(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
覆っている表面の視覚的外観を変更する外観変更装置において、
第１の基板及び反対側に配置された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間の空間が複数のセルに分割され、前記複数のセルの個別のセルの形状が、非周期的なセルパターンが前記複数のセルにより形成されるような形状であるように前記第１の基板及び前記第２の基板を離間するスペーサ構造と、
各セルにおいて、分散された複数の粒子を持つ光学的に透明な流体であって、前記粒子が電場の印加により前記流体内を移動可能である、前記流体と、
を有し、
前記複数のセルのうち一のセルが第１のサイズを有するとともに、前記一のセルからなるパターンは前記第１のサイズよりも小さい第２のサイズを有する他のセルによって囲まれる外観変更装置。
【請求項２】
前記複数の粒子が、電場の印加により、分散した粒子状態と集まった粒子状態との間で、前記流体内を移動可能である面内移動粒子である、請求項１に記載の外観変更装置。
【請求項３】
前記セルが、異なる形状、サイズ及び／又は向きを持つ、請求項１に記載の外観変更装置。
【請求項４】
前記セルの１以上が、正多角形形状以外の形状、又は、ペンローズタイルパターンである形状を持つ、請求項１に記載の外観変更装置。
【請求項５】
前記セルパターンが、準結晶パターンである、請求項１に記載の外観変更装置。
【請求項６】
覆っている表面の視覚的外観を変更する外観変更装置において、
第１の基板及び反対側に配置された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間の空間が複数のセルに分割され、前記複数のセルの個別のセルの形状が、非周期的なセルパターンが前記複数のセルにより形成されるような形状であるように前記第１の基板及び前記第２の基板を離間するスペーサ構造と、
各セルにおいて、分散された複数の粒子を持つ光学的に透明な流体であって、前記粒子が電場の印加により前記流体内を移動可能である、前記流体と、
前記第１の基板の第１の側に配置された第１の電極層であって、誘電層により覆われた前記第１の電極層と、
少なくとも前記誘電層により前記第１の電極層から離間された第２の電極と、
を有し、
前記誘電層が、各セルにおいて、前記誘電層に形成された少なくとも１つの凹部を持ち、
前記セルの各々の中の粒子の分布が、前記電極間の電圧の印加により、第１の分散した状態から、前記粒子が前記誘電層の前記少なくとも１つの凹部及び前記第２の電極の少なくとも一方の付近に集められる第２の状態に制御可能であり、
前記凹部は、前記第１の電極層が露出される、又は少なくとも非常に薄い誘電体の残留層によってのみ覆われるように設けられる、外観変更装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの凹部が、前記セルにおいて中心に配置される、請求項６に記載の外観変更装置。
【請求項８】
前記誘電層が、複数のセルにおいて、前記誘電層に形成された複数の凹部を持つ、請求項６又は７に記載の外観変更装置。
【請求項９】
前記誘電層が、各セルにおいて、前記第１の電極層の複数の部分を露出するように形成された複数の開口を持つ、請求項６又は７に記載の外観変更装置。
【請求項１０】
前記スペーサ構造が導電性を持ち、前記第２の電極を形成する、請求項６ないし９のいずれか一項に記載の外観変更装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の外観変更装置により少なくとも部分的に覆われる表面を有する機器。
【請求項１２】
覆っている表面の視覚的外観を変更する外観変更装置を製造する方法において、
第１の基板を設けるステップと、
前記第１の基板上に複数のセルを形成するようにスペーサ構造を設けるステップであって、前記複数のセルの個別のセルの形状が、非周期的なセルパターンが前記複数のセルにより形成されるような形状である、前記スペーサ構造を設けるステップと、
前記セルの各々において、分散された複数の粒子を持つ光学的に透明な流体を供給するステップと、
前記セルを覆うように第２の基板を構成するステップと、
を有し、
前記複数のセルのうち一のセルが第１のサイズを有するとともに、前記一のセルからなるパターンは前記第１のサイズよりも小さい第２のサイズを有する他のセルによって囲まれる方法。
【請求項１３】
前記第１の基板の第１の側において、誘電層により覆われる第１の電極層を設けるステップと、
各セルにより占有される領域が前記第１の電極層の一部を含むように前記第１の基板の前記第１の側に前記複数のセルを形成する前記スペーサ構造を設けるステップと、
少なくとも前記誘電層により前記第１の電極層から離間された第２の電極を設けるステップと、
各セルに対応する領域において、前記誘電層の少なくとも一部を除去するステップと、
を有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記除去するステップが、
各セルに対応する前記領域の中心部分において、前記誘電層の前記一部を除去するステップ、
を有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記除去するステップが、
各セルに対応する前記領域において、前記誘電層の複数の部分を除去するステップ、
