(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の領域と第２の領域とを有し、少なくともそのいずれか一つの領域が単一色に着色された粒子を回転可能に担持した粒子担持体を、表示媒体の表面に載置させる載置手段と、
その載置手段により前記表示媒体に載置された前記粒子担持体の前記粒子を、前記第１の領域が前記表示媒体の表面に現れるように回転させる第１の粒子制御手段と、
前記載置手段により前記表示媒体に載置された前記粒子担持体の前記粒子を、前記第２の領域が前記表示媒体の表面に現れるように回転させる第２の粒子制御手段と
を備えたことを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項２】
前記載置手段は、文字、図形等の画像の形状に基づいて、前記粒子担持体を表示媒体の表面に載置するように構成され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】
前記載置手段により前記表示媒体に載置された前記粒子担持体の前記粒子を、前記第１の領域もしくは前記第２の領域が前記表示媒体の表面に現れるように、選択的に切替え回転させる第３の粒子制御手段を備えたことを特徴とする請求項１もしくは請求項２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表示する、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、表示用回転粒子という）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、画像を表示するものであった。
【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、表示された画像は、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、画像を表示するものであった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような表示用回転粒子、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、直径５０μｍ程度の表示用回転粒子を回転させるために、透明電極は、画像表示面上の画素の位置に対応してマトリックス状に配線されていた。例えば、解像度を約６００ｄｐｉとした場合には、表示用回転粒子１個分の領域がその画素に相当し、解像度を約３００ｄｐｉとした場合には、表示用回転粒子２個分の領域が画素に相当するため、透明電極は、その相当する表示用回転粒子の位置に対応してマトリックス状に配線されていた。
【０００８】
従って、透明電極の配線パターンは非常に微細であり、表示用回転粒子の大きさも微小であることから、透明電極と表示用回転粒子とを組み付ける際、その位置決めが非常に困難であるという問題があった。
【０００９】
また、使用者は、表示したい画像を任意の画像表示面、例えば、延性、展性に富む金属等の表示媒体、湾曲性、屈曲性に富む紙等の表示媒体、もしくは平面に限らず、曲面を有する表示媒体に表示しようとする場合がある。
【００１０】
しかしながら、上述したような表示用回転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は、いずれも予め決められた画像表示面に画像を表示するものであるため、それら表示媒体に合わせて画像表示面を形成することは非常に困難であるという問題があった。
【００１１】
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、延性、展性に富む金属等の表示媒体、湾曲性、屈曲性に富む紙等の表示媒体、もしくは平面に限らず曲面を有する表示媒体においても、それら表示媒体上に画像表示面を形成できるとともに、簡単な構造によって、その表示媒体上に表示された画像表示画の色を切り換え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。
【００１２】
【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、第１の領域と第２の領域とを有し、少なくともそのいずれか一つの領域が単一色に着色された粒子を回転可能に担持した粒子担持体を、表示媒体の表面に載置させる載置手段と、その載置手段により前記表示媒体に載置された前記粒子担持体の前記粒子を、前記第１の領域が前記表示媒体の表面に現れるように回転させる第１の粒子制御手段と、前記載置手段により前記表示媒体に載置された前記粒子担持体の前記粒子を、前記第２の領域が前記表示媒体の表面に現れるように回転させる第２の粒子制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
