクロカプセル化し、これを対向する基板間に配置する電気泳動方式が提案され期待が寄せられている。(例えば、非特許文献1参照)。
【0004】
しかしながら、電気泳動方式では、液中を粒子が泳動するために液の粘性抵抗により応答速度が遅いという問題がある。更に、低比重の溶液中に酸化チタン等の高比重の粒子を分散させているために沈降しやすく、分散状態の安定性維持が難しく、画像繰り返し安定性に欠けるという問題を抱えている。マイクロカプセル化にしても、セルサイズをマイクロカプセルレベルにし、見かけ上、上述した欠点が現れにくくしているだけであって、本質的な問題は何ら解決されていない。
【0005】
一方、溶液中での挙動を利用した電気泳動方式に対し、溶液を使わず、導電性粒子と電荷輸送層を基板の一部に組み入れた方式も提案され始めている。しかし、電荷輸送層、更には電荷発生層を配置するために構造が複雑になると共に、導電性粒子に電荷を一定に注入することは難しく、安定性に欠けるという問題もある。
【0006】
【非特許文献1】
趙 国来、外3名、“新しいトナーディスプレイデバイス(I)”、1999年7月21日、日本画像学会年次大会(通算83回)“Japan Hardcopy’99”、p.249-252
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述した種々の問題を解決するための一方法として、少なくとも一方が透明な2枚の基板の間に色および帯電特性の異なる2種類以上の粒子を封入し、前記基板の一方または両方に設けた電極からなる電極対から前記粒子に電界を与えて、クーロン力により前記粒子を飛翔移動させて画像を表示する画像表示板を具備する画像表示装置が知られている。
【0008】
この画像表示装置は、表示メモリー性(電源を切っても表示状態を保持すること)を有している。このように表示メモリー性のある画像表示装置の場合、粒子Aが表示基板側に飛翔する電界方向(極性)であるEaと、粒子Aとは色および帯電特性の異なる粒子Bが表示基板側に飛翔する電界方向Ebの両方を順次切り替えてひとつの画像を形成する必要がある。なぜならば、粒子Aと粒子Bでできた画像1から同様に粒子Aと粒子Bでできた画像2に書き換える場合、Eaで画像を形成すると画像2に粒子Aで新たに書き加えられる部分のみが変化し、粒子Bで書き加えなければならない部分は変化しないからである。
【0009】
そのため、図6に示すように、画像形成に先立ち画像消去過程(粒子Aもしくは粒子Bのみで形成された画面にしておく)を実行した後、画像消去で使用した電界方向とは異なる電界方向で画像を形成するという方法が考えられる。しかし、例えばマトリックス表示において、図7に示すように、フレームタイムの先頭で画像消去を行った場合、フレームタイムの前半で画像形成される部分(ライン)とフレームタイムの後半で画像形成される部分(ライン)では、画像形成されてから次のフレームの先頭で画像消去されるまでの時間が異なるため濃度ムラを生じ、著しく表示画質を損ねるという問題がある。
【0010】
本発明の目的は、乾式で応答性能が速く、単純な構造で安価かつ、安定性に優れる画像表示装置において、濃度ムラを減少でき表示画質を維持することができる画像表示装置を提供しようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像表示装置は、少なくとも一方が透明な2枚の基板の間に色および帯電特性の異なる2種類以上の粒子を封入し、前記基板の一方または両方に設けた電極からなる電極対から前記粒子に電界を与えて、前記粒子を飛翔移動させて画像を表示する画像表示板を具備する画像表示装置において、表示しようとする画像を形成する過程が、次に書き込むn行×m列の画像の、それぞれがm個の画素よりなる1〜n行のパターンをP1〜Pnとし、それらの反転(ネガ)パターンをNot(P1)〜Not(Pn)としたとき、1行目にパターンP1を粒子Aが表示側の基板に飛翔する方向の電界Eaで書き込み、次に反転パターンNot(P1)を粒子Aとは色および帯電特性の異なる粒子Bが表示側の基板に飛翔する方向の電界Ebで書き込み、2行目にパターンP2を電界Eaで書き込み、次にパターンNot(P2)を電界Ebで書き込み、これをn行まで繰り返し、次に書き込むn行×m行の画像を表示する過程からなり、表示しようとする画像を形成する過程に先立つ画像消去の過程を省略したことを特徴とするものである。
また、本発明の画像表示装置は、少なくとも一方が透明な2枚の基板の間に色および帯電特性の異なる2種類以上の粒子を封入し、前記基板の一方または両方に設けた電極からなる電極対から前記粒子に電界を与えて、前記粒子を飛翔移動させて画像を表示する画像表示板を具備する画像表示装置において、表示しようとする画像を形成する過程が、次に書き込むn行×m列の画像の、それぞれがm個の画素よりなる1〜n行のパターンをP1〜Pnとし、それらの反転(ネガ)パターンをNot(P1)〜Not(Pn)としたとき、1行目にパターンP1を粒子Aが表示側の基板に飛翔する方向の電界Eaで書き込み、次に2行目にパターンP2を電界Eaで書き込み、これをn行まで繰り返し、続いて、1行目にパターンNot(P1)を粒子Aとは色および帯電特性の異なる粒子Bが表示側の基板に飛翔する方向の電界Ebで書き込み、次に2行目にパターンNot(P2)を電界Ebで書き込み、これをn行まで繰り返し、次に書き込むn行×m行の画像を表示する過程からなり、表示しようとする画像を形成する過程に先立つ画像消去の過程を省略したことを特徴とするものである。
【0012】
上述した構成の本発明の画像表示装置では、粒子に直接的に静電界を与えてクーロン力により粒子を飛翔移動させることができる画像表示素子をマトリックス状に配置させて新規な画像表示装置を構成することで、応答速度が速く、単純な構造で安価かつ、安定性に優れる画像表示装置を提供することができる。また、表示しようとする画像を形成する過程に先立つ画像消去の過程を省略することで、濃度ムラを減少でき表示画質を維持することができる。
【0014】
本発明の画像表示装置における粒子としては、粒子の平均粒子径が0.1〜50μmであることが好ましい。また、粒子のキャリヤを用いてブローオフ法により測定した表面電荷密度が絶対値で5μC/m以上150μC/m以下であることが好ましい。さらに、粒子が、その表面と1mmの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、8KVの電圧を印加してコロナ放電を発生させて表面を帯電させた場合に、0.3秒後における表面電位の最大値が300Vより大きい粒子であることが好ましい。さらにまた、粒子の色が白色及び黒色であることが好ましい。
【0015】
本発明の画像表示装置における画像表示板としては、画像表示板が、マトリックス電極の各電極対を隔壁によりお互いに隔離した1つ以上の画像表示素子を有する構成とすることが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の対象となる画像表示装置は、後ほど詳細に説明するように、少なくとも一方が透明な2枚の基板の間に色および帯電特性の異なる2種類以上の粒子を封入し、基板の一方または両方に設けた電極からなる電極対から前記粒子に電界を与えて、クーロン力により粒子を飛翔移動させて画像を表示する画像表示板を具備して構成されている。この構成の画像表示装置において、表示しようとする画像を形成する過程が、粒子Aが表示側の基板に飛翔する方向の電界パターンを電極間に印加して画像を形成する過程と、粒子Aとは色および帯電特性の異なる粒子Bが表示側の基板に飛翔する電界方向で上記パターンの反転(ネガ)パターンを印加することで画像を形成する過程とを含むことを特徴とする。本発明では、具体的な書込方法として、例えばEaで2進数パターンPを書き込んだ後、EbでパターンPの反転(not(P))(ネガ)を書き込むことで所望の画像パターンを形成することができ、画像消去(同一色書込)の過程を排除することにより濃度ムラを減少でき表示画質を維持することができる。
【0017】
以下、図面を参照して、本発明の画像表示装置の特徴となる画像消去を省略した書き込み手段について説明する。図1および図2はそれぞれ本発明の画像表示装置における画像消去過程を省略した書き込み手段の一例を説明するための図である。図1および図2に示す例においては、いずれも7行×5列のマトリックス表示において、数字の1を数字の2に書き換える例を示している。
【0018】
図1に示す例では、7行×5列のマトリックス表示において、同時に表示を書き換えることができる部分(通常1行ごと)の画像形成過程に際し逐次電界の方向を切り替えて画像を形成している。具体的には、次に書き込む画像である数字の2の1‥‥n行のパターンをP1‥‥Pnとしたとき、1行ごとに逐次電界の方向を切り替えるにあたり、1行目にパターンP1をEaで書き込み、次にパターンNot(P1)をEbで書き込み、2行目にパターンP2をEaで書き込み、次にパターンNot(P2)をEbで書き込み、これを繰り返し、最終的にn行目にパターンPnを書き込み、次にパターンNot(Pn)を書き込むことで、数字の1を数字の2に書き換えることができる。
【0019】
本例では、マトリックス表示の場合、1行ごとに逐次Ea、Ebと電界方向を切り替えて書き込むことで、後述する図2の場合と比較して、残像のない動画表示を行うことができる。
【0020】
図2に示す例では、7行×5列のマトリックス表示において、7×5の書き込みパターンである数字の2を同一電界方向のEaで書き込み、次に7行×5列の書き込みパターンである数字の2を反転させて形成した反転パターンを電界を切り換えてEbで書き込むことで、数字の1を数字の2に書き換えることができる。
【0021】
