Review
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【新春特集】 電子ペーパーの最新動向
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特集にあたって
Introduction
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面谷信(東海大学 工学部 光・画像工学科 教授)
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総論―電子ペーパーの研究開発動向
Trends of Development on Electronic Paper
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面谷信(東海大学 工学部 光・画像工学科 教授)
「電子文書を読む道具」の整備をめざすのが電子ペーパーの基本的な志であり,その基本概念は,紙とディスプレイの長所を両立した理想媒体をめざすものとして表現できる。本報告では,このような電子ペーパーのねらい,開発動向,応用展望とともに,読みやすさの本質を解明する研究の進展について概説する。
【目次】
1. はじめに
2. 電子ペーパーの定義・分類と表示方式
3. 電子ペーパーの課題
4. 各種表示方式の開発・商品化動向
4.1 粒子移動型
(1) 電気泳動方式
(2) 粉体移動方式
4.2 液晶型
(1) コレステリック液晶方式
(2) 双安定ネマティック液晶方式
5. 電子ペーパーの読みやすさを追求する分析的研究
6. 電子ペーパーの応用展望
--------------------------------------------------------------------------------
電気泳動方式の電子ペーパー
Electrophoretic Electronic Paper
--------------------------------------------------------------------------------
檀上英利(凸版印刷(株) メディア事業開発本部 新事業開発部 部長)
本稿では,商用化が進んでいる電子ペーパーにおいて,電気泳動方式の紹介と,最近のトピックスとして,商用化の動向と,大面積化・高精細化・カラー化・高速化といった技術開発の動向を紹介する。
【目次】
1. マイクロカプセル型電気泳動方式電子ペーパー
2. 電子ペーパーの最近のトピックス
2.1 電子書籍に関する本格的な取り組み
2.2 携帯電話分野での活用
2.3 大面積化
2.4 電子ペーパーサイネージ
2.5 高精細化
2.6 カラー化
2.7 高速化
3. 今後の展望
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電子ペーパー「QR-LPD」
Electronic Paper,“QR.LPD”
--------------------------------------------------------------------------------
増田善友((株)ブリヂストン 化工品技術本部 電子ディスプレイ開発室 ユニットリーダー)
われわれは,気中を「電子粉流体」というオリジナル材料が飛翔する方式の電子ペーパー「QR-LPD」を開発してきた。気中を飛翔するので,高速応答・室温と同等の低温駆動・安定したメモリー性などのユニークな特徴を示す。ここでは,基本原理・特徴に加えて,実用的なカラー化/フレキシブル化への取り組みについて述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 電子粉流体を用いた電子ペーパー
2.1 電子粉流体
2.2 パネル構造と表示の仕組み
2.3 パネル特性
(1) 広視野角
(2) 高速応答性
(3) メモリー性
3. カラー化への取り組み
4. フレキシブル化への取り組み
4.1 実用的なパネル設計
4.2 実用的な製法
4.3 試作したカラーフレキシブル電子ペーパー
5. おわりに
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サーマルリライタブル記録技術
Thermal Rewritable Imaging Technology
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堀田吉彦((株)リコー サーマルメディアカンパニー 商品技術開発センター グループリーダー)
サーマルリライタブル記録は,保存性の良い物理変化タイプの高分子/長鎖低分子分散型と視認性の良い化学変化タイプのロイコ染料/長鎖顕色剤型に大別できる。これらは主にポイントカードの表示に利用されてきた。今後カラー化およびレーザー記録により,さらなる用途拡大が期待できる。
【目次】
1. サーマルリライタブル記録の開発の歴史と経緯
(1) 高分子/長鎖低分子分散型記録
(2) ロイコ染料/長鎖顕色剤型記録
2. 高分子/長鎖低分子分散型サーマルリライタブル記録
3. ロイコ染料/長鎖顕色剤型サーマルリライタブル記録
4. サーマルリライタブル記録の今後の方向
5. 課題と展望
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エレクトロクロミック方式による電子ペーパーのマルチカラー化
Multi-color Electronic Papers using the Electrochromic Method
