(57)【要約】【課題】  液体で満たされたセル状領域中に配された移動板を電界の作用により移動させて表示を行う表示装置において、視野角を大きくする。  【解決手段】  電界形成手段５０によって形成した電界の作用により、移動板４０（図中の符号４０ａ、４０ｂ…で示す）を、移動板４０の厚さ方向と直交する板面方向が縦方向（図中矢印Ｚ方向）に一致する縦状態、あるいはこの移動板４０の板面方向が上記縦方向と直交する方向である横方向に一致する横状態にして、移動板４０が横状態となっているときにはこの移動板４０を、移動板４０が縦状態となっているときには対向基板１５を上記透明基板１０側に表示させる表示装置において、上記電界を作用させて移動板４０を横状態から縦状態に変えたときに、移動板４０が透明基板１０と対向基板１５との間に挟まれるようにしてこの移動板４０を縦方向に縮小変形させる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、該透明基板に対向して配置された対向基板と、
該対向基板と前記透明基板との間に収容された透明液体と、前記透明基板と前記対向基板との間に配設された、該透明基板と対向基板との間の領域を前記透明基板と前記対向基板との対向方向である縦方向と直交する面に沿って並べられた複数のセル状領域に区分する隔壁と、
前記セル状領域内に配置された、該セル状領域中を移動可能な不透明な移動板と、
前記セル状領域内の移動板に作用させる電界を形成する電界形成手段とを備え、
前記電界形成手段による電界の作用により、前記移動板を、該移動板の板面方向が前記縦方向に一致する縦状態、あるいは該移動板の前記板面方向が前記縦方向と直交する方向である横方向に一致する横状態にして、前記移動板が前記縦状態となっているときには前記対向基板を、前記移動板が前記横状態となっているときには該移動板を前記透明基板側に表示させる表示装置であって、
前記移動板が、該移動板の前記板面方向に弾性変形可能なものであり、
前記セル状領域の前記縦方向の寸法が該セル状領域の前記横方向の寸法より小さく、前記電界形成手段による電界の作用により前記移動板を前記横状態から前記縦状態に変えたときに、前記移動板が前記透明基板と前記対向基板との間に挟まれて該移動板が前記縦方向に縮小変形することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記電界形成手段が、前記セル状領域のそれぞれに対して互いに異なる電界の形成が可能であることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
複数の前記セル状領域内の移動板が、各セル状領域毎に互いに異なる色に着色されていることを特徴とする請求項１または２記載の表示装置。
【請求項４】
前記電界形成手段が、前記縦方向へ向かう電界を形成する第１電解形成手段と該縦方向と交差する方向へ向かう電界を形成する第２電解形成手段とを有し、前記２方向に向かう各電界の強さの比率を変えて前記移動板の傾きを変化させるものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に関し、詳しくは、液体中に配された移動体を電界の作用により移動させて表示を行う表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液体中に分散された微粒子を電界の作用により移動させて表示を行う表示装置が知られている。このような表示装置としては、多数の微粒子を含む液体を内包したマイクロカプセルを２次元状に配列してマイクロカプセル毎に個別に電界を作用させ、白色を表示するときには電界の作用によりマイクロカプセル中の白色の微粒子を表示側に移動させ、黒色を表示するときには電界の作用によりマイクロカプセル中の黒色の微粒子を上記表示側に移動させて画像を表示する電子ペーパが知られている（特許文献１参照）。さらに、図７に示すように、表示面８５に沿って並べられた液体８０が満たされているセル状領域８１ａ、８１ｂ…内のそれぞれに移動可能に配された移動板８２ａ、８２ｂ…に対して個別に電界を作用させ、これらの移動板８２ａ、８２ｂ…の傾きを変えて表示を行う表示装置１１０が本出願人により検討されている。
