(57)【要約】【課題】  表示装置側に設けていた三原色のカラーフィルタやブラックマトリクスをタッチパネル側に設けることにより、表示の視認性を向上させたタッチパネル一体型情報表示装置を提供する。【解決手段】  情報を表示する表示装置１２と、表示装置１２に表示する情報を入力するタッチパネル１３とを備えるタッチパネル一体型情報表示装置１１における表示装置１２は、白黒帯電粒子駆動型の表示装置であり、タッチパネル１３の表示装置１２のピクセルと対応する位置に、三原色の透明カラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂが各々配置されたタッチパネルであり、表示装置１２の前面にタッチパネル１３が一体配置されている。【選択図】図１
2007225896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を表示する表示装置と、前記表示装置に表示する情報を入力するタッチパネルとを備えるタッチパネル一体型情報表示装置であって、
前記表示装置は白黒帯電粒子駆動型の表示装置であり、前記タッチパネルの前記表示装置のピクセルと対応する位置に、三原色のカラーフィルタを各々配置するとともに、前記表示装置の前面に前記タッチパネルを一体配置して成ることを特徴とするタッチパネル一体型情報表示装置。
【請求項２】
情報を表示する表示装置と、前記表示装置に表示する情報を入力するタッチパネルとを備えるタッチパネル一体型情報表示装置であって、
前記表示装置は帯電粒子駆動型の表示装置であり、前記タッチパネルの前記表示装置のピクセルを構成する隔壁と対応する位置に、ブラックマトリクスを各々配置するとともに、前記表示装置の前面に前記タッチパネルを一体配置して成ることを特徴とするタッチパネル一体型情報表示装置。
【請求項３】
前記タッチパネルは、ドットスペーサー方式、静電容量方式または抵抗膜方式等の光透過性を有するタッチパネルであることを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネル一体型情報表示装置。
【請求項４】
前記タッチパネルは、可撓性を有するタッチパネルであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のタッチパネル一体型情報表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報を表示する表示装置と、前記表示装置に表示する情報を入力するタッチパネルとを備えるタッチパネル一体型情報表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネル一体型情報表示装置の従来例としては、例えば、銀行に設置されているＡＴＭ（現金自動預払機）のように、白黒表示型またはカラー表示型の液晶型ディスプレイ（ＬＣＤ）にタッチパネルを積層したタッチパネル一体型情報表示装置がある。このような従来のタッチパネル一体型情報表示装置は、表示装置である白黒表示型またはカラー表示型の液晶型ディスプレイに表示されているメニュー等の情報と、タッチパネルによって入力される位置情報とに基づいて、液晶型ディスプレイに表示する表示内容を書き換える機能を有している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来例のタッチパネル一体型情報表示装置に搭載している表示装置がカラー表示型の液晶型ディスプレイである場合、表示面側にピクセル毎に光の三原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）または色の三原色（Ｃ，Ｍ，Ｙ）のカラーフィルタを設けて、カラーフィルタを通ってきた光をタッチパネルを介して視認する構成としていたため、不鮮明なカラー表示画像となっていた。また、上記従来例のタッチパネル一体型情報表示装置に搭載している表示装置が白黒表示型またはカラー表示型の液晶型ディスプレイである場合、表示面側のピクセルを構成する隔壁毎にブラックマトリクスを設けることで、見やすい表示装置としようとしているものもあるが、実際には、ブラックマトリクスを含む表示画像は表示装置の表示面側基板を通ってきた光をタッチパネルを介して視認する構成としていたため、不鮮明な表示画像となっていた。
【０００４】
本発明は、表示装置側に設けていた三原色のカラーフィルタやブラックマトリクスをタッチパネル側に設けることにより、表示の視認性を向上させたタッチパネル一体型情報表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１のタッチパネル一体型情報表示装置は、情報を表示する表示装置と、前記表示装置に表示する情報を入力するタッチパネルとを備えるタッチパネル一体型情報表示装置であって、前記表示装置は白黒帯電粒子駆動型の表示装置であり、前記タッチパネルの前記表示装置のピクセルと対応する位置に、三原色のカラーフィルタを各々配置するとともに、前記表示装置の前面に前記タッチパネルを一体配置して成ることを特徴とする。
