JPH10222105A - ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明部材への応用を可能にするディスプレイ
装置を提供することである。 【解決手段】 透明部を有する回転分極粒子２と、透明
電極３とを透明部材に含有させ、透明電極３は平行に並
べる。このパネル８Ｂを透明な電極Ａ、Ｂで挟む。電界
印加装置７により、電極３に電圧を印加して透明性を保
持する。電界印加装置５により、電極Ａ、Ｂに電圧を印
加して可視像を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分極粒子を使用し
たディスプレイ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、粒子回転型ディスプレイにおいて
は、特開平３―１８８４８９号公報、proceedings of
the SID，Vol.23，4 P.249(1982)、 proceedings
of theSID，Vol.18 P.289(1977)に示されるように、
直径５０μｍ程度の球状粒子の半球に、絶縁物質と着色
剤を添加することにより着色し、この各々の半球表面の
材質の異なる粒子を溶液に浸すと、粒子の各々半球表面
では電気二重層により異なる電位差が生じ、これにより
球の極方向に双極子モーメントが発生する。この双極子
の方向を電界等の力によって制御することにより、各々
の球状粒子を回転、または停止させ画像を表示させる、
所謂、ＴＢＤ（Twisting Ball Ｄｉｓｐｌａｙ）方式
が採用されている。

【０００３】その画像表示面に含まれる分極粒子（球状
粒子）には不透明のものが使用され、且つ、その分極粒
子を回転させる手段として電界印加装置が使用され、画
像表示面に略直交するように電界が印加されていた。

【０００４】このディスプレイ方式は受光型であり、紙
等の印刷物のように目になじみやすく、光によって見に
くくなったり、ちらついたりして目に負担を与えること
がない。さらに、液晶表示のように表示コントラストが
見る方向に依存し視野が制限されることはほとんどな
い。また、低電圧駆動が可能であり消費電力も少なく、
メモリ効果を有するため、電界等による制御が切れても
そのままの模様を維持することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
分極粒子、及び電界印加装置を採用した粒子回転型ディ
スプレイにおいては、分極粒子に透明領域を有しておら
ず、また、仮に有していたとしても、電界が画像表示面
に直交する方向にのみ印加されていたため、分極粒子の
向きを光が透過するように制御することができず、結果
的に透明感を出すことができず、ガラス等の透明部材へ
の応用には不適であるという問題点があった。

【０００６】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、透明部材への応用を可能にする
ディスプレイ装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載のディスプレイ装置は、電
気的に分極され、その分極方向に対して交差する方向に
沿って着色領域と透明領域とを有する分極粒子を、画像
表示面に沿って多数配置し且つ各々を回転可能に担持し
た分極粒子担持体と、その分極粒子担持体内の分極粒子
に対して前記画像表示面に略直交する方向に電界を印加
する第１の駆動手段と、前記分極粒子に対して前記画像
表示面に略平行な方向に電界を印加する第２の駆動手段
とを備えている。

【０００８】従って、前記第１の駆動手段及び第２の駆
動手段によってそれぞれ電界を印加することによって、
前記分極粒子の向きを光が透過するように制御すること
が可能となり、ディスプレイの透明性を保持することが
できる。

【０００９】また、請求項２に記載のディスプレイ装置
は、分極粒子の着色領域が分極粒子の表面積の１／２未
満であるため、常に一定以上の光量及び透明性を保持す
ることができる効果を生じる。

【００１０】さらに、請求項３に記載のディスプレイ装
置は、分極粒子の透明領域が分極粒子の表面積の１／２
以下であるため、ディスプレイの発色時に十分な濃度を
確保することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のディスプレイ装
置を具体化した実施の形態について図面を参照して説明
する。

【００１２】先ず、図１に示されるように、約５０ミク
ロンの透明な回転粒子２の半球を絶縁物質４で着色す
る。この着色方法はｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ of the
SIDに示されるように、粒子の半球を粘着層に埋め込
み露出した部分を蒸着、スパッタリング等によって着色
してもよいし、特開平１―２８２５８９号公報に示され
るように、帯電性の異なる材料を貼り合わせ板状または
帯状にし、所望の大きさに粉砕する方法を使用しても良
い。後者の場合、片側の材料は透明部材を用いる。