【特許文献１】特開２０００−６６２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記表示装置においては、移動板８２ａ、８２ｂ…を縦方向（図中矢印Ｚ方向）および横方向（図中矢印Ｘ方向）に向けたときに移動板８２ａ、８２ｂ…が各セル状領域８１ａ、８１ｂ…内に納まるように、セル状領域８１ａ、８１ｂ…の縦方向と横方向とを同じ寸法にしている。そして、例えば、セル状領域８１ｂ中の移動板８２ｂのように移動板の板面が縦方向を向いた状態においては、セル状領域の底面８３ｂを表示側（図中矢印Ｈ１で示す）に表示させ、セル状領域８１ａ中の移動板８２ａのように移動板の板面が横方向を向いた状態においては、この移動板８２ａを上記表示側に表示させている。
【０００４】
しかしながら、セル状領域８１ｂの底面８３ｂが表示されているときに、この表示を斜め方向（図中矢印Ｑ１、矢印Ｑ２で示す）から見ると、上記底面８３ｂが移動板８２ｂあるいはセル状領域８１ｂの壁面８４に遮られてしまい、この底面８３ｂを斜めから視認可能な角度範囲、すなわち視野角が制限されるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、視野角を大きくすることができる表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の表示装置は、透明基板と、この透明基板に対向して配置された対向基板と、該対向基板と前記透明基板との間に収容された透明液体と、前記透明基板と対向基板との間に配設された、該透明基板と対向基板との間の領域を前記透明基板と対向基板との対向方向である縦方向と直交する面に沿って並べられた複数のセル状領域に区分する隔壁と、セル状領域内に配置された、このセル状領域中を移動可能な不透明な移動板と、セル状領域内の移動板に作用させる電界を形成する電界形成手段とを備え、電界形成手段による電界の作用により、移動板を、該移動板の板面方向が前記縦方向に一致する縦状態、あるいは該移動板の板面方向が縦方向と直交する方向である横方向に一致する横状態にして、移動板が縦状態となっているときには対向基板を、移動板が横状態となっているときには該移動板を透明基板側に表示させる表示装置であって、移動板が、該移動板の板面方向に弾性変形可能なものであり、セル状領域の縦方向の寸法が該セル状領域の横方向の寸法より小さく、電界形成手段による電界の作用により移動板を横状態から縦状態に変えたときに、この移動板が透明基板と対向基板との間に挟まれて該移動板が縦方向に縮小変形することを特徴とするものである。
【０００７】
前記板面方向は、移動板の厚さ方向に直交する方向である。
【０００８】
前記電界形成手段は、セル状領域のそれぞれに対して互いに異なる電界の形成が可能なものとすることができる。
【０００９】
複数の前記セル状領域内の移動板が、各セル状領域毎に互いに異なる色に着色されているものとすることができる。
【００１０】
前記電界形成手段は、縦方向へ向かう電界を形成する第１電解形成手段と縦方向と交差する方向へ向かう電界を形成する第２電解形成手段とを有し、前記２方向に向かう各電界の強さの比率を変えて移動板の傾きを変化させるものとすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の表示装置によれば、移動板を、この移動板の板面方向に弾性変形可能なものとし、セル状領域の縦方向の寸法をこのセル状領域の横方向の寸法より小さくし、電界形成手段による電界の作用により移動板を横状態から縦状態に変えたときに、移動板が透明基板と対向基板との間に挟まれてこの移動板が縦方向、すなわち板面方向に縮小変形するようにしたので、対向基板を透明基板側から斜めに視認する際に移動板あるいはセル状領域の隔壁で遮られる角度範囲を小さくすることができる。したがって、対向基板を透明基板側から斜めに視認可能な角度範囲、すなわち、視野角を大きくすることができる。