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の請求項２のタッチパネル一体型情報表示装置は、情報を表示する表示装置と、前記表示装置に表示する情報を入力するタッチパネルとを備えるタッチパネル一体型情報表示装置であって、前記表示装置は帯電粒子駆動型の表示装置であり、前記タッチパネルの前記表示装置のピクセルを構成する隔壁と対応する位置に、ブラックマトリクスを各々配置するとともに、前記表示装置の前面に前記タッチパネルを一体配置して成ることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のタッチパネル一体型情報表示装置の好適例としては、前記タッチパネルは、ドットスペーサー方式、静電容量方式または抵抗膜方式等の光透過性を有するタッチパネルであること、および、前記タッチパネルは、可撓性を有するタッチパネルであること、がある。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成の本発明の請求項１のタッチパネル一体型情報表示装置によれば、情報を表示する表示装置と、前記表示装置に表示する情報を入力するタッチパネルとを備えるタッチパネル一体型情報表示装置における表示装置は、白黒帯電粒子駆動型の表示装置であり、前記タッチパネルの前記表示装置のピクセルと対応する位置に、三原色のカラーフィルタを各々配置するとともに、前記表示装置の前面に前記タッチパネルを一体配置しているので、三原色のカラーフィルタの視認位置がユーザ側に接近することにより鮮明なカラー表示画像が得られ、カラー表示の視認性を向上させたタッチパネル一体型情報表示装置となる。
【０００９】
上記構成の本発明の請求項２のタッチパネル一体型情報表示装置によれば、情報を表示する表示装置と、前記表示装置に表示する情報を入力するタッチパネルとを備えるタッチパネル一体型情報表示装置における表示装置は、帯電粒子駆動型の表示装置であり、前記タッチパネルの前記表示装置のピクセルを構成する隔壁と対応する位置に、ブラックマトリクスを各々配置するとともに、前記表示装置の前面に前記タッチパネルを一体配置しているので、ブラックマトリクスの視認位置がユーザ側に接近することにより鮮明な表示画像が得られ、表示の視認性を向上させたタッチパネル一体型情報表示装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明のタッチパネル一体型情報表示装置の使用例を示す図である。本発明のタッチパネル一体型情報書込装置１１は、情報を表示する表示装置１２と、情報を入力するタッチパネル１３とを備え、表示装置１２の前面にタッチパネル１３が一体配置されている。
上記表示装置１２としては、後述する走査電極毎に順次アドレスされるパッシブ駆動もしくはアクティブ駆動される帯電粒子駆動型の表示装置を用いる。上記タッチパネル１３としては、位置指示機能および書込入力機能を有する光透過性を有するものを用いる。例示すれば、ドットスペーサー方式、静電容量方式、抵抗膜方式等のタッチパネルが挙げられる。
【００１２】
図２（ａ），（ｂ）は、本発明のタッチパネル一体型情報表示装置を可撓性を有するタッチパネルおよび可撓性を有する表示装置で構成した場合の収納状態を説明するための図である。可撓性を有するタッチパネル１３および可撓性を有する表示装置１２で本発明のタッチパネル一体型情報表示装置１１を構成した場合、使用時には図２（ｂ）のように収納部１４から拡張した状態で使用するが、使用しないときは図２（ａ）に示すように収納部１４に巻き取って収納しておくことができるので、収納性が向上する。なお、本発明のタッチパネル一体型情報表示装置全体を可撓性を有するものにするためには、タッチパネルおよび表示装置を構成するパネル基板やカラーフィルタ等を可撓性を有するフィルムで構成するとともに、それ以外の構成部材として可撓性材料から成るものを用いればよく、それにより、可撓性があって曲げたりすることができるタッチパネル一体型情報表示装置となる。
【００１３】
次に、本発明のタッチパネル一体型情報表示装置で表示装置に用いる帯電粒子駆動型の情報表示用パネルの基本的な構成について説明する。この帯電粒子駆動型の情報表示用パネルは、それぞれ異なる帯電特性を有する２色の表示用有色粒子で構成される２色の表示媒体を、少なくとも一方が透明な基板間の隔壁によって仕切られた複数のセル内／ピクセル内に封入する構造を有している。２枚の基板間に封入した表示媒体に電界が付与されると、付与された電界方向に沿って、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、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。
【００１４】
本発明のタッチパネル一体型情報表示装置で表示装置に用いる情報表示用パネルの原理的構成を図３に基づき説明する。