--------------------------------------------------------------------------------
樋口昌芳((独)物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点 独立研究者)
エレクトロクロミック方式は,電子ペーパーにおける一つの表示方式ではあるが,これまで研究はそれほど進んでこなかった。しかし,電子ペーパーのカラー化が重要な克服課題にあげられるにつれ,カラー化の容易なこの方式が注目されつつある。われわれは,有機/金属ハイブリッドポリマーを開発し,これが優れたエレクトロクロミック特性を示すことを見いだした。ここでは,エレクトロクロミック型電子ペーパーの特徴を紹介する。
【目次】
1. 電子ペーパーのカラー化
2. エレクトロクロミック物質
3. 有機/金属ハイブリッドポリマー
4. 有機/金属ハイブリッドポリマーのエレクトロクロミックの特徴
(1) 高い安定性
(2) 無色透明の表示
(3) 色の調節
5. 単層マルチカラー表示と固体デバイス化
6. まとめと将来展望
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電子ペーパーの市場動向
Market Trend on Electronic Paper
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シーエムシー出版 編集部
【目次】
1. 概要
2. 種類
2.1 電気泳動方式
2.2 ツイストボール方式
2.3 トナーディスプレイ方式
2.4 磁気粒子回転方式
2.5 磁気泳動方式
2.6 サーマル/ケミカルリライタブル方式
2.7 液晶方式
2.8 電気化学方式
3. 市場規模
4. 企業動向
(1) 米 E Ink社
(2) ブリヂストン
(3) コニカミノルタ
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Material Report
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Review
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バッキーボウルの将来展望
Future Perspective on Buckybowls
--------------------------------------------------------------------------------
櫻井英博(分子科学研究所 分子スケールナノサイエンスセンター 准教授)
おわん型共役化合物「バッキーボウル」は,その形状に由来した独特の物性から,今後の応用が期待される新しい物質群である。このような高ひずみ化合物は一般に合成が困難だったが,近年の合成化学の進歩により,コラヌレン,スマネンといった基本骨格構造を有するバッキーボウルとその誘導体についての合成が可能となってきた。最近ではn型半導体特性をはじめとする物性評価も報告され始めている。
【目次】
1. はじめに
2. バッキーボウルの合成法
2.1 瞬間真空熱分解法(FVP)による合成
2.2 逐次(化学)合成法
2.3 終端部位の修飾および高度な構造制御
3. バッキーボウルの応用展開
3.1 動的挙動,超分子構造の利用
3.2 有機電子材料としての可能性
4. おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
R&D
--------------------------------------------------------------------------------
バイオ光化学電池とその応用
Biophotochemical Cell(BPCC)and its Application
--------------------------------------------------------------------------------
根本純一((株)バイオフォトケモニクス研究所(BPC) 代表取締役社長)
金子正夫((株)バイオフォトケモニクス研究所(BPC) 取締役所長(茨城大学特任教授))
バイオマスやその廃棄物を太陽紫外光で完全分解浄化するとともに,そのエネルギーを直接電力に変換できる,バイオ光化学電池の原理と応用について解説した。バイオマスエネルギーの現状と,バイオマス廃棄物の分解浄化方法一般についても紹介した。
【目次】
1. はじめに
2. バイオマスエネルギーの現状
3. バイオマス廃棄物の分解浄化の現状
4. バイオ光化学電池の原理と特性
(1) 超多孔質半導体を用いたこと
(2) 電導性が高いこと
(3) 対極カソードからの自然バイアス約1.2V印加によるアノード高活性化
5. バイオ光化学電池の実用化に向けて
6. おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
計算機シミュレーションによる分子デバイスの設計と評価(1)
--------------------------------------------------------------------------------
導電性1次元ワイヤの回転ポテンシャル―周期境界条件によるアプローチ―
Internal Rotation Potential of Conductive One-dimensional Wire:A Crystal Orbital Theory
