JP2007047446A - 電気泳動型の表示パネルおよび表示装置 - Google Patents

Abstract

【目的】 省エネルギで、表現の自由度も高く、メンテナンスも容易な表示装置を提供する。
【構成】 ボード(11)と、そのボード(11)に組み込まれ、電圧の印加によって表示色を変更可能な複数の表示素子(12)とを備える表示装置である。
各々の表示素子(12)には、電圧の印加を受けるための複数の端子(13)と、その端子(13)が電圧の印加を受けた場合に表示色を変更可能な電気泳動表示パネル(14)とを備える。ボード(11)には、表示素子(12)を配置するための素子配置部(15)を複数備えるとともに、各々の素子配置部(15)内において、配置された表示素子(12)の端子(13)と接触して電圧の印加が可能な端子接点(16)とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電気泳動型の素子を用いた表示パネルおよびそれを利用した表示技術に関する。

電子デバイスを用いた表示装置としては、ブラウン管表示装置、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなど、様々な種類のものが提案されてきている。
例えば、電球、ＬＥＤ等を表示素子として用いた野球場の電光掲示板や宣伝広告表示媒体等があるが、これらは自発光型の素子であるため昼夜を問わず表示が明瞭であり、仮に一つの素子が破損、劣化等により機能しなくなったとしても、その素子のみを新しいものと交換すれば容易に修復可能である等の利点を有している。

しかしながら、電球やＬＥＤのような素子は、薄型化・軽量化するのに物理的な限界を有し、また、可撓性を有するようなフレキシブルディスプレイとすることが難しいという点に課題を有している。
また、ブラウン管テレビのような表示媒体は、表示媒体として長期にわたり様々なシーンで利用されてきたものであるが、やはり薄型化・軽量化が難しく、また落下等の衝撃により壊れやすいといった点に課題を有している。

一方で、薄型化・軽量化に適した表示装置として、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどが提案されてきているが、液晶ディスプレイは液晶自体が非発光物質であり、かつ、その反射率も低く、バックライトのような光源を必要とするため、エネルギ消費量の課題を有してきている。また、液晶ディスプレイの原理上、液晶ディスプレイの視野角を広くするためには偏光フィルム等を必要とするため、構成が複雑となったり、コストが上がるといった点にも課題を有している。

プラズマディスプレイは、自発光のディスプレイであるが、エネルギ消費量の課題や、軽量化が難しい等の課題を有している。
近年注目されている有機ＥＬのようなディスプレイは、紙のように薄く、軽量で、消費電力を少なくすることができる表示装置となりうることが知られている。しかしながら、水分の影響を受けやすく耐久性の面ではまだまだ課題を有しているものである。

前記してきたいずれの表示装置も、表示し続ける限りにおいて電流を流し続ける必要があり、電力消費の面で改良が求められ続けているものであるが、表示の切り替え時のみに電圧を印加することで様々な表示が可能な表示装置として、トナーディスプレイや電気泳動表示装置に代表される電子ペーパーが注目を集めてきている。
これらは、薄型化・軽量化・省電力化の面で利点を有しているが、表示装置を大型化しようとした場合には、歩留まり向上を含めた製造方法、耐久性、メンテナンス性、コストなどに課題を有している。

なお、電子デバイスを用いた表示装置については、ブラウン管、液晶パネルディスプレイなどが代表的である。たとえば、特許文献１に記載される技術である。
これらは、視認性に優れ、視野角も広いなどの利点がある。

特開２０００−６７３７８号公報

この文献には、省エネルギ性、経済性、メンテナンス性及び多様性に優れるとともに、汎用性及び信頼性の高い内照式表示装置が開示されている。

そのほか、電気的なエネルギを必要としない表示媒体としては、各種の印刷物がある。これらは、視認性に優れ、視野角も広い。

電子デバイスを用いた表示装置は、一般には常に電気的なエネルギを必要とする。表示装置が大型化した場合には、供給しなければならないエネルギは膨大である。
また、画素を構成する素子デバイスの不良は、大型化する表示装置の歩留まりを下げる。使用開始後に素子デバイスの不良が生じた場合のメンテナンスは、手間も時間も掛かり、困難である。

電気的なエネルギを必要としない表示媒体は、表示内容を変更するには、それら印刷物を張り替える、といった人的な労力を必要とする。
前述の特許文献1に記載の技術は、省エネルギに寄与する技術であるようだが、使用開始後に素子デバイスの不良が生じた場合のメンテナンスについての解決はなされていない。

