(57)【要約】【課題】簡易な構成で、所定の画像を表示する表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】可逆的に変形可能な材料からなる基材層に粒子が規則的に配列されてなり、その厚さ方向の変形量に応じて色調が変化する色調変化材で構成される画素を、面方向に配置してなる表示部と、前記画素に対向して前記表示部の裏面側に配置され、前記画素を押圧可能な押圧素子と、前記押圧素子の駆動部であって、前記表示部の前記面方向と実質的に平行で、かつ、前記面方向に移動可能な押圧面を有する駆動部と、を備え、前記押圧面は、前記面方向に平行な第１の方向に移動して第１のポジションをとり、前記面方向に平行な第２の方向に移動して第２のポジションをとり、前記押圧面は、前記押圧面が前記第１のポジションのときに前記押圧素子の押圧位置を規定する第１の押圧位置規定面と、前記押圧面が前記第２のポジションのときに前記押圧素子の押圧位置を規定する第２の押圧位置規定面と、を有する、表示装置。【選択図】図３
2010231158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可逆的に変形可能な材料からなる基材層に粒子が規則的に配列されてなり、その厚さ方向の変形量に応じて色調が変化する色調変化材で構成される画素を、面方向に配置してなる表示部と、
前記画素に対向して前記表示部の裏面側に配置され、前記画素を押圧可能な押圧素子と、
前記押圧素子の駆動部であって、前記表示部の前記面方向と実質的に平行で、かつ、前記面方向に移動可能な押圧面を有する駆動部と、
を備え、
前記押圧面は、前記面方向に平行な第１の方向に移動して第１のポジションをとり、前記面方向に平行な第２の方向に移動して第２のポジションをとり、
前記押圧面は、前記押圧面が前記第１のポジションのときに前記押圧素子の押圧位置を規定する第１の押圧位置規定面と、前記押圧面が前記第２のポジションのときに前記押圧素子の押圧位置を規定する第２の押圧位置規定面と、を有する、
表示装置。
【請求項２】
前記押圧素子は、前記表示部の画素毎に配置される、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１の押圧位置規定面と前記第２の押圧位置規定面との間に設けられ、前記第１の押圧位置規定面と前記第２の押圧位置規定面に連続して、前記押圧面の前記面方向に対してテーパーする連結面が、前記駆動部に備えられる、請求項１又は２に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に関する。更に詳しくは構造色による発色機構を使用した表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造色は、特定の周期構造を有する材料において、ブラッグの法則に基づき特定の波長の光を干渉反射することにより得られるものである。このような構造色を呈する特定の周期構造としては、例えば、単分散微粒子によるコロイド結晶、ブロック共重合体のミクロドメイン構造、界面活性剤のラメラ構造などがあげられる。構造色はその構造体の周期が変化すると異なる色となる。このような特徴を利用した表示装置が特許文献１〜３に開示される。特許文献１に開示の構成では、周期構造体に電圧を印加するなどして、その周期を変化させて表示色（構造色）を変化させる。特許文献２に開示の構成では、構造色を呈する高分子ゲルを液体に浸析して、電界に応じて体積変化させることで、その周期を変化させて表示色（構造色）を変化させる。特許文献３に開示の構成では、弾性変形可能な充填材で周期的に配列したコロイド粒子を保持して複数の表示素子を形成し、各表示素子に対して個別の制御手段によりに外力を加えて構造色を変化させて、画像を表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００５−３１１７２号公報
【特許文献２】特開２００７−１１１１２号公報
【特許文献３】特開２００９−２０４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１、２に開示の構成により画像を表示するには、通常、特許文献３の開示の構成のように、画像を所定の画素に分割して画素毎に構造色を調整して所定の画像を表示することが考えられる。このような方法によれば、各画素毎にその構造色を与えるための外力（例えば、圧力、電圧）を別個に印加する必要があり、構成が複雑となる。特に、表示すべき画像の数やパターンが少ない場合には、このような複雑な構成を使用することは好ましくない。
そこで、本発明は簡易な構成で、所定の画像を表示する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】
以上の目的を達成するため、本発明は次の構成からなる。即ち、
可逆的に変形可能な材料からなる基材層に粒子が規則的に配列されてなり、その厚さ方向の変形量に応じて色調が変化する色調変化材で構成される画素を、面方向に配置してなる表示部と、