--------------------------------------------------------------------------------
大森滋和(京都大学 ベンチャー・ビジネス・ラボラトリー 講師(中核的機関研究員)(現 住友化学(株) 筑波研究所))
川畑弘(京都大学 大学院 工学研究科 電子工学専攻 助教(現 文部科学省 科学技術政策研究所 上席研究官))
分子デバイス中の電子やホールは,たえず熱振動による分子構造のゆらぎにさらされている。一般に特に導電性ポリマーのキャリアパスは主鎖のπ共役面上に形成されているが,主鎖は温度によりその安定構造から大きくゆらいでおり,ポリマーの導電性に大きな影響を与えていると考えられる。本稿では,周期境界条件をもたらす並進ベクトルに沿ってベンゼン環が自由回転できるπ共役系ポリマーをモデルとし,主鎖のπ共役面がねじれることによる生成熱やバンドギャップの変化がどのように変化するかを理論的に明らかにし,1次元ポリマーの問題点を指摘する。
【目次】
1. はじめに
2. 1次元ポリマーの電子状態
2.1 計算方法など
2.2 回転に伴う構造変化
2.3 回転に伴うバンド構造と状態密度の変化
3. おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
連載 ロボットテクノロジー都市の実現に向けて(4)
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人と機械の相乗効果を規範とする次世代ロボット再定義の試み
An Approach to Redefine Next-Generation Robot based on Man-Machine Synergy Effect
--------------------------------------------------------------------------------
金岡克弥(立命館大学 総合理工学研究機構 先端ロボティクス研究センター チェアプロフェッサー;マンマシンシナジーエフェクタズ(株) 代表取締役社長)
本稿では,既存の「次世代ロボット」が内包する問題点を指摘し,ロボットテクノロジーを普及させるための指針を示す。さらに,ロボット制御工学の原点に立ち返って次世代ロボットの再定義を行い,新たな次世代ロボットとして,人と機械の相乗効果を規範とするロボティックツールである「マンマシンシナジーエフェクタ」(人間機械相乗効果器)を紹介する。
【目次】
1. プロローグ:次世代ロボットは家庭に入るか?
2. 自律ヒューマノイドロボットにできないこと
2.1 環境を限定しない外界認識
2.2 未知の不整地上でのロバストな歩行
2.3 ロバストな階段昇降
2.4 絶対に転倒しない歩行
3. 本質でないこと
3.1 ヒューマノイドロボットの存在意義
3.2 高性能なセンサーの開発
3.3 家庭用・福祉用ロボット開発
3.4 玩具ロボット開発
3.5 一般ユーザーのロボット観
4. 否定から肯定へ―呪縛からの解放
5. 真のロボットイノベーションとは
6. イノベーションのための次世代ロボット再定義
7. エピローグ:ロボットは解放されてなお人型へ
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特集にあたって
Introduction
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面谷信(東海大学 工学部 光・画像工学科 教授)
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総論―電子ペーパーの研究開発動向
Trends of Development on Electronic Paper
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面谷信(東海大学 工学部 光・画像工学科 教授)
「電子文書を読む道具」の整備をめざすのが電子ペーパーの基本的な志であり,その基本概念は,紙とディスプレイの長所を両立した理想媒体をめざすものとして表現できる。本報告では,このような電子ペーパーのねらい,開発動向,応用展望とともに,読みやすさの本質を解明する研究の進展について概説する。
【目次】
1. はじめに
2. 電子ペーパーの定義・分類と表示方式
3. 電子ペーパーの課題
4. 各種表示方式の開発・商品化動向
4.1 粒子移動型
(1) 電気泳動方式
(2) 粉体移動方式
4.2 液晶型
(1) コレステリック液晶方式
(2) 双安定ネマティック液晶方式
5. 電子ペーパーの読みやすさを追求する分析的研究
6. 電子ペーパーの応用展望
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電気泳動方式の電子ペーパー
Electrophoretic Electronic Paper
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檀上英利(凸版印刷(株) メディア事業開発本部 新事業開発部 部長)
本稿では,商用化が進んでいる電子ペーパーにおいて,電気泳動方式の紹介と,最近のトピックスとして,商用化の動向と,大面積化・高精細化・カラー化・高速化といった技術開発の動向を紹介する。
【目次】
1. マイクロカプセル型電気泳動方式電子ペーパー
2. 電子ペーパーの最近のトピックス
2.1 電子書籍に関する本格的な取り組み
2.2 携帯電話分野での活用
2.3 大面積化
2.4 電子ペーパーサイネージ
2.5 高精細化
