(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
不透明な境界面を有しその両側に透明領域を有し、且つ前記境界面を境にして電気的に分極された分極粒子と、
前記分極粒子を回転可能に担持した粒子担持体及び前記分極粒子間に配置した第１の透明電極とをそれぞれ多数有するパネルと、
前記パネルの表面に形成された第２の透明電極と、
前記第１の透明電極により電界を印加することで、前記境界面が画像表示面に略垂直な方向に向くように前記分極粒子を駆動する第１の駆動手段と、
前記第２の透明電極により電界を印加することで、前記境界面が画像表示面に略平行な方向に向くように前記分極粒子を駆動する第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。
【請求項２】
前記境界面は、前記分極粒子の中心部を通る面としたことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
前記境界面は、前記分極粒子の中心部から外れた部分を通る面としたことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粒子を回転可能に担持した粒子担持体を用いて、表示機能を構成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装置においては、特開平３−１８８４８９号公報、ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＳＩＤ，Ｖｏｌ．２３，４ Ｐ．２４９（１９８２）及びｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＳＩＤ，Ｖｏｌ．１８， Ｐ．２８９（１９７７）に開示されているような、画像表示面に多数配置された球状粒子を回転または停止させて画像を形成する、いわゆるＴＢＤ（Ｔｗｉｓｔｉｎｇ Ｂａｌｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）方式が採用されている。
【０００３】
この方式は、材質の異なる二つの半球粒子を接合した直径５０μｍ程度の球状粒子を、その一方の半球を着色した状態において絶縁溶液に浸すことにより、各半球面に電気二重層による電位差を生じさせ、球状粒子の極方向に双極子モーメントを発生させ、この双極子モーメントの方向を電界等によって制御するものであった。
【０００４】
すなわち、電界印加装置を用いて、画像表示面に多数配置された球状粒子（以下、分極粒子という）に、その画像表示面に対して略直交するような方向の電界を印加して、画像を形成するものであった。
【０００５】
このＴＢＤ方式は、受光型の方式を採用しているので、ＣＲＴ等の表示装置とは異なり、ちらついて目に負担を与えることがなかった。また、低電圧駆動が可能であるので、消費電力も少なかった。さらに、メモリ効果を有するため、電界印加装置による印加電界を切ったとしても、形成された画像は、そのまま維持されていた。
【０００６】
また、特願平９−２１４０５号に開示しているディスプレイ装置においては、透明な分極粒子の半球面を着色し、画像表示面に対して略垂直な方向及び略平行な方向に電界を印加して、画像を形成するものであった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような分極粒子及び電界印加装置を用いた粒子回転型ディスプレイ装置においては、分極粒子が不透明であるか、もしくは分極粒子の半球面が着色されていたため、画像表示面に光を透過させることができず、完全にクリアなディスプレイ装置を作製できないという問題があった。
【０００８】
従って、本ディスプレイ装置をショーウィンドウのガラス等に使用した場合には、ショーウィンドウに展示された物の色彩、模様及び形状等の形態を把握することができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、ショーウィンドウのガラス等に使用した場合においても、ショーウィンドウに展示された物の色彩、模様及び形状等の形態を容易に把握することができるディスプレイ装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【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、不透明な境界面を有しその両側に透明領域を有し、且つ前記境界面を境にして電気的に分極された分極粒子と、前記分極粒子を回転可能に担持した粒子担持体及び前記分極粒子間に配置した第１の透明電極とをそれぞれ多数配置したパネルと、前記パネルの表面に形成された第２の透明電極と、前記第１の透明電極により電界を印加することで、前記境界面が画像表示面に略垂直な方向に向くように前記分極粒子を駆動する第１の駆動手段と、前記第２の透明電極により電界を印加することで、前記境界面が画像表示面に略平行な方向に向くように前記分極粒子を駆動する第２の駆動手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
上記構成を有する本発明の請求項１に記載のディスプレイ装置は、第１の駆動手段が、境界面が画像表示面に略垂直な方向に向くように分極粒子を駆動するので、画像表示面に対して向こう側にある物の色彩、模様及び形状等の形態を容易に把握することができ、また、第２の駆動手段が、境界面が画像表示面に略平行な方向に向くように分極粒子を駆動するので、画像表示面に対して向こう側にある物を容易に隠すことができる。