を有する、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外観変更装置、及びこのような外観変更装置により少なくとも部分的に覆われる機器に関する。本発明は、外観変更装置を製造する方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの種類の製品に対して、製品のカスタマイズ可能な外観が、望ましいことがありうる。例えば、製品の現在の状態に関する情報をユーザに直感的及び魅力的な形で伝達するように、現在の状態に依存して製品の少なくとも一部の外観をカスタマイズすることができることは、魅力的でありうる。ユーザの個性又は雰囲気等を反映するように外観を変更することができることは、製品のユーザにとっても魅力的であると受け取られうる。
【０００３】
１つの周知の例によると、製品のこのようなカスタマイズ可能な外観は、携帯電話のような家庭用電化製品上の交換可能な"スキン"により実現される。この種の"スキン"は、典型的には、製品のユーザにより交換されることができるプラスチックシェルとして提供される。製品の外観を変更するために前記製品の表面を覆う外観変更装置の電気的に制御可能な光学特性を使用することも提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
改良された外観変更装置を達成することは有利である。特に、訴求力のある審美的効果を提供することができる外観変更装置、すなわち見ていて心地よい外観変更装置を提供することが望ましい。更に、湾曲した表面上で使用されることができる外観変更装置を達成することが有利である。また、追加の機能を持つ外観変更装置を提供することが望ましい。更に、透明な状態に切り換えられることができる外観変更装置を提供することも望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
これらの問題の１以上に良好に取り組むために、本発明の第１の態様において、覆っている表面の視覚的外観を変更する外観変更装置が提供され、前記外観変更装置は、第１の及び第２の反対側に配置された基板、前記第１の基板と前記第２の基板との間の空間が複数のセルに分割され、前記複数のセルの個別のセルの形状が、非周期的なセルパターンが前記複数のセルにより形成されるような形状であるように前記第１の基板及び前記第２の基板を離間するスペーサ構造、並びに、各セルにおいて、分散された複数の粒子を持つ光学的に透明な流体であって、前記粒子が電場の印加により前記流体内を移動可能である前記流体を有する。
【０００６】
本発明は、覆っている特定の機器の外観をカスタマイズする外観変更装置の応用に対して、複数のセルが周期的なセルパターンを形成することが必要ではないという認識に基づく。ディスプレイ応用に対して、周期的なセルパターンからなるマトリクスは有利であるが、対照的に、外観変更装置の応用に対して、セルの非周期的なパターンを使用することが有利であることが、本発明者により認識された。非周期的なセルパターンを提供することにより、モアレ効果が減少されることができ、前記外観変更装置は、したがって、より自然に見え、見ていて心地よくされることができる。
【０００７】
一実施例によると、前記複数の粒子は、電場の印加により、分散された粒子状態と集められた粒子状態との間で、前記流体内を移動可能である面内移動粒子である。
【０００８】
前記セルは、様々な形状、サイズ及び／又は向きを持ちうる。
【０００９】
加えて、又は代わりに、前記セルの１以上が、不規則な形状を持ちうる。
【００１０】
前記セルパターンは、準結晶パターン及び好ましくはペンローズパターンでありうる。
【００１１】
様々な形状、不規則な形状、様々なサイズ及び／又は様々な向きを持つセルを提供することにより、前記外観変更装置が使用されるべき湾曲した表面に対して事前に補償することを可能にする非周期的なセルパターンを提供することが可能である。例えば、前記外観変更装置が対象の湾曲した表面上に応用される場合に前記セルが応力及び変形のために拡大される場所により小さなセルが適切に配置されるように小さなセル及び大きなセルを組み合わせて非周期的なセルパターンを提供することが可能である。このようにして、前記外観変更装置が前記湾曲した対象に応用される場合、前記小さなセルは、前記外観変更装置が前記湾曲した表面に応用された後に、全てのセルが同じ又はほとんど同じサイズを持ちうるように伸び、大きくなる。更に、小さなセル及び大きなセルを組み合わせるセルパターンを提供することは、小さなセルが、一般に、大きなセルと比較して、ある状態（例えば外観変更状態）から他の状態（例えば透明な状態）により速く遷移するので、"ウォーターマーク"を可能にすることができる。例えば、小さなセルにより囲まれる大きなセルを持つセルパターンを提供することにより、電場が印加される場合に前記大きなセルが前記小さなセルより遅く遷移する又は切り替わるので、ある状態から他の状態に切り替えるステップ中に前記大きなセルが見えるようになることを可能にする。
【００１２】
モアレ効果を低減するために、本発明者は、ペンローズパターン又はペンローズタイルパターンの形式のセルパターンが特に適切であることができることを発見した。モアレパターンは、２つの周期的なパターンが重ねられる場合に生じることができる干渉（ビーティング）パターンである。これは、前記外観変更装置が周期的な構造を持つ対象（例えば周期的な画素構造を持つフラットスクリーンテレビ）上で使用される特定の応用に関する。前記外観変更装置が、非周期的なパターンを有する場合、モアレアーチファクトは、低減されることができる。ペンローズパターンは、規則正しい（２つのひし形形状素子からなる）が、非周期的である。ペンローズパターンは、規則正しくかつ非周期的の両方である構造形態である準結晶パターンの具体的な実施例である。
【００１３】