本例では、マトリックス表示の場合、Eaで書き込みパターンである数字の2を一画面分画像形成した後、Ebに切り換えて書き込むパターンである数字の2のネガを一画面分形成している。この場合は、Eaで画像形成した後にも、本来粒子Bで置き換えられなければならない前画面の粒子Aの部分が残っているため、動画表示上は残像となって認識されてしまう。しかし、Ea⇔Eb間の電界切り換えの周波数が、図1に示す実施例と比較して、著しく低くてよいため、表示素子駆動にともなう電磁波ノイズの発生が小さく、表示素子電極間の静電容量によるフレーム操作速度の限界も高くできる。
【0022】
図3は本発明の画像表示装置を構成する画像表示板の画像表示素子の一例とその表示駆動原理を示す図である。図3(a)〜(c)に示す例において、1は透明基板、2は対向基板、3は表示電極(透明電極)、4は対向電極、5は負帯電粒子、6は正帯電粒子、7は隔壁である。
【0023】
図3(a)は対向する基板(透明基板1と対向基板2)の間に負帯電粒子5及び正帯電粒子6を配置した状態を示す。この状態のものに、表示電極3側が低電位、対向電極4側が高電位となるように電圧を印加すると、図3(b)に示すように、クーロン力によって、正帯電粒子6は表示電極3側飛翔移動し、負帯電粒子5は対向電極4側に飛翔移動する。この場合、透明基板1側から見る表示面は正帯電粒子6の色に見える。次に、極性を切り換えて、表示電極3側が高電位、対向電極4側が低電位となるように電圧を印加すると、図3(c)に示すように、クーロン力によって、負帯電粒子5は表示電極3側に飛翔移動し、正帯電粒子6は対向電極4側に飛翔移動する。この場合、透明基板1側から見る表示面は負帯電粒子6の色に見える。
【0024】
図3(b)と図3(c)の間は電源の極性を反転するだけで繰り返し表示することができ、このように電源の極性を反転することで可逆的に色を変化させることができる。粒子の色は、随意に選定できる。例えば、負帯電粒子5を白色とし、正帯電粒子6を黒色とするか、負帯電粒子5を黒色とし、正帯電粒子6を白色とすると、表示は白色と黒色間の可逆表示となる。この方式では、各粒子は一度電極に鏡像力により貼り付いた状態にあるので、電圧を切った後も表示画像は長期に保持され、メモリ保持性が良い。
【0025】
本発明では、各帯電粒子は気体中を飛翔するため、画像表示の応答速度が速く、応答速度を1msec以下にすることができる。また、液晶表示素子のように配向膜や偏光板等が不要で、構造が単純で、低コストかつ大面積が可能である。温度変化に対しても安定で、低温から高温まで使用可能である。さらに、視野角がなく、高反射率、反射型で明るいところでも見易く、低消費電力である。メモリ性もあり、画像保持する場合に電力を消費しない。
【0026】
本発明の画像表示装置は、上記画像表示素子がマトリックス状に配置された画像表示板から構成される。図4(a)、(b)にその模式図の一例を示す。この例では説明の都合上3×3のマトリックスを示す。各電極の数をn個とすることで、任意のn×nのマトリックスを構成することができる。
【0027】
図4(a)、(b)に示す例において、ほぼ平行に配置した表示電極3−1〜3−3と同じくほぼ平行に配置した対向電極4−1〜4−3とは、互いにほぼ直交した状態で、透明基板1上及び対向基板2上に設けられている。表示電極3−1〜3−3には、それぞれ連続して2個設けられたSW3−1−1とSW3−1−2;SW3−2−1とSW3−2−2;SW3−3−1とSW3−3−2;が各別に接続されている。同様に、対向電極4−1〜4−3には、それぞれ連続して2個設けられたSW4−1−1とSW4−1−2;SW4−2−1とSW4−2−2;SW4−3−1とSW4−3−2;が各別に接続されている。
【0028】
SW3−n−1(n=1〜3)とSW4−n−1(n=1〜3)とは、グラウンドへの接続と次段のSWへの接続とを切り替える役目を果たす。SW3−n−2(n=1〜3)とSW4−n−2(n=1〜3)とは、高電圧発生回路8への接続と低電圧発生回路9への接続とを切り替える役目を果たす。これらSWの全体がマトリックスドライブ回路10を構成する。また、本例では、隔壁7によりお互いを隔離して3×3個の画像表示素子を構成しているが、この隔壁7は必須ではなく、省くこともできる。
【0029】
上述した表示電極3−1〜3−3と対向電極4−1〜4−3とからなるマトリックス電極の動作は、表示したい画像に応じて、図示しないシーケンサの制御により各SWの開閉を制御して、3×3個の画像表示素子を順に表示させることが行われる。この動作は従来から知られているものと同じである。
【0030】
マトリックス電極を構成する各電極は、透明基板上に設ける表示電極の場合には、透明かつパターン形成可能である導電材料で形成される。このような導電材料としては、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等の金属やITO、導電性酸化スズ、導電性酸化亜鉛等の透明導電金属酸化物をスパッタリング法、真空蒸着法、CVD法、塗布法等で薄膜状に形成したもの、あるいは、導電剤を溶媒あるいは合成樹脂バインダーに混合して塗布したものが用いられる。
【0031】
導電剤としてはベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムパークロレート等のカチオン性高分子電解質、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩等のアニオン性高分子電解質や導電性の酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム微粉末等が用いられる。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どのような厚さでも良いが、3〜1000nm、好ましくは5〜400nmが好適である。対向基板上には、上記表示電極と同様に透明電極材料を使用することもできるが、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等の非透明電極材料も使用できる。
【0032】
各電極には、帯電した粒子の電荷が逃げないように絶縁性のコート層を形成することが好ましい。コート層は、負帯電粒子に対しては正帯電性の樹脂を、正帯電粒子に対しては負帯電性の樹脂を用いると、粒子の電荷が逃げ難いので特に好ましい。
【0033】
以下、本発明の画像表示装置で用いる基板について述べる。基板の少なくとも一方は装置外側から粒子の色が確認できる透明基板であり、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。可撓性の有無は用途により適宜選択され、例えば、電子ペーパー等の用途には可撓性のある材料、携帯電話、PDA、ノートパソコン類の携帯機器の表示装置等の用途には可撓性のない材料が好適である。
【0034】
基板の材料を例示すると、ポリエチレンテレフタレート、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、アクリル等のポリマーシートや、ガラス、石英等の無機シートが挙げられる。対向基板は透明でも不透明でもかまわない。基板の厚みは、2〜5000μmが好ましく、特に5〜1000μmが好適である。厚みが薄すぎると、強度、基板間の間隔均一性を保ちにくくなり、厚みが厚すぎると、表示機能としての鮮明さ、コントラストの低下が発生し、特に、電子ペーパー用途の場合にはフレキシビリティー性に欠ける。
【0035】
また、図3に示すように、隔壁7を各表示素子の四周に設けるのが好ましい。隔壁を平行する2方向に設けることもできる。これにより、基板平行方向の余分な粒子移動を阻止し、耐久繰り返し性、メモリ保持性を介助すると共に、基板間の間隔を均一にかつ補強し画像表示板の強度を上げることもできる。隔壁の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、スクリーン版を用いて所定の位置にペーストを重ね塗りするスクリーン印刷法や、基板上に所望の厚さの隔壁材をベタ塗りし、隔壁として残したい部分のみレジストパターンを隔壁材上に被覆した後、ブラスト材を噴射して隔壁部以外の隔壁材を切削除去するサンドブラスト法や、基板上に感光性樹脂を用いてレジストパターンを形成し、レジスト凹部へペーストを埋め込んだ後レジストを除去するリフトオフ法(アディティブ法)や、基板上に隔壁材料を含有した感光性樹脂組成物を塗布し、露光・現像により所望のパターンを得る感光性ペースト法や、基板上に隔壁材料を含有するペーストを塗布した後、凹凸を有する金型等を圧着・加圧成形して隔壁形成する鋳型成形法等、種々の方法が採用される。さらに、鋳型成形法を応用し、鋳型として感光性樹脂組成物により設けたレリーフパターンを使用する、レリーフ型押し法も採用される。
【0036】
以下、本発明の画像表示装置で用いる粒子について述べる。本発明では、表示のための粒子は負又は正帯電性の着色粒子で、クーロン力により飛翔移動するものであればいずれでも良いが、特に、球形で比重の小さい粒子が好適である。粒子の平均粒子径は0.1〜50μmが好ましく、特に1〜30μmが好ましい。粒径がこの範囲より小さいと、粒子の電荷密度が大きすぎて電極や基板への鏡像力が強すぎ、メモリ性はよいが、電界を反転した場合の追随性が悪くなる。反対に粒径がこの範囲より大きいと、追随性は良いが、メモリ性が悪くなる。
【0037】
粒子を負又は正に帯電させる方法は、特に限定されないが、コロナ放電法、電極注入法、摩擦法等の粒子を帯電する方法が用いられる。粒子のキャリヤを用いてブローオフ法により測定した表面電荷密度が絶対値で5μC/m以上150μC/m以下の範囲が好ましい。表面電荷密度がこの範囲より低いと、電界の変化に対する応答速度が遅くなり、メモリ性も低くなる。表面電荷密度がこの範囲より高いと、電極や基板への鏡像力が強すぎ、メモリ性はよいが、電界を反転した場合の追随性が悪くなる。
【0038】