前記画素に対向して前記表示部の裏面側に配置され、前記画素を押圧可能な押圧素子と、
前記押圧素子の駆動部であって、前記表示部の前記面方向と実質的に平行で、かつ、前記面方向に移動可能な押圧面を有する駆動部と、
を備え、
前記押圧面は、前記面方向に平行な第１の方向に移動して第１のポジションをとり、前記面方向に平行な第２の方向に移動して第２のポジションをとり、
前記押圧面は、前記押圧面が前記第１のポジションのときに前記押圧素子の押圧位置を規定する第１の押圧位置規定面と、前記押圧面が前記第２のポジションのときに前記押圧素子の押圧位置を規定する第２の押圧位置規定面と、を有する、
表示装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の発光装置では、押圧面を第１のポジションとすることにより、第１の押圧位置規定面が押圧素子を所定の押圧位置にセットし、これにより、押圧素子が色調変化材で構成される画素を所定の圧力で押圧して、その構造色を変化させて、表示部に所定の画像を表示する。さらに、押圧面を面方向に移動させて第２のポジションとすることにより、第２の押圧位置規定面が押圧素子を所定の押圧位置にセットし、これにより、押圧素子が色調変化材で構成される画素を所定の圧力で押圧して、その構造色を変化させて、表示部に所定の画像を表示することができる。このように、押圧面を面方向に移動させることにより、簡易な構成で所定の画像を他の所定の画像に切り替えて表示することができるため、装置の構成が複雑とならない。これにより、装置の小型化や軽量化が図れる。また、画素毎に別個に構造色を制御する場合に比べて、部品点数も削減され、製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】表示装置１の斜視図である。
【図２】図１におけるＺ−Ｚ線断面図である。
【図３】切り替え板１０を台座２上に配置した状態の平面図である。
【図４】凹部１１の斜視図、上面図、Ｘ−Ｘ線断面図、及びＹ−Ｙ線断面図である。
【図５】図２における押圧素子７近傍の拡大図である。
【図６】凹部１１の形状を符号で表記した切り替え板１０の平面図である。
【図７】表示部４の表示態様を示す図である。
【図８】図８（Ａ）は切り替え板８０であり、図８（Ｂ）は凹部８１の形状を説明する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の表示装置は、可逆的に変形可能な材料からなる基材層に粒子が規則的に配列されてなり、その厚さ方向の変形量に応じて色調が変化する色調変化材を備える。ここで使用する可逆的に変形可能な材料としては、スチレン系軟質樹脂、軟質ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ハイドロエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）、アクリル系エラストマー等の有機系高分子材料をあげることができる。色調変化シートはこのような可逆的に変形可能な材料を基材とすることにより、後述の押圧部材の押圧によって変形しても、当該押圧が解除されれば、押圧前の状態に戻ることができる。さらに、押圧と解除を繰り返し行っても色調変化シートの変形における可逆性が低下しにくい。
色調変化材の基材層の中に配列される粒子の規則的な配列としては、フォトニック結晶構造であることが好ましい。フォトニック結晶は、通常、可視域周辺の光の波長と同程度の周期で粒子が分布した構造を指す。このような構造を有するフォトニック結晶は、その周期と同程度の波長の光をブラッグ反射し、それに起因して特定の波長の光が増幅されて、いわゆる構造色を発する。このようなブラッグ反射による構造色の色調は、フォトニック結晶構造を形成する粒子配列の周期に依存するため、粒子配列の周期を適宜設定することで所望の色調の構造色が得られる。さらに、粒子配列の周期を変化させることで構造色の色調を変化させることができる。本発明の表示装置はこの特性を利用して、所定の色で表示対象を表示するものである。即ち、後述の押圧素子で色調変化材を押圧して変形し、これに伴って色調変化材内のフォトニック結晶構造を形成する粒子配列の周期を変化させて構造色の色調を変化させ、所定の色で表示対象を表示する。構造色は外光を利用して発色することができるため、外光として自然光を利用することとすれば、別途発光表示用の光源やバックライト装置が不要であり、消費電力の低減または電力の不要化や、装置の簡略化が図れる。さらに、自然光を利用（反射）すれば、屋外でも明るく発色して視認性が向上する。なお、夜間や暗所で使用するために、別途発光表示用の光源やバックライト装置を使用してこれらの光を利用してもよい。
【０００９】
