(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性基板上に細分化された黒色または暗い色からなる不透明領域を有し、かつ、該不透明領域上に、電界の作用により光学的反射特性が変化する、電子的にアドレス可能なコントラスト媒体からなる表示部を有し、
該電子的にアドレス可能なコントラスト媒体が透明液体と各々光学特性が異なる２種以上の複数の微小球を封入したマイクロカプセルからなり、該コントラスト媒体が白色または明色から黒色または暗色、もしくは、黒色または暗色から白色または明色への光学特性の変化が可能である
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記電子的にアドレス可能なコントラスト媒体による表示が、電界を除去した後も保持されることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記不透明領域が導電性材料からなり、電子的にアドレス可能なコントラスト媒体のアドレスラインを兼ねることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表裏各々から見たときに異なる模様を呈する表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板を通して透視が可能であり、表裏各々から見たときに異なる模様を呈するパネルとしては、特許第２６１７３９３号に開示されたものがある。該パネルは透明、又は半透明な材料の一方の側と他方の側とでデザインの有無又は種類が異なるようにデザインが形成され、該デザインはシルエットパタ−ンに重ねられているか又はシルエツトパタ−ンの部分を形成していることを特徴とし、黒色または暗色にデザインが形成された側から他方への透視性が維持され、白色または明色にデザインが形成された側から他方への透視性は遮られる現象を利用している。
【０００３】
このようなパネルによれば、種々の視覚効果が得られる。すなわち、パネル全体において他方の側から一方の側への明瞭な透視を可能にしつつ、デザインにより覆われた部分を除き,パネルの一方の側から他方の側への明瞭な透視を維持する効果、他方の側から一方の側へのパネル全体における透視を可能にしながら、一方の側から他方の側への透視を全体的にさえぎる効果、他方の側から一方の側への透視を全体的に又は部分的に遮りながら、デザインされた部分を除き、一方の側から他方の側への明瞭な透視を可能にする効果、または、両側からの透視を全体的にさえぎる効果が得られる。前記パネルは、これら視覚効果により、見る者に意外性に富む印象を与えるため、広告板または案内板等人目をひきつける用途へ有効に使用することが可能であり、また、一方向への透視効果を利用した窓材への利用も可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記パネルは以上述べてきたように種々の視覚効果を有するものの、デザインはインクを用いて着色されているため、一旦形成されたデザイン及び視覚効果は固定され、変更することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであって、表示デザインおよび視覚効果を変化させることが可能な表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、透過性基板上に細分化された黒色または暗い色からなる不透明領域を有し、かつ、該不透明領域上に、電界の作用により光学的反射特性が変化する、電子的にアドレス可能なコントラスト媒体からなる表示部を有し、該電子的にアドレス可能なコントラスト媒体が透明液体と各々光学特性が異なる２種以上の複数の微小球を封入したマイクロカプセルからなり、該コントラスト媒体が白色または明色から黒色または暗色、もしくは、黒色または暗色から白色または明色への光学特性の変化が可能であることを特徴とする表示装置である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明であって、前記電子的にアドレス可能なコントラスト媒体による表示が、電界を除去した後も保持されることを特徴とする表示装置である。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記不透明領域が導電性材料からなり、電子的にアドレス可能なコントラスト媒体のアドレスラインを兼ねることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施の第１の形態を表す表示装置の断面の模式図を図１に示す。図１に示す表示装置101は、光透過性基板上に多数に細分化された不透明領域と、その上に電子的にアドレス指定可能な、電界の作用により光学的反射特性が変化するコントラスト媒体を設置することよりなる表示部を積層させることにより構成される。