図３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３（ここでは表示用白色粒子３Ｗａの粒子群からなる白色表示媒体３Ｗと表示用黒色粒子３Ｂａの粒子群からなる黒色表示媒体３Ｂを示す）を、基板１に設けた電極５と基板２に設けた電極６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１、２と垂直に移動させ、黒色表示媒体３Ｂ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３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、図３に示す例では、基板１、２の間に例えば格子状に隔壁４を設けピクセルを形成している。また、図３において、手前にある隔壁は省略している。電極は、基板の外側に設けても、基板内部に埋め込むように設けてもよい。
【００１５】
以上の説明は、粒子群からなる白色表示媒体３Ｗを粉流体からなる白色表示媒体に、粒子群からなる黒色表示媒体３Ｂ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できる。粉流体については後述する。
【００１６】
本発明のタッチパネル一体型情報表示装置で用いるドットスペーサー方式のタッチパネルの原理的構成を図４に基づき説明する。
図４の断面図に示すタッチパネル１３は、ドットスペーサー方式のタッチパネルとして構成されており、下面導電層１３ａを積層した下側パネル基板１３ｂと、下側導電層１３ａの所定位置に形成された絶縁性突起状スペーサ１３ｃと、上面導電層１３ｄを積層した上側パネル基板１３ｅと、下側パネル基板１３ｂおよび上側パネル基板１３ｅ間に所定の隙間を形成するための押圧変形可能なギャップスペーサ１３ｆとから成る。
【００１７】
上記下側導電層１３ａおよび上面導電層１３ｄはそれぞれ、錫をドープした酸化インジウム（酸化インジウム錫）等の導電材料を、下側パネル基板１３ｂおよび上側パネル基板１３ｅであるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜上に形成したものであり、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、印刷法等で形成することができる。上側導電層１３ｄの両端には一対の上面側電極（図示せず）が形成され、下面導電層１３ａの両端には上面側電極と直交方向に一対の下面側電極（図示せず）が形成されている。
上記絶縁性突起状スペーサ１３ｃは、押圧した部分以外の部分の導電層同士を接触させないようにするために設けるものであり、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、その他の透明な絶縁性樹脂材料をスクリーン印刷等の方法でドットマトリクス状に一定間隔に形成した後、熱または紫外線で硬化処理を施すことにより形成することができる。この絶縁性突起状スペーサ１３ｃは、高さが概ね２〜５μｍ、直径が３０〜６０μｍ、ドット間隔が１〜８ｍｍの範囲で設計される。
上記ギャップスペーサ１３ｆは、シール材としても機能するものであり、スペーサを分散させた熱硬化型のエポキシ樹脂接着剤やアクリル樹脂接着剤等をスクリーン印刷等の方法で印刷して形成することができる。ここで使われるスペーサは、基板間ギャップを一定に保持するために設けるものであり、所定の大きさの絶縁性を有する球状プラスチック樹脂やファイバーガラス等が利用できる。球状プラスチック樹脂やファイバーガラス等の大きさは、使用する基板の材質や厚さによって異なるが、概ね１０μｍ前後の径のものが選択できる。このシール材を兼用するギャップスペーサ１３ｆを何れか一方のパネル基板に額縁状に印刷した後、両パネル基板の位置を合わせて、ギャップスペーサ１３ｆの両端面に配置形成された接着層（図示せず）によって両パネル基板の外周を貼り合わせ、加圧下で加熱処理を施して硬化させ、接着固定を行うことにより、下側導電層１３ａおよび上面導電層１３ｄが所定の間隔をあけて対向するようにしたタッチパネルを作製することができる。上記シール材を兼用するギャップスペーサ１３ｆは、両パネル基板を固定するとともに、基板内部への水分やゴミ等の侵入を防止する機能を有している。
上記のように構成されたタッチパネル１３は、位置検出用座標基板である下側パネル基板１３ｂの上面に配置され、一対の上面側電極および一対の下面側電極が図示しない制御回路に接続されている。
【００１８】
以上のように構成されたタッチパネル１３は、位置検出用座標基板である下側パネル基板１３ｂを、上側パネル基板１３ｅを介して指やペン型指示器で押圧操作すると、上側パネル基板１３ｅが撓むので、上側パネル基板１３ｅの押圧された部位が下側パネル基板１３ｂに接触する。そして、上記制御回路から上面側電極および下面側電極に順次所定電圧が印加され、上面側電極および下面側電極間の電圧の比によって、上側パネル基板１３ｅの押圧された部位を位置検出用座標基板である下側パネル基板１３ｂで検出し、位置座標情報を得ることができる。