本願発明の解決すべき課題は、表示の切り替え時以外に電気的なエネルギを必要とせず、メンテナンスが容易で大型化もしやすく、表示内容の変更も容易な表示装置関連技術を提供することである。
請求項１から請求項１２記載の発明の目的は、省エネルギで、表現の自由度も高く、メンテナンスも容易な表示装置を提供することである。
請求項１３および請求項１４記載の発明の目的は、省エネルギで、表現の自由度も高く、メンテナンスも容易な表示装置に用いる電気泳動表示パネルを提供することである。
請求項１５および請求項１６記載の発明の目的は、省エネルギで、表現の自由度も高く、メンテナンスも容易な表示装置に用いる表示素子を提供することである。
請求項１７から請求項１９記載の発明の目的は、省エネルギで、表現の自由度も高く、メンテナンスも容易な表示装置に用いるボードを提供することである。

(請求項１)
請求項１記載の発明は、ボード(11)と、そのボード(11)に組み込まれ、電圧の印加によって表示色を変更可能な複数の表示素子(12)とを備える表示装置(10)に係る。
各々の表示素子(12)には、電圧の印加を受けるための複数の端子(13)と、その端子(13)が電圧の印加を受けた場合に表示色を変更可能な電気泳動表示パネル(14)とを備え、ボード(11)には、表示素子を配置するための素子配置部(15)を複数備えるとともに、各々の素子配置部内において、配置された表示素子の端子(13)と接触して電圧の印加が可能な端子接点(16)とを備えたことを特徴とする。

(用語説明)
「電気泳動表示パネル(14)」は、少なくとも一方が透明な２枚の電極基板を対向配置し、この基板電極間に、少なくとも１種類の微粒子(顔料粒子)を分散させた表示液を充填して表示パネルとした構成を採用する。この表示パネルに電圧(電界)を印加し、光透過性電極基板面に視認可能な表示を得る。電圧が印加されれば変化するが、継続的な電流は不要である。このため、極めて消費電力の低い表示装置を実現できる。
最も基本的な電気泳動表示パネル(14)は、２色表示可能なものである。代表的には、白／黒、白／赤などの表示切り替えが可能なタイプであるが、黒／赤、赤／黄、青／赤などの表示も可能なものである。また、電圧の印加時間を制御することなどにより、それらの中間色（濃紅、橙、紫など）を出すことも可能である。なお、３種類の粒子(例えば、白、赤、青など)を用いて、制御して３色を表示し分ける方法も技術的には可能である。

表示素子(12)の一つの大きさは、一辺が少なくとも１ミリメートル以上である。この大きさであれば、人間が指やピンセットなどを使って掴むことができ、表示素子(12)の交換などのメンテナンスも可能である。
一方、建物の天井、壁、床、外壁や屋根といった建造物等に用いる場合には、表示させようとする対象物の内容やクレーン等により配置可能である限りにおいて、一辺のサイズの大きさに制限はないが、取り扱いの観点からは一辺が１メートルから１０メートル程度以下が好ましい。

(作用)
複数の表示素子(12)を、ボード(11)の素子配置部(11a)に配置する。すると、配置された表示素子(12)の端子(13)は、素子配置部(11a)内に備えられた端子接点(11b)に接触し、電圧の印加が可能となる。端子接点(11b)を介して端子(13)に電圧を印加すると、表示素子(12)の電気泳動表示パネル(14)は、表示色を変更させることができる。
複数の表示素子(12)それぞれに、電圧を印加させたりさせなかったりする。それによってボード(11)に配列された表示装置(10)全体によって表示色を変化させ、表したい表示を実現できる。
使用開始後に表示素子(12)の不良が生じた場合には、不良となった表示素子(12)をボード(11)から取り外して交換すればよい。部分的に表示素子(12)の種類(たとえば表示色の変更)を変更したい場合にも同様である。

(請求項２)
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の表示装置を限定したものである。
すなわち、表示素子(12)に対する電圧の印加による表示色の変更に関する制御データを表示装置(10)の外部装置から受信するための制御データ受信ポートを備えたことを特徴とする。