本発明において用いた、表面電荷密度を求めるのに必要な、帯電量の測定および粒子比重の測定は以下によって行った。
<ブローオフ測定原理及び方法>
ブローオフ法においては、両端に網を張った円筒容器中に粉体とキャリヤの混合体を入れ、一端から高圧ガスを吹き込んで粉体とキャリヤとを分離し、網の目開きから粉体のみをブローオフ(吹き飛ばし)する。この時、粉体が容器外に持ち去った帯電量と等量で逆の帯電量がキャリヤに残る。そして、この電荷による電束の全てはファラデーケージで集められ、この分だけコンデンサーは充電される。そこでコンデンサー両端の電位を測定することにより粉体の電荷量Qは、
Q=CV (C:コンデンサー容量、V:コンデンサー両端の電圧)
として求められる。
ブローオフ粉体帯電量測定装置としては東芝ケミカル社製のTB-200を用いた。本発明ではキャリヤとして正帯電性・負帯電性の2種類のものを用い、それぞれの場合の単位面積あたり電荷密度(単位:μC/m2)を測定した。すなわち、正帯電性キャリヤ(相手を正に帯電させ自らは負になりやすいキャリヤ)としてはパウダーテック社製のF963-2535を、負帯電性キャリヤ(相手を負に帯電させ自らは正に帯電しやすいキャリヤ)としてはパウダーテック社製のF921-2535を用いた。
<粒子比重測定方法>
粒子比重は、株式会社島津製作所製比重計、マルチボリウム密度計H1305にて測定した。
【0039】
粒子はその帯電電荷を保持する必要があるので、体積固有抵抗が1×1010Ω・cm以上の絶縁粒子が好ましく、特に体積固有抵抗が1×1012Ω・cm以上の絶縁粒子が好ましい。また、以下に述べる方法で評価した電荷減衰性の低い粒子が更に好ましい。
【0040】
即ち、粒子を、別途、プレス、加熱溶融、キャスト等により、厚み5〜100μmのフィルム状にする。そして、そのフィルム表面と1mmの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、8KVの電圧を印加してコロナ放電を発生させて表面を帯電させ、その表面電位の変化を測定し判定する。この場合、0.3秒後における表面電位の最大値が300Vより大きく、好ましくは400Vより大きくなるように、粒子構成材料を選択、作成することが肝要である。
【0041】
なお、上記表面電位の測定は、例えば図5に示した装置(QEA社製CRT2000)により行うことが出来る。この装置の場合は、前述したフィルムを表面に配置したロールのシャフト両端部をチャック21にて保持し、小型のスコロトロン放電器22と表面電位計23とを所定間隔離して併設した計測ユニットを上記フィルムの表面と1mmの間隔を持って対向配置し、上記フィルムを静止した状態のまま、上記計測ユニットをフィルムの一端から他端まで一定速度で移動させることにより、表面電荷を与えつつその表面電位を測定する方法が好適に採用される。なお、測定環境は温度25±3℃、湿度55±5RH%とする。
【0042】
粒子は帯電性能等が満たされれば、いずれの材料から構成されても良い。例えば、樹脂、荷電制御剤、着色剤、無機添加剤等から、あるいは、着色剤単独等で形成することができる。
【0043】
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。
【0044】
荷電制御剤としては、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。
【0045】
着色剤としては、以下に例示するような、有機又は無機の各種、各色の顔料、染料が使用可能である。
【0046】
黒色顔料としては、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。黄色顔料としては、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等がある。橙色顔料としては、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、インダスレンブリリアントオレンジGK等がある。赤色顔料としては、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等がある。
【0047】
紫色顔料としては、マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等がある。青色顔料としては、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、ファストスカイブルー、インダスレンブルーBC等がある。緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、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。白色顔料としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等がある。
【0048】
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。これらの着色剤は、単独或いは複数組み合わせて用いることができる。特に黒色着色剤としてカーボンブラックが、白色着色剤として酸化チタンが好ましい。
【0049】
粒子の製造方法については特に限定されないが、例えば、電子写真のトナーを製造する場合に準じた粉砕法および重合法が使用出来る。また、無機または有機顔料の粉体の表面に樹脂や荷電制御剤等をコートする方法も用いられる。
【0050】
透明基板と対向基板の間隔は、粒子が飛翔移動でき、コントラストを維持できれば良いが、通常10〜5000μm、好ましくは30〜500μmに調整される。粒子充填量は、基板間の空間体積に対して、10〜90%、好ましくは30〜80%を占める体積になるように充填するのが良い。
【0051】
本発明の画像表示装置に用いる表示板においては、上記の表示素子を複数使用してマトリックス状に配置して表示を行う。白黒の場合は、一つの表示素子が一つの画素となる。白黒以外の任意の色表示をする場合は、粒子の色の組み合わせを適宜行えばよい。フルカラーの場合は、3種の表示素子、即ち、各々R(赤色)、G(緑色)及びB(青色)の色の粒子を持ちかつ各々黒色の粒子を持つ表示素子を一組とし、それらを複数組み配置して表示板とするのが好ましい。
【0052】
本発明の画像表示装置は、ノートパソコン、PDA、携帯電話等のモバイル機器の画像表示部、電子ブック、電子新聞等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板等の掲示板、電卓、家電製品、自動車用品等の画像表示部などに用いられる。
【0053】
なお、上述した実施例では、電極を基板上に設けた例を示しているが、本発明を達成するためには、電界を発生するための電極が存在しさえすれば電極は基板上に必ずしも存在する必要はなく、電極を基板とは離して設けることもできる。
【0054】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像表示装置によれば、粒子に直接的に静電界を与えて粒子を飛翔移動させることができる画像表示素子をマトリックス状に配置させて新規な画像表示装置を構成しているため、応答速度が速く、単純な構造で安価かつ、安定性に優れる画像表示装置を提供することができる。また、表示しようとする画像を形成する過程に先立つ画像消去の過程を省略できるため、濃度ムラを減少でき表示画質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像表示装置における画像消去過程を省略した書き込み手段の一例を説明するための図である。
【図2】本発明の画像表示装置における画像消去過程を省略した書き込み手段の他の例を説明するための図である。
【図3】(a)〜(c)はそれぞれ本発明の画像表示装置に用いる画像表示板の表示素子の一例とその表示駆動原理を示す図である。
【図4】(a)、(b)はそれぞれ表示素子をマトリックス状に配置した本発明の画像表示装置の一例を示す図である。
【図5】粒子の表面電位の測定要領を示す図である。
【図6】従来の画像表示装置における画像の書き換え手段を説明するための図である。
【図7】図6に示す従来例における問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
1 透明基板
2 対向基板
3 表示電極
4 対向電極
5 負帯電粒子
6 正帯電粒子
7 隔壁
8 高電圧発生回路
9 低電圧発生回路
10 マトリックスドライブ回路
21 チャック
22 スコロトロン放電器
23 表面電位計
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image display device including an image display plate capable of repeatedly displaying and erasing an image as a particle moves using Coulomb force.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, image display devices using techniques such as an electrophoresis method, an electrochromic method, a thermal method, and a two-color particle rotation method have been proposed as image display devices that replace liquid crystal (LCD).
[0003]