【００１９】
以下、本発明のタッチパネル一体型情報表示装置において表示装置に用いる情報表示用パネルおよびタッチパネルの各種構成例を図５〜図１２に基づき説明する。
【００２０】
図５に示すタッチパネル一体型情報表示装置は、表示装置１２は、表示面側透明基板２および背面側基板１間の隔壁４によって仕切られた複数のセルがさらに３つに細分化したピクセルで構成され、ピクセル内の気中空間に封入した、互いに光学的反射率および帯電特性が異なる白黒２色の表示媒体３Ｗ，３Ｂを、２枚の基板１，２に設けた電極５，６に電圧を印加することによって移動させて、ドットマトリクス式スイッチ構造のタッチパネル１３の下側パネル基板１３ｂに上記ピクセルと対応させて各々配置した光の三原色（赤，緑，青）の透明カラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを介して、情報をカラー表示するカラー表示用の情報表示用パネルとして構成されている。電極５および透明電極６は、互いに直交するライン電極であるため、情報表示用パネル１２がパッシブ駆動となっている。
カラー表示を行う際には、光の三原色カラーフィルタを配置した３つのピクセルを１つのセットとしたユニット（ユニットセル）が画素単位となり、この画素単位に含まれるピクセル毎に独立した表示媒体移動を行うことで、カラーフィルタを通して得られる３色の合成によるカラー表示を行うことができる。
なお、図５では光の三原色（赤，緑，青）の透明カラーフィルタを用いたが、ユニットセルを４つのピクセルで構成し、光の三原色（赤，緑，青）の透明カラーフィルタおよび白色の透明カラーフィルタを用いるようにしてもよい。
【００２１】
図６に示すタッチパネル一体型情報表示装置は、電極５および透明電極６は、セルに対応した個別電極であるため、表示装置１２がアクティブ駆動となっているが、その他の部分は図５に示すタッチパネル一体型情報表示装置と同様に構成されているため、説明を省略する。
【００２２】
図７に示すタッチパネル一体型情報表示装置は、タッチパネル１３として、ドットスペーサー方式のタッチパネルの代わりに図示のような抵抗膜方式のタッチパネルを用いたものであり、その他の部分は、図５に示すタッチパネル一体型情報表示装置と同様に構成されているため、説明を省略する。
【００２３】
図８に示すタッチパネル一体型情報表示装置は、電極５および透明電極６は、セルに対応した個別電極であるため、表示装置１２がアクティブ駆動となっているが、その他の部分は、図７に示すタッチパネル一体型情報表示装置と同様に構成されているため、説明を省略する。
【００２４】
図９に示すタッチパネル一体型情報表示装置は、表示装置１２は、表示面側透明基板２および背面側基板１間の隔壁４によって仕切られた複数のセル内に、互いに光学的反射率および帯電特性の異なる白黒２色の表示媒体３Ｗ，３Ｂを封入し、電極５および透明電極６間に所定電圧を印加して白黒２色の表示媒体３Ｗ，３Ｂに電界を付与することによって、白黒２色の表示媒体３Ｗ，３Ｂを移動させて情報を表示する白黒表示用の情報表示用パネル１２として構成されている。電極５および透明電極６は、互いに直交するライン電極であるため、パッシブ駆動となっているが、セルに対応した個別電極を用いてアクティブ駆動としてもよい。また、タッチパネル１３として、ドットスペーサー方式のタッチパネルを用いるとともに、表示画像を見やすくするために、タッチパネル１３の最内面の、表示装置１２のピクセルを構成する隔壁４と対応する位置に、ブラックマトリクス（ＢＭ）１５が各々配置されている。
なお、上記図９に示す帯電粒子駆動型の表示装置では互いに光学的反射率および帯電特性の異なる白黒２色の表示媒体３Ｗ，３Ｂを用いたが、帯電粒子駆動型の表示装置を、「帯電特性を有する表示用有色粒子で構成される１色の表示媒体を、少なくとも一方が透明な基板間の隔壁によって仕切られた複数のセル内／ピクセル内に封入し、表示媒体の背面基板側に表示用有色粒子とは異なる色のカラー板を配置した構造」とすることもできる。
【００２５】
図１０に示すタッチパネル一体型情報表示装置は、表示装置１２は、表示面側透明基板２および背面側基板１間の隔壁４によって仕切られた複数のセルがさらに３つに細分化したピクセルで構成され、表示面側透明基板２側に、ピクセル毎に光の三原色（赤，緑，青）の透明カラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを各々配置し、ピクセル内の気中空間に封入した、互いに光学的反射率および帯電特性が異なる白黒２色の表示媒体３Ｗ，３Ｂを、２枚の基板１，２に設けた電極５，６に電圧を印加することによって移動させて書き込んだ情報をカラー表示するカラー表示用の表示装置１２として構成されている。電極５および透明電極６は、互いに直交するライン電極としているため、パッシブ駆動となっているが、セルに対応した個別電極を用いてアクティブ駆動としてもよい。また、タッチパネル１３として、ドットスペーサー方式のタッチパネルを用いるとともに、表示画像を見やすくするために、タッチパネル１３の最内面の、表示装置１２のピクセルを構成する隔壁４と対応する位置に、ブラックマトリクス（ＢＭ）１５が各々配置されている。