（用語説明）
「制御データ受信ポート」とは、たとえば、「表示素子(12)に対する電圧の印加による表示色の変更に関する制御データ」を、「表示装置(10)の外部装置」である情報処理装置（パーソナルコンピュータなど）によって作成した場合、その情報処理装置から制御データを受信するための手段である。たとえば、無線データにて受信する場合には、無線デジタルデータ受信手段である。データ転送コードなどを用いてパーソナルコンピュータと接続することによって受信する場合には、そのデータ転送コードの接続ポートである。

（作用）
制御データ受信ポートを介して制御データを受信することで、表示素子(12)に対する電圧の印加による表示色の変更が可能である。表示装置をシンプルに構成することができる。

(請求項３)
請求項３記載の発明は、請求項１に記載の表示装置を限定したものである。
すなわち、表示素子(12)に対する電圧の印加による表示色の変更に関する制御データを入力するための入力手段と、その入力手段によって入力された制御データをいったん記憶する記憶手段と、その記憶手段に記憶された制御データを変更に係る表示素子の端子(13)に対する表示色の変更命令信号に変換する演算手段と、その変換された変更命令信号を出力する出力手段とを有する制御装置(30)を備えた表示装置に係る。

(用語説明)
「制御装置(30)」とは、全ての表示素子(12)についての電圧の印加制御を可能とする構造として、以下のような種類がある。
代表的には、別に作成された制御データを受信し、その制御データを端子接点(11b)に対して出力し、表示素子(12)の電気泳動表示パネル(14)の表示色を変化させるものである。
実施形態によっては、前記の入力手段が、前記制御装置(30)とは別に構成されたパーソナルコンピュータおよびプログラムである場合もある。たとえば、パーソナルコンピュータの出力画面に、制御内容を出力させながら制御データを吟味してから送信すると、その送信されたデータを本願の制御装置(30)に係る入力手段が受信する、といった形態もありえる。

(作用)
制御装置(30)が各々の表示素子(12)における各端子(13)に対する電圧の印加を制御する。それによって、ボード(11)に配列された表示装置全体によって表示色を変化させ、表したい表示を実現できる。
なお、制御装置(30)による制御内容を、時間とともに変化させれば、動画表示も可能である。

(請求項４)
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の表示装置を限定したものであり、
ボード(11)は、可撓性を有する材質にて形成されたことを特徴とする。

(用語説明)
ボード(11)の可撓性は、たとえば折りたたみ可能なほどである場合も含まれる。ボード(11)について全体が可撓性を備える場合のほか、表示素子(20)が位置しない部位にのみ可撓性を備えさせることとしてもよい。なお、具体的な材質としては、たとえば、ＰＥＴ、ＰＰやポリカーボネート等をフィルム状または薄型にしたプラスチックフィルムやプラスチックボード、ゴムシート、薄型の金属、布、紙などを用いることができる。

(作用)
ボード(11)が可撓性を備えているので、製造後の表示装置を様々な形状の場所に固定できる。たとえば、表示装置(10)の曲面部分への固定が可能である。
また、折りたたみ可能な程度の可撓性がある場合には、表示装置(10)の移動時にコンパクト化が可能となる。表示装置が大型である場合には、輸送の手間やコスト軽減に寄与する。

(請求項５)
請求項５に記載の発明は、請求項1から請求項４のいずれかに記載の表示装置を限定したものであり、
表示素子(12)は、可撓性を有する材質にて形成されたことを特徴とする。
具体的な材質としては、上記したものと同様に、たとえば、ＰＥＴ、ＰＰやポリカーボネート等をフィルム状または薄型にしたプラスチックフィルムやプラスチックボード、ゴムシート、薄型の金属、布、紙などを用いることができる。
また、表示素子(12)は、全体が可撓性を備える場合のほか、部分的にのみ可撓性を備えさせることとしてもよい。

（作用）
表示素子(12)が可撓性を備えているので、組立作業が容易となったり、表示装置(10)を設置した場所に対する適応性を向上させたりする。
ボード(11)にも可撓性がある場合には、表示装置(10)の曲面部分への固定がよりいっそう行いやすくなり、移動時にコンパクト化、輸送の手間やコストの軽減に寄与する。

(請求項６)
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の表示装置を限定したものである。
すなわち、電気泳動表示パネル(14)は、光透過性を有する光透過性電極基板(17)と、その光透過性電極基板(17)に対向する位置に配置された電極基板(18)とを備えるとともに、 それら光透過性電極基板(17)および電極基板(18)の間には、少なくとも１種類以上の電気泳動粒子を含むことによって電圧の印加を受けた場合に表示色を変更可能であるように表示色変更構造を形成したことを特徴とする表示装置に係る。