フォトニック結晶構造の例として、コロイド結晶構造、ミクロドメイン構造などの構造体の他、薄膜を積層した構造（薄膜積層構造）をあげることができる。コロイド結晶構造は、コロイド粒子が所定間隔で周期的に配列した構造である。コロイド粒子は、粒径が約１ｎｍ〜約１０００ｎｍ（１０−６〜１０−９ｍ）の粒子であり、可視光が透過でき、ほぼ球形となるとなる材質であれば特に限定されず、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、ホウ珪酸ガラス、アルミン酸カルシウム、ニオブ酸リチウム、カルサイト、酸化チタン（ＴｉＯ２）、チタン酸ストロンチウム、酸化アルミニウム、フッ化リチウム、フッ化マグネシウム、酸化イットリウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、セレン化亜鉛、臭ヨウ化タリウム、ダイアモンドなどが使用できる。また、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛（ＰＬＺＴ）などの強誘電体、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタル酸、塩化ビニル、アクリル、酸化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチルなど、ケイ素、ゲルマニウムを使用できる。また、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２の内のいずれか２種以上の混合体や、これらの内の１種をコアとして他の１種以上によりコアを被覆したコアシェル構造なども用いることができる。また、コロイド粒子の配列における規則性は、特に限定されないが、例えば、面心立方構造、体心立方構造、単純立方構造等を例示することができ、特に面心立方構造すなわち六方最密充填構造をとることができる。コロイド粒子を作成する方法は、ＵＶ（紫外線）重合、乳化重合、懸濁重合、二段階鋳型重合、化学気相反応法、電気炉加熱法、熱プラズマ法、レーザ加熱法、ガス中蒸発法、共沈法、均一沈殿法、化合物沈殿法、金属アルコキシド法、水熱合成法、ゾルゲル法、噴霧法、凍結法、硝酸塩分解法などを例示できる。これらのような方法で作成されるコロイド粒子を上記基材に懸濁された状態とする。そして重力沈降法、毛管法、電気泳動法、基板引き上げ法などにより、基材中にコロイド結晶構造を形成することができる。例えば、コロイド粒子が懸濁した基材溶液を後述の透明基板上に塗布して乾燥させることにより、色調変化材を作成することができる。この方法によれば、基材中にコロイド粒子が自己組織的にコロイド結晶構造を形成するため、色調変化材の作成が容易である。
【００１０】
ミクロドメイン構造は、異種の高分子が化学結合してブロック共重合体を形成する構造である。ブロック共重合体としては、ポリ（スチレン−ｃｏ−イソプレン）ブロック共重合体、ポリ（スチレン−ｃｏ−ブタジエン）ブロック共重合体、ポリ（スチレン−ｃｏ−ビニルピリジン）ブロック共重合体、ポリ（スチレン−ｃｏ−エチレンプロピレン）ブロック共重合体などを例示できる。これらのブロック共重合体は、複数の繰り返し単位を有していてもよい。
【００１１】
薄膜積層構造は、例えば、厚さ約５ｎｍ〜約２０ｎｍの薄膜を、約１００ｎｍ〜約１０００ｎｍの間隔で積層した構造とすることができる。積層する薄膜の間には透明性を有する有機あるいは無機高分子材料からなる中間体を介在させることにより、積層する薄膜を所定の間隔に維持することができる。積層する薄膜として、金、銀、銅、アルミなどの金属や各種合金による金属薄膜や、酸化チタン、シリカなどの薄膜からなる誘電体薄膜を例示することができる。
【００１２】
色調変化材は、後述の押圧素子の押圧による厚さ方向への変形量が十分確保されるように、十分な厚さを有することが好ましい。例えば、色調変化材の厚さは約０．００１ｍｍ〜約１０．００ｍｍ、好ましくは約０．０１ｍｍ〜約１．００ｍｍとする。このような厚さを備えることにより、押圧素子の押圧によって色調変化材が十分変形して、規則的に配列した粒子の配列に変化が生じ、外部から視認した際の色調が変化することとなる。例えば、色調変化材の基材層内にコロイド粒子によるコロイド結晶構造を形成した場合には、当該色調変化材が変形すると、その変形量に応じて当該コロイド結晶構造が変化し、構造色が変化して、外部から視認した際の色調が変化する。
【００１３】
色調変化材は、透明基板に貼着するとともに、所定領域に区画して画素を形成する。画素の大きさは、表示する画像の大きさに応じて適宜決定することができる。多数の画素を形成すれば、表示する画像をより緻密に表示することができる。当該画素は、色調変化材を格子状に区画して矩形に形成してもよいし、色調変化材をドット状に形成して各画素としてもよい。さらに、当該隣接する画素の間に肉逃し溝を均等に分配して形成することが好ましい。後述の押圧素子に押圧されて色調変化材が変形する際に、肉逃がし溝に色調変化材の一部が逃げる（移動する）ことで、一画素における色調変化材の変形量が均一化されて、画像が明瞭に表示されるからである。透明基板の材質は特に限定されず、公知の材料を使用することができる。肉逃し溝の形状は特に限定されないが、画素に応じて、例えば、等間隔の格子状、等間隔のドット状とすることができる。