カラー表示を行う際には、光の三原色カラーフィルタを配置した３つのピクセルを１つのセットとしたユニット（ユニットセル）が画素単位となり、この画素単位に含まれるピクセル毎に独立した表示媒体移動を行うことで、カラーフィルタを通して得られる３色の合成によるカラー表示を行うことができる。
【００２６】
図１１に示すタッチパネル一体型情報表示装置は、タッチパネル１３として、ドットスペーサー方式のタッチパネルの代わりに図示のような抵抗膜方式のタッチパネルを用いてその抵抗膜方式のタッチパネルの中間内面の、表示装置１２のピクセルを構成する隔壁４と対応する位置に、ブラックマトリクス１５を配置したものであり、その他の部分は、図９に示すタッチパネル一体型情報表示装置と同様に構成されているため、説明を省略する。
【００２７】
図１２に示すタッチパネル一体型情報表示装置は、タッチパネル１３として、ドットスペーサー方式のタッチパネルの代わりに図示のような抵抗膜方式のタッチパネルを用いてその抵抗膜方式のタッチパネルの中間内面の、表示装置１２のピクセルを構成する隔壁４と対応する位置に、ブラックマトリクス１５を配置したものであり、その他の部分は、図１０に示すタッチパネル一体型情報表示装置と同様に構成されているため、説明を省略する。
【００２８】
なお、上記図９〜図１２に示すタッチパネル一体型情報表示装置において、タッチパネルのブラックマトリクス１５を配置する位置は、図示の位置に限定されるものではなく、表示装置１２のピクセルを構成する隔壁４と対応する位置であれば、タッチパネル１３の最外面、中間内面、最内面の何れに配置してもよい。
また、上記図１０、図１２の構成例の表示装置１２は、三原色（赤，緑，青）の透明カラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを用いることでカラー表示を実現しているが、上記透明カラーフィルタを設ける代わりに、（ａ）ピクセル内の気中空間に、ピクセル毎にそれぞれ、互いに帯電特性が異なる、黒色表示媒体３Ｂと光の三原色（赤，緑，青）のうちの１色の表示媒体（３Ｒ，３Ｇ，３ＢＬ）との組合せで各々封入したり、（ｂ）ピクセル内の気中空間に、ピクセル毎にそれぞれ、互いに帯電特性が異なる、白色表示媒体３Ｂと色の三原色（シアン；Ｃ，マゼンダ；Ｍ，イエロー；Ｙ））のうちの１色の表示媒体（３Ｃ，３Ｍ，３Ｙ）との組合せで各々封入したりすることで、カラー表示を実現するようにしてもよい。
また、上記ピクセルを構成する隔壁４は、完全にそれぞれの隔壁で囲まれたピクセルを形成する連続的なものであっても、不完全にそれぞれの隔壁で囲まれたピクセルを形成する断続的なものであってもよく、表示媒体の偏在を防止する機能を有していればよい。また、上記ユニットセルを構成する隔壁４は、完全にそれぞれの隔壁で囲まれたユニットセルを形成する連続的なものであっても、不完全にそれぞれの隔壁で囲まれたユニットセルを形成する断続的なものであってもよく、表示媒体の偏在を防止する機能と、基板間ギャップを所定の大きさに保持する機能とを有していればよい。
【００２９】
次に、本発明のタッチパネル一体型情報表示装置における書き換え動作について、図１３に示すタッチパネル一体型情報表示装置の場合を例に挙げて説明する。
まず、書き換え前は、図１３（ａ）に示すように、タッチパネル１３の上側パネル基板１３ｅが指やペン型指示器で押されていないため、表示装置１２の表示面側には、負帯電の表示用白色粒子３Ｗａが接触付着した状態になっている。次に、上側パネル基板１３ｅが指やペン型指示器で押されると、図１３（ｂ）に示すように、上側パネル基板１３ｅが撓んで、上面側電極を形成された上側パネル基板１３ｅの押圧された部位が下面側電極を形成された下側パネル基板１３ｂに接触し、電界方向が変わり、正帯電の表示用黒色粒子３Ｂａが駆動されて表示装置１２の表示面側に移動する。その後、タッチパネル１３の上側パネル基板１３ｅから指やペン型指示器を離すと、図１３（ｃ）に示すように、表示装置１２の表示面側には、正帯電の表示用黒色粒子３Ｂａが接触付着した状態になる。
【００３０】
本発明のタッチパネル一体型情報表示装置によれば、上記図５〜図８のタッチパネル一体型情報表示装置とした場合、表示装置１２として白黒帯電粒子駆動型の情報表示用パネルを用い、タッチパネル１３の表示装置１２のピクセルと対応する位置に、光の三原色の透明カラーフィルタ７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを各々配置するとともに、表示装置１２の前面（または背面）にタッチパネル１３を一体配置しているので、光の三原色の透明カラーフィルタの視認位置がユーザ側に接近することにより鮮明なカラー表示画像が得られ、カラー表示の視認性を向上させたタッチパネル一体型情報表示装置となる。
