JP2012155269A

JP2012155269A - 表示装置

Info

Publication number: JP2012155269A
Application number: JP2011016517A
Authority: JP
Inventors: Katsuhisa Toyoshima; 克久豊島
Original assignee: Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Instititute (TIRI)
Current assignee: Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Instititute (TIRI)
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2012-08-16
Anticipated expiration: 2031-01-28
Also published as: JP5548144B2

Abstract

【課題】目の疲労が少なく、製造コストを抑えることができる表示装置を得る。
【解決手段】表示装置１０には複数の表示部１２がマトリックス状に配置されており、各表示部１２の底面１２Ａに形成した開口部１４、１６、１８から突出した色部材２２、２４、２６を構成する複数の線材３２、３４、３６の先端部３２Ａ、３４Ａ、３６Ａが、表示部１２の内部で広がることで各表示部１２に色を表示するようになっている。また、制御装置４４によって作動が制御される各アクチュエータ４２によって、色部材２２、２４、２６が移動することで、表示部１２の色が変化するようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置に関するものである。

従来から、小型で低消費電力で且つ液晶ディスプレイに比べ目の疲労が少ない携帯用カラー表示装置が求められており、その一例としては、特許文献１がある。この従来技術の表示装置では、固定部である白色板５の上にシアン・マゼンダ・イエローの透明なフィルムがあり、この３層フィルムを表示部として持つ片持ち梁状可動フィルムの一端は基板に固定されている。また、この可動フィルム上の可動電極部は固定駆動電極との間に電位差を持ち、静電力によって動くことができるようになっている。これによって任意の情報を表示することができ、可動フィルムと固定駆動電極を、格子状に配列させればマトリックス表示ができるようになっている。

特開平８−２７１９３３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の可動フィルム型の表示装置は、３層の可動フィルムをかわら屋根状に並べられたフィルムの隙間から出し入れする構造となっており、画素が小さくなるにつれて、フィルムが重なる部分については高精度な加工寸法や、組み立て時の位置決め精度などが要求されるようになるため、製造が困難となり、製造コストが高くなるという問題が生じる。

本発明は上記事実を考慮し、液晶ディスプレイに比べ目の疲労が少なく、製造コストを抑えることができる表示装置を得ることを課題とする。

請求項１に記載の発明の表示装置は、下地となると共にマトリクス状に配置された複数の表示部と、前記表示部に形成された開口部と、前記開口部を通って移動することで前記表示部内へ出し入れ可能に設けられ、前記表示部内へ移動した部位が広がることで前記表示部に色を表示する色部材と、前記色部材を移動させるためのアクチュエータと、前記アクチュエータの作動を制御する制御装置と、を有する。

請求項１に記載の発明の表示装置では、下地となる複数の表示部がマトリクス状に配置されている。また、これらの表示部に形成された開口部を通って色部材が、表示部内へ移動し、色部材の表示部内へ移動した部位が広がることで表示部に色を表示する。また、制御装置によって作動が制御されるアクチュエータによって、色部材が移動することで、表示部の色が変化する。このため、液晶ディスプレイに比べ目の疲労が少ない。また、色部材において高精度な加工や位置決めを必要としない単純な構造であるため、製造コストを抑えることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の表示装置において、前記表示部に形成された開口部が複数であり、各開口部に異なる色の前記色部材が設けられている。

請求項２に記載の発明の表示装置では、表示部に形成された開口部が複数であり、各開口部に異なる色の色部材が設けられているため、複数色の表示が可能になる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の表示装置において、前記下地となる表示部が白色であると共に前記開口部が３つであり、前記色部材がシアン・マゼンダ・イエローの色部材である。

請求項３に記載の発明の表示装置では、下地となる表示部が白色であると共に開口部が３つであり、色部材がシアン・マゼンダ・イエローの色部材であるため、色の３原色を用い減法混色でカラー表示が可能になる。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の表示装置において、前記色部材は、前記開口部から突出した先端部が広がるように配置された複数の線材からなる。

請求項４記載の発明の表示装置では、色部材が開口部から突出した先端部が広がるように配置された複数の線材からなるため、色部材の構成が簡単になる。

本発明の表示装置は、上記構成としたので、液晶ディスプレイに比べ目の疲労が少なく、製造コストを抑えることができるという優れた効果を有する。

本発明の第１実施形態に係る表示装置の一部を示す斜視図である。本発明の第１実施形態に係る表示装置の一部を示す分解斜視図である。本発明の第１実施形態に係る表示装置の全体を示す斜視図である。本発明の第１実施形態に係る表示装置の作動状態を示す図１に対応する斜視図である。本発明の第１実施形態に係る表示装置の一部を示す平面図である。本発明の第１実施形態に係る表示装置の作動状態を示す図５に対応する平面図である。本発明の第１実施形態に係る表示装置の他の作動状態を示す図５に対応する平面図である。本発明の第１実施形態に係る表示装置の他の作動状態を示す図５に対応する平面図である。本発明の第２実施形態に係る表示装置の一部を示す分解斜視図である。本発明の第２実施形態に係る表示装置の開口部を示す平面図である。本発明の第２実施形態に係る表示装置の作動状態の開口部を示す側断面図である。