【００１５】
光透過性基材1はガラス、またはポリアクリレート（PA）、ポリエーテルスルホン（PES）、ポリカーボネート（PC）、ポリエチレンテレフタレート（PET）等の透明または半透明基材から適当に選択される。
【００１６】
不透明領域2は光の遮蔽性の高い材料を用いて印刷またはその他の手段により前記光透過性基材1上に設置される。ここで不透明領域2は単一色の層であっても、絵柄が付与された層であってもよい。なお、不透明領域を導電性材料で作成すれば、電子的にアドレス可能なコントラスト媒体のアドレスラインを兼ねることも可能である。
【００１７】
表示部8は光過性基材3上に酸化インジウムスズ（ITO）等の透明導電膜よりなる電極4、その上に電界の作用により光学的反射特性が変化するコントラスト媒体5、ITO等の透明導電膜より成る電極6、ガラス、PA、PES、PC、PET等の透明基材より適当に選択される光透過性基材7を順に積層させることにより構成される。
【００１８】
表示装置101は前記表示部8を不透明領域2上に設置することにより、構成される。ここで、前記表示部8は、コントラスト媒体5の透明又は半透明領域に臨む境界が、不透明領域２における透明又は半透明領域との境界と見当ずれなきように設置される。
【００１９】
前記表示装置101によれば、不透明領域2が黒色または暗い色であり、コントラスト媒体5が白色または明色（黒色または暗色）から黒色または暗色（白色または明色）への光学特性の変化が可能である場合、光透過性基材1側から光透過性基材7側への明瞭な透視を、コントラスト媒体5によるデザインの影響を受けることなく維持しつつ、光透過性基材7側から光透過性基材1側への透視を、黒色または暗色によるデザインにより覆われた部分を除き、部分的にさえぎることが可能となる。また、コントラスト媒体5が黄色、赤色、青色の３原色のうちいずれかの色と白色との間での光学特性の変化が可能である３種類の媒体を周期的にパターングして構成される場合には、光透過性基材1側から光透過性基材7側への明瞭な透視を、コントラスト媒体5によるデザインの影響を受けることなく維持しつつ、表示部8でカラーのデザインを自由に形成することができる。
【００２０】
また、コントラスト媒体5による表示を全面白色または明色とした場合には、光透過性基材1側からの透視を維持しつつ、光透過性基材7側からの透視を全体的にさえぎることができ、コントラスト媒体5による表示を全面黒色または暗色とした場合には、両側からの全体的な透視を維持することができる。
【００２１】
ここで、コントラスト媒体5によるデザインは、電気的に書き換えることが可能であり、文字情報、絵柄等を必要に応じて更新することができる。
【００２２】
さらに、コントラスト媒体5としてエレクトロクロミック材料、分散媒と荷電粒子を封入して成るマイクロカプセル、２色に塗り分けられ各々の色の領域が異なる電荷を帯びた微小球、若しくはマイクロシリンダ、またはコレステリック液晶を用いる場合には、電界を除去した後も書き換えたデザインは保持される。
【００２３】
一方、不透明領域2が白色または明るい色であり、コントラスト媒体5が白色または明色（黒色または暗色）から黒色または暗色（白色または明色）への光学特性の変化することが可能である場合、光透過性基材1側から光透過性基材7側への透視を、全面的に遮りつつ、表示部8のデザインおよび光透過性基材7側から光透過性基材1側への視覚特性を任意に調整することができる。
【００２４】
以上述べたように、表示装置101によれば、光透過性基材7側から光透過性基材1側への視覚特性および表示部8のデザインを表示装置形成後に変化させることができる。
【００２５】
ここで、コントラスト媒体5をアクティブマトリックス駆動法により駆動する場合には、電極4は画素電極として画素ごとに独立してパターニングされ、図示しない薄膜トランジスタ、信号電極、および走査電極を併設し、電極６は光透過性基材7上に一様に形成された共通電極とする。または電極４を共通電極とし、電極６を図示しない薄膜トランジスタ、信号電極、および走査電極を併設した画素電極とすることもできる。ここで、電極4を共通電極とする場合には、電極4は、光透過性基材3を用いず、不透明領域2によって形成されたパターン上であって不透明領域2により細分化された光透過性基材1の表面を含む全面に一様に形成してもよい。
【００２６】
前記薄膜トランジスタは、低温ポリシリコン、アモルファスシリコン、有機トランジスタ、その他半導体材料から選択される。
【００２７】
時分割駆動の場合は電極4、電極6は互いに直交するライン状の、ITO等の透明導電体からなる透明電極により構成され、該両電極の交わる領域にコントラスト媒体5が形成される。
【００２８】
スタティック駆動の場合は電極4、電極6は各々ITO等の透明導電体からなる独立した数種類のパターンにより形成され、各電極パターン毎に独立して電圧が印加される。
【００２９】