These conventional technologies can be used for next-generation and inexpensive image display devices because they have advantages such as a wide viewing angle that is close to that of ordinary printed materials, low power consumption, and memory functions compared to LCDs. It is considered as a technology that can be developed, and is expected to expand to image display for mobile terminals, electronic paper, and the like. Particularly recently, an electrophoretic method in which a dispersion liquid composed of dispersed particles and a colored solution is encapsulated and disposed between opposing substrates has been proposed and expected. (For example, refer nonpatent literature 1).
[0004]
However, the electrophoresis method has a problem that the response speed is slow due to the viscous resistance of the liquid because the particles migrate in the liquid. Furthermore, since particles having a high specific gravity such as titanium oxide are dispersed in a solution having a low specific gravity, they are liable to settle, it is difficult to maintain the stability of the dispersed state, and there is a problem that the stability of image repetition is lacking. Even with microencapsulation, the cell size is set to the microcapsule level, and the above-described drawbacks are made difficult to appear, and the essential problems are not solved.
[0005]
On the other hand, a method in which conductive particles and a charge transport layer are incorporated into a part of a substrate without using a solution has been proposed in contrast to an electrophoresis method using behavior in a solution. However, since the charge transport layer and further the charge generation layer are arranged, the structure becomes complicated, and it is difficult to inject the charges into the conductive particles uniformly, and there is a problem that the stability is lacking.
[0006]
[Non-Patent Document 1]
趙 Kuniori and three others, “New Toner Display Device (I)”, July 21, 1999, Annual Meeting of the Imaging Society of Japan (83 times in total) “Japan Hardcopy'99”, p.249-252
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As one method for solving the various problems described above, two or more kinds of particles having different colors and charging characteristics are encapsulated between two substrates, at least one of which is transparent, and provided on one or both of the substrates. There is known an image display device including an image display plate that displays an image by applying an electric field to the particles from an electrode pair including electrodes and causing the particles to fly and move by Coulomb force.
[0008]
This image display device has a display memory property (a display state is maintained even when the power is turned off). Thus, in the case of an image display device having a display memory property, Ea which is the electric field direction (polarity) in which the particles A fly to the display substrate side, and particles B having a color and charging characteristics different from those of the particle A are on the display substrate side. It is necessary to form one image by sequentially switching both of the flying electric field directions Eb. This is because, when the image 1 made of the particles A and B is rewritten to the image 2 made of the particles A and B in the same manner, when the image is formed with Ea, only the part newly added to the image 2 with the particles A is obtained. This is because the portion that has changed and has to be written with the particle B does not change.
[0009]
Therefore, as shown in FIG. 6, after an image erasing process (a screen formed of only particles A or B) is performed prior to image formation, the electric field direction is different from the electric field direction used for image erasing. A method of forming an image is conceivable. However, for example, in the matrix display, as shown in FIG. 7, when the image is erased at the beginning of the frame time, the part (line) where the image is formed at the first half of the frame time and the part where the image is formed at the second half of the frame time In (Line), there is a problem in that density unevenness occurs because the time from image formation to image erasing at the beginning of the next frame is different, and display quality is significantly impaired.