（第１実施形態）
次に、本発明の表示装置の第１実施形態を図１〜図８に従って説明する。

（構成）
図３に示すように、本実施形態における表示装置１０は、複数の表示部１２がマトリクス状に配置されている。これらの表示部１２は、上部が透明な板材１３で閉塞された矩形の箱形状となっている。表示部１２の底面１２Ａは、例えば、正方形となっており、底面１２Ａの色は下地となる白色となっている。また、四方の縦壁部１２Ｂは白色または透明となっている。

図１及び図２に示すように、表示部１２の底面１２Ａには３つの開口部１４、１６、１８が形成されている。これらの開口部１４、１６、１８は底面１２Ａの中央部に互いに接近して形成されており、各開口部１４、１６、１８は、例えば円形とされている。また、各開口部１４、１６、１８には、それぞれ筒２０が連結されている。これらの筒２０は円筒とされており、各開口部１４、１６、１８から底面１２Ａの裏面側に延設されている。

なお、各開口部１４、１６、１８の形状は正方形等の他の形状としてもよく、筒２０は各開口部１４、１６、１８の形状に合った正方形等の他の形状としてもよい。

開口部１４に連結された筒２０にはシアンの色部材２２が挿入されており、開口部１６に連結された筒２０にはマゼンタの色部材２４が挿入されている。また、開口部１８に連結された筒２０にはイエローの色部材２６が挿入されている。

各色部材２２、２４、２６は、複数の線材３２、３４、３６、例えば、所定に色に染めた繊毛からなり、図４に示すように、各開口部１４、１６、１８から突出した複数の線材３２、３４、３６の先端部３２Ａ、３４Ａ、３６Ａが広がるようになっている。また、各線材３２、３４、３６の根元部３２Ｂ、３４Ｂ、３６Ｂは束ねられ、それぞれロッド４０の先端部４０Ａに固定されている。

各ロッド４０はそれぞれアクチュエータ４２によって、軸方向（図１及び図４の矢印Ａ方向と矢印Ｂ方向）へ移動可能となっている。また、各アクチュエータ４２は装置の小型化と低消費電力化のため、例えば、静電リニアアクチュエータで構成されており、制御装置４４に電気的に接続されている。また、制御装置４４はＣＰＵを備えており、制御装置４４から出力される制御信号によって、各アクチュエータ４２はロッド４０を軸方向へ移動するようになっている。

従って、図５に示すように、各アクチュエータ４２によって、全ての色部材２２、２４、２６が開口部１４、１６、１８内に引き込まれている状態では、表示部１２は底面１２Ａが白色に見えるようになっている。なお、各線材３２、３４、３６は、その先端面３２Ｃ、３４Ｃ、３６Ｃのみを白色として、白色が鮮明になるようにしてもよい。

また、シアンの色部材２２のみがアクチュエータ４２によって、矢印Ａ方向へ移動された場合には、図６に示すように、シアンの色部材２２を構成する複数の線材３２が開口部１４から突出し、表示部１２の内部で先端部３２Ａが広がることで表示部１２にシアンを表示するようになっている。このとき、色部材２２を構成する複数の線材３２が透明な板材１３に当接すると共に湾曲することで、透明な板材１３を通して見たときの表示部１２における色部材２２の占有面積が増大するようになっている。

同様に、マゼンタの色部材２４のみがアクチュエータ４２によって、矢印Ａ方向へ移動された場合には、マゼンタの色部材２４を構成する複数の線材３４が開口部１６から突出し、表示部１２の内部で先端部３４Ａが広がることで表示部１２にマゼンタを表示するようになっている。

また、イエローの色部材２６のみがアクチュエータ４２によって、矢印Ａ方向へ移動された場合には、イエローの色部材２６を構成する複数の線材３６が開口部１８から突出し、表示部１２の内部で先端部３６Ａが広がることで表示部１２にイエローを表示するようになっている。

一方、図７に示すように、シアンの色部材２２とマゼンタの色部材２４とがアクチュエータ４２によって、矢印Ａ方向へ移動された場合には、シアンの色部材２２を構成する複数の線材３２が開口部１４から突出し、表示部１２の内部で先端部３２Ａが広がると共に、マゼンタの色部材２４を構成する複数の線材３４が開口部１６から突出し、表示部１２の内部で先端部３４Ａが広がることで、シアンの色部材２２を構成する複数の線材３２と、マゼンタの色部材２４を構成する複数の線材３４とが混ざり合い青色を表示するようになっている。