【００１３】次に、この回転粒子２を含んだパネルの製
造方法について説明する。図２に示されるように、回転
粒子２の周りをワックス６等有機溶媒に可溶な樹脂でコ
ートする。回転粒子表面のワックス６によるコートは、
融解したワックスと回転粒子の混合体を、窒素ガスによ
る圧力下でノズルから粒子１つずつ噴出滴下することに
より行う。また、層厚はノズルの温度と窒素ガスによる
噴出圧力により３〜１５マイクロメートルに調整する。
ワックスによるコートを行った後に、ＩＴＯ（Indium T
in Oxide）等の透明電極３と共に水中に沈殿させる。こ
の場合の透明電極は平行に並べる。

【００１４】次に、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等
水溶性ポリマー水溶液を加えて乾燥させ、回転粒子２を
含んだ透明ＰＶＡパネル８Ａを得る（図３）。

【００１５】図４に示すように、パネル８Ａを有機溶媒
に浸しワックス６のみを溶解洗浄し、絶縁性溶媒１０に
浸し、液漏れ防止シール（透明）１２を施す。このよう
にすることにより回転粒子２の周りの空間は絶縁性溶媒
１０で満たされ、電界等の印加により粒子の回転が可能
な透明ＰＶＡパネル（分極粒子担持体）８Ｂが形成され
る。

【００１６】ここで回転粒子２の制御原理について説明
する。例えば、帯電性の異なる２つの領域で構成された
回転粒子２は、電気二重層の原理に基づき溶液中での各
々の面の表面電荷量が異なり、球全体に双極子モーメン
トを有している。この時の回転粒子２が、回転可能な分
極粒子となるのである。図５において着色面（黒色面）
が負にシフトし、無着色面（透明面）が正にシフトして
いると仮定し、このパネル８Ｂを透明な電極Ａ、Ｂに挟
み、電界印加装置（第１の駆動手段）５により電界Ｅを
加えると、球の黒色面は負にシフトしているため正極側
に面を向け、逆に透明面は負極側に面を向ける。ここで
電界による制御を中止しても、回転粒子２は特開昭６４
―４２６８３号公報に示されているように、回転粒子２
と絶縁溶媒１０を取り囲む壁面に接触し自由な回転を行
わない。このため電界による制御が途絶えても表示はメ
モリ効果を有する。

【００１７】さらに、パネル８Ｂ中に含まれる透明電極
３に図５のように電界印加装置（第２の駆動手段）７に
より電界を加えることにより黒色面及び透明面は水平方
向を向く（黒色面と透明面が水平に並ぶ）。この向きで
は、図５のように光の透過を完全に遮断しないためパネ
ル８Ｂは透明性を保持している。前記のように、ここで
電界による制御を中止しても回転粒子２の向きは維持さ
れる。

【００１８】このように、パネル状に形成された回転粒
子層Ｔは、水平方向の電界を加えることにより、透明性
を確保することができる。さらに、画像表示面に垂直方
向の電界等を加えることにより、回転粒子を回転させ模
様を可視化させることができる。電界等を加える方法と
しては、図６に示されるように片面Ｕに透明電極１４等
をマトリックス状に配線し、もう片面Ｖをアースし、電
極１４に±１００Ｖ程度の電位を選択的に加えることに
より模様等の画像形成が可能となる。パネル８Ｂ中に組
み込まれた透明電極３には１本、或いは数本毎にアース
し、アースしてない電極に±１００Ｖ程度の電位を選択
的に加えることによって透明性を確保する。マトリック
ス電極１４の面Ｕと反対の面Ｖの電位をツェナダイオー
ド等により上げておき（例えば１００Ｖ）、マトリック
ス電極１４に０Ｖと２００Ｖを加えることによっても画
像形成が可能となる。この方法を利用すると、電源は１
つで済み非常に経済的である。

【００１９】また、図６のように上面下面の電極配線を
行わず、図７のようにパネル８Ｂ中の電極配線だけを行
い、回転粒子層２０上を電界印可装置１６に電界を加え
ながら移動させることにより、表示をオンオフさせるこ
とが可能である。