【００１２】
また、請求項２に記載のディスプレイ装置は、前記境界面が、前記分極粒子の中心部を通る面としたことを特徴としている。
【００１３】
上記構成を有する請求項２に記載のディスプレイ装置において、境界面は、分極粒子の中心部を通っているので、境界面が画像表示面に略垂直な方向に向いた場合には、ショーウィンドウに展示された物の色彩、模様及び形状等の形態を容易に把握することができるとともに、特に、境界面が略水平な方向に向いた場合には、ショーウィンドウの内部に展示された物を確実に隠すことができる。
【００１４】
また、請求項３に記載のディスプレイ装置は、前記境界面が、前記分極粒子の中心部から外れた部分を通る面としたことを特徴としている。
【００１５】
上記構成を有する請求項３に記載のディスプレイ装置において、境界面は、分極粒子の中心部から外れた部分を通っているので、境界面が画像表示面に略垂直な方向に向いた場合には、ショーウィンドウに展示された物の色彩、模様及び形状等の形態を容易に把握することができるとともに、特に、境界面が略水平な方向に向いた場合においても、ショーウィンドウの内部に展示された物の形態の一部を見ることができ、その物全体の形態を容易に把握することができる。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態のディスプレイ装置に使用する分極粒子を説明する説明図である。図１において、粒子である分極粒子２は、不透明な境界面１１と、その境界面１１の両側に透明領域である直径約５０ミクロンの透明部材４とを有し、球状に形成されている。
【００２０】
また、この分極粒子２を作製する方法は、例えば、特開平１−２８２５８９号公報に開示されている手法を使用することができる。すなわち、帯電性の異なる２種類の透明部材４の表面を着色した後、それらを貼り合わせて板状、もしくは帯状とし、その後に所望の大きさに粉砕する手法を使用することができる。
【００２１】
次に、分極粒子２を含むパネル８Ａの製造方法について説明する。
【００２２】
図２は、本実施の形態におけるワックスでコーティングされた分極粒子と透明電極とを説明する説明図である。図２において、まず、分極粒子２は、その周りをワックス６等の有機溶媒に可溶な樹脂でコーティングされる。このコーティングは、融解したワックス６と分極粒子２との混合体の一粒ずつを、窒素ガスの圧力によってノズルから噴出滴下することにより行われる。また、コーティングする層厚は、ノズルの温度と窒素ガスの噴出圧力とによって、３〜１５マイクロメートルに調整される。ワックス６によるコーティングが終了した後、そのコーティングした分極粒子２を直線状に並べられたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明電極３とともに水中に沈殿させる。
【００２３】
そして、水中に沈殿させた分極粒子２及び透明電極３にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等の水溶性ポリマー水溶液を加えて乾燥させ、図２に示すような分極粒子２を含んだ透明ＰＶＡからなるパネル８Ａを得る。
【００２４】
次に、パネル８Ａを有機溶媒に浸すとワックス６のみが溶解洗浄され、そこへ絶縁性溶媒１０を注入して、透明の液漏れ防止シール１２を貼付する。このようにすれば、分極粒子２の周りの隙間は、絶縁性溶媒１０で満たされ、分極粒子２が電界等の印加により回転可能となり、粒子担持体１３が形成される。そして、図３に示すような透明ＰＶＡからなるパネル８Ｂが完成する。
【００２５】
ここで、分極粒子２は、帯電性の異なる２つの透明領域で構成されており、絶縁性溶媒１０内では、電気二重層の原理により、各透明領域の表面電荷量が異なるため、この分極粒子２に電界を印加した場合には、分極粒子２全体に双極子モーメントが発生する。従って、分極粒子２は、この双極子モーメントにより回転するのである。
【００２６】
図４は、本実施の形態における分極粒子の境界面１１の方向を変えるための制御を説明する説明図である。この説明においては、境界面１１を挟む一方の半球面Ｘが負の電荷に分極され、他方の半球面Ｙが正の電荷に分極されているとする。図４において、パネル８Ｂを透明な電極Ａと電極Ｂとの間に挟み、第２の駆動手段である電界印加装置５により電極Ｂを正極、電極Ａを負極として電界Ｅを印加すると、半球面Ｘは、正極である電極Ｂ側（上側）に向き、半球面Ｙは、負極である電極Ａ側（下側）に向く。従って、境界面１１は、水平となり、光は、パネル８Ｂによって反射される。ここで、電界の印加を解除しても、分極粒子２は、特開昭６４−４２６８３号公報に開示されているように、分極粒子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。すなわち、電界の印加を解除しても、分極粒子２は、回転せず、一種のメモリ効果を有する。
【００２７】
次に、第１の駆動手段である電界印加装置７により、分極粒子２の左側の透明電極３を正極、右側の透明電極３をアースして電界を印加すると、上側に向いていた半球面Ｘは、正極である左側に向き、下側に向いていた半球面Ｙは右側に向く。従って、境界面１１は、垂直となり、光は、パネル８Ｂに対して透過性を有する。そして、前記同様に、電界の印加を解除しても、分極粒子２の向きは維持される。
【００２８】
このように、パネル８Ｂ上に画像表示面として形成された分極粒子層Ｔは、その画像表示面に対して水平な方向の電界により、光の透過性が確保され、画像表示面に対して垂直な方向の電界により、光の遮断性が確保される。従って、境界面１１の回転を制御することにより、任意の画像を形成でき、可視化させることができる。