(用語説明)
「電気泳動粒子」とは、正または負の電荷を持った粒子であり、たとえば有機顔料、無機顔料、顔料や染料によって着色された樹脂粒子などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
「表示色変更構造」とは、少なくとも1種類以上の電気泳動粒子を含む電気泳動表示用液を備えた構造であり、電圧の印加を受けた場合に表示色を変更可能であるように形成されたものである。
一種類の電気泳動粒子を含むものとしては、たとえば、正（または負）に帯電した白色粒子を、青色染料によって着色された溶媒中に適宜分散することにより電気泳動表示用液が得られる。得られた電気泳動表示用液を光透過性電極基板(17)および電極基板(18)の間に挟み、光透過性電極基板(17)を負（または正）に、電極基板(18)を正（または負）になるように電圧を印加することにより、光透過性電極基板(17)面に白色粒子が集まり、光透過性電極基板(17)を通して白表示することができる。さらに、これとは逆に電圧を印加することにより、電極基板(18)面に白色粒子が集まり、光透過性電極基板(17)からは青色に着色された染料溶液の色が見えることになり、青色表示することができる。
一方、二種類の電気泳動粒子を含むものとしては、たとえば、正（負）に帯電した白色粒子と負（正）に帯電した黒色粒子を、着色されていない透明な溶媒中に適宜分散することにより電気泳動表示用液が得られる。得られた電気泳動表示用液を光透過性電極基板(17)および電極基板(18)の間に挟み、光透過性電極基板(17)を負（正）に、電極基板(18)を正（負）になるように電圧を印加することにより、光透過性電極基板(17)面には白色粒子が集まり、電極基板(18)面には黒色粒子が集まり、光透過性電極基板(17)を通して白表示することができる。さらに、これとは逆に電圧を印加することにより、光透過性電極基板(17)面には黒色粒子が集まり、電極基板(18)面に白色粒子が集まり、光透過性電極基板(17)を通して黒表示することができる。
なお、当然ながら上記したものに限定されるものではない。
「表示色変更構造」としては、請求項７から請求項９に限定するものが代表的であるが、各請求項に限定するそれらの層(19,20,21)を組み合わせたものなどでもよい。

(請求項７)
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の表示装置を限定したものである。
すなわち、電気泳動表示パネル(22)は、表示色変更構造が、少なくとも１種類以上の電気泳動粒子を含む電気泳動表示用液が封入されたマイクロカプセル層(19)を備えたことを特徴とする表示装置に係る。

(用語説明)
「マイクロカプセル層(19)」とは、たとえば、従来から知られているｉｎ−ｓｉｔｕ重合法などを用いてマイクロカプセルの内部に電気泳動表示用液を封じ込めたものと、ポリビニルアルコールなどのようなバインダ樹脂とを混合したものから形成することができるが、これに限定されるものではない。
電気泳動表示用液が封入されたマイクロカプセルは、ゼラチンのように柔軟性を有するようなカプセル壁からなるものが好ましく、また３０μｍから６０μｍの大きさのものが好ましく、電極間に備えるマイクロカプセル層(19)の厚みもそれに応じて２０μｍから８０μｍ程度であることが好ましい。これにより、マイクロカプセルを密に充填したマイクロカプセル層(19)を得ることができる。
マイクロカプセル層(19)を備えることによって、繰り返し表示した場合や長期保存した場合の顔料粒子の凝集や粒子の偏在を抑制することができ、均一で高コントラストな表示を長期にわたって良好に維持できる。

(請求項８)
請求項８に記載の発明もまた、請求項６に記載の表示装置を限定したものである。
すなわち、表示色変更構造は、少なくとも１種類以上の電気泳動粒子を含む電気泳動表示用液が封入されたそれぞれが独立したセル構造体層(20)を備えたことを特徴とする表示装置に係る。

(用語説明) 「セル構造体層(20)」とは、たとえば、レーザーでＰＥＴフィルムに四角形などの孔を空けたフィルムを作成し、その孔部分に電気泳動表示用液を充填することにより形成することができる。電極基板に孔を空けたフィルムを接着等により固定し、その後孔部分に電気泳動表示用液を充填し、対向する電極基板で挟み込むことによりセル構造体層(20)を備えたものとすることができる。なお、これらの方法に限定されるものではない。