【００２０】図８は、第２の実施の形態として、回転粒
子１８の着色領域を粒子表面積の１／２未満に限定した
場合の、発色時及び未発色時の概略構成図であるが、垂
直方向の電界を加え回転粒子１８の着色面を垂直方向に
向けた場合（発色時）でも、光の透過が可能であるため
パネル８Ｂの透明性を完全に損なわない。さらに、水平
方向の電界を加え、回転粒子１８の着色面を水平方向に
向けた場合（未発色時）の光透過量を多く確保できるた
め、パネル８Ｂの透明度をさらにクリアに近づけること
ができる。このため、ショーウィンドウのガラス等に貼
り付けて使用すること等が可能となる。また、ガラスの
代わりに使用することもできる。

【００２１】なお、本発明は前記実施の形態に何等限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の形態で実施することができる。例えば、回転粒子
２、１８の製造方法、着色方法、及びパネル８Ｂの製造
方法等は別の方法を採用してもよい。さらに、回転粒子
２、１８の着色部分の面積は本実施の形態の範囲に限定
されるものではない。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に記載のディスプレイ装置は、電気的に分極され、その
分極方向に対して交差する方向に沿って着色領域と透明
領域とを有する分極粒子を、画像表示面に沿って多数配
置し且つ各々を回転可能に担持した分極粒子担持体と、
その分極粒子担持体内の分極粒子に対して前記画像表示
面に略直交する方向に電界を印加する第１の駆動手段
と、前記分極粒子に対して前記画像表示面に略平行な方
向に電界を印加する第２の駆動手段と、を備えることに
より、分極粒子の向きを光が透過するように制御するこ
とが可能となり、ディスプレイの透明性を保持すること
ができる効果を得ることができる。さらに、回転粒子を
使用しているため、省電力化を図ることができ、電界等
を遮断しても表示を保持することができる。

【００２３】また、請求項２に記載のディスプレイ装置
は、分極粒子の着色領域が分極粒子の表面積の１／２未
満であるため、常に一定以上の光量及び透明性を保持す
ることができる。

【００２４】さらに、請求項３に記載のディスプレイ装
置は、分極粒子の透明領域が分極粒子の表面積の１／２
以下であるため、ディスプレイの発色時に十分な濃度を
確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の回転粒子を説明する図で
ある。

【図２】ワックスでコートされた回転粒子と透明電極と
を模式的に示した図である。

【図３】回転粒子を含んだポリビニルアルコールパネル
の断面を模式的に示した図である。

【図４】絶縁溶媒で満たされた回転粒子を含むポリビニ
ルアルコールパネルの断面を模式的に示した図である。

【図５】絶縁溶媒で満たされた回転粒子を含むポリビニ
ルアルコールパネル中の回転粒子の向きを制御した場合
の断面及び光の透過の様子を模式的に示した図である。

【図６】回転粒子の画像表示パネルと、これを駆動する
配線とを模式的に示した図である。

【図７】回転粒子の画像表示パネルと、これを駆動する
電界印加装置とを模式的に示した図である。

【図８】着色部分を粒子表面積の１／２未満に限定した
回転粒子を含む画像表示パネル中の回転粒子の向きを制
御した場合の断面及び光の透過の様子を模式的に示した
図である。

【符号の説明】

２ 回転粒子 ３ 電界印加装置 ７ 電界印加装置 ８Ｂ 透明ＰＶＡパネル １０ 絶縁性溶媒 １８ 回転粒子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気的に分極され、その分極方向に対し
   て交差する方向に沿って着色領域と透明領域とを有する
   分極粒子を、画像表示面に沿って多数配置し且つ各々を
   回転可能に担持した分極粒子担持体と、 その分極粒子担持体内の分極粒子に対して前記画像表示
   面に略直交する方向に電界を印加する第１の駆動手段
   と、 前記分極粒子に対して前記画像表示面に略平行な方向に
   電界を印加する第２の駆動手段とを備えたことを特徴と
   するディスプレイ装置。
2. 【請求項２】 前記分極粒子の着色領域が分極粒子の表
   面積の１／２未満であることを特徴とする請求項１に記
   載のディスプレイ装置。
3. 【請求項３】 前記分極粒子の透明領域が分極粒子の表
   面積の１／２以下であることを特徴とする請求項１に記
   載のディスプレイ装置。