2.6 カラー化
2.7 高速化
3. 今後の展望
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電子ペーパー「QR-LPD」
Electronic Paper,“QR.LPD”
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増田善友((株)ブリヂストン 化工品技術本部 電子ディスプレイ開発室 ユニットリーダー)
われわれは,気中を「電子粉流体」というオリジナル材料が飛翔する方式の電子ペーパー「QR-LPD」を開発してきた。気中を飛翔するので,高速応答・室温と同等の低温駆動・安定したメモリー性などのユニークな特徴を示す。ここでは,基本原理・特徴に加えて,実用的なカラー化/フレキシブル化への取り組みについて述べる。
【目次】
1. はじめに
2. 電子粉流体を用いた電子ペーパー
2.1 電子粉流体
2.2 パネル構造と表示の仕組み
2.3 パネル特性
(1) 広視野角
(2) 高速応答性
(3) メモリー性
3. カラー化への取り組み
4. フレキシブル化への取り組み
4.1 実用的なパネル設計
4.2 実用的な製法
4.3 試作したカラーフレキシブル電子ペーパー
5. おわりに
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サーマルリライタブル記録技術
Thermal Rewritable Imaging Technology
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堀田吉彦((株)リコー サーマルメディアカンパニー 商品技術開発センター グループリーダー)
サーマルリライタブル記録は,保存性の良い物理変化タイプの高分子/長鎖低分子分散型と視認性の良い化学変化タイプのロイコ染料/長鎖顕色剤型に大別できる。これらは主にポイントカードの表示に利用されてきた。今後カラー化およびレーザー記録により,さらなる用途拡大が期待できる。
【目次】
1. サーマルリライタブル記録の開発の歴史と経緯
(1) 高分子/長鎖低分子分散型記録
(2) ロイコ染料/長鎖顕色剤型記録
2. 高分子/長鎖低分子分散型サーマルリライタブル記録
3. ロイコ染料/長鎖顕色剤型サーマルリライタブル記録
4. サーマルリライタブル記録の今後の方向
5. 課題と展望
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エレクトロクロミック方式による電子ペーパーのマルチカラー化
Multi-color Electronic Papers using the Electrochromic Method
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樋口昌芳((独)物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点 独立研究者)
エレクトロクロミック方式は,電子ペーパーにおける一つの表示方式ではあるが,これまで研究はそれほど進んでこなかった。しかし,電子ペーパーのカラー化が重要な克服課題にあげられるにつれ,カラー化の容易なこの方式が注目されつつある。われわれは,有機/金属ハイブリッドポリマーを開発し,これが優れたエレクトロクロミック特性を示すことを見いだした。ここでは,エレクトロクロミック型電子ペーパーの特徴を紹介する。
【目次】
1. 電子ペーパーのカラー化
2. エレクトロクロミック物質
3. 有機/金属ハイブリッドポリマー
4. 有機/金属ハイブリッドポリマーのエレクトロクロミックの特徴
(1) 高い安定性
(2) 無色透明の表示
(3) 色の調節
5. 単層マルチカラー表示と固体デバイス化
6. まとめと将来展望
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電子ペーパーの市場動向
Market Trend on Electronic Paper
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シーエムシー出版 編集部
【目次】
1. 概要
2. 種類
2.1 電気泳動方式
2.2 ツイストボール方式
2.3 トナーディスプレイ方式
2.4 磁気粒子回転方式
2.5 磁気泳動方式
2.6 サーマル/ケミカルリライタブル方式
2.7 液晶方式
2.8 電気化学方式
3. 市場規模
4. 企業動向
(1) 米 E Ink社
(2) ブリヂストン
(3) コニカミノルタ
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Material Report
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Review
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バッキーボウルの将来展望
Future Perspective on Buckybowls
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櫻井英博(分子科学研究所 分子スケールナノサイエンスセンター 准教授)
おわん型共役化合物「バッキーボウル」は,その形状に由来した独特の物性から,今後の応用が期待される新しい物質群である。このような高ひずみ化合物は一般に合成が困難だったが,近年の合成化学の進歩により,コラヌレン,スマネンといった基本骨格構造を有するバッキーボウルとその誘導体についての合成が可能となってきた。最近ではn型半導体特性をはじめとする物性評価も報告され始めている。