同様に、他の２つの色部材がアクチュエータ４２によって、矢印Ａ方向へ移動された場合には、他の２つの色部材を構成する複数の線材が開口部から突出し、表示部１２の内部で先端部が広がり互いに混ざり合うことで赤色と緑色を表示するようになっている。

さらに、図８に示すように、シアンの色部材２２、マゼンタの色部材２４及びイエローの色部材２６がアクチュエータ４２によって、矢印Ａ方向へ移動された場合には、３つの色部材２２、２４、２６を構成する複数の線材３２、３４、３６が開口部１４、１６、１８からそれぞれ突出し、表示部１２の内部で先端部３２Ａ、３４Ａ、３６Ａが広がり互いに混ざり合うことで黒色を表示するようになっている。

また、各色部材２２、２４、２６は、各アクチュエータ４２が制御装置４４から出力される制御信号によってそれぞれ個別に作動することで、各筒２０内を矢印Ａ方向または矢印Ｂ方向移動し、開口部１４、１６、１８を通って表示部１２内へ出し入れ可能となっている。

（作用・効果）
本実施形態の表示装置１０では、制御装置４４から出力される制御信号によってアクチュエータ４２が作動する。先ず、図５に示すように、全ての色部材２２、２４、２６が開口部１４、１６、１８内に引き込まれている状態では、表示部１２は底面１２Ａの白色に見える。

次に、制御装置４４から出力される制御信号によって、図６に示すように、シアンの色部材２２のみがアクチュエータ４２によって、矢印Ａ方向へ移動した場合には、シアンの色部材２２を構成する複数の線材３２が開口部１４から突出し、表示部１２の内部で先端部３２Ａが広がることで表示部１２にシアンを表示する。

同様に、マゼンタの色部材２４のみがアクチュエータ４２によって、矢印Ａ方向へ移動された場合には、マゼンタの色部材２４を構成する複数の線材３４が開口部１６から突出し、表示部１２の内部で先端部３４Ａが広がることで表示部１２にマゼンタを表示する。

また、イエローの色部材２６のみがアクチュエータ４２によって、矢印Ａ方向へ移動された場合には、イエローの色部材２６を構成する複数の線材３６が開口部１８から突出し、表示部１２の内部で先端部３６Ａが広がることで表示部１２にイエローを表示する。

一方、図７に示すように、シアンの色部材２２とマゼンタの色部材２４とがアクチュエータ４２によって、矢印Ａ方向へ移動された場合には、シアンの色部材２２を構成する複数の線材３２が開口部１４から突出し、表示部１２の内部で先端部３２Ａが広がると共に、マゼンタの色部材２４を構成する複数の線材３４が開口部１６から突出し、表示部１２の内部で先端部３４Ａが広がり互いに混ざり合うことで青色を表示する。

同様に、他の２つの色部材がアクチュエータ４２によって、矢印Ａ方向へ移動された場合には、他の２つの色部材を構成する複数の線材が開口部から突出し、表示部１２の内部で先端部が広がり互いに混ざり合うことで赤色と緑色を表示する。

さらに、図８に示すように、シアンの色部材２２、マゼンタの色部材２４及びイエローの色部材２６がアクチュエータ４２によって、矢印Ａ方向へ移動された場合には、３つの色部材２２、２４、２６を構成する複数の線材３２、３４、３６が開口部１４、１６、１８から突出し、表示部１２の内部で先端部３２Ａ、３４Ａ、３６Ａが広がり互いに混ざり合うことで黒色を表示する。

このように、本実施形態の表示装置１０では、マトリックス状に配置した複数の表示部１２の底面１２Ａに形成した開口部１４、１６、１８から表示部１２の内部へ突出した色部材２２、２４、２６を構成する複数の線材３２、３４、３６の先端部３２Ａ、３４Ａ、３６Ａが、表示部１２の内部で広がることで各表示部１２に色を表示する。このため、液晶ディスプレイに比べ目の疲労が少ない。また、本実施形態の表示装置１０では、制御装置４４によって作動が制御されるアクチュエータ４２によって、色部材２２、２４、２６が開口部１４、１６、１８を通って移動することで、表示部１２の色が変化する。このため、色部材において高精度な加工や位置決めを必要としない単純な構造であるため、製造コストを抑えることができる。

また、本実施形態の表示装置１０では、下地となる表示部１２の底面１２Ａが白色であると共に開口部１４、１６、１８が３つあり、色部材２２、２４、２６がシアン・マゼンタ・イエローの色部材である。このため、色の３原色を用い減法混色でカラー表示が可能である。