[0010]
An object of the present invention is to provide an image display device that can reduce density unevenness and maintain display image quality in an image display device that is dry, has quick response performance, has a simple structure, is inexpensive, and has excellent stability. Is.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The image display device of the present invention includes two or more kinds of particles having different colors and charging characteristics between two substrates, at least one of which is transparent, and an electrode pair comprising electrodes provided on one or both of the substrates. In the image display device including an image display plate that displays an image by applying an electric field to the particles and causing the particles to fly and move, a process of forming an image to be displayed includes: Next, the pattern of 1 to n rows of n rows × m columns of images to be written next is set to P1 to Pn, and the inverted (negative) patterns thereof are Not (P1) to Not (Pn). In this case, the pattern P1 is written in the first row with the electric field Ea in the direction in which the particles A fly to the substrate on the display side, and then the inverted pattern Not (P1) is displayed with the particles B having different colors and charging characteristics from the particles A. Write with the electric field Eb in the direction of flight to the substrate on the side, write the pattern P2 with the electric field Ea in the second row, write the pattern Not (P2) with the electric field Eb, repeat this up to n rows, and write next n rows Xm lines of images are displayed process Consist of The image erasing process prior to the process of forming the image to be displayed is omitted.
Also, the image display device of the present invention is an electrode comprising two or more kinds of particles having different colors and charging characteristics between two substrates, at least one of which is transparent, and an electrode formed on one or both of the substrates. In the image display device including an image display plate that displays an image by applying an electric field to the particles from a pair and causing the particles to fly and move, a process of forming an image to be displayed includes: Next, the pattern of 1 to n rows of n rows × m columns of images to be written next is set to P1 to Pn, and the inverted (negative) patterns thereof are Not (P1) to Not (Pn). Then, the pattern P1 is written in the first row with the electric field Ea in the direction in which the particles A fly to the substrate on the display side, then the pattern P2 is written in the second row with the electric field Ea, and this is repeated up to n rows. The pattern Not (P1) is written in the first row with the electric field Eb in the direction in which the particles B having different colors and charging characteristics from the particles A fly to the substrate on the display side, and then the pattern Not (P2) is written in the second row. Writing is performed with the electric field Eb, this is repeated up to n rows, and the next n rows × m rows of images are displayed. process Consist of The image erasing process prior to the process of forming the image to be displayed is omitted.
[0012]
In the image display device of the present invention configured as described above, a novel image display device is configured by arranging image display elements that can directly apply electrostatic fields to the particles and cause the particles to fly and move by Coulomb force. By doing so, it is possible to provide an image display device that has a high response speed, a simple structure, is inexpensive, and has excellent stability. Further, by omitting the image erasing process prior to the process of forming the image to be displayed, density unevenness can be reduced and display image quality can be maintained.
[0014]
The particles in the image display device of the present invention preferably have an average particle diameter of 0.1 to 50 μm. The surface charge density measured by the blow-off method using a particle carrier is 5 μC / m in absolute value. 2 150 μC / m 2 The following is preferable. Furthermore, when the surface is charged by generating a corona discharge by applying a voltage of 8 KV to a corona discharger in which the particles are arranged at a distance of 1 mm from the surface, the surface potential after 0.3 seconds It is preferred that the maximum value be particles larger than 300V. Furthermore, the color of the particles is preferably white and black.
[0015]
The image display plate in the image display device of the present invention preferably has a configuration in which the image display plate includes one or more image display elements in which each electrode pair of matrix electrodes is separated from each other by a partition wall.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As will be described in detail later, an image display device that is an object of the present invention encloses two or more types of particles having different colors and charging characteristics between two substrates, at least one of which is transparent, An image display plate is provided that displays an image by applying an electric field to the particles from an electrode pair including electrodes provided on both, and causing the particles to fly and move by Coulomb force. In the image display device having this configuration, the process of forming an image to be displayed includes the process of forming an image by applying an electric field pattern between the electrodes in the direction in which the particles A fly to the display-side substrate, Includes a process of forming an image by applying a reversal (negative) pattern of the pattern in the electric field direction in which the particles B having different colors and charging characteristics fly to the substrate on the display side. In the present invention, as a specific writing method, for example, a binary pattern P is written by Ea, and then a desired image pattern is formed by writing inversion (not (P)) (negative) of the pattern P by Eb. By eliminating the image erasing (same color writing) process, density unevenness can be reduced and display image quality can be maintained.
[0017]
Referring to the drawings, description will be given of writing means that omits image erasure, which is a feature of the image display device of the present invention. FIG. 1 and FIG. 2 are diagrams for explaining an example of writing means in which the image erasing process is omitted in the image display apparatus of the present invention. In the example shown in FIG. 1 and FIG. 2, an example is shown in which the number 1 is rewritten to the number 2 in a matrix display of 7 rows × 5 columns.
[0018]
In the example shown in FIG. 1, in the matrix display of 7 rows × 5 columns, the image is formed by sequentially switching the direction of the electric field during the image forming process of the portion where the display can be rewritten simultaneously (usually for each row). Specifically, when the pattern of the number 2 1... N rows, which is the next image to be written, is P1... Pn, the pattern P1 is changed to the first row when the direction of the electric field is sequentially switched for each row. Write with Ea, then write pattern Not (P1) with Eb, write pattern P2 with Ea on the second row, then write pattern Not (P2) with Eb, repeat this, and finally on the nth row The number 1 can be rewritten to the number 2 by writing the pattern Pn and then writing the pattern Not (Pn).
[0019]
In this example, in the case of matrix display, by sequentially switching Ea and Eb and the electric field direction for each row and writing, moving image display without afterimage can be performed as compared with the case of FIG.
[0020]
In the example shown in FIG. 2, in the matrix display of 7 rows × 5 columns, the number 2 which is a 7 × 5 writing pattern is written with Ea in the same electric field direction, and then the number is the writing pattern of 7 rows × 5 columns. The number 1 can be rewritten to the number 2 by writing an inversion pattern formed by reversing 2 in Eb while switching the electric field.
[0021]
In this example, in the case of matrix display, the number 2 as the writing pattern is formed for one screen by Ea, and then the negative of the number 2 as the writing pattern is formed by switching to Eb for one screen. In this case, even after the image is formed with Ea, the portion of the particle A on the previous screen that must be replaced with the particle B remains, and thus it is recognized as an afterimage on the moving image display. However, since the frequency of the electric field switching between Ea and Eb may be significantly lower than that in the embodiment shown in FIG. 1, the generation of electromagnetic noise due to the display element driving is small, and the capacitance between the display element electrodes is small. The limit of the frame operation speed can be increased.
[0022]
FIG. 3 is a diagram showing an example of an image display element of an image display board constituting the image display apparatus of the present invention and its display driving principle. In the example shown in FIGS. 3A to 3C, 1 is a transparent substrate, 2 is a counter substrate, 3 is a display electrode (transparent electrode), 4 is a counter electrode, 5 is negatively charged particles, 6 is positively charged particles, 7 is a partition.
[0023]
FIG. 3A shows a state in which the negatively charged particles 5 and the positively charged particles 6 are arranged between the opposing substrates (the transparent substrate 1 and the opposing substrate 2). In this state, when a voltage is applied so that the display electrode 3 side is at a low potential and the counter electrode 4 side is at a high potential, the positively charged particles 6 are caused to move to the display electrode 3 by Coulomb force as shown in FIG. The negatively charged particles 5 fly and move to the opposite electrode 4 side. In this case, the display surface viewed from the transparent substrate 1 side looks like the color of the positively charged particles 6. Next, when the polarity is switched and a voltage is applied so that the display electrode 3 side is at a high potential and the counter electrode 4 side is at a low potential, the negatively charged particles 5 are displayed by the Coulomb force as shown in FIG. The positively charged particles 6 fly and move to the electrode 3 side, and fly to the counter electrode 4 side. In this case, the display surface viewed from the transparent substrate 1 side looks like the color of the negatively charged particles 6.