なお、駆動方法は以上述べた方法に限定されず、コントラスト媒体の特性、および表示装置の用途等から最適な方法が選択される。
【００３０】
次に本発明に係る実施の第２の形態を表す表示装置の断面の模式図を図２に示す。図２に示す表示装置102は、図１に示す表示装置101における表示部8と同様にして構成される表示部14および表示部21を、間に不透明領域15を挟んで、積層することにより構成される。ここで不透明領域15を形成する材料としては光の遮蔽性の高い材料が用いられる。
【００３１】
前記表示部14および表示部21は、コントラスト媒体11およびコントラスト媒体18の透明または半透明領域に臨む境界が、不透明領域15における透明または半透明領域との境界と見当ずれなきように設置される。
【００３２】
前記表示装置102によれば、光透過性基材9側から光透過性基材20側への透視性および光透過性基材20側から光透過性基材9側への透視性をコントラスト媒体11およびコントラスト媒体18の光学特性を適当に選択することにより、それぞれ独立に制御することが可能になる。例えば、コントラスト媒体11による表示を全面白色または明色とし、コントラスト媒体18による表示を全面黒色または暗色とした場合には、光透過性基材20側からの透視を維持しつつ、光透過性基材9側からの透視を全体的にさえぎることができ、コントラスト媒体11による表示を全面黒色または暗色とし、コントラスト媒体18による表示を全面白色または明色とした場合には、光透過性基材9側からの透視を維持しつつ、光透過性基材20側からの透視を全体的にさえぎることができる。また、コントラスト媒体11および18を全面黒色または暗色とした場合には両側からの全体的な透視を維持することができ、コントラスト媒体11および18を全面白色または明色とした場合には両側からの透視を全体的に遮ることができる。
【００３３】
また、表示装置102において、一方のコントラスト媒体を全面黒色および白色表示が可能なコントラスト媒体とし、他方のコントラスト媒体をカラー表示が可能なコントラスト媒体とした場合には、一方から他方への透視性を制御しつつ、他方のデザインを自由に書き換えることができる。
【００３４】
ここで、表示部14および表示部21のデザインはそれぞれ独立に電気的に書き換えることが可能であり、文字情報、絵柄等を必要に応じて更新することができ、一方のデザインが他方のデザインの影響を受けることもない。
【００３５】
さらに、コントラスト媒体11または18がエレクトロクロミック材料、分散媒と荷電粒子を封入して成るマイクロカプセル、２色に塗り分けられ各々の色の領域が異なる電荷を帯びた微小球、若しくはマイクロシリンダ、またはコレステリック液晶を含む場合には、電界を除去した後も書き換えたデザインは保持される。
【００３６】
以上述べたように、表示装置102によれば、表示装置形成後に各表示部のデザインを自由に書き換えることが可能であることに加え、一方の表示部側から他方の表示部側への視覚特性を任意に調整することが可能となる。
【００３７】
なお、表示装置102におけるコントラスト媒体11およびコントラスト媒体18の駆動は、表示装置101の場合と同様に、アクティブマトリックス駆動法、時分割駆動法、スタティック駆動法、およびその他駆動法の中から、使用するコントラスト媒体の特性、及び表示装置の用途等から最適な方法が選択される。
【００３８】
ここで、コントラスト媒体11をアクティブマトリックス駆動法にて駆動する場合には、電極12は画素電極として画素ごとに独立してパターニングされ、図示しない薄膜トランジスタ、信号電極、および走査電極を併設し、電極10は光透過性基材9上に一様に形成された共通電極とする。または電極12を共通電極とし、電極10を図示しない薄膜トランジスタ、信号電極、および走査電極を併設した画素電極とすることもできる。ここで、電極12を共通電極とする場合には、電極12は、光透過性基材13を用いず、不透明領域15によって形成されたパターン上であって不透明領域15により細分化された光透過性基材16の表面を含む全面に一様に形成してもよい。
【００３９】
同様に、コントラスト媒体18をアクティブマトリックス駆動法にて駆動する場合には、電極17は画素電極として画素ごとに独立してパターニングされ、図示しない薄膜トランジスタ、信号電極、および走査電極を併設し、電極19は光透過性基材20上に一様に形成された共通電極とする。または電極17を共通電極とし、電極19を図示しない薄膜トランジスタ、信号電極、および走査電極を併設した画素電極とすることもできる。ここで、電極17を共通電極とする場合には、電極17は、光透過性基材16を用いず、不透明領域15によって形成されたパターン上であって不透明領域15により細分化された光透過性基材13の表面を含む全面に一様に形成してもよい。
【００４０】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４１】