【００１２】
また、電界形成手段を、セル状領域のそれぞれに対して互いに異なる電界の形成が可能なものとすれば、セル状領域における表示状態を各セル状領域毎に任意に定めることができ、任意の画像を表示させることができる。
【００１３】
また、複数の上記セル状領域内の移動板が、各セル状領域毎に互いに異なる色に着色されたものとすれば、カラー画像を表示させることができる。
【００１４】
さらに、電界形成手段を、縦方向へ向かう電界を形成する第１電解形成手段と縦方向と交差する方向へ向かう電界を形成する第２電解形成手段とを有し、上記２方向に向かう各電界の強さの比率を変えて移動板の傾きを変化させるものとすれば、階調の変化を有する表示を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は第１の実施の形態による反射型の表示装置の概略構成を示す斜視図、図２は移動板を表示させる様子を示す断面図、図３は対向基板を表示させる様子を示す断面図である。なお、図２および図３は図１の表示装置を図１中の矢印Ｊ方向から見た断面図である。
【００１６】
図示の第１の実施の形態による反射型の表示装置１０１は、透明基板１０と、透明基板１０に対向して配置された対向基板１５と、対向基板１５と透明基板１０との間に収容された透明液体２０と、透明基板１０と対向基板１５との間に配設された、透明基板１０と対向基板１５との間の領域Ｒｔを透明基板１０と対向基板１５との対向方向である縦方向（図中矢印Ｚ方向）と直交する面（図中矢印Ｙ方向と矢印Ｘ方向とを含む面に平行な面）に沿って並べられた複数のセル状領域３０ａ、３０ｂ…（以後、セル状領域３０ａ、３０ｂ…をまとめてセル状領域３０ともいう）に区分する隔壁３５ａ、３５ｂ…（以後、隔壁３５ａ、３５ｂ…をまとめて隔壁３５ともいう）と、セル状領域３０ａ、３０ｂ…内に配置された、各セル状領域３０ａ、３０ｂ…中を移動可能な不透明な移動板４０ａ、４０ｂ…（以後、移動板４０ａ、４０ｂ…をまとめて移動板４０ともいう）と、セル状領域３０内の移動板４０に作用させる電界を形成する電界形成手段５０とを備えている。
【００１７】
上記表示装置１０１は、電界形成手段５０による電界の作用により、移動板４０を、移動板４０の板面方向が上記縦方向に一致する縦状態（図１中の移動板４０ｂ参照）、あるいは移動板４０の板面方向が上記縦方向と直交する方向である横方向（図中矢印Ｙ方向と矢印Ｘ方向とを含む面に平行な方向）に一致する横状態（図１中の移動板４０ａ参照）にして、移動板４０が横状態となっているときにはこの移動板４０を透明基板１０の側（図中矢印Ｈ１で示す）に表示させ、移動板４０が縦状態となっているときには対向基板１５を上記透明基板１０の側（以後、表示側ともいう）に表示させる。なお、移動板４０の板面方向は、この移動板４０の厚さ方向と直交する方向である。
【００１８】
移動板４０は、この移動板４０の板面方向と直交する方向に弾性変形可能なものであり、セル状領域３０の縦方向の寸法はこのセル状領域３０の横方向の寸法より小さく、電界形成手段５０による電界の作用により移動板４０の状態を上記横状態から縦横状態に変えたときに、この移動板４０が透明基板１０と対向基板１５との間に挟まれてこの移動板４０が上記縦方向に縮小変形する。すなわち、移動板４０が透明基板１０と対向基板１５との間に挟まれて、この移動板４０が板面方向に縮小変形させられる。
【００１９】
移動板４０は、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム（Ｑ）、ウレタンゴム（Ｕ）、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）等からなるものとすることができる。
【００２０】
電界形成手段５０は、セル状領域３０ａ、３０ｂ…のそれぞれに対して互いに異なる電界の形成が可能であり、各セル状領域３０毎に縦方向へ向かう電界を形成する第１電解形成手段５１と横方向へ向かう電界を形成する第２電解形成手段５２とを有し、上記２方向に向かう各電界の強さの比率を変えて移動板４０の傾きを変化させる。