[0024]
Between FIG. 3 (b) and FIG. 3 (c), it is possible to repeatedly display only by reversing the polarity of the power source. In this way, the color can be reversibly changed by reversing the polarity of the power source. . The color of the particles can be selected at will. For example, when the negatively charged particles 5 are white and the positively charged particles 6 are black, or the negatively charged particles 5 are black and the positively charged particles 6 are white, the display is reversible between white and black. In this method, since each particle is once attached to the electrode by mirror image force, the display image is retained for a long time even after the voltage is turned off, and the memory retainability is good.
[0025]
In the present invention, since each charged particle flies in the gas, the response speed of image display is high, and the response speed can be 1 msec or less. Further, unlike the liquid crystal display element, an alignment film, a polarizing plate, and the like are unnecessary, the structure is simple, and the cost and the large area are possible. It is stable against temperature changes and can be used from low to high temperatures. Furthermore, there is no viewing angle, high reflectivity, reflection type, easy to see even in bright places, and low power consumption. It also has memory characteristics and does not consume power when holding images.
[0026]
The image display device of the present invention is composed of an image display plate in which the image display elements are arranged in a matrix. An example of the schematic diagram is shown in FIGS. In this example, a 3 × 3 matrix is shown for convenience of explanation. By setting the number of electrodes to n, an arbitrary n × n matrix can be configured.
[0027]
In the example shown in FIGS. 4A and 4B, the display electrodes 3-1 to 3-3 arranged almost in parallel to the counter electrodes 4-1 to 4-3 arranged almost in parallel are almost orthogonal to each other. In this state, it is provided on the transparent substrate 1 and the counter substrate 2. Two SW3-1-1 and SW3-1-2; SW3-2-1 and SW3-2-2; SW3-3-1 are provided on the display electrodes 3-1 to 3-3, respectively. And SW3-3-2; are connected to each other. Similarly, two counter electrodes 4-1 to 4-3 are provided in succession, SW4-1-1 and SW4-1-2; SW4-2-1 and SW4-2-2; SW4-. 3-1 and SW 4-3-2 are connected to each other.
[0028]
SW3-n-1 (n = 1 to 3) and SW4-n-1 (n = 1 to 3) play a role of switching between connection to the ground and connection to the next-stage SW. SW3-n-2 (n = 1 to 3) and SW4-n-2 (n = 1 to 3) serve to switch the connection to the high voltage generation circuit 8 and the connection to the low voltage generation circuit 9. Fulfill. The entire SW constitutes the matrix drive circuit 10. Further, in this example, 3 × 3 image display elements are configured by being separated from each other by the partition wall 7, but the partition wall 7 is not essential and can be omitted.
[0029]
The operation of the matrix electrode composed of the display electrodes 3-1 to 3-3 and the counter electrodes 4-1 to 4-3 described above controls the opening and closing of each SW by the control of a sequencer (not shown) according to the image to be displayed. Thus, 3 × 3 image display elements are sequentially displayed. This operation is the same as that conventionally known.
[0030]
In the case of a display electrode provided on a transparent substrate, each electrode constituting the matrix electrode is formed of a conductive material that is transparent and can be patterned. Examples of such conductive materials include metals such as aluminum, silver, nickel, copper, and gold, and transparent conductive metal oxides such as ITO, conductive tin oxide, and conductive zinc oxide by sputtering, vacuum deposition, CVD, A thin film formed by a coating method or the like, or a conductive agent mixed with a solvent or a synthetic resin binder and applied.
[0031]
Conductive agents include cationic polymer electrolytes such as benzyltrimethylammonium chloride and tetrabutylammonium perchlorate, anionic polymer electrolytes such as polystyrene sulfonate and polyacrylate, and conductive zinc oxide, tin oxide, and indium oxide. Fine powder or the like is used. The electrode thickness may be any thickness as long as conductivity can be ensured and there is no problem with light transmittance, but it is preferably 3 to 1000 nm, preferably 5 to 400 nm. A transparent electrode material can be used on the counter substrate in the same manner as the display electrode, but non-transparent electrode materials such as aluminum, silver, nickel, copper, and gold can also be used.
[0032]
It is preferable to form an insulating coating layer on each electrode so that the charge of charged particles does not escape. For the coating layer, it is particularly preferable to use a positively chargeable resin for the negatively charged particles and a negatively chargeable resin for the positively charged particles because the charge of the particles is difficult to escape.
[0033]
Hereinafter, the substrate used in the image display device of the present invention will be described. At least one of the substrates is a transparent substrate in which the color of the particles can be confirmed from the outside of the apparatus, and a material having high visible light transmittance and good heat resistance is preferable. The presence or absence of flexibility is appropriately selected depending on the application. For example, flexible materials are used for applications such as electronic paper, and flexibility is used for applications such as display devices for portable devices such as mobile phones, PDAs and notebook computers. A material with no is preferred.
[0034]
Examples of the substrate material include polymer sheets such as polyethylene terephthalate, polyether sulfone, polyethylene, polycarbonate, polyimide, and acrylic, and inorganic sheets such as glass and quartz. The counter substrate may be transparent or opaque. The thickness of the substrate is preferably 2 to 5000 μm, particularly preferably 5 to 1000 μm. If the thickness is too thin, it will be difficult to maintain the strength and the uniformity of the distance between the substrates. If the thickness is too thick, the sharpness and contrast of the display function will be reduced, especially in the case of electronic paper applications. Lack of tea.
[0035]
Moreover, as shown in FIG. 3, it is preferable to provide the partition 7 in the four periphery of each display element. The partition walls can be provided in two parallel directions. Thereby, excessive particle movement in the substrate parallel direction can be prevented, durability repeatability and memory retention can be assisted, and the space between the substrates can be uniformly and reinforced to increase the strength of the image display plate. The method for forming the partition is not particularly limited. For example, a screen printing method in which a paste is repeatedly applied at a predetermined position using a screen plate, or a partition material having a desired thickness is solidly coated on the substrate to form a partition. After coating the resist pattern only on the partition material on the part to be left, the blast material is sprayed to remove the partition material other than the partition part, and the resist pattern is formed using a photosensitive resin on the substrate. A lift-off method (additive method) for removing the resist after embedding the paste in the resist recess, or a photosensitive paste method for applying a photosensitive resin composition containing a partition material on the substrate to obtain a desired pattern by exposure and development Also, after applying a paste containing partition wall material on the substrate, mold molding method etc. to form partition walls by pressing and pressure forming a mold with irregularities etc. How it is adopted. Furthermore, a relief molding method using a mold patterning method and using a relief pattern provided with a photosensitive resin composition as a mold is also employed.
[0036]
Hereinafter, the particles used in the image display device of the present invention will be described. In the present invention, the display particles may be any negative or positively charged colored particles that can be moved by a Coulomb force. Particularly, spherical particles having a small specific gravity are preferable. The average particle diameter of the particles is preferably from 0.1 to 50 μm, particularly preferably from 1 to 30 μm. If the particle size is smaller than this range, the charge density of the particles is too large and the image force on the electrode or substrate is too strong, and the memory performance is good, but the followability when the electric field is reversed is poor. On the other hand, if the particle size is larger than this range, the followability is good, but the memory property is poor.