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において、載置手段は、第１の領域と第２の領域とを有し、少なくともそのいずれか一つの領域が単一色に着色された粒子を回転可能に担持した粒子担持体を、表示媒体の表面に載置させる。その後、第１の粒子制御手段は、その載置手段により表示媒体に載置された粒子担持体の粒子を、第１の領域が表示媒体の表面に現れるように回転させ、第２の粒子制御手段は、載置手段により表示媒体に載置された粒子担持体の粒子を、第２の領域が表示媒体の表面に現れるように回転させる。
【００１４】
また、請求項２に記載のディスプレイ装置は、前記載置手段が、文字、図形等の画像の形状に基づいて、前記粒子担持体を表示媒体の表面に載置するように構成されたことを特徴としている。
【００１５】
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、載置手段は、文字、図形等の画像の形状に基づいて、粒子担持体を表示媒体の表面に載置するので、使用者は、希望する形状の画像表示面を形成でき、その画像表示画の色を切り換えることができる。
【００１６】
さらに、請求項３に記載のディスプレイ装置は、前記載置手段により前記表示媒体に載置された前記粒子担持体の前記粒子を、前記第１の領域もしくは前記第２の領域が前記表示媒体の表面に現れるように、選択的に切替え回転させる第３の粒子制御手段を備えたことを特徴としている。
【００１７】
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、第３の粒子制御手段は、載置手段により表示媒体に載置された粒子担持体の粒子を、第１の領域もしくは第２の領域が表示媒体の表面に現れるように、選択的に切替え回転させる。
【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】
まず、本発明の実施の形態のディスプレイ装置に使用する表示用回転粒子、粒子担持体及びインクについて説明する。
【００２０】
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表示用回転粒子を説明する説明図である。図１において、表示用回転粒子２は、材質の異なる二つの半球粒子を接合した直径５０μｍ程度の球状粒子であり、その一方の半球粒子が絶縁物質４により着色されている。この着色は、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に、表示用回転粒子２の半球面に、絶縁物質及び着色剤を添加することによって着色する方法、表示用回転粒子２の半球面を粘着層に埋め込み、その露出した部分を蒸着、スパッタリング等によって着色する方法、または特開平１―２８２５８９号公報に開示されているように、着色された帯電性の異なる材料を貼り合わせて板状、もしくは帯状に形成し、所望の大きさに粉砕する方法を使用して行う。
【００２１】
図２は、本実施の形態のディスプレイ装置に使用する粒子担持体を説明する説明図である。図２において、粒子担持体１４は、表示用回転粒子２と、絶縁性溶媒１０とからなり、絶縁性溶媒１０で満たされたカプセルの中に表示用回転粒子２を回転可能に担持したものである。表示用回転粒子２は、材質の異なる二つの半球粒子を接合したものであるので、絶縁性溶媒１０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、表示用回転粒子２の極方向に双極子モーメントを発生し、この双極子モーメントの方向が電界等によって制御された場合には、表示用回転粒子２が回転するようになっている。
【００２２】
図３は、本実施の形態のディスプレイ装置に使用するインクを説明する説明図である。図３において、インク２０は、無色透明の液体１６と前記粒子担持体１４とからなり、全体としては液体としての性質を有する。そして、このインク２０は、インクジェットプリンタ等の後述する載置機構６を用いて、そのヘッドのノズルから吐出された後には、液体１６が蒸発、もしくは硬化することによりインク２０全体が乾燥するようになっている。しかし、インク２０が乾燥したとしても、表示用回転粒子２の周りには絶縁性溶媒１０が存在しているので、表示用回転粒子２に電界を印加した場合には、その表示用回転粒子２を回転させることができる。