［実施例１］
図３にコントラスト媒体として、透明分散媒中に白色粒子と黒色粒子を封入した、マイクロカプセルを用いた表示装置103を示す。
【００４２】
まず、マイクロカプセルの調製プロセスについて説明する。
【００４３】
マイクロカプセルは、帯電粒子を電界により移動させることにより見る者にコントラスト変化を起こさせる公知の電気泳動表示用のものを用いた。すなわち、白色粒子はポリアミド樹脂中に酸化チタンを、黒色粒子はポリスチレン樹脂中にカーボンブラックを、それぞれ分散、固定させ、平均粒径７μｍの帯電粒子とした。
【００４４】
次に、乳化剤である５％ポリスチレンスルホン酸の一部ナトリウム塩水溶液と液体分散媒である脂肪族炭化水素溶媒の１：１水溶液１００ｃｃ中に、上記方法により製造された帯電粒子を加え、ホモジナイザーで６０００回転、５分間攪拌して、水溶液中に白色帯電粒子および黒色帯電粒子を含む液体分散媒が均一に分散したエマルションを得た。
【００４５】
別に、ホルムアルデヒド３７％水溶液に市販のメラミン粉末を加え、水酸化ナトリウム溶液によってｐH９．０に調製し、水温６０℃で３０分間加熱してメラミン／ホルムアルデヒドプレポリマーを得た。次に、上記エマルションにメラミン／ホルムアルデヒドプレポリマーを加え、アジホモミキサーなどによって１００〜３００回転で攪拌しつつ水温が８０℃になるように加熱した状態で５時間保持し、その後ｐH７に調製して常温まで冷却した。
【００４６】
この結果、白色帯電粒子および黒色帯電粒子を含む液体分散媒のまわりにメラミン／ホルムアルデヒド樹脂からなる壁部材が析出し、帯電粒子を内包する、平均粒子径４０〜７０μｍのマイクロカプセル27が得られた。
【００４７】
このようにして得られたマイクロカプセル27をアルカリ現像可能なネガ型フォトレジストからなる樹脂26中に分散させた混合物を、PETからなる光透過性基板24上の片側にあらかじめITOから成る画素電極25、図示しない薄膜トランジスタ、信号電極および走査電極をパターニングした面に塗布、乾燥後、前記画素電極25と重なる部分のみ遮光されないフォトマスクを密着させて紫外線を露光した。続けて未露光部をアルカリ現像により除去し、前記画素電極25上にマイクロカプセル27を含む層を形成した。
【００４８】
このようにして形成したマイクロカプセル27を含む層の上に、あらかじめITOからなる透明共通電極28を積層したPETからなる光透過性基板29を、透明共通電極28側がマイクロカプセル27を含む層と接触する向きで貼り合わせ、表示部30とした。なお、この表示部30のみでも、画素電極25を不透明領域とみなして表示装置とすることもできる。
【００４９】
別に、PETからなる光透過性基板22上に不透明領域23を、前記画素電極25およびマイクロカプセル27を含む層と同一のパターンを、黒色インキを印刷することにより形成した。
【００５０】
最後に、前記表示部30と、前記不透明領域23つき光透過性基板22の不透明領域23が形成されている面とを貼り合わせることにより、表示装置103を得た。このとき前記マイクロカプセル27を含む層のパターンと、不透明領域23のパターンとの見当ずれがないように貼り合わせた。
【００５１】
このようにして得られた表示装置103によれば、光透過性基板22側から光透過性基板29側への透視を維持しつつ、光透過性基板29から光透過性基板22側への透視性は任意に調整することができた。すなわち、光透過性基板29側から見たマイクロカプセルの表示を黒色表示とした場合には透視性が得られ、白色表示とした場合には透視をさえぎることができた。また、本装置103によれば、光透過性基板29側の表示は、電気的に接続されたマイクロカプセルにより、そのデザインを自由に書き換えることができた。このとき光透過性基板22側へはマイクロカプセルにより形成されたデザインの影響が及ぼされることもなかった。
【００５２】
また、本実施例で使用したコントラスト媒体は、電界を除去した後も書き換えたデザインを保持した。
【００５３】
［実施例２］
図４にコントラスト媒体として、透明分散媒中に白色粒子と黒色粒子を封入したマイクロカプセルと、黄色、赤色、青色のいずれかの色に着色された分散媒中に白色粒子を封入した３種のマイクロカプセルを用いた表示装置104を示す。
【００５４】
まず、青色着色分散媒中にポリエチレン樹脂で表面処理した粒径３μｍ酸化チタン粒子を分散させた分散系を封入した、粒径４０μｍのマイクロカプセル44を調製した。同様にして、赤色分散媒と酸化チタン粒子を封入したマイクロカプセル45、および黄色分散媒と酸化チタン粒子を封入したマイクロカプセル46を調製した。
【００５５】
次に、青色着色分散媒中と酸化チタン粒子を封入したマイクロカプセル44とアルカリ現像可能なネガ型フォトレジストからなる樹脂41との混合物を、PETからなる光透過性基板39上の片側にあらかじめITOから成る画素電極40、図示しない薄膜トランジスタ、信号電極および走査電極をパターニングした面に塗布、乾燥した。