【００１４】
色調変化材は次のように形成することができる。まず、所定の領域に等間隔に区画する枠状部を有する鋳型（コーム）を、所定の透明シートの上面に載置する。この状態で当該透明シート上面にコロイド粒子を含有させた基材溶液を塗布してＵＶ照射する。その後、コームを取り除いて、画素を構成する色調変化材を形成することができる。なお、所定の透明シートの上面にコロイド粒子を含有させた基材溶液を塗布してＵＶ照射した後、スクレイバーなどで色調変化材を所定幅で等間隔に掻き取って、画素を形成することもできる。また、エッチングやフォトリソグラフィにより、画素を形成することもできる。色調変化材は透明の両面テープや、透明の接着剤などを介して透明基板へ接合することができる。なお、色調変化材の基材中に、上記規則的に配列される粒子の他に、染料や顔料、光散乱材を含んでいても良い。また、色調変化材と透明基板との間に所望の色変換層を設けても良い。
【００１５】
本発明の表示装置では、透明基板の色調変化材が貼着される面（色調変化材貼着面）と反対側の面が表示装置の表示部となる。表示部の形状は、平面の他、球面の一部、筒状面の一部、放物面の一部、円錐面の一部とすることができる。なお、本明細書でいう、「表示部の面方向」とは、表示部の形状が平面である場合には当該平面に平行な方向を指し、表示部の形状が球面の一部である場合には当該球面を規定する球の中心を回転中心とする回転方向を指し、表示部の形状が筒状面の一部である場合には当該筒状面を規定する筒の高さ方向を指し、表示部の形状が放物面の一部である場合には当該放物面を規定する放物面の回転軸の回転方向を指し、円錐面の一部である場合には当該円錐面を規定する円錐面の回転軸の回転方向を指す。
【００１６】
本発明の表示装置には、表示部の裏面側に画素に対向して押圧素子が設けられる。押圧素子は画素を構成する色調変化材を押圧可能に設けられる。押圧素子は画素毎に設けることが好ましい。画像をより緻密に表示できるからである。押圧素子は画素を構成する色調変化材を押圧する画素押圧部と、後述の駆動部からの押圧力を受ける被押圧部と、被押圧部が受けた押圧力を画素押圧部に伝達する押圧力伝達部とを有する。例えば、押圧素子を棒状体とし、棒状体の一端を画素押圧部、他端部を被押圧部、棒状体本体を押圧力伝達部とすることができる。画素押圧部は表示部の面方向に平行な面状であることが好ましい。対応する画素を構成する色調変化材を均等に押圧できるからである。
なお、押圧素子が対応する画素を押圧するのを妨げない範囲で、押圧素子と表示部の裏面との間に他の部材を配置してもよい。例えば、押圧素子と表示部の裏面との間に薄膜を設けて、押圧素子と画素を構成する色調変化材との癒着を防止したり、離反性を高めることができる。
【００１７】
本発明の表示装置は、押圧素子の駆動部であって、表示部の面方向と実質的に平行で、かつ、面方向に移動可能な押圧面を有する駆動部を備える。押圧面は表示部の面方向に移動可能であって、当該面方向に平行な第１の方向に移動して第１のポジションをとり、当該面方向に平行な第２の方向に移動して第２ポジションをとることができる。押圧面は、押圧面が第１のポジションのときに押圧素子の押圧位置を規定する第１の押圧位置規定面を有する。第１の押圧位置規定面により押圧素子は所定の押圧位置にセットされ、所定の押圧力で画素を構成する色調変化材を押圧する。第１の押圧位置規定面は、押圧素子の被押圧部に当接して押圧素子を直接押圧することにより押圧素子を所定の押圧位置にセットすることとしてもよいし、緩衝材などの他の部材を介して間接的に押圧素子の被押圧部を押圧して押圧素子を所定の押圧位置にセットすることとしてもよい。押圧面は、押圧面が第２のポジションのときに押圧素子の押圧位置を規定する第２の押圧位置規定面を有する。第２の押圧位置規定面は、第１の押圧位置規定面と同様に、直接又は間接的に押圧素子の被押圧部を押圧して押圧素子を所定の押圧位置にセットする。第１の押圧位置規定面及び第２の押圧位置規定面は、表示する画像の画素に応じて設けられた押圧素子毎に設けることが好ましい。各押圧素子に対応する画素の色調を個別に所定の色調に変化させることができ、これにより、表示する画像をより緻密に表示することができる。表示部に表示する画像は、幾何学図形、各種マーク、ロゴ、各種文字など、所望の形状とすることができる。第１のポジションのときに表示する画像と、第２のポジションのときに表示する画像は異なっていて良いことはもちろん、第１のポジションのときに表示する画像と、第２のポジションのときに表示する画像が同一の形状であって、その表示色が異なるものであっても良い。
【００１８】
第１の押圧位置規定面と第２の押圧位置規定面との間に、第１の押圧位置規定面と第２の押圧位置規定面に連続し、押圧面の面方向に対してテーパーする連結面を設けることが好ましい。押圧面を第１のポジションから第２のポジションへ移動する際に、当該連結面がガイドとなって、押圧素子が押圧面に引っかかることが防止され、押圧面の移動をスムーズに行うことができるからである。