【００２３】
図４は、本実施の形態のディスプレイ装置の概略構成を説明する説明図である。図４において、本実施の形態のディスプレイ装置は、前記粒子担持体を表示媒体である用紙８に載置する載置手段である載置機構６と、用紙８の表面に前記表示用回転粒子２の黒の半球面２１が現れれるように、表示用回転粒子２を回転させる第１の粒子制御手段である電界印加装置１２、その電界印加装置１２に使用する電極Ａ及び電極Ｂと、用紙８の表面に前記表示用回転粒子２の白の半球面２２が現れれるように、表示用回転粒子２を回転させる第２の粒子制御手段である電界印加装置１８、その電界印加装置に使用する電極Ｘ及び電極Ｙとを有している。
【００２４】
次に、表示用回転粒子２を回転させる方法について説明する。
【００２５】
ここでは、表示用回転粒子２の一方の半球面の色を黒、他方の半球面の色を白として説明する。
【００２６】
また、表示用回転粒子２の第１の領域である黒の半球面２１は、絶縁性溶媒１０の中で負極に分極され、第２の領域である白の半球面２２は、絶縁性溶媒１０の中で正極に分極されているものとする。
【００２７】
本実施の形態のディスプレイ装置において、まず、インクジェットプリンタ等の載置機構６は、用紙８上に、図示しない制御装置から送られてくる画像データからなる文字、図形等の画像の形状に基づいて、その形状にインク２０を吐出する。そして、液体１６が蒸発、もしくは硬化し、インク２０が乾燥するのを待つ。インク２０が乾燥した後は、粒子担持体１４が用紙８上に固定的に載置された状態になる。その後、粒子担持体１４が載置されている用紙８に、電界印加装置１２により電極Ａに正の電界及び電極Ｂに負の電界が印加された場合、電極Ａ及び電極Ｂの間には、電極Ａから電極Ｂに向けて電界Ｅ１が発生する。この電界Ｅ１により表示用回転粒子２は、用紙８の表面に黒の半球面２１が現れれるように回転する。
【００２８】
すなわち、表示用回転粒子２のうち、黒の半球面２１は、負極に分極され、白の半球面２２は、正極に分極されているので、電界印加装置１２により電極Ａを正極、電極Ｂを負極として電界Ｅ１を印加すると、黒の半球面２１は、正極である電極Ａ側（上側）に向き、白の半球面２２は、負極である電極Ｂ側（下側）に向く。ここで、電界の印加を解除しても、表示用回転粒子２は、特開昭６４―４２６８３号公報に開示されているように、表示用回転粒子２と絶縁性溶媒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、表示用回転粒子２は、回転せず、一種のメモリ効果を有する。
【００２９】
次に、粒子担持体１４が載置されている用紙８に、電界印加装置１８により電極Ｙに正の電界及び電極Ｘに負の電界が印加された場合、電極Ｙ及び電極Ｘの間には、電極Ｙから電極Ｘに向けて電界Ｅ２が発生する。この電界Ｅ２により表示用回転粒子２は、用紙８の表面に白の半球面２２が現れるように回転する。
【００３０】
すなわち、表示用回転粒子２のうち、黒の半球面２１は、負極に分極され、白の半球面２２は、正極に分極されているので、電界印加装置１８により電極Ｙを正極、電極Ｘを負極として電界Ｅ２を印加すると、白の半球面２２は、負極である電極Ｘ側（上側）に向き、黒の半球面２１は、正極である電極Ｙ側（下側）に向く。ここで、電界の印加を解除しても、前記同様に、表示用回転粒子２は、自由な回転を行わず、一種のメモリ効果を有する。
【００３１】
このように、用紙８に載置されたインク層Ｔは、用紙８に垂直な方向に電界を印加するだけの簡単な方法によって表示用回転粒子２を回転させ、載置機構６により載置された画像の形状に基づいて、その用紙８上に表示されたインク層Ｔの色を切り換えることができる。
【００３２】
また、本実施の形態では、用紙８に表示用回転粒子２を載置したが、表示用回転粒子２は、用紙８等の表示媒体を限定することなく、例えば、延性、展性に富む金属等の表示媒体、湾曲性、屈曲性に富む紙等の表示媒体、もしくは平面に限らず曲面を有する表示媒体においても、それら表示媒体上にインク層Ｔを形成できる。
【００３３】
図５は、他の実施の形態のディスプレイ装置の概略構成を説明する説明図である。図５において、第３の粒子制御手段である電界印加装置１９は、載置機構６により用紙８に載置された粒子担持体１４の表示用回転粒子２を、黒の半球面２１もしくは白の半球面２２が用紙８の表面に現れるように回転させる。すなわち、表示用回転粒子２のうち、黒の半球面２１は、負極に分極され、白の半球面２２は、正極に分極されているので、電界印加装置１９により電極Ｃを正極、電極Ｄを負極として電界を印加すると、黒の半球面２１は、正極である電極Ｃ側（上側）に向き、白の半球面２２は、負極である電極Ｄ側（下側）に向く。