[0037]
A method of charging the particles negatively or positively is not particularly limited, and a method of charging the particles such as a corona discharge method, an electrode injection method, and a friction method is used. The surface charge density measured by the blow-off method using a particle carrier is 5 μC / m in absolute value. 2 150 μC / m 2 The following ranges are preferred. When the surface charge density is lower than this range, the response speed with respect to the change of the electric field becomes slow, and the memory property becomes low. When the surface charge density is higher than this range, the mirror image force on the electrode and the substrate is too strong and the memory property is good, but the followability when the electric field is reversed is deteriorated.
[0038]
The measurement of the charge amount and the particle specific gravity necessary for determining the surface charge density used in the present invention were performed as follows.
<Blow-off measurement principle and method>
In the blow-off method, a mixture of powder and carrier is placed in a cylindrical container with nets at both ends, high pressure gas is blown from one end to separate the powder and carrier, and only the powder is removed from the mesh opening. Blow off. At this time, the charge amount equal to the charge amount taken away from the container by the powder remains on the carrier. All of the electric flux due to this charge is collected by the Faraday cage, and the capacitor is charged by this amount. Therefore, by measuring the potential across the capacitor, the charge quantity Q of the powder is
Q = CV (C: Capacitor capacity, V: Voltage across capacitor)
As required.
TB-200 manufactured by Toshiba Chemical Co. was used as a blow-off powder charge measuring device. In the present invention, two types of carriers of positive chargeability and negative chargeability are used as carriers, and charge density per unit area in each case (unit: μC / m) 2 ) Was measured. In other words, F963-2535 manufactured by Powdertech Co., Ltd. is used as a positively chargeable carrier (a carrier that tends to be negatively charged when the other party is positively charged). As an easy carrier, F921-2535 made by Powdertech was used.
<Particle specific gravity measurement method>
The particle specific gravity was measured with a hydrometer and a multi-volume density meter H1305 manufactured by Shimadzu Corporation.
[0039]
Since the particles need to retain their charged charge, the volume resistivity is 1 × 10 10 Insulating particles of Ω · cm or more are preferable, and the volume resistivity is 1 × 10. 12 Insulating particles of Ω · cm or more are preferable. Further, particles having a low charge attenuating property evaluated by the method described below are more preferable.
[0040]
That is, the particles are separately formed into a film having a thickness of 5 to 100 μm by pressing, heat melting, casting, or the like. Then, a voltage of 8 KV is applied to a corona discharger disposed at a distance of 1 mm from the film surface to generate a corona discharge to charge the surface, and a change in the surface potential is measured and determined. In this case, it is important to select and prepare the particle constituent material so that the maximum value of the surface potential after 0.3 seconds is larger than 300V, preferably larger than 400V.
[0041]
In addition, the measurement of the said surface potential can be performed, for example with the apparatus (CRT2000 by QEA) shown in FIG. In the case of this apparatus, the above-mentioned measuring unit is provided with both ends of the shaft of the roll on which the above-mentioned film is arranged held by the chuck 21 and the small scorotron discharger 22 and the surface potential meter 23 are separated from each other by a predetermined distance. The surface potential is applied while giving a surface charge by moving the measuring unit at a constant speed from one end to the other end of the film while the film is placed in a stationary state with a distance of 1 mm from the surface of the film. The method of measuring is preferably employed. The measurement environment is a temperature of 25 ± 3 ° C. and a humidity of 55 ± 5 RH%.
[0042]
The particles may be composed of any material as long as charging performance and the like are satisfied. For example, it can be formed from a resin, a charge control agent, a colorant, an inorganic additive, or the like, or a colorant alone.
[0043]
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.
[0044]
The charge control agent is not particularly limited. 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), and quaternary ammonium salt systems. Examples thereof include compounds, calixarene compounds, boron-containing compounds (benzyl acid boron complexes), and nitroimidazole derivatives. 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.
[0045]
As the colorant, various organic or inorganic pigments and dyes as exemplified below can be used.
[0046]
Examples of black pigments include carbon black, copper oxide, manganese dioxide, aniline black, and activated carbon. Yellow pigments include yellow lead, zinc yellow, cadmium yellow, yellow iron oxide, mineral fast yellow, nickel titanium yellow, navel yellow, naphthol yellow S, Hansa yellow G, Hansa yellow 10G, benzidine yellow G, benzidine yellow GR, quinoline There are yellow rake, permanent yellow NCG, tartrage rake and so on. Examples of the orange pigment include red yellow lead, molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, Vulcan orange, indanthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, and indanthrene brilliant orange GK. Red pigments include Bengala, 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. Rake, Brilliant Carmine 3B, etc.
[0047]
Examples of purple pigments include manganese purple, fast violet B, and methyl violet lake. Examples of blue pigments include bitumen, cobalt blue, alkali blue lake, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue partially chlorinated, fast sky blue, and induslen blue BC. Examples of the green pigment include chrome green, chromium oxide, pigment green B, malachite green lake, final yellow green G, and the like. Examples of white pigments include zinc white, titanium oxide, antimony white, and zinc sulfide.
[0048]
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. These colorants can be used alone or in combination. In particular, carbon black is preferable as the black colorant, and titanium oxide is preferable as the white colorant.
[0049]
The method for producing the particles is not particularly limited, and for example, a pulverization method and a polymerization method according to the case of producing an electrophotographic toner can be used. In addition, a method of coating a resin, a charge control agent, or the like on the surface of an inorganic or organic pigment powder is also used.
[0050]
The distance between the transparent substrate and the counter substrate is not limited as long as particles can fly and maintain the contrast, but is usually adjusted to 10 to 5000 μm, preferably 30 to 500 μm. The particle filling amount may be 10 to 90%, preferably 30 to 80% of the space volume between the substrates.
[0051]
In the display panel used in the image display device of the present invention, a plurality of the above display elements are used and arranged in a matrix to perform display. In the case of black and white, one display element becomes one pixel. When displaying an arbitrary color other than black and white, a combination of particle colors may be appropriately performed. In the case of full color, a set of three display elements, that is, display elements each having R (red), G (green) and B (blue) color particles and each having black particles, It is preferable to arrange a plurality of sets to form a display board.
[0052]
The image display device of the present invention includes an image display unit of a mobile device such as a notebook computer, a PDA, and a mobile phone, an electronic book such as an electronic book, an electronic newspaper, a bulletin board such as a signboard, a poster, and a blackboard, a calculator, a household appliance, and an automobile product. It is used for an image display unit.
[0053]
In the above-described embodiment, an example in which the electrode is provided on the substrate is shown. However, in order to achieve the present invention, the electrode is not necessarily provided on the substrate as long as an electrode for generating an electric field exists. It does not need to be present, and the electrode can be provided separately from the substrate.
[0054]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the image display device of the present invention, a novel image is obtained by arranging image display elements capable of flying and moving particles by directly applying an electrostatic field to the particles. Since the display device is configured, it is possible to provide an image display device having a high response speed, a simple structure, low cost, and excellent stability. Further, since the image erasing process prior to the process of forming the image to be displayed can be omitted, density unevenness can be reduced and the display image quality can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining an example of writing means in which an image erasing process is omitted in an image display device of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining another example of writing means in which an image erasing process is omitted in the image display apparatus of the present invention.
FIGS. 3A to 3C are diagrams showing an example of a display element of an image display board used in the image display apparatus of the present invention and a display driving principle thereof, respectively.