以下、本発明の実施の形態につき、図例を参照しながら説明をする。
【実施例１】
【００１９】
本発明の実施例である表示装置１の斜視図を図１に示す。表示装置１は台座２にカバー３を設けてなる。カバー３は平面視で正方形であって、その中央に表示部４が設けられる。図１におけるＺ−Ｚ線断面図を図２に示す。図２に示すように、表示装置１は内部に、透明板５、色調変化層６、押圧素子７、ガイド８、戻し板９、切り替え板（駆動部）１０を備える。透明板５は、平面視正方形のアクリル板であって、カバー３の表示部４から外部に露出して、表示面５１を形成する。本実施例では表示面５１は平面となっている。透明板５の表示面５１と反対側の面（裏面）５２には色調変化層６が設けられる。色調変化層６は、アクリル系モノマーをポリマー化してなる可逆的に変形可能なアクリル系エラストマーからなる基材層に、粒径が約２００ｎｍのＳｉＯ２がコロイド結晶を形成してなる色調変化材からなる層である。色調変化層６は厚さ約０．５ｍｍの薄層であって、裏面５２においてその周縁部を除く略全面に形成されている。色調変化層６には、図１に破線で示すように、幅約０．２ｍｍの溝により約５ｍｍ角の格子状に区画化されており、表示部４に表示する画像の画素を構成している。本実施例では表示部４に表示する画像は、縦１０個×横１０個で配列する１００個の画素からなる。
【００２０】
図２に示すように、色調変化層６に対向して押圧素子７が設けられる。押圧素子７は、色調変化層６が構成する画素毎に設けられる。即ち、１つの画素に対して一つの押圧素子が備えられるように、１００個の押圧素子７が格子状に配列される。なお、図２には紙面両端側の押圧素子７のみを記載し、他の押圧素子７はその記載を省略する。押圧素子７は、軸部７０、キャップ７１、被押圧部７２を備える。軸部７０は棒状であって、当該軸部７０が表示面５１の面方向に垂直となるように、押圧素子７は設けられる。キャップ７１は色調変化層６に対向する側の端部に設けられる。キャップ７１の色調変化層６に対向する面７１ａは表示面５１の面方向に平行となっている。被押圧部７２は、押圧素子７のキャップ７１と反対側の端部に設けられ、軸部７０よりも幅広なフランジ７３と色調変化層６と反対側に円錐状に突出する尖端部７４とからなる。
【００２１】
押圧素子７はガイド８により一括して保持される。ガイド８には、それぞれの押圧素子７に対応する位置に孔８１が設けられている。各孔８１の直径は押圧素子７の棒状部７０の幅よりも若干大きく、フランジ７３及びキャップ７１の幅よりも小さい。また、ガイド８の厚さは押圧素子７の棒状部７０の長さよりも小さい。ガイド８の下面側（表示面５１と反対側）にはガイド８の下面と平行に戻し板９が設けられる。戻し板９にはガイド８の孔８１と略同一直径の孔９１が各押圧素子７に対応する位置に形成されている。ガイド８の周縁部において、ガイド８と戻し板９の間にバネ９２が設けられている。このように配置されるガイド８の孔８１及び戻し板９の孔９１に対して、押圧素子７の棒状部７０が表示面５１の面方向に対して垂直にスライド可能なように嵌設される。これにより、押圧素子７がガイド８に保持されとともに、戻し板９がフランジ７３に当接して、バネ９２の弾性力により押圧素子７が表示面５１と反対側に向かって付勢される。
【００２２】
押圧素子７の被押圧部７２側には切り替え板（駆動部）１０が設けられる。切り替え板１０は表示面５１の面方向に平行な平板状であって、当該面方向に平行に配置される。切り替え板１０の押圧素子７側の面には、押圧素子７の被押圧部７２に対向するように、押圧素子７毎に凹部１１が形成されている。図３に切り替え板１０を台座２上に配置した状態の平面図を示す。切り替え板１０は平面視で略正方形の平板部１１と、その４つの角部からそれぞれ延出する延出部１２を有する。延出部１２には台座２側に突出するピン１３が設けられる。台座２のピン１３に対向する位置には、十字状に形成されたガイド凹部２１を備える。切り替え板１０はこのように形成されたガイド凹部２１に沿って、図３に示すように−Ｐ方向と、−Ｐ方向に反対向きの＋Ｐ方向と、−Ｐ方向と垂直の−Ｑ方向と、−Ｑ方向と反対向きの＋Ｑ方向の４方向、即ち、十字方向に移動可能となっている。これにより、切り替え板１０は初期状態から、−Ｐ方向に移動して第１のポジションをとり、＋Ｐ方向に移動して第２のポジションをとり、−Ｑ方向に移動して第３のポジションをとり、＋Ｑ方向に移動して第４のポジションをとることができる。
【００２３】
凹部１１は、図３に示すように切り替え板１０の押圧素子７側の面に格子状に配列して形成されている。図４に凹部１１の、斜視図、上面図、Ｘ−Ｘ線断面図（−Ｐ、＋Ｐ方向断面図）、及びＹ−Ｙ線断面図（−Ｑ、＋Ｑ方向断面図）をそれぞれ示す。なお、図４において、同等の部材は同一の符号を付してその説明を省略する。凹部１１は表示する画像の画素に応じて、図４に示す６つの形状１１Ａ、１１Ａ’、１１Ｂ’、１１Ｃ、１１Ｄのいずれかの形状を有する。