【００３４】
一方、電界印加装置１９により電極Ｄを正極、電極Ｃを負極として電界を印加すると、白の半球面２２は、負極である電極Ｃ側（上側）に向き、黒の半球面２１は、正極である電極Ｄ側（下側）に向く。ここで、電界の印加を解除しても、前記同様に、表示用回転粒子２は、自由な回転を行わず、一種のメモリ効果を有する。
【００３５】
本実施の形態によれば、電界印加装置１９が一つですむので、ディスプレイ装置本体を小型にでき、装置本体の価格も安価に抑えることができる。
【００３６】
なお、本実施の形態においては、インクジェットプリンタ等の載置機構６が、用紙８上に、図示しない制御装置から送られてくる画像データからなる文字、図形等の画像の形状に基づいて、その形状にインク２０を吐出するとしたが、前記載置機構６が用紙８全面にインク２０を吐出するようにしてもよい。
【００３７】
この場合には、用紙８全体の色が、例えば、信号の赤と青のように切り換えて信号等の機能として用いることができる。
【００３８】
また、本実施の形態においては、インク２０を用紙８上に吐出し、そのインク２０の乾燥した後に、粒子担持体１４が用紙８上に載置されるようにしたが、粒子担持体１４自体を直接用紙８上に載置してもよい。
【００３９】
また、本実施の形態においては、電界を印加して、表示用回転粒子２を回転させたが、磁界を印加して、表示用回転粒子２を回転させてもよい。
【００４０】
さらに、本実施の形態においては、載置機構６をインクジェットプリンタとしたが、レーザープリンタ等の電子写真、磁気プリンタ、インパクト式のドットプリンタ、熱転写式のプリンタであってもよい。
【００４１】
【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によれば、載置手段は、第１の領域と第２の領域とを有し、少なくともそのいずれか一つの領域が単一色に着色された粒子を回転可能に担持した粒子担持体を、表示媒体の表面に載置させ、その後、第１の粒子制御手段は、その載置手段により表示媒体に載置された粒子担持体の粒子を、第１の領域が表示媒体の表面に現れるように回転させ、第２の粒子制御手段は、載置手段により表示媒体に載置された粒子担持体の粒子を、第２の領域が表示媒体の表面に現れるように回転させるので、延性、展性に富む金属等の表示媒体、湾曲性、屈曲性に富む紙等の表示媒体、もしくは平面に限らず曲面を有する表示媒体においても、それら表示媒体上に画像表示面を形成できるとともに、簡単な構造によって、その表示媒体上に表示された画像表示画の色を切り換えることができる。
【００４２】
また、請求項２に記載のディスプレイ装置によれば、載置手段は、文字、図形等の画像の形状に基づいて、粒子担持体を表示媒体の表面に載置するので、使用者は、希望する形状の画像表示面を形成でき、その画像表示画の色を切り換えることができる。
【００４３】
さらに、請求項３に記載のディスプレイ装置において、第３の粒子制御手段は、載置手段により表示媒体に載置された粒子担持体の粒子を、第１の領域もしくは第２の領域が表示媒体の表面に現れるように、選択的に切替え回転させるので、粒子の回転が一つの第３の粒子制御手段により制御され、ディスプレイ装置本体を小型にできるとともに、装置本体の価格も低く抑えることができる。
【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表示用回転粒子を説明する説明図である。
【図２】本実施の形態のディスプレイ装置に使用する粒子担持体を説明する説明図である。
【図３】本実施の形態のディスプレイ装置に使用するインクを説明する説明図である。
【図４】本実施の形態のディスプレイ装置の概略構成を説明する説明図である。
【図５】他の実施の形態のディスプレイ装置の概略構成を説明する説明図である。
【符号の説明】
２    表示用回転粒子
６    載置機構
８    用紙
１２    電界印加装置
１４    粒子担持体
１８    電界印加装置
２１    黒の半球面
２２    白の半球面
Ａ    電極
Ｂ    電極
Ｘ    電極
Ｙ    電極
【図１】
0003743121.tif 000002
【図２】
0003743121.tif 000003
【図３】
0003743121.tif 000004
【図４】
0003743121.tif 000005
【図５】
0003743121.tif 000006