好適な実施例によると、前記外観変更装置は、前記第１の基板の第１の側に配置された第１の電極層であって、誘電層により覆われた前記第１の電極層と、少なくとも前記誘電層により前記第１の電極層から離間された第２の電極とを有することができ、前記誘電層は、各セルにおいて、前記第１の電極層の対応する部分を露出するように形成された少なくとも１つの開口を持ち、前記セルの各々の中の粒子の分布が、前記電極間の電圧の印加により、第１の分散された状態から、前記粒子が前記誘電層内の前記少なくとも１つの開口及び前記第２の電極の少なくとも一方の付近に集められる第２の状態に制御可能である。
【００１４】
本発明者は、覆っている表面の外観を変更する外観変更装置が、いわゆる電気泳動装置の面内切り替えを使用して有利に達成されることができることを発見した。液体内に分散された粒子の面内制御に基づく電気泳動ディスプレイ装置は、これ自体、例えばUS2003/0214479から既知であると認識される。しかしながら、US2003/0214479において、全てのセルは、規則的な形状、例えば、正六角形形状又は正方形を持つ。すなわち、前記複数のセルにより形成されるセルパターンは、規則的な又は周期的なセルパターンである。したがって、たとえ利用可能な面内電気泳動ディスプレイ装置から既知であるこの技術が、外観変更装置を実現するのに使用されるとしても、このような外観変更装置は、本発明による外観変更装置を使用して達成可能な低減されたモアレ効果のレベルに到達しない。
【００１５】
各セルにおいて前記誘電層に形成された開口を持ち、前記開口を通して前記第１の電極を露出することが有利であることに注意すべきである。これにより、前記セル内の電場は、前記開口の位置及び構成により並びに前記誘電層の電気特性（特に導電率）により制御されることができる。前記セル内の前記流体の導電率より低い導電率を持つ誘電層を選択することにより、電場は、適切な電圧が前記第１の電極と第２の電極との間に印加される場合に前記粒子を効率的に前記第１の電極の前記露出した部分に向けるように成形されることができる。
【００１６】
最も望ましい前記誘電層内の前記開口の前記セル内の位置は、前記外観変更装置の応用に依存する。一部の応用に対して、各セルにおいて中心に配置された開口を持つことが有利でありうる。他方で、他の応用は、中心から外れた位置から利益を得ることができる。更に、一部の応用は、中心に配置された開口を持つ一部のセル及び中心から外れた開口を持つ他のセルの混合から利益を得ることができる。
【００１７】
更に、前記誘電層は、複数のセルにおいて又は各セルにおいて、前記第１の電極層の複数の部分を露出するように形成された複数の開口を持ちうる。大きな変形又はずれが生じる場合（例えば製造プロセス中又は後で前記外観変更装置が湾曲した対象上で使用される場合）でさえ、複数の開口を持つことは、前記外観変更装置が前記湾曲した表面上で使用された後に各セル内に配置された少なくとも１つの開口を持つ機会を増大する。したがって、各セルは、前記粒子が十分に短い時間期間内に前記電極のいずれかに集められることを可能にする電極構成を持つことができる。したがって、前記誘電層に形成された複数の開口を持つことにより、ずれ及び変形は、あらかじめ補正されることができ、前記外観変更装置は、よりロバストにされることができる。
【００１８】
本発明の第２の態様によると、本発明の第１の態様による外観変更装置により少なくとも部分的に覆われる表面を有する機器が提供される。前記機器は、如何なる適切な装置、例えばテレビジョン装置、湯沸かし器、音楽プレイヤ又はシェーバ装置であってもよい。
【００１９】
本発明の第３の態様によると、覆っている表面の視覚的外観を変更する外観変更装置を製造する方法が提供され、前記方法は、第１の基板を設けるステップと、前記第１の基板上に複数のセルを形成するようにスペーサ構造を設けるステップであって、前記複数のセルの個別のセルの形状が、非周期的なセルパターンが前記複数のセルにより形成されるような形状である、前記スペーサ構造を設けるステップと、前記セルの各々において、分散された複数の粒子を持つ光学的に透明な流体を供給するステップと、前記セルを覆うように第２の基板を構成するステップとを有する。
【００２０】
一実施例によると、前記方法は、前記第１の基板の第１の側に誘電層により覆われた第１の電極層を設けるステップと、各セルにより占有される領域が前記第１の電極層の一部を含むように前記第１の基板の前記第１の側に前記複数のセルの形成する前記スペーサ構造を設けるステップと、少なくとも前記誘電層により前記第１の電極層から離間された第２の電極を設けるステップと、各セルに対応する領域において、凹部を形成するように前記誘電層の少なくとも一部を除去するステップとを有することができる。
【００２１】
前記除去するステップは、各セルに対応する前記領域の中心部において、前記誘電層の前記一部を除去するステップを有しうる。加えて、又は代わりに、前記除去するステップは、各セルに対応する前記領域において、前記誘電層の複数の部分を除去するステップを有しうる。
【００２２】
本発明者は、外観変更装置が、誘電層で前記第１の電極層を覆い、次いで前記誘電層に少なくとも１つの凹部を形成することにより有利に製造されることができ、これは、前記第１の電極のパターニング及び整合の必要性を最小化する。
【００２３】
前記凹部は、前記第１の電極層が露出される、又は少なくとも非常に薄い残りの誘電層によってのみ覆われるように設けられるべきであり、前記セルに関する前記残りの層の厚さに対する条件は、以下の式、
厚さ誘電開口／導電率誘電＜＜半径セル／導電率流体＜＜厚さ誘電／導電率誘電
により与えられる。
【００２４】