凹部１１の形状Ａは、図４Ａに示すように、部分円錐状面１１０と帯状凹面１１１ａとを組み合わせた凹形状であって、帯状凹面１１１ａは平面視（上面図）において帯状の平面であって、平面視で部分円錐状面１１０の中心から切り替え板１０の移動方向である＋Ｑ方向と−Ｑ方向に延びている。部分円錐状面１１０は切り替え板１０の押圧素子７側の面１１２（以降、「上面１１２」ともいう）と帯状凹面１１１ａとの間に設けられ、これに連続して表示面５１の面方向に対してテーパーしている。上面１１２における部分円錐状面１１０の大きさは、開口部の直径ｄが約４．０ｍｍであり、帯状凹面１１１ａの大きさは幅ｗ約１．０ｍｍ、深さｈａ約１．０ｍｍ、長さＬ１約６．０ｍｍである。凹部１１の形状Ａ’は、図４Ａ’に示すように、Ｘ−Ｘ線断面図において、帯状凹面１１１ｂの深さｈａは約１．０ｍｍであるが、上面１１２の内、符号１１２’で示す凹部１１の形状Ａ’の＋Ｐ方向に位置する領域は、上面１１２よりも約０．０５ｍｍ低く形成されている。即ち、上面１１２は帯状凹面１１１ｂよりも約１．０ｍｍ高い位置に位置し、領域１１２’は、帯状凹面１１１ｂよりも約０．９５ｍｍ高い位置に位置している。凹部１１の形状Ａ’は当該領域１１２’を除いて形状Ａと同一である。
【００２４】
凹部１１の形状Ｂは、図４Ｂに示すように、部分円錐状面１１０と帯状凹面１１１ｂとを組み合わせた凹形状であって、帯状凹面１１１ｂは平面視においてＬ字状に形成された平面であり、平面視で部分円錐状面１１０の中心から切り替え板１０の移動方向である−Ｐ方向と＋Ｑ方向に延びている。帯状凹面１１１ａの大きさは幅ｗ約１．０ｍｍ、深さｈａ約１．０ｍｍ、＋Ｑ方向の長さＬ２約３．５ｍｍ、−Ｐ方向の長さＬ３約３．５ｍｍである。凹部１１の形状Ｂ’は、形状Ａ’と同様に凹部１１の＋Ｐ方向に上面１１２よりも約０．０５ｍｍ低く形成された領域１１２’を備え、当該領域１１２’を除いて形状Ｂと同一の形状である。
凹部１１の形状Ｃは、図４Ｃに示すように平面視で部分円錐状面１１０の中心を通る仮想線１１３を基準とする、凹部１１の形状Ａに線対称の形状である。凹部１１の形状Ｄは図４Ｄに示すように仮想線１１３を基準とする、凹部１１の形状Ｂに線対称の形状である。
【００２５】
図２における押圧素子７近傍の拡大図を図５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示す。なお、凹部１１は上述のように、Ａ，Ａ’、Ｂ、Ｂ’、Ｃ及びＤの６パターンから表示する画像の画素に応じて選択されるが、図５では例として凹部１１の形状Ｂについて示し、その押圧態様を説明する。まず初期状態では、図５（ａ）に示すように、押圧素子７の尖端部７４が凹部１１ｂの中央に接して、押圧素子７は初期位置にセットされる。初期位置ではキャップ７１の色調変化層６に対向する面７１ａは色調変化層６から隔離しており、色調変化層６を押圧しない。次に、切り替え板１０を−Ｐ方向に移動して第１のポジションとすると、図５（ｂ）に示すように、切り替え板１０の移動に伴って、押圧素子７の尖端部７４が部分円錐状面１１０に沿って約１．０ｍｍ押し上げられて上面１１２に当接し、押圧素子７が第１の押圧位置にセットされる。これにより、キャップ７１の面７１ａが色調変化層６を押圧することとなる。このように、上面１１２は押圧素子７を押圧して第１の押圧位置にセットする第１の押圧位置規定面として機能する。切り替え板１０を初期位置に戻せば、尖端部７４が部分円錐状面１１０に沿って凹部１１ｂの中央に戻り、押圧素子７は初期位置にセットされて、押圧素子７は色調変化層６を押圧しない。一方、切り替え板１０を初期位置から＋Ｐ方向に移動して第２のポジションとすると、図５（ｃ）に示すように、切り替え板１０の移動に伴って、押圧素子７の尖端部７４が、−Ｐ方向に形成された帯状凹面１１１ｂに当接し、押圧素子７が第２の押圧位置にセットされる。第２の押圧位置では、キャップ７１の色調変化層６に対向する面７１ａは色調変化層６から隔離しており、色調変化層６を押圧しない。このように、帯状凹面１１１ｂは押圧素子７を第２の押圧位置にセットする第２の押圧位置規定面として機能する。
【００２６】
図５では、凹部１１の形状Ｂを例として説明したが、凹部１１のいずれの形状においても、同様に、上面１１２が押圧素子７を第１の押圧位置にセットする第１の押圧位置規定面として機能し、帯状凹面１１１ａ〜ｄが押圧素子７を第２の押圧位置にセットする第２の押圧位置規定面として機能する。なお、形状Ａ’及びＢ’においては、凹部１１の＋Ｐ方向の領域１１２’は上面１１２よりも低く形成されているため、形状Ａ’及びＢ’において切り替え板１０を−Ｐ方向に移動して第１のポジションとすると、押圧素子７の尖端部７４が領域１１２’に当接して、押圧素子７を約０．９５ｍｍ押し上げて、押圧素子７が第３の押圧位置にセットされることとなる。このように領域１１２’は第３の押圧位置規定面として機能する。表１に切り替え板１０の各ポジション（移動方向）と、凹部１１の各形状における押圧位置との対応表を示す。なお、表１において、○は第１の押圧位置、×は第２の押圧位置、△は第３の押圧位置を示す。