【００３１】
また、本発明のタッチパネル一体型情報表示装置によれば、上記図９〜図１２のタッチパネル一体型情報表示装置とした場合、表示装置１２として帯電粒子駆動型の情報表示用パネルを用い、タッチパネル１３の表示装置１２のピクセルを構成する隔壁４と対応する位置に、ブラックマトリクス１５を各々配置するとともに、表示装置１２の前面（または背面）にタッチパネル１３を一体配置しているので、ブラックマトリクスの視認位置がユーザ側に接近することにより鮮明な表示画像が得られ、表示の視認性を向上させたタッチパネル一体型情報表示装置となる。
【００３２】
また、本発明のタッチパネル一体型情報表示装置によれば、表示装置１２として用いる帯電粒子駆動型の情報表示用パネルが「帯電粒子を気相中で駆動するタイプ」である場合には、表示装置１２は表示メモリー性を有するので、表示装置１２の電源をＯＦＦにしても表示装置１２に書込入力して表示させた最後の内容（手書き文字等）をそのまま表示装置１に表示させて残すことができる。
また、本発明のタッチパネル一体型情報表示装置によれば、表示装置１２として用いる帯電粒子駆動型の情報表示用パネルをパッシブ駆動として構成しても、駆動応答速度を例えば０．２ｍｓｅｃ以下にすることが可能であり、静止画の書き換え入力には十分な書換速度を得ることができるので、アクティブ駆動で高速書換を行っている従来の液晶駆動型の情報表示用パネルと比較しても十分な応答速度を有したタッチパネル一体型情報表示装置を低コストで提供することができる。勿論、アクティブ駆動を用いて、より高速な書換、書込を行うこともできる。
【００３３】
以下、本発明のタッチパネル一体型情報表示装置で表示装置に用いる情報表示用パネルを構成する各部材について説明する。
【００３４】
基板については、表示面側基板はパネル外側から表示媒体の色が確認できる透明な基板であり、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。背面側基板は透明でも不透明でもかまわない。上記基板としては、ガラスやセラミックス等の無機系基板や、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンテレナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、アクリル等の有機高分子系基板を用いることが可能である。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。
【００３５】
基板に設ける電極の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パターニング形成する方法や、導電剤を溶媒や合成樹脂バインダーに混合して塗布してパターニング形成する方法が用いられる。視認側（表示面側）基板に設ける電極は透明である必要があるが、背面側基板に設ける電極は透明である必要がない。いずれの場合もパターン形成可能である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、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。
【００３６】
基板に設ける隔壁については、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１、２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１４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、表示状態の鮮明さが増す。
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書込機能付き情報表示装置に表示装置として搭載する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。
【００３７】
次に、本発明で表示媒体として例えば用いる粉流体について説明する。なお、本発明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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、本発明で固体状物質を分散質とするものである。
【００４０】
本発明で表示装置に用い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、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。
【００４１】
次に、本発明で表示装置に用いる情報表示用パネルにおいて表示媒体を構成する表示用有色粒子（以下、粒子ともいう）について説明する。表示用有色粒子は、そのまま該表示用有色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。