上の条件が満たされるように前記誘電層に凹部を設けることは、電圧が前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加される場合に、前記セルにおいて、前記流体内に分散された前記粒子を（典型的には前記第１の電極層の一部を露出する）前記凹部により構成された第１の粒子集中サイト及び／又は前記第２の電極の構成により決定され、構成される第２の粒子集中サイトに効率的に集める電場構成を生じる。このようにして、他の制御電極が、各セルの小部分に前記粒子を集めるために必要とされず、これにより各セル内の制御可能な面積と前記セルの全面積との間の比が最大化されることができる。加えて、従来技術と比較してより少数の層、したがってより少ない整合が必要とされるので、製造が単純化される。
【００２５】
前記誘電層に凹部を設けることにより、前記セル内の電場は、前記凹部の位置及び構成並びに前記誘電層の電気特性（特に導電率）により制御されることができる。前記セル内の前記流体の導電率より低い導電率を持つ誘電層を選択することにより、前記電場は、適切な電圧が前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加される場合に、（典型的には前記第１の電極の一部を露出する）前記凹部により構成される前記第１の粒子集中サイトに前記粒子を効率的に向けるように成形されることができる。
【００２６】
本発明の第４の態様によると、コンピュータにおいて実行される場合に、前記第３の態様による方法を実行するソフトウェア命令を有するコンピュータプログラムが提供される。
【００２７】
前記第２の、第３の及び第４の態様は、一般に、前記第１の態様と同じフィーチャ及び利点を持ちうる。
【００２８】
本発明の開示される実施例の他の態様、フィーチャ及び利点は、以下の詳細な開示から、添付の請求項から及び図面から明らかである。
【００２９】
一般に、請求項において使用される全ての用語は、ここに他に明示的に規定されない限り、当技術分野における通常の意味によって解釈されるべきである。"１つの／前記（素子、装置、構成要素、手段、ステップ等）"に対する全ての参照は、他に明示的に述べられない限り、前記素子、装置、構成要素、手段、ステップ等の少なくとも１つの例を参照すると公然と解釈されるべきである。ここに開示される方法のステップは、明示的に述べられない限り、開示された正確な順序で実行される必要はない。
【００３０】
本出願において、"流体"は、力に応じて形状を変更し、流れ、収容されることができるチャンバの外形に適合する傾向にある物質であると理解される。用語"流体"は、したがって、気体、液体、蒸気並びに流れることができる場合に固体及び液体の混合物を含む。
【００３１】
用語"粒子"は、固体粒子に限定されず、液滴及び流体充填カプセルをも含む。
【００３２】
前記第１の及び第２の基板の一方又は両方が、前記スペーサ構造が形成されることができ、典型的にはシート形状である、光学的に透明な部材でありうる。適切な基板材料は、例えば、ガラス、ポリカーボネート、ポリイミド等を含む。これは、前記粒子が前記電極の少なくとも一方の付近に集められる状態において透明なセル特性を可能にすることを可能にしうる。透明な状態は、例えば前記外観変更装置により覆われた表面が情報を伝達する場合に有益でありうる。
【００３３】
前記第１の及び第２の電極の一方又は両方が、ＩＴＯ（インジウム−スズ−酸化物）、ＩＺＯ（インジウム−亜鉛−酸化物）又は同様の周知の材料のような透明な材料により形成されることができる。
【００３４】
"光学的に透明な"媒体により、この文脈において、これに当たる光（可視スペクトル内の電磁放射線）の少なくとも一部の通過を可能にする媒体を意味する。
【００３５】
前記粒子の光学特性は、前記粒子と前記粒子に当たる光との間の相互作用の効果として解釈されるべきである。例えば、前記粒子は、部分的に又は本質的に完全に光を反射する、光を吸収する又は光を散乱することができる。これらの効果の各々は、典型的には、波長に依存することができ、これによりカラー効果が達成されることができる。
【００３６】
更に、前記流体において分散された前記粒子が、帯電していてもしていなくてもよいことに注意すべきである。非荷電粒子に対して、前記粒子は、H.A. Pohlによる"Dielectrophoresis; the behavior of neutral matter in non-uniform electric fields", University Press, Cambridge, 1978に詳細に記載される誘電泳動により電場の印加に応答して移動させられる。
【００３７】
荷電粒子の場合、前記粒子の大部分は、有利には、反対に帯電した粒子のクラスタリングを防ぐように同じ符号の電荷を持つことができる。（前記流体の電気的中性は、反対の電荷のイオンの存在により保証される。）
【００３８】
しかしながら、正及び負の荷電粒子の混合として前記粒子を提供することも有利でありうる。前記外観変更装置を透明な状態に制御する場合、前記粒子は、極性に依存して両方の電極に集められることができる。これは、より透明な状態をもたらしうる。
【００３９】
更に、前記外観変更装置の色制御は、第１の色を持つ正の荷電粒子の第１のセット及び第２の色を持つ負の荷電粒子の第２のセットを提供することにより達成されることができる。
【００４０】
前記粒子は、更に、電場の不在時に本質的に一様に分布することができる。電場が印加される場合、前記粒子は、再分配されることができる。前記粒子は、前記電場が除去されるまで移動するか、又は電荷（電気泳動の場合）若しくは双極子（誘電泳動の場合）により前記粒子に加えられる力と前記印加される電場により加えられる力との間の平衡が存在する状態に入るかのいずれかである。電気泳動のより詳細な説明に対して、以下の文献
P.C. Hiemenz及びR. Rajagopalanによる"Principles of Colloid and Surface Chemistry", 3rd edition, Marcel Dekker Inc., New York, 1997, pp. 534-574
が参照される。
【００４１】