【００５６】
次に、前記画素電極40の３つの隣接する電極の内、１つのみに重なる部分のみが遮光されないフォトマスクを密着させて紫外線を露光した。続けて未露光部をアルカリ現像により除去し、前記画素電極40上にマイクロカプセル44を含む層を形成した。
【００５７】
同様にして、赤色着色分散媒と酸化チタンを封入したマイクロカプセル45、および黄色着色分散媒と酸化チタンを封入したマイクロカプセル46を含む層を順次形成した。
【００５８】
このようにしてマイクロカプセル44、45、及び46をパターニングした層の上に、あらかじめITOからなる透明共通電極42を積層したＰＥＳからなる光透過性基板43を、透明共通電極42側がマイクロカプセル44、45、及び46を含む層と接触する向きで貼り合わせ、表示部47とした。
【００５９】
次に、前記表示部30と同様にして、表示部37を形成した。このときマイクロカプセル34を含む層および画素電極32は、前記表示部47における画素電極40およびマイクロカプセル44、45、及び46を含む各層と同一のパターンとした。
【００６０】
次に、表示部37における光透過性基板36上に、不透明領域38を、前記画素電極32およびマイクロカプセル34を含む層と同じパターンで見当ずれのなきよう、黒色インキを印刷することにより形成した。なお、該不透明領域38は表示部37を形成する前に、光透過性基板36上に印刷してもよい。
【００６１】
最後に、表示部37上に形成した不透明領域38を表示部47と、貼り合わせることにより表示装置104を得た。このとき、不透明領域38のパターンと表示部47におけるマイクロカプセル44、45、及び46を含む各層のパターンが見当ずれのないように貼り合わせた。
【００６２】
このようにして得られた表示装置104によれば、光透過性基板31側から光透過性基板43側への透視性をマイクロカプセル34の光学特性を適当に選択することにより制御できた。例えば、マイクロカプセル34による表示を全面白色とした場合には、表示部47のデザインの影響を受けることなく光透過性基板31側からの透視を全体的にさえぎることができ、全面黒色とした場合には、表示部47のデザインの影響を受けることなく光透過性基板31側からの全体的な透視を維持することができた。
【００６３】
また、表示部37および表示部47のデザインはそれぞれ独立に電気的に書き換えることが可能であり、文字情報、絵柄等を必要に応じて更新することができ、一方のデザインが他方のデザインの影響を受けることもない。
【００６４】
さらに、本実施例で用いたコントラスト媒体は、電界を除去した後も書き換えたデザインを保持した。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、一方向または両方向からの透視性、及びデザインを自由に書き換えることが可能な表示装置が得られる。
【００６６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１の形態を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の第２の形態を示す模式図である。
【図３】本発明の実施例１を示す説明図である。
【図４】本発明の実施例２を示す説明図である。
【符号の説明】
１…光透過性基材
２…不透明領域
３…光透過性基材
４…電極
５…コントラスト媒体
６…電極
７…光透過性基材
８…表示部
９…光透過性基材
１０…電極
１１…コントラスト媒体
１２…電極
１３…光透過性基材
１４…表示部
１５…不透明領域
１６…光透過性基材
１７…電極
１８…コントラスト媒体
１９…光透過性基材
２０…光透過性基材
２１…表示部
２２…光透過性基板
２３…不透明領域
２４…光透過性基板
２５…画素電極
２６…樹脂
２７…透明分散媒と黒色および白色粒子を封入したマイクロカプセル
２８…共通電極
２９…光透過性基板
３０…表示部
３１…光透過性基板
３２…画素電極
３３…樹脂
３４…透明分散媒と黒色および白色粒子を封入したマイクロカプセル
３５…共通電極
３６…光透過性基板
３７…表示部
３８…不透明領域
３９…光透過性基板
４０…画素電極
４１…樹脂
４２…共通電極
４３…光透過性基板
４４…青色着色分散媒と白色粒子を封入したマイクロカプセル
４５…赤色着色分散媒と白色粒子を封入したマイクロカプセル
４６…黄色着色分散媒と白色粒子を封入したマイクロカプセル
４７…表示部
１０１…本発明の第１の実施の形態に係る表示装置
１０２…本発明の第２の実施の形態に係る表示装置
１０３…本発明の実施例１に係る表示装置
１０４…本発明の実施例２に係る表示装置
【図１】
0004934913.tif 000002
【図２】
0004934913.tif 000003
【図３】
0004934913.tif 000004
【図４】
0004934913.tif 000005