また、本実施形態の表示装置１０では、色部材２２、２４、２６が開口部１４、１６、１８から突出した先端部が広がるように配置された複数の線材３２、３４、３６からなるため、色部材２２、２４、２６の構成が簡単である。

なお、制御装置４４からの制御信号によって、アクチュエータ４２の作動量を変化させ、各色部材の各開口部から表示部の内部への突出量を変えることができるようにし、各色の濃淡を表示可能とした構成としてもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の表示装置の第２実施形態を図９〜図１１に従って説明する。
なお、第１実施形態と同一部材に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。
図９に示すように、本実施形態では、各色部材２２、２４、２６を構成する複数の線材３２、３４、３６の長さが異なっており、各色部材２２、２４、２６の先端部が尖っている。

図１０に示すように、開口部１４においては、筒２０の内周部から開口部１４の中心に向かって白色の線材５０が、筒２０の周方向に沿って所定の間隔で複数本設けられている。また、これらの線材５０は、例えば、繊毛からなり、開口部１４を覆うように各長さが設定されている。なお、図示を省略したが、開口部１６、１８においても同様の構成になっている。

図１１に示すように、開口部１４において、シアンの色部材２２がアクチュエータ４２（図９参照）によって、矢印Ａ方向へ移動された場合には、シアンの色部材２２を構成する複数の線材３２が開口部１４から突出し、表示部１２の内部で先端部３２Ａが広がることで表示部１２にシアンを表示することができるようになっている。このとき、白色の線材５０は、線材３２に押圧されて弾性変形により表示部１２の内部に広がるが、線材３２に覆われるようになっている。なお、図示を省略したが、開口部１６、１８においても同様である。

従って、本実施形態では、各アクチュエータ４２によって、色部材２２、２４、２６が開口部１４、１６、１８内に引き込まれている状態では、白色の線材５０によって、開口部１４、１６、１８が白色に見える。このため、各線材３２、３４、３６の先端面３２Ｃ、３４Ｃ、３６Ｃを白色としなくても、表示部１２の白色が鮮明になる。

（その他の実施形態）
以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記各実施形態では、下地となる表示部１２の底面１２Ａを白色にし、底面１２Ａに３つの開口部１４、１６、１８を形成し、これらの開口部にシアン・マゼンダ・イエローの色部材２２、２４、２６を移動可能に配置することでカラー表示を可能にしたが、これに代えて、表示させたい色に対応して、表示部１２の底面１２Ａの色を白以外の他の色に変えたり、形成する開口部の数を３つ以外の１つ、２つや４つ以上とし、各開口部に異なる色の色部材を移動可能に配置した構成としてもよい。

また、上記各実施形態では、線材３２、３４、３６、５０を、例えば、所定に色に染めた繊毛で構成したが、線材３２、３４、３６、５０は化学繊維、金属繊維等の他の構成としてもよい。

また、上記各実施形態では、表示部１２の底面１２Ａを正方形としたが、表示部１２の底面１２Ａの形状は、正方形に限定されず、長方形等の他の形状としてもよい。

また、上記各実施形態では、例えば、色部材２２を複数の線材３２で構成したが、色部材は開口部から突出した球状の部材が弾性変形により大きくなることで表示部に色を表示する着色したスポンジ等の他の構成としてもよい。

また、上記各実施形態では、アクチュエータ４２を装置の小型化と低消費電力化のため、例えば、静電リニアアクチュエータで構成したが、アクチュエータ４２は圧電リニアアクチュエータのほか、回転型モータでねじを回すことで直線運動が得られる駆動装置などの構成としてもよい。

１０表示装置
１２表示部
１２Ａ表示部の底面
１４開口部
１６開口部
１８開口部
２０筒
２２色部材
２４色部材
２６色部材
３２線材
３４線材
３６線材
４０ロッド
４２アクチュエータ
４４制御装置

Claims

下地となると共にマトリクス状に配置された複数の表示部と、
前記表示部に形成された開口部と、
前記開口部を通って移動することで前記表示部内へ出し入れ可能に設けられ、前記表示部内へ移動した部位が広がることで前記表示部に色を表示する色部材と、
前記色部材を移動させるためのアクチュエータと、
前記アクチュエータの作動を制御する制御装置と、
を有する表示装置。
前記表示部に形成された開口部が複数であり、各開口部に異なる色の前記色部材が設けられている請求項１に記載の表示装置。
前記下地となる表示部が白色であると共に前記開口部が３つであり、前記色部材がシアン・マゼンダ・イエローの色部材である請求項２に記載の表示装置。
前記色部材は、前記開口部から突出した先端部が広がるように配置された複数の線材からなる請求項１〜３の何れか１項に記載の表示装置。