本発明の実施例は、ここにより詳細に記載され、添付の図面が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１ａ】本発明による外観変更装置の実施例に対する様々な応用を概略的に示す。
【図１ｂ】本発明による外観変更装置の実施例に対する様々な応用を概略的に示す。
【図１ｃ】本発明による外観変更装置の実施例に対する様々な応用を概略的に示す。
【図１ｄ】本発明による外観変更装置の実施例に対する様々な応用を概略的に示す。
【図１ｅ】本発明による外観変更装置の実施例に対する様々な応用を概略的に示す。
【図１ｆ】本発明による外観変更装置の実施例に対する様々な応用を概略的に示す。
【図１ｇ】本発明による外観変更装置の実施例に対する様々な応用を概略的に示す。
【図２】外観変更装置の斜視図である。
【図３ａ】本発明の一実施例による典型的な外観変更装置の異なる図である。
【図３ｂ】本発明の一実施例による典型的な外観変更装置の異なる図である。
【図３ｃ】本発明の一実施例による典型的な外観変更装置の異なる図である。
【図３ｄ】本発明の一実施例による典型的な外観変更装置の異なる図である。
【図３ｅ】本発明の一実施例による典型的な外観変更装置の異なる図である。
【図４ａ】本発明の一実施例による外観変更装置に対する可能なセルパターンの例を示す。
【図４ｂ】本発明の一実施例による外観変更装置に対する可能なセルパターンの例を示す。
【図５ａ】本発明の一実施例による外観変更装置に対する可能なセルパターンの例を示す。
【図５ｂ】本発明の一実施例による外観変更装置に対する可能なセルパターンの例を示す。
【図５ｃ】本発明の一実施例による外観変更装置に対する可能なセルパターンの例を示す。
【図６ａ】本発明の一実施例による典型的な外観変更装置の異なる図である。
【図６ｂ】本発明の一実施例による典型的な外観変更装置の異なる図である。
【図６ｃ】本発明の一実施例による典型的な外観変更装置の異なる図である。
【図７】本発明の一実施例による外観変更装置を製造する第１の典型的な方法を概略的に示すフローチャートである。
【図８ａ】対応する方法ステップに従う状態における図７の方法により製造される外観変更装置を概略的に示す。
【図８ｂ】対応する方法ステップに従う状態における図７の方法により製造される外観変更装置を概略的に示す。
【図８ｃ】対応する方法ステップに従う状態における図７の方法により製造される外観変更装置を概略的に示す。
【図８ｄ】対応する方法ステップに従う状態における図７の方法により製造される外観変更装置を概略的に示す。
【図８ｅ】対応する方法ステップに従う状態における図７の方法により製造される外観変更装置を概略的に示す。
【図８ｆ】対応する方法ステップに従う状態における図７の方法により製造される外観変更装置を概略的に示す。
【図９ａ】図７に示された方法の誘電層の一部を除去するステップを概略的に示す。
【図９ｂ】図７に示された方法の誘電層の一部を除去するステップを概略的に示す。
【図９ｃ】図７に示された方法の誘電層の一部を除去するステップを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本発明は、ここで、本発明の特定の実施例が示される添付の図面を参照して以下に更に記載される。本発明は、しかしながら、多くの異なる形式で実施されることができ、ここに記載される実施例に限定されるべきでなく、むしろ、これらの実施例は、この開示が詳細かつ十分であり、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるように例として提供される。更に、同様の番号は、初めから終わりまで同様の要素を参照する。
【００４４】
本発明による外観変更装置の様々な実施例に対する多数の応用が存在し、一部が、図１ａ−ｇに概略的に示されている。
【００４５】
図１ａ−ｃにおいて、テレビジョン装置１の少なくともディスプレイ３を覆う外観変更装置２を持つフラットスクリーンテレビジョン装置１が提供される。図１ａは、外観変更装置２が実質的に透明な状態であり、ディスプレイ全体が画像コンテンツを表示するのに使用される通常のフルスクリーン動作時のテレビジョン装置１を示す。したがって、テレビジョン装置１のディスプレイ３全体が、観察者に見える。図１ｂは、ディスプレイ３の一部が外観変更装置２により外観変更されるような部分的に透明な状態の外観変更装置２を持つワイドスクリーン動作時のテレビジョン装置１を示す。この例において、外観変更装置２は、ディスプレイ３を囲むフレーム４と本質的に同じ外観を持つようにディスプレイ３の画像コンテンツを表示するのに使用されない部分を変更する。最後に、図１ｃは、外観修正装置２が、ディスプレイ３を囲むフレーム４と本質的に同じ外観を持つようにディスプレイ３全体を変更する状態である、オフにされた場合のテレビジョン装置１を示す。
【００４６】
湯沸かし器５の形式の他の応用が、図１ｄ−ｅに概略的に示される。外観変更装置６により湯沸かし器５を覆うことにより、前記湯沸かし器は、ユーザに対して前記湯沸かし器の状態を視覚的に示すようにされることができる。例えば、外観変更装置６は、前記湯沸かし器内の水が冷たいことを示す第１の色、例えば青と、前記水（したがって湯沸かし器６）が熱いことを示す第２の色、例えば赤との間で制御されることができる。
【００４７】
他の応用において、図１ｆ−ｇの音楽プレイヤ８の形式において、音楽プレイヤ８は、ユーザが、彼女／彼の雰囲気又は個人的嗜好によって前記音楽プレイヤの色のような外観を制御することを可能にするように外観変更装置９により覆われることができる。
【００４８】