【００２１】
第１電界形成手段５１は、上記電界を形成するための、セル状領域３０の透明基板１０の側に配置された透明な上電極５３と、セル状領域３０の対向基板１５の側に配置された透明な下電極５５と、上電極５３と下電極５５とに接続され両者の間に電位差を与える第１電源５７とを備えている。
【００２２】
第２電界形成手段５２は、セル状領域３０の右側（図１における右側）の隔壁３５に配置された透明な右電極５４と、セル状領域３０の左側（図１における左側）の隔壁３５に配置された透明な左電極５６と、右電極５４と左電極５６とに接続され両者の間に電位差を与える第２電源５８とを備えている。
【００２３】
なお、第１電界形成手段５１および第２電界形成手段５２のそれぞれは、直流電界および交流電界を形成することができる。
【００２４】
また、対向基板１５は黒色に着色され、セル状領域３０ａ、３０ｂ…内の移動板４０ａ、４０ｂ…は、セル状領域３０ａ、３０ｂ…毎に互いに異なる色、例えば、移動板４０ａは赤色、移動板４０ｂは青色、移動板４０ｃは緑色に着色されている。
【００２５】
上記図１のセル状領域３０ａにおいては横状態となった赤色の移動板４０ａが最大輝度で表示され、図１のセル状領域３０ｂにおいては青色の移動板４０ｂが縦状態となり黒色の対向基板１５が表示される表示状態となっている。また、図１のセル状領域３０ｃにおいては緑色の移動板４０ｃが上記縦状態と横状態との間の斜めに傾く状態となっており、この斜めに傾く状態となった緑色の移動板４０ｃと黒色の対向基板１５とが同時に表示された緑色の中間階調を示す表示状態となっている。
【００２６】
以下、電界形成手段５０による電界の作用により、セル状領域３０内の移動板４０を縦状態あるいは横状態にして表示を行う場合について説明する。
【００２７】
図２に示すように、第１電界形成手段５１による電界の形成を行うことなく、第２電界形成手段５２により右電極５４と左電極５６との間に交流電界を形成すると、上記交流電界の作用により、移動板４０が両電極間の静電エネルギを最小化する状態、すなわち横状態となる。この横状態において、上記表示側から照射された照明光Ｌａが移動板４０で反射され移動板４０が表示される。すなわち移動板が視認される。
【００２８】
次に、図３に示すように、第２電界形成手段５２による交流電界の形成を停止させ、第１電界形成手段５１により上電極５３と下電極５５との間に交流電界を形成すると、この交流電界の作用により、移動板４０が上記両電極間の静電エネルギを最小化する状態、すなわち、この移動板４０を縦状態にせしめる力が働く。この力により、移動板４０が、透明基板１０と対向基板１５との間に挟まれて縦方向（板面方向）に縮小変形させられる。この縦状態において、表示側から照射された照明光Ｌａはセル状領域３０中を通って黒色の対向基板１５に吸収され、この対向基板１５が黒色に視認される。ここで、対向基板１５を表示側から斜めに視認するときに移動板４０あるいは隔壁３５で遮られる角度範囲（図中角度範囲θ１、θ２で示す）を、上記移動板４０を縦方向に縮小変形させる縮小変形量に応じて小さくすることができる。したがって、対向基板１５を透明基板１０側から斜めに視認可能な角度範囲、すなわち、視野角（図中θ３で示す）を上記縮小変形量に応じて大きくすることができる。
【００２９】
なお、上記２方向に向かう各電界の強さの比率を変えて移動板４０の傾きを変化させ、１つのセル状領域３０において黒色の対向基板１５が視認される割合と移動板４０が視認される割合とを変更することにより、移動板４０を表示させる際の階調を変えることができる。
【００３０】
以下、本発明の第２の実施の形態による透過型の表示装置１０２について説明する。図４は第２の実施の形態による透過型の表示装置の概略構成を示す斜視図、図５は移動板を表示させる様子を示す断面図、図６は対向基板を表示させる様子を示す断面図である。なお、図５および図６は図４の表示装置を図中の矢印Ｊ方向から見た断面図である。また、上記第１の実施の形態と同様の要素については同じ符号を用いその要素の説明は省略する。