【表１】
2010231158.tif 000003
【００２７】
押圧素子７が第１の押圧位置にセットされると、色調変化層６は押圧素子７のキャップ７１により押圧されて、色調変化層６を構成する色調変化材の配列が変化して、その構造色が変化する。これにより、初期状態と異なった色で観察される。一方、押圧素子７が第２の押圧位置にセットされると、色調変化層６は押圧されず、初期状態と同一の色で観察される。また、押圧素子７が第３の押圧位置にセットされると、色調変化層６は押圧素子７のキャップ７１により押圧されて、色調変化層６を構成する色調変化材の配列が変化して、その構造色が変化する。初期状態の色及び第１の押圧位置のときの色と異なった色で観察される。本字実施例では、押圧素子７が第１の押圧位置のときは、色調変化層６は青色で観察され、押圧素子７が第２の押圧位置のときは、色調変化層６は緑色で観察され、押圧素子７が第３の押圧位置のときは、色調変化層６は赤色で観察される。
【００２８】
次に、凹部１１の形状を符号で表記した切り替え板１０の平面図を図６に示し、表示部４の表示態様を示す図を図７に示す。凹部１１は縦１０個、横１０個の格子状に配列され、各凹部１１は形状Ａ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’Ｃ及びＤから表示する画像の画素に応じて図６に示すように適宜選択される。
まず、切り替え板１０を移動していない状態（初期状態）においては、表示部４には画像は表示されていない。切り替え板１０をガイド凹部２１に沿って初期状態から−Ｐ方向に移動して第１のポジションとすると、表１に示すように、凹部１１の形状Ａ、Ｂに対応する押圧素子７が第１の押圧位置にセットされ、凹部１１の形状Ａ’、Ｂ’に対応する押圧素子７が第３の押圧位置にセットされ、それぞれ対応する色調変化層６を押圧して、対応する画素を所定の色調に変化させる。一方、凹部１１の形状Ｃ、Ｄに対応する押圧素子７は第２の押圧位置にセットされて、これらに対応する色調変化層６は押圧されず、対応する画素の色調は変化しない。その結果、図７（Ａ）に示すように、表示部４の背景の色調が変化して縦縞状に観察されるとともに、色調が変化しなかった画素によって○の形状がいわゆる白抜きで表示される。
切り替え板１０をガイド凹部２１に沿って＋Ｐ方向に移動して第２のポジションとすると、表１に示すように、凹部１１の形状Ｂ、Ｂ’及びＣに対応する押圧素子７が第１の押圧位置にセットされ、対応する画素を所定の色調に変化させる。一方、凹部１１の形状Ａ、Ａ’、Ｄに対応する押圧素子７は第２の押圧位置にセットされて、これらに対応する色調変化層６は押圧されず、対応する画素の色調は変化しない。その結果、図７（Ｂ）に示すように、表示部４の背景の色調が変化して観察されるとともに、色調が変化しなかった画素によって×の形状がいわゆる白抜きで表示される
また、切り替え板１０をガイド凹部２１に沿って−Ｑ方向に移動して第３のポジションとすると、表１に示すように、凹部１１の形状Ｃ及びＤに対応する押圧素子７が第１の押圧位置にセットされ、対応する画素を所定の色調に変化させる。一方、凹部１１の形状Ａ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’に対応する押圧素子７は第２の押圧位置にセットされて、これらに対応する色調変化層６は押圧されず、対応する画素の色調は変化しない。その結果、図７（Ｃ）に示すように、表示部４に○の形状が表示される。
また、切り替え板１０をガイド凹部２１に沿って＋Ｑ方向に移動して第４のポジションとすると、表１に示すように、凹部１１の形状Ａ、Ａ’及びＤに対応する押圧素子７が第１の押圧位置にセットされ、対応する画素を所定の色調に変化させる。一方、凹部１１の形状Ｂ、Ｂ’及びＣに対応する押圧素子７は第２の押圧位置にセットされて、これらに対応する色調変化層６は押圧されず、対応する画素の色調は変化しない。その結果、図７（Ｄ）に示すように、表示部４に×の形状が表示される。
なお、いずれのポジションからも切り替え板１０を初期状態に戻せば、押圧素子７への押圧が解除され、戻し板９により押圧素子７が表示部４と反対側に移動して、色調変化層６の押圧が解除される。押圧が解除されると色調変化層６を構成する色調変化材の配列が押圧前の状態に戻り、色調変化層６は初期状態に戻り、表示部４に表示されていた画像が初期状態（表示画像なしの状態）に切り替わる。凹部１１において、帯状凹面１１１ａ〜ｄと上面１１２又は１１２’とがテーパー面である部分円錐状面１１０により連結されている。これにより、切り替え板１０は所定のポジションに移動する際に、当該部分円錐状面１１０がガイドとなるため、押圧素子７が引っかからず、切り替え板１０をスムーズに移動できる。
【００２９】