ここで外観変更装置に対する多くの応用の一部の例を示して、本発明による外観変更装置の典型的な実施例が、以下に記載される。しかしながら、本発明による外観変更装置の典型的な実施例が記載される前に、図２に示される外観変更装置１００は、読み手が図３−９に関連して説明される本発明の様々な実施例のフィーチャ、利点及び原理を理解するのを助けるために簡単に論じられる。
【００４９】
図２は、第１の基板１１０及び反対側に配置された第２の基板１２０を有する外観変更装置１００を概略的に示す。基板１１０、１２０は、第１の基板１１０と第２の基板１２０との間の空間が複数のセル１５０、１６０（２つのセルのみが図２において参照番号により示される）に分割されるようにスペーサ構造１３０により離間される。複数のセル１５０、１６０は、一緒にセルパターン１４０を形成する。典型的には、個別のセル１５０、１６０の周辺形状は、どのタイプのセルパターンが可能であるかを決定する。図２に示されるように、長方形セル１５０、１６０が使用される場合、前記セルパターンは、典型的には長方形グリッドである。第１の基板１１０及び反対側に配置された第２の基板１２０により規定される領域を覆うのに使用されるグリッドのようなセルパターン１４０は、周期的なセルパターンの一例である。
【００５０】
ここで使用される周期的なセルパターンは、並進対称性を持つパターンである。並進対称性は、所定の距離による所定の方向における不変の等長変換である。等長変換は、全ての距離を保存するユークリッド面の前記ユークリッド面自体に対する写像である。対称性は、所定のセットを前記所定のセット自体に写像する等長変換として規定される。したがって、標的領域が周期的なセルパターンを使用して覆われる場合、前記標的領域内の特定の点において開始し、前記点の周りの半径"Ｒ１"の有限領域を取り、他の半径"Ｒ２"だけ移動することにより、前記点の周りの領域に含まれる正確に同じテクスチャが見つけられることができる。グリッドのようなパターン及び他の周期的なパターンを使用することは、特定の"周期"を形成させる。これらの周期は、前記標的領域上で容易に検出される繰り返しサブパターンを形成する繰り返しパズルピースのようなものである。
【００５１】
図３ａ−３ｅは、本発明による外観変更装置１０の典型的な実施例を概略的に示す。
【００５２】
図３ａは、第１の基板及び反対側に配置された第２の基板１２を有する外観変更装置１０を概略的に示す。第１の及び第２の基板１１、１２のいずれか又は両方が、オプションとして、光学的に透明な部材であることができる。適切な基板材料は、例えば、ガラス、ポリカーボネート、ポリイミド等を含む。基板１１、１２は、第１の基板１１と第２の基板１２との間の空間が複数のセル１５、１６（二つのセルのみが図３ａにおいて参照番号により示される）に分割されるようにスペーサ構造１３により離間される。図２に示される外観変更装置１００とは対照的に、図３ａの外観変更装置の前記複数のセルの個別のセル１５、１６の周辺形状は、非周期的なセルパターン１４が前記複数のセルにより形成されるような形状である。典型的には、非周期的なセルパターン１４は、並進対称性を欠いている。セル１５、１６は、異なる形状を持ちうる。セル１５、１６の１以上は、不規則なセル形状を持ちうる。例えば、セル１５、１６の１以上は、全て等しい長さの直線の辺を持つ多角形形状以外の形状を持ちうる。更に、前記セルは、異なるサイズを持ちうる。加えて、又は代わりに、前記セルは、異なる向きを持ちうる。更に、セル１５、１６は、いわゆるペンローズパターン、別名ペンローズタイルパターンが前記複数のセルにより形成されるような形状を持ちうる。
【００５３】
本発明者は、覆っている特定の機器の外観をカスタマイズする外観変更装置１０の応用に対して、前記複数のセルが図２に示されるような周期的なセルパターンを形成することが必要ではないことに気付いた。逆に、外観変更装置１０の応用に対して、セルの非周期的なセルパターン１４を使用することが実際に可能であり、有利でさえありうる。例えば、非周期的なセルパターンを提供することにより、モアレ効果は軽減されることができ、前記外観変更装置は、これにより、より自然に見え、観察者にとって見ていて心地よくされることができる。
【００５４】
ここで図３ｂ−ｃを参照すると、図３ｂは、第１の例えば実質的に透明な状態の外観変更装置１０の概略的な平面図を示し、図３ｃは、第２の例えば外観変更する状態の同じ外観変更装置１０の概略的な平面図を示す。
【００５５】
図３ａ−ｃに示されるセル１５及び１６の概略的な断面図である図３ｄにおいて、第１の電極がここで第１の基板１１を覆う電極層１７の形式で設けられることが見られることができる。第１の電極１７は、第１の電極１７からスペーサ構造１３を分離する誘電層１８により部分的に覆われる。外観変更装置１０のこの実施例において、スペーサ構造１３は、導電性を持ち、第２の電極を構成する。したがって、外観変更装置３０の全てのセル１５、１６は、同じ２つの電極１３及び１７により制御可能である。第１の電極１７及び第２の電極１３のいずれか一方又は両方が、ＩＴＯ（インジウム−スズ−酸化物）、ＩＺＯ（インジウム−亜鉛−酸化物）又は同様の周知の材料のような透明な材料により形成されることができる。更に、各セルは、光学的に透明な流体１９において分散された複数の粒子２０を有する。これは、図３ｅからも見られることができる。
【００５６】
図３ｅを参照すると、左側のセル１５は、粒子２０が流体１９において分散されている状態にあり、セル１５により覆われる表面の外観は、粒子２０の光学特性により決定される。したがって、セル１５は、第１の状態、例えば外観修正状態（図３ｃも参照）である。典型的には、粒子２０は、第１の電極１７と第２の電極（スペーサ構造１３）との間に電圧差が存在しない場合、図３ｅの左のセル１５に示される分散された状態である。ここで図３ｅの右側のセル１６を参照すると、粒子２０は、第１の電極１７と第２の電極１３との間の適切な電圧の印加により第２の電極１３に集められている。右側のセル１６における粒子２０の集中により、セル１６は、第２の状態、例えば実質的に透明な状態（図３ｂ参照）に切り替えられ、したがって、（下にある表面の減少された輝度をもたらす光の一部の吸収及び／又は反射以外に）これにより覆われる表面の外観を変更しない。