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing an example of an image display device according to the present invention in which display elements are arranged in a matrix. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a procedure for measuring the surface potential of particles.
FIG. 6 is a diagram for explaining image rewriting means in a conventional image display apparatus.
7 is a diagram for explaining problems in the conventional example shown in FIG. 6; FIG.
[Explanation of symbols]
1 Transparent substrate
2 Counter substrate
3 Display electrodes
4 Counter electrode
5 Negatively charged particles
6 Positively charged particles
7 Bulkhead
8 High voltage generator
9 Low voltage generator
10 Matrix drive circuit
21 Chuck
22 Scorotron discharger
23 Surface potential meter

Claims (7)

少なくとも一方が透明な2枚の基板の間に色および帯電特性の異なる2種類以上の粒子を封入し、前記基板の一方または両方に設けた電極からなる電極対から前記粒子に電界を与えて、前記粒子を飛翔移動させて画像を表示する画像表示板を具備する画像表示装置において、
表示しようとする画像を形成する過程が、次に書き込むn行×m列の画像の、それぞれがm個の画素よりなる1〜n行のパターンをP1〜Pnとし、それらの反転(ネガ)パターンをNot(P1)〜Not(Pn)としたとき、1行目にパターンP1を粒子Aが表示側の基板に飛翔する方向の電界Eaで書き込み、次に反転パターンNot(P1)を粒子Aとは色および帯電特性の異なる粒子Bが表示側の基板に飛翔する方向の電界Ebで書き込み、2行目にパターンP2を電界Eaで書き込み、次にパターンNot(P2)を電界Ebで書き込み、これをn行まで繰り返し、次に書き込むn行×m行の画像を表示する過程からなり、表示しようとする画像を形成する過程に先立つ画像消去の過程を省略したことを特徴とする画像表示装置。
Encapsulating two or more kinds of particles having different colors and charging characteristics between two substrates at least one of which is transparent, and applying an electric field to the particles from an electrode pair comprising electrodes provided on one or both of the substrates, In an image display device comprising an image display plate that displays the image by flying and moving the particles,
In the process of forming an image to be displayed, an image of n rows × m columns to be written next is a pattern of 1 to n rows each consisting of m pixels, P1 to Pn, and their inverted (negative) pattern Is set to Not (P1) to Not (Pn), the pattern P1 is written in the first row by the electric field Ea in the direction in which the particles A fly to the substrate on the display side, and then the inverted pattern Not (P1) is written to the particles A. Is written with the electric field Eb in the direction in which the particles B having different colors and charging characteristics fly to the substrate on the display side, the pattern P2 is written with the electric field Ea in the second row, and then the pattern Not (P2) is written with the electric field Eb. An image display apparatus comprising: a step of repeating the process up to n lines and displaying an image of n lines × m lines to be written next, and omitting an image erasing process prior to a process of forming an image to be displayed.
少なくとも一方が透明な2枚の基板の間に色および帯電特性の異なる2種類以上の粒子を封入し、前記基板の一方または両方に設けた電極からなる電極対から前記粒子に電界を与えて、前記粒子を飛翔移動させて画像を表示する画像表示板を具備する画像表示装置において、
表示しようとする画像を形成する過程が、次に書き込むn行×m列の画像の、それぞれがm個の画素よりなる1〜n行のパターンをP1〜Pnとし、それらの反転(ネガ)パターンをNot(P1)〜Not(Pn)としたとき、1行目にパターンP1を粒子Aが表示側の基板に飛翔する方向の電界Eaで書き込み、次に2行目にパターンP2を電界Eaで書き込み、これをn行まで繰り返し、続いて、1行目にパターンNot(P1)を粒子Aとは色および帯電特性の異なる粒子Bが表示側の基板に飛翔する方向の電界Ebで書き込み、次に2行目にパターンNot(P2)を電界Ebで書き込み、これをn行まで繰り返し、次に書き込むn行×m行の画像を表示する過程からなり、表示しようとする画像を形成する過程に先立つ画像消去の過程を省略したことを特徴とする画像表示装置。
Encapsulating two or more kinds of particles having different colors and charging characteristics between two substrates at least one of which is transparent, and applying an electric field to the particles from an electrode pair comprising electrodes provided on one or both of the substrates, In an image display device comprising an image display plate that displays the image by flying and moving the particles,
In the process of forming an image to be displayed, an image of n rows × m columns to be written next is a pattern of 1 to n rows each consisting of m pixels, P1 to Pn, and their inverted (negative) pattern Is set to Not (P1) to Not (Pn), the pattern P1 is written in the first row with the electric field Ea in the direction in which the particles A fly to the substrate on the display side, and then the pattern P2 is written in the second row with the electric field Ea. Writing is repeated up to n rows, and then pattern Not (P1) is written in the first row with an electric field Eb in a direction in which particles B having different colors and charging characteristics from the particles A fly to the substrate on the display side. the writing electric field Eb pattern Not (P2) in the second row, which repeated until n rows, then writes consist process for displaying an image of n rows × m lines, the process of forming an image to be displayed Prior to image deletion An image display device characterized in that the process is omitted.
粒子の平均粒子径が0.1〜50μmである請求項1または2に記載の画像表示装置。The image display apparatus according to claim 1 or 2 average particle diameter of the particles is 0.1 to 50 [mu] m. 粒子のキャリヤを用いてブローオフ法により測定した表面電荷密度が絶対値で5μC/m以上150μC/m以下である請求項1〜のいずれかに記載の画像表示装置。The image display apparatus according to any one of claims 1 to 3 surface charge density measured by a blow-off method is 150μC / m 2 or less 5 [mu] C / m 2 or more in absolute value with the carrier particles. 粒子が、その表面と1mmの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、8KVの電圧を印加してコロナ放電を発生させて表面を帯電させた場合に、0.3秒後における表面電位の最大値が300Vより大きい粒子である請求項1〜のいずれかに記載の画像表示装置。When the surface is charged by applying a voltage of 8 KV to a corona discharger in which particles are arranged at a distance of 1 mm from the surface to charge the surface, the maximum value of the surface potential after 0.3 seconds The image display device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the particle size is larger than 300V. 粒子の色が白色及び黒色である請求項1〜のいずれかに記載の画像表示装置。The image display apparatus according to any one of claims 1 to 5 the color of the particles are white and black. 画像表示板が、マトリックス電極の各電極対を隔壁によりお互いに隔離した1つ以上の画像表示素子を有する請求項1〜のいずれかに記載の画像表示装置。Image display plate, the image display apparatus according to any one of claims 1 to 6 having one or more image display elements isolated from each other by respective electrode pairs partition wall matrix electrodes.
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CN100487781C (en) * 2004-04-21 2009-05-13 株式会社普利司通 Information display drive method
JP4793754B2 (en) * 2006-01-31 2011-10-12 セイコーエプソン株式会社 Electrophoretic display device, electronic apparatus, driving method of electrophoretic display device, and controller
JP4623429B2 (en) * 2006-01-31 2011-02-02 セイコーエプソン株式会社 Electrophoretic display device, electronic apparatus, driving method of electrophoretic display device, and controller
JP4811715B2 (en) * 2006-02-03 2011-11-09 セイコーエプソン株式会社 Electrophoretic display device, electronic apparatus, driving method of electrophoretic display device, and controller
JP4765943B2 (en) * 2007-01-12 2011-09-07 トヨタ自動車株式会社 Vehicle display device
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