【００３１】
上記透過型の表示装置１０２は、移動板として、セル状領域３０ａ、３０ｂ…毎に配置された黒色の不透明な移動板４１ａ、４１ｂ…を有し、対向基板として透明で表面が散乱面となっている対向基板１６を有し、各セル状領域３０ａ、３０ｂ…に対応する対向基板１６中の領域である対向基板領域１７ａ、１７ｂ…（以後、対向基板領域１７ａ、１７ｂ…をまとめて対向基板領域１７という）がセル状領域３０ａ、３０ｂ…毎に互いに異なる色、例えば、対向基板領域１７ａは赤色、対向基板領域１７ｂは青色、対向基板領域１７ｃは緑色に着色されている。
【００３２】
上記図４のセル状領域３０ａにおいては横状態となった黒色の移動板４１ａが表示され、図４のセル状領域３０ｂにおいては移動板４１ｂが縦状態となり対向基板１６中の青色に着色された対向基板領域１７ｂが表示される表示状態となっている。また、図４のセル状領域３０ｃにおいては移動板４１ｃが上記縦状態と横状態との間の斜めに傾く状態となっており、斜めに傾く状態となった黒色の移動板４１ｃと緑色の対向基板領域１７ｃとが同時に表示された緑色の中間階調を示す表示状態となっている。
【００３３】
以下、電界形成手段５０による電界の作用により、移動板４１を縦状態あるいは横状態にして表示を行う場合について説明する。
【００３４】
図５に示すように、第２電界形成手段５２による電界の形成を行うことなく、第１電界形成手段５１により上電極５３と下電極５５との間に直流電界を形成すると、上記直流電界の作用により、液体２０中において負に帯電している移動板４１が正電位が付与された下電極５５に引き寄せられて横状態となる。この状態において、対向基板１６の側（図中矢印Ｈ２で示す、以後、背面側ともいう）から照射された照明光Ｌａが移動板４１で遮断され移動板４１が黒色に視認される。
【００３５】
次に、図６に示すように、第１電界形成手段５１による電界の形成を停止させ、第２電界形成手段５２により右電極５４と左電極５６との間に直流電界を形成すると、上記直流電界の作用により、負に帯電している移動板４１を正電位が付与されている左電極５６に引き寄せて縦状態にせしめる力が働く。このとき、移動板４１が、透明基板１０と対向基板１６との間に挟まれて上記力の働きにより縦方向に縮小変形させられる。この状態において、背面側から照射された照明光Ｌａは対向基板１６で散乱され、セル状領域３０、および透明基板１０を通って表示側（図中Ｈ１で示す）に射出され、着色された対向基板領域１７が視認される。ここで、対向基板領域１７を表示側から斜めに視認するときに移動板４１あるいは隔壁３５で遮られる角度範囲（図中角度範囲φ１、φ２で示す）を、上記移動板４１を縦方向に縮小変形させる縮小変形量に応じて小さくすることができる。したがって、対向基板を透明基板側から斜めに視認可能な角度範囲、すなわち、視野角（図中φ３で示す）を上記縮小変形量に応じて大きくすることができる。
【００３６】
なお、上記２方向に向かう各直流電界の強さの比率を変えて移動板４１の傾きを変化させることにより、１つのセル状領域３０において着色された対向基板領域１７が視認され割合と黒色に着色された移動板４１が視認される割合とを変更することにより、対向基板領域１７を表示させる際の階調を変えることができる。
【００３７】
上記表示装置１０１、１０２の主要部の製作工程について以下に説明する。
【００３８】
（１）透明基板と対向基板の作成
ガラス基板上に、スパッタリングによって、Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２からなる透明電極膜（以後、ＩＴＯという）を２００ｎｍの厚さに積層した。上記ガラス基板に積層したＩＴＯにマトリクス駆動が可能となるようにライン状の配線のパターンニングを行ない、その後、上記パターンニングされた上に絶縁層となる酸化珪素（ＳｉＯ２）を１００ｎｍの厚さに積層した。さらに、上記絶縁層上の後述する隔壁の格子構造に対応する位置に、ブラックマスクとなるクロム（Ｃｒ）をリフトオフ法により積層した。このようにして作成された基板を、透明基板および対向基板とした。