【目次】
1. はじめに
2. バッキーボウルの合成法
2.1 瞬間真空熱分解法(FVP)による合成
2.2 逐次(化学)合成法
2.3 終端部位の修飾および高度な構造制御
3. バッキーボウルの応用展開
3.1 動的挙動,超分子構造の利用
3.2 有機電子材料としての可能性
4. おわりに
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R&D
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バイオ光化学電池とその応用
Biophotochemical Cell(BPCC)and its Application
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根本純一((株)バイオフォトケモニクス研究所(BPC) 代表取締役社長)
金子正夫((株)バイオフォトケモニクス研究所(BPC) 取締役所長(茨城大学特任教授))
バイオマスやその廃棄物を太陽紫外光で完全分解浄化するとともに,そのエネルギーを直接電力に変換できる,バイオ光化学電池の原理と応用について解説した。バイオマスエネルギーの現状と,バイオマス廃棄物の分解浄化方法一般についても紹介した。
【目次】
1. はじめに
2. バイオマスエネルギーの現状
3. バイオマス廃棄物の分解浄化の現状
4. バイオ光化学電池の原理と特性
(1) 超多孔質半導体を用いたこと
(2) 電導性が高いこと
(3) 対極カソードからの自然バイアス約1.2V印加によるアノード高活性化
5. バイオ光化学電池の実用化に向けて
6. おわりに
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計算機シミュレーションによる分子デバイスの設計と評価(1)
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導電性1次元ワイヤの回転ポテンシャル―周期境界条件によるアプローチ―
Internal Rotation Potential of Conductive One-dimensional Wire:A Crystal Orbital Theory
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大森滋和(京都大学 ベンチャー・ビジネス・ラボラトリー 講師(中核的機関研究員)(現 住友化学(株) 筑波研究所))
川畑弘(京都大学 大学院 工学研究科 電子工学専攻 助教(現 文部科学省 科学技術政策研究所 上席研究官))
分子デバイス中の電子やホールは,たえず熱振動による分子構造のゆらぎにさらされている。一般に特に導電性ポリマーのキャリアパスは主鎖のπ共役面上に形成されているが,主鎖は温度によりその安定構造から大きくゆらいでおり,ポリマーの導電性に大きな影響を与えていると考えられる。本稿では,周期境界条件をもたらす並進ベクトルに沿ってベンゼン環が自由回転できるπ共役系ポリマーをモデルとし,主鎖のπ共役面がねじれることによる生成熱やバンドギャップの変化がどのように変化するかを理論的に明らかにし,1次元ポリマーの問題点を指摘する。
【目次】
1. はじめに
2. 1次元ポリマーの電子状態
2.1 計算方法など
2.2 回転に伴う構造変化
2.3 回転に伴うバンド構造と状態密度の変化
3. おわりに
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連載 ロボットテクノロジー都市の実現に向けて(4)
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人と機械の相乗効果を規範とする次世代ロボット再定義の試み
An Approach to Redefine Next-Generation Robot based on Man-Machine Synergy Effect
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金岡克弥(立命館大学 総合理工学研究機構 先端ロボティクス研究センター チェアプロフェッサー;マンマシンシナジーエフェクタズ(株) 代表取締役社長)
本稿では,既存の「次世代ロボット」が内包する問題点を指摘し,ロボットテクノロジーを普及させるための指針を示す。さらに,ロボット制御工学の原点に立ち返って次世代ロボットの再定義を行い,新たな次世代ロボットとして,人と機械の相乗効果を規範とするロボティックツールである「マンマシンシナジーエフェクタ」(人間機械相乗効果器)を紹介する。
【目次】
1. プロローグ:次世代ロボットは家庭に入るか?
2. 自律ヒューマノイドロボットにできないこと
2.1 環境を限定しない外界認識
2.2 未知の不整地上でのロバストな歩行
2.3 ロバストな階段昇降
2.4 絶対に転倒しない歩行
3. 本質でないこと
3.1 ヒューマノイドロボットの存在意義
3.2 高性能なセンサーの開発
3.3 家庭用・福祉用ロボット開発
3.4 玩具ロボット開発
3.5 一般ユーザーのロボット観
4. 否定から肯定へ―呪縛からの解放
5. 真のロボットイノベーションとは
6. イノベーションのための次世代ロボット再定義
7. エピローグ:ロボットは解放されてなお人型へ
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