セル構造体層(20)は、対向する電極基板間の距離を一定に保つことができるとともに、繰り返し表示した場合や長期保存した場合の顔料粒子の凝集や粒子の偏在を抑制することができ、均一で高コントラストな表示を長期にわたって良好に維持できる。
なお、電極間に備えるセル構造体層(20)の厚みは、良好な表示を得るために２０μｍから８０μｍ程度であることが好ましい。

(請求項９)
請求項９に記載の発明もまた、請求項６に記載の表示装置を限定したものである。
すなわち、表示色変更構造は、少なくとも１種類以上の電気泳動粒子を含む電気泳動表示用液と繊維とから構成される繊維含有層(21)を備えたことを特徴とする表示装置に係る。

(用語説明)
「繊維含有層(21)」とは、たとえば、繊維を織って織物を形成し、織物の孔部分に電気泳動表示用液を充填することにより形成することができる。ただし、この方法に限定されるものではない。
繊維としては、合成繊維、植物性繊維、無機繊維など用いることができ、織物とする場合には、繊維径が１０μｍから５０μｍのものを用いると好ましい。さらに、光透過性電極基板(17)を通して見た場合に占める繊維部以外の割合（開口率）が、７０％以上になるように形成することが好ましい。
繊維含有層(21)は、対向する電極基板間の距離を一定に保つことができるとともに、繰り返し表示した場合や長期保存した場合の顔料粒子の凝集や粒子の偏在を抑制することができ、均一で高コントラストな表示を長期にわたって良好に維持できる。

(請求項１０)
請求項１０に記載の発明は、請求項６から請求項９のいずれかに記載の表示装置を限定したものである。
すなわち、電気泳動表示パネル(14)を構成する光透過性電極基板(17)および電極基板(18)は、パターン形成されていない電極基板であることを特徴とする表示装置に係る。

(用語説明)
「パターン形成されていない電極基板」とは、電極基板の表面上に一様に連続して電極が形成された、いわゆるベタ電極といわれるものであり、フォトエッチング法やフォトマスク法などにより、電極パターンが形成されていないものである。
たとえば、ＰＥＴフィルム上に、ＩＴＯなどの透明電極材料をイオンプレーティング法、スパッタリング法などを用いてフィルム全面に一様に電極を形成することなどにより、形成することができるが、これに限定されるものではない。
これによって、表示パネルを備えた一つの表示素子を、表示装置の一つのドットとして使用することができ、表示装置の一部の表示素子が破損等した場合であっても、簡単にドット一つを修復でき、メンテナンス性に優れた表示装置とすることができる。

(請求項１１)
請求項１１に記載の発明は、請求項1から請求項９のいずれかに記載の表示装置を限定したものであり、
素子配置部(15)および表示素子(12)には、素子配置部(15)に対して表示素子(12)を配置固定可能な係合構造を備えたことを特徴とする。

(用語説明)
「係合構造」とは、たとえば、素子配置部(15)を凹構造とし、表示素子(12)にはその凹構造に填め合わせる凸構造を採用する、というものである。
反対に、ボード(10)における表示素子(20)を固定する部位を凸形状とし、表示素子(20)にその凹形状に合致する凹構造を備えることとしても良い。
これらは係合構造の一例であり、表示素子(12)を配置可能なものであればいずれのものも用いることができる。

(作用)
素子配置部(15)および表示素子(12)には係合構造が採用されているので、組立作業が行いやすい。また、メンテナンス時などにおいて表示素子(12)の交換作業もやりやすい。

(請求項１２)
請求項１２に記載の発明は、請求項３から請求項１１のいずれかに記載の表示装置を限定したものである。
すなわち、制御装置(30)の入力手段は、表示素子(12)の表示色変更に関する制御データを出力手段に対して送信する受信手段(33)と、その受信手段(33)とは物理的に分離されて構成されるとともに当該制御データを送信する遠隔操作ボード(34)とを備えたことを特徴とする表示装置に係る。

(用語説明)
ここにいう「物理的に分離される」とは、受信ボード(33)が制御命令を受信可能な物理的な距離を離れることができることを意味する。制御命令を電話回線などの有線方式、または赤外線などの無線方式などで受信ボード(33)に送信することができるのであれば、表示装置を肉眼で目視できる範囲外からの制御も可能である。