【００３９】
（２）隔壁の作成
ガラス基板上に形成したＩＴＯのパターン上に、ドライフィルムレジストによって幅２０μｍ、厚さ１１０μｍの線状に延びる壁部を組み合わせてなる格子状構造体を形成し、この格子状構造体をガラス基板から外して隔壁とした。
【００４０】
（３）移動板の作成
ガラス基板上にカーボンブラックを含有した厚さ１０μｍのニトリルゴム（ＮＢＲ）を貼り付け、フォトリソグラフィーおよびエッチングによって、縦２００μｍ、横２００μｍのニトリルゴムからなる多数の平板を上記ガラス基板上に形成した後、このガラス基板から上記平板を剥離して、これらを移動板とした。
【００４１】
なお、上記移動板は、以下のように作成してもよい。すなわち、ガラス基板上にゴム状の黒色のレジストを厚さ１０μｍとなるように塗布し、フォトリソグラフィーおよびエッチングによって、縦２００μｍ、横２００μｍの多数の平板を上記ガラス基板上に形成した後、このガラス基板から上記平板を剥離し、この平板を移動板として用いるようにしてもよい。
【００４２】
（４）組立て
上記対向基板を、この対向基板の表面に形成した上記ライン状のパターンが上を向くように配置し、この対向基板に形成された上記格子状のブラックマスクが上記隔壁の格子状構造に重なるようにこの隔壁を対向基板上に積層する。次に、隔壁の上側の開口から上記格子状構造を有する隔壁で囲まれたマトリクス状の各空間（セル状領域となる空間）に１つずつ移動板を挿入する。つづいて、透明基板の上記ライン状のパターンを下方に向けて、このライン状のパターンが上記対向基板のライン状のパターンに対して直交するように、上記透明基板の向きを定める。その後、この透明基板をこの透明基板の板面が延びる方向に平行移動させ、上記透明基板のブラックマスクが上記隔壁の格子状構造に重なるようにしてこの透明基板を隔壁上に配置し、透明基板と対向基板との間に隔壁を挟み込む。これにより、上記マトリクス状の空間がセル状領域として他の領域と区分される。最後に、上記セル状領域にシリコンオイルを満たし封止して表示装置の主要部を製作した。
【００４３】
このようにして得られた表示装置は、透明基板と対向基板とに積層したＩＴＯに２０Ｖ、１ＫＨｚの交流電圧を付与し、透明基板と対向基板との対向方向に交流電界を形成すると、移動板の板面が上記対向方向と平行となり（縦状態となり）、対向基板側（平面側）から入射した照明光を透明基板側（表示側）へ射出させることができ、透過型の表示装置としての使用が可能であった。また、透過型の表示装置として使用するときの開口率は約６０％であり、光利用効率は５０％であった。
【００４４】
なお、上記透過型の表示装置は、光を透過させたり遮断したりすることができるので、光の透過と遮断とを切り替えるシャッタとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１の実施の形態による反射型の表示装置の概略構成を示す斜視図
【図２】移動板を表示させる様子を示す断面図
【図３】対向基板を表示させる様子を示す断面図
【図４】第２の実施の形態による透過型の表示装置の概略構成を示す斜視図
【図５】移動板を表示させる様子を示す断面図
【図６】対向基板を表示させる様子を示す断面図
【図７】従来技術を示す斜視図
【符号の説明】
【００４６】
１０    透明基板
１５    対向基板
２０    透明液体
３０    セル状領域
３５    隔壁
４０    移動板
５０    電界形成手段
５１    第１電解形成手段
５２    第２電解形成手段
１０１    表示装置
【図１】
2005156812.tif 000003
【図２】
2005156812.tif 000004
【図３】
2005156812.tif 000005
【図４】
2005156812.tif 000006
【図５】
2005156812.tif 000007
【図６】
2005156812.tif 000008
【図７】
2005156812.tif 000009