以上のように、本発明の表示装置１は切り替え板１０を−Ｐ、＋Ｐ、−Ｑ又は＋Ｑ方向に移動させるだけで４種類の画像を切り替えて表示することができるため、簡易な構成で、かつ、簡便に表示画像を切り替えることができる。その結果、装置の構成が複雑とならず、装置の小型化や軽量化ができる。また、画素毎に別個に構造色を制御する機構を設ける場合に比べて、部品点数が削減され、製造コストを低減できる。さらに、色調変化層６の色調変化材の構造色により表示部４に画像を表示するため、外光を利用して表示画像が視認できる。そのため、別途光源等を要することがなく、電力等が不要となる。また、電力が不要であるため、電力供給が困難な場所においても使用できるというメリットを備える。
【００３０】
本実施例の表示装置１では凹部１１において、帯状凹面１１１ａ〜ｄはいずれも、各方向（−Ｐ、＋Ｐ、−Ｑ、＋Ｑ）の内、いずれかの２方向に延びることとしたが、これに限定されず、表示する画像の画素に応じて、−Ｐ、＋Ｐ、−Ｑ、＋Ｑ方向の内、１方向又は３方向に延びることとしてもよい。また、切り替え板１０をいずれのポジションに移動したときにも対応する画素を表示する場合は、帯状凹面を有さない凹部１１を形成することができる。一方、いずれのポジションにおいても対応する画素を表示しない場合は、各方向（−Ｐ、＋Ｐ、−Ｑ、＋Ｑ）にそれぞれ帯状凹面１１１を有する凹部１１とすることができる。また、
【００３１】
表示装置１では切り替え板１０を−Ｐ、＋Ｐ、−Ｑ及び＋Ｑ方向に移動して、４つの表示態様を呈することとしたが、これに限定されない。切り替え板１０の変形態様である切り替え板８０を図８（Ａ）に示し、切り替え板８０に設けられる凹部８１の形状を説明する平面図を図８（Ｂ）に示す。切り替え板８０は平面視で略正方形の平板部８０１と、その４つの角部と４辺の中央からそれぞれ延出する延出部８０２を有する。延出部８０２には台座２側に突出するピン８０３が設けられる。台座２００のピン８０３に対向する位置には、ガイド凹部２０１を備える。ガイド凹部２０１はその中心点から４５度ずつ回転させた８方向の溝を有するガイドである。切り替え板８０はこのように形成されたガイド凹部２０１に沿って、図８に示すように切り替え板８０は、その中央を中心として４５度ずつずれた+Ｐ、−Ｐ、＋Ｑ、−Ｑ、＋Ｒ、−Ｒ、＋Ｓ及び−Ｓの８方向に移動可能となっている。これにより、切り替え板８０は初期状態からそれぞれの方向に移動して、第１〜第８のポジションをとることができる。
【００３２】
平板部８０１には、凹部８１が格子状に配列している。なお、図８（Ａ）には凹部８１の配置態様を示す仮想線８０１ａを破線で示した。仮想線８０１ａで示すように、凹部８１は縦１０個、横１０の合計１００個配列している。各凹部８１の形状は表示する画像の画素に応じて選択されるものであって、帯状凹面８１１ａ〜ｇから適宜選択される帯状凹面と、部分円錐状面８１０と、を組み合わせた凹形状である。帯状凹面８１１ａ〜ｇは平面視（上面図）において帯状の平面であって、平面視で部分円錐状面８１０の中心から切り替え板８０の移動方向である+Ｐ、−Ｐ、＋Ｑ、−Ｑ、＋Ｒ、−Ｒ、＋Ｓ及び−Ｓの８方向にそれぞれ延びている。帯状凹面８１１ａ〜ｇは平板部８０１の上面から約１．０ｍｍの深さに形成される。部分円錐状面８１０は表示面に対してテーパーする面であり、帯状凹面８１１ａ〜ｇと平板部８０１の上面と連結している。このように凹部８１の形状を適宜選択して形成される凹部８１を有する切り替え板１０を使用して、第１〜第８のポジションに移動することにより、色調変換層（図示せず）の構造色を変化させて、各画素の色を所定の色に変化させることにより、８種類の画像を表示することができる。これにより、表示する画像のバリエーションが一層豊かとなり、様々な画像を簡易な構成と、簡便な操作で切り替えて表示することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の表示装置は、表示部を備える装置の表示装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  表示装置
２  台座
３  カバー
４  表示部
５  透明板
５１  表示面
１０  切り替え板
１１、８１  凹部
１２  延出部
１１０、８１０  部分円錐状面
１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、８１１ａ、８１１ｂ、８１１ｃ、８１１ｄ、８１１ｅ、８１１ｆ、８１１ｇ  帯状凹面
１１２  上面
６  色調変化層
７  押圧素子
７１  キャップ
７２  被押圧部
７３  フランジ
７４  尖端部
９  戻し板
９２  バネ
【図１】
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【図２】
2010231158.tif 000005
【図３】
2010231158.tif 000006
【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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