【００５７】
本発明による外観変更装置１０の様々な実施例に対して多数の可能な非周期的なセルパターン１４が存在し、その一部が、図４ａ−ｂ及び図５ａ−ｃにそれぞれ概略的に示される。
【００５８】
図４ａ−ｂを参照すると、これらの図は、様々なセルが異なる形状、サイズ及び／又は向きを持つ非周期的なセルパターン１４の２つの例を示す。図４ａにおいて、外観変更装置１０は、外観変更状態にあり、図４ｂは、実質的に透明な状態の外観変更装置１０の概略的な平面図を示す。
【００５９】
他のセルパターン１４は、図５ａ−ｃに概略的に示される。図５ａは、外観変更状態の外観変更装置１０の概略的な平面図であり、図５ｃは、実質的に透明な状態の同じ外観変更装置１０の概略的な平面図である。図５ｂは、中間状態、別名切り替え状態の同じ外観変更装置１０の概略的な平面図である。図５ａ−５ｃにおいて、前記セルは、異なるサイズを持ち、シンボル（この場合、番号"１"）が大きいセルにより形成されるように構成されている。小さなセルは、一般に、大きなセルと比較してある状態から他の状態により速く切り替わる又は遷移するので、これは、図５ａ−ｃに描かれるように新しい形で使用されることができる。図４ａに示される外観変更状態から図５ｃに示される透明な状態に切り換える間に、比較的大きなセルにより作成されたシンボルが見えるようになる図５ｂに示される中間状態が存在する。したがって、このように小さなセル及び大きなセルの組み合わせを持つセルパターンを提供することにより、及び大きなセル及び小さなセルの異なる切り替え速度のおかげで、シンボル、アイコン、テキスト又は他のメッセージが、中間切り替え状態の間に前記観察者に見せられることができる。
【００６０】
ここで図６ａ−６ｂを参照すると、本発明による外観変更装置１０の様々な実施例に対する他の可能な非周期的なセルパターン１４の概略的な平面図が示される。図６ａ−６ｂにおいて、前記誘電層が、各セル又はセルの少なくとも大部分において、第１の電極層１７の１つだけではなく複数の部分を露出するように形成された複数の開口を持つことが見られることができる。これは、図６ａ−ｂに示される２つの典型的なセル１５及び１６の概略的な断面図である図６ｃにも示される。第１の電極が、ここで第１の基板１１を覆う電極層１７の形で設けられることが見られることができる。第１の電極１７は、第１の電極１７からスペーサ構造１３を分離する誘電層１８により部分的に覆われる。再び、スペーサ構造１３は、導電性を持ち、第２の電極を構成することができる。更に、各セルは、光学的に透明な流体１９において分散された複数の粒子２０を有する。図６ａ−６ｃから見られることができるように、各セル１５、１６は、第１の電極層１７の複数の部分を露出するように形成された複数の開口を持つ。１４で示されるセルパターンにおいて、複数の開口１７は、前記セルの密度より高い密度を持ちうる。結果として、大きな変形又はずれが生じる場合でさえ（例えば前記外観変更装置が湾曲した対象上で使用される場合）、複数の開口を持つことは、前記外観変更装置が前記湾曲した表面上で使用された後に各セル内に構成された少なくとも１つの開口を持つ機会を増大させる。したがって、各セルは、粒子２０が十分に短い時間期間内に電極１７、１３のいずれかに集められることを可能にする電極１７構成を持つことができる。したがって、前記誘電層に形成された複数の開口を持つことにより、ずれ及び変形は、あらかじめ補償されることができ、前記外観変更装置は、よりロバストにされることができる。
【００６１】
本発明の典型的な実施例による外観変更装置を製造する方法は、ここでこのような方法を概略的に示すフローチャートである図７と、図７の対応する方法ステップに従う状態の前記外観変更装置を概略的に示す図８ａ−ｆとを参照して説明される。図７において、図３ａ−ｅと同じ参照番号が使用される。
【００６２】
第１のステップ７０１において、第１の側において、誘電層１８により覆われた第１の電極層１７を持つ第１の基板１１が設けられる。
【００６３】
この後のステップ７０２において、導電性スペーサ材料１３は、誘電層１８上に設けられる。
【００６４】
次のステップ７０３において、スペーサ構造１３は、例えばエンボス加工により、第１の基板１１の第１の側に複数のセルを形成するように構成される。前記複数のセルの個別のセルの形状は、非周期的なセルパターンが前記複数のセルにより形成されることができるように選択される。同時に、前記第２の電極は、スペーサ構造１３の形で設けられる。
【００６５】
前記スペーサ材料は、例えば、薄層を形成することができるオープンリールコーティング技術のような従来の製造技術を使用して提供されることができる。このような技術の例は、コーティング液体が重力により又は圧力下でスロットを通ってリザーバから押し出され、動いている基板に移動されるスロットダイ（slot-die）、及び彫刻ローラ（engraved roller）が、前記ローラの刻まれた点又は線をコーティング材料で充填するコーティング槽に突っ込み、この後に前記ローラ上の余分なコーティングがドクターブレードにより除去され、前記彫刻ローラ及び圧力ローラを通過すると前記コーティングが前記基板上に堆積されるグラビアコーティングを含む。前記スペーサ材料の構造化は、例えば、典型的には前記材料に対する熱及び圧力の組み合わせで達成されるエンボス加工により実行されることができる。他の構造化技術は、フォトリソグラフィ、微小成形又はレーザアブレーションであることができる。代替的には、前記スペーサ構造は、グラビア、フレキソ、オフセット、スクリーン又はインクジェット印刷のような様々な印刷技術により直接的に設けられることができる。