粒子には、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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。その他、上記した添加剤を複数組合せて本発明で用いる表示媒体を構成する表示用白色粒子や表示用黒色粒子を作製することができる。このうち、表示用白色粒子には酸化チタンなどの白色顔料を用いることが好ましく、表示用黒色粒子にはカーボンブラックなどの黒色顔料を用いることが好ましい。
上記着色剤を配合して所望の色の表示用有色粒子を作製できる。
【００４９】
また、本発明で用いる表示用有色粒子（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。
【００５０】
さらに本発明では、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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
さらに、表示用有色粒子で構成する粒子群や粉流体等の表示媒体を本発明で表示装置に用い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３、図５〜図１２において、対向する基板１、基板２に挟まれる部分から、電極５、６（電極を基板の内側に設けた場合）、表示媒体３の占有部分、隔壁４の占有部分、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。
【００５４】
本発明で表示装置に用い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として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。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明のタッチパネル一体型情報表示装置は、情報表示画面にタッチパネルを介した入力で情報を書き込み表示できる情報表示装置や、書き込んだ表示情報を電源ＯＦＦにした状態でも表示させておくことができる情報表示装置などに好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明のタッチパネル一体型情報表示装置の使用例を示す図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、本発明のタッチパネル一体型情報表示装置を可撓性を有するタッチパネルおよび可撓性を有する表示装置で構成した場合の収納状態を説明するための図である。
【図３】本発明で表示装置に用いる情報表示用パネルの原理的構成を示す図である。
【図４】本発明で用いるタッチパネルの原理的構成を示す図である。
【図５】本発明において表示装置に用いる情報表示用パネルおよびタッチパネルの構成例を示す図である。
【図６】本発明において表示装置に用いる情報表示用パネルおよびタッチパネルの他の構成例を示す図である。
【図７】本発明において表示装置に用いる情報表示用パネルおよびタッチパネルの他の構成例を示す図である。
【図８】本発明において表示装置に用いる情報表示用パネルおよびタッチパネルの他の構成例を示す図である。
【図９】本発明において表示装置に用いる情報表示用パネルおよびタッチパネルの他の構成例を示す図である。
【図１０】本発明において表示装置に用いる情報表示用パネルおよびタッチパネルの他の構成例を示す図である。
【図１１】本発明において表示装置に用いる情報表示用パネルおよびタッチパネルの他の構成例を示す図である。
【図１２】本発明において表示装置に用いる情報表示用パネルおよびタッチパネルの他の構成例を示す図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明のタッチパネル一体型情報表示装置における書き換え動作を説明するための図である。
【図１４】本発明で表示装置に用いる情報表示用パネルにおける隔壁の形状の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  基板（背面側基板）
２  基板（表示面側透明基板）
３  表示媒体（粒子群、粉流体）
３Ｗ  白色表示媒体
３Ｂ  黒色表示媒体
３Ｗａ  表示用白色粒子
３Ｂａ  表示用黒色粒子
４  隔壁
５  電極
６  透明電極
７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ  透明カラーフィルタ
１１  タッチパネル一体型情報表示装置
１２  表示装置（情報表示用パネル）
１３  タブレット
１４  収納部
１５  ブラックマトリクス（ＢＭ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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