【００２９】
次に、分極粒子２に電界を印加する方法について説明する。
【００３０】
図５は、本実施の形態における分極粒子を駆動するための配線を示した図である。図５において、電界印加装置５による電界の印加は、パネル８Ｂの一方の面Ｕ及び他方の面Ｖに透明電極１４をマトリックス状に配線した状態において、面Ｖ側の透明電極１４全体をアースし、面Ｕの透明電極１４に±１００Ｖ程度の電位を選択的に印加することにより行う。
【００３１】
また、電界印加装置７による電界の印加は、パネル８Ｂに組み込まれた透明電極３を１本おきに、もしくは数本おきにアースし、そのアースした透明電極３以外の透明電極３に±１００Ｖ程度の電位を選択的に印加することにより行う。この場合、例えば、面Ｕ及び面Ｖの電位をツェナダイオード等により高電位（例えば、１００Ｖ）に保持しておき、マトリックス電極１４に０Ｖ、もしくは２００Ｖを印加することによっても行うことができる。この場合には、電源は１つで済み、非常に経済的である。
【００３２】
また、透明電極１４の配線を行わずに、図６に示すように、パネル８Ｂ中の電極３の配線だけを行い、電界印加装置１６に電界を加えながら、その電界印加装置１６を回転粒子層２０上を移動させることにより、任意の画像を形成するようにしてもよい。
【００３３】
さらに、図７に示すように、分極粒子１８の不透明な境界面が、粒子の中心から外れた部分を通るようにしてもよい。この場合、画像表示面に対して垂直な方向に電界を印加して、分極粒子１８の境界面１１を水平方向に向けた場合においても、部分的に光が透過するので、ショーウィンドウのガラス等に使用した場合においても、常に、透明性を保持することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態においては、電界を印加して、分極粒子２の方向を変更したが、磁界を印加して、その方向を変更するようにしてもよい。
【００３５】
【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、不透明な境界面を有しその両側に透明領域を有し、且つ前記境界面を境にして電気的に分極された分極粒子と、前記分極粒子を回転可能に担持した粒子担持体及び前記分極粒子間に配置した第１の透明電極とをそれぞれ多数有するパネルと、前記パネルの表面に形成された第２の透明電極と、前記第１の透明電極により電界を印加することで、前記境界面が画像表示面に略垂直な方向に向くように前記分極粒子を駆動する第１の駆動手段と、前記第２の透明電極により電界を印加することで、前記境界面が画像表示面に略平行な方向に向くように前記分極粒子を駆動する第２の駆動手段とを備えており、第１の駆動手段が、境界面が画像表示面に略垂直な方向に向くように分極粒子を駆動し、第２の駆動手段が、境界面が画像表示面に略平行な方向に向くように分極粒子を駆動するので、本発明のディスプレイ装置をショーウィンドウのガラス等に使用した場合においても、境界面が画像表示面に略垂直な方向に向いた場合には、ショーウィンドウに展示された物の色彩、模様及び形状等の形態を容易に把握することができ、境界面が画像表示面に略平行な方向に向いた場合には、ショーウィンドウに展示された物を容易に隠すことができる。
【００３６】
また、請求項２に記載のディスプレイ装置によれば、境界面が、分極粒子の中心部を通っているので、境界面が画像表示面に略垂直な方向に向いた場合には、ショーウィンドウに展示された物の色彩、模様及び形状等の形態を容易に把握することができるとともに、特に、境界面が略水平な方向に向いた場合には、ショーウィンドウの内部に展示された物を確実に隠すことができる。
【００３７】
また、請求項３に記載のディスプレイ装置によれば、境界面が、分極粒子の中心部から外れた部分を通っているので、境界面が画像表示面に略垂直な方向に向いた場合には、ショーウィンドウに展示された物の色彩、模様及び形状等の形態を容易に把握することができるとともに、特に、境界面が略水平な方向に向いた場合においても、ショーウィンドウの内部に展示された物の形態の一部を見ることができ、その物全体の形態を容易に把握することができる。
【００３８】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態のディスプレイ装置に使用する分極粒子を説明する説明図である。
【図２】  本実施の形態におけるワックスでコーティングされた分極粒子と透明電極とを説明する説明図である。
【図３】  本実施の形態における絶縁溶媒で満たされた分極粒子を含むポリビニルアルコールパネルを説明する説明図である。
【図４】  本実施の形態における分極粒子の境界面の方向を変えるための制御を説明する説明図である。
【図５】  本実施の形態における分極粒子を駆動するための配線を示した図である。
【図６】  他の実施の形態における分極粒子を駆動する電界印加装置を説明する説明図である。
【図７】  他の実施の形態における分極粒子の境界面が粒子の中心部から外れた部分を通る場合を説明する説明図である。
【符号の説明】
２   分極粒子
４   透明部材
５   電界印加装置
７   電界印加装置
１１   境界面
１３   粒子担持体
Ｔ   分極粒子層
【図１】
0003641898.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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