【００６６】
この後に、ステップ７０４において、各セル内の誘電層１８の少なくとも一部が、第１の電極１７の対応する部分を露出するように除去される。誘電層１８の除去は、当技術分野において既知である適切な方法を使用して実行されることができる。前記誘電層の前記一部を除去する好適な方法は、しかしながら、図９に関連して以下に記載される。
【００６７】
有利には、ステップ７０４は、各セルにおいて第１の電極１７の２以上の対応する部分を露出するように誘電層１８の２以上の部分を除去することを含む。第１の電極層１７を覆う誘電層１８に複数の開口を設けることにより、複数の粒子集中場所が設けられる。これにより、整合許容範囲が向上されることができる。これは、外観変更装置１０により覆われる対象又は装置の形状に適合することができるべきである外観変更装置１０の重要なフィーチャである。
【００６８】
後に続くステップ７０５において、各セル１５、１６は、光学的に透明な流体１９内で懸濁された複数の粒子２０を含む流体粒子懸濁液で充填される。
【００６９】
最後のステップ７０６として、第２の基板１２が、前記セルを閉じるように、第１の基板１１からスペーサ構造１３の反対側に構成される。
【００７０】
図９において、各セル１５−１６において誘電層１８の一部を除去する好適な方法のステップが示される。
【００７１】
図９ａに示されるように、第１の材料除去ビーム９１ａは、セル１５、１６に向かう図９ａの矢印により示される第１の方向に向けられる。スペーサ構造１３は、第１の材料除去ビーム９１ａが前記誘電層の残りの部分に当たることを防ぐマスクとして機能するので、第１の材料除去ビーム９１ａは、前記セル内の誘電層１８の第１の部分９２ａに当たる。
【００７２】
この後に、図９ｂに示されるように、第２の材料除去ビーム９１ｂは、セル１５、１６に向かう図９ｂの矢印により示される第２の方向に向けられる。スペーサ構造１３は、第２の材料除去ビーム９１ｂが前記誘電層の残りの部分に当たることを防ぐマスクとして機能するので、第２の材料除去ビーム９１ｂは、前記セル内の誘電層１８の第２の部分９２ｂに当たる。図９ａ−ｂにおいて、２つのビーム９１ａ−ｂが、セル１５、１６に順次的に当たることが示されるが、代わりにセル１５、１６に同時に当たることもできる。
【００７３】
このようにして、前記誘電層の第１の材料除去ビーム９１ａ及び第２の材料除去ビーム９１ｂの両方が誘電層１８に当たる部分９３、換言すると、部分９２ａ及び９２ｂが一致する部分において、誘電層１８は、前記セルの残りの部分より多く除去され、第１の電極１７を露出する誘電層１８における開口を作成する。
【００７４】
この結果は、誘電層１８における少なくとも１つの開口が作成され、第１の電極１７を露出する図９ｃに示される。
【００７５】
有利には、誘電層１８の一部を除去する上述の方法は、ドライエッチングを使用して実行されることができ、この場合、材料除去ビーム９１ａ−ｂはイオンビームである。代わりに、誘電層１８の前記一部が、レーザアブレーション等を使用して除去されることができ、この場合、材料除去ビーム９１ａ−ｂはレーザビームである。
【００７６】
本発明は、図面及び先行する記載において詳細に図示及び説明されているが、このような図示及び説明は、説明的又は典型的であり、限定的であると見なされるべきでなく、本発明は、開示された実施例に限定されない。開示された実施例に対する他の変形例は、図面、開示及び添付の請求項の検討により、請求された発明を実施する当業者により理解及び達成されることができる。特定の方策が相互に異なる従属請求項に記載されるという単なる事実は、これらの方策の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。更に、請求項内の参照符号は、範囲を限定すると解釈されるべきでない。
【図１ａ】
0005628156.tif 000002
【図１ｂ】
0005628156.tif 000003
【図１ｃ】
0005628156.tif 000004
【図１ｄ】
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【図１ｅ】
0005628156.tif 000006
【図１ｆ】
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【図１ｇ】
0005628156.tif 000008
【図２】
0005628156.tif 000009
【図３ａ．３ｅ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
0005628156.tif 000012
【図３ｄ】
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【図４ａ】
0005628156.tif 000014
【図４ｂ】
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【図５ａ】
0005628156.tif 000016
【図５ｂ−５ｃ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図８ｄ】
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【図８ｅ】
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【図８ｆ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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