(作用)
遠隔操作ボード(32)を用いて、ボード(10)の遠隔から制御命令を送信する。その遠隔操作ボード(32)から送信された制御命令を受信ボード(33)が受信し、その受信ボード(33)が受信した制御命令を制御ボード(31)が実行する。以上によって、表示装置における表示内容の遠隔操作が可能となる。

(請求項１３)
請求項１３に記載の発明は、請求項６に係る表示装置に用いられる電気泳動表示パネルに係る。
すなわち、光透過性を有する光透過性電極基板(17)と、その光透過性電極基板(17)に対向する位置に配置された電極基板(18)とを備えるとともに、それら光透過性電極基板(17)および電極基板(18)の間には、少なくとも１種類以上の電気泳動粒子を含むことによって電圧の印加を受けた場合に表示色を変更可能であるように表示色変更構造を形成したことを特徴とする。

（用語説明）
「表示色変更構造」とは、少なくとも１種類以上の電気泳動粒子を含む電気泳動表示用液が封入されたマイクロカプセル層(19)、少なくとも１種類以上の電気泳動粒子を含む電気泳動表示用液が封入されたそれぞれが独立したセル構造体層(20)、少なくとも１種類以上の電気泳動粒子を含む電気泳動表示用液と繊維とから構成される繊維含有層(21)などを備えたもの、あるいはそれらの層(19,20,21)を組み合わせたものなどがある。

（請求項１４）
請求項１４記載の発明は、請求項１３に記載の電気泳動表示パネルを限定したものであり、
可撓性を有する材質にて形成されたことを特徴とする。

(請求項１５)
請求項１５に記載の発明は、請求項６に係る表示装置に用いられる表示素子(12)に係る。
すなわち、ボード(11)に組み込まれ、電圧を印加されることによって表示色を変更可能な複数の表示素子(12)であって、各々の表示素子(12)には、電圧の印加を受けるための複数の端子(13)と、その端子(13)がボード(11)の端子接点(16)からの電圧の印加を受けた場合に表示色を変更可能な電気泳動表示パネル(14)とを備える。
また、その電気泳動表示パネル(14)は、光透過性を有する光透過性電極基板(17)と、その光透過性電極基板(17)に対向する位置に配置された電極基板(18)とを備えるとともに、 それら光透過性電極基板(17)および電極基板(18)の間には、少なくとも１種類以上の電気泳動粒子を含むことによって電圧の印加を受けた場合に表示色を変更可能であるように表示色変更構造を形成したことを特徴とする

(請求項１６)
請求項１６記載の発明は、請求項１５に記載の表示素子(12)を限定したものであり、
可撓性を有する材質にて形成されたことを特徴とする。

（請求項１７）
請求項１７記載の発明は、請求項１に記載の表示装置に用いられる電圧の印加によって表示色を変更可能な複数の表示素子(12)を複数組み込むためのボード(11)に係る。
すなわち、表示素子(12)を配置するための素子配置部(15)を複数備えるとともに、各々の素子配置部(15)内において、配置された表示素子の端子(13)と接触して電圧の印加が可能な端子接点(16)とを備えたことを特徴とする。

（請求項１８）
請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載のボードを限定したものであり、
可撓性を有する材質にて形成されたことを特徴とする。

(請求項１９)
請求項１９に記載の発明は、請求項１７または請求項１８のいずれかに記載のボードを限定したものである。
すなわち、ボード(11)における素子配置部(15)には、表示素子(12)を配置固定可能な係合構造を備えたことを特徴とする。

請求項１から請求項１２記載の発明によれば、省エネルギで、表現の自由度も高く、メンテナンスも容易な表示装置を提供することができた。
請求項１３から請求項１４記載の発明によれば、省エネルギで、表現の自由度も高く、メンテナンスも容易な表示装置に用いる電気泳動表示パネルを提供することができた。
請求項１５から請求項１６記載の発明によれば、省エネルギで、表現の自由度も高く、メンテナンスも容易な表示装置に用いる表示素子を提供することができた。
請求項１７から請求項１９記載の発明によれば、省エネルギで、表現の自由度も高く、メンテナンスも容易な表示装置に用いるボードを提供することができた。

以下、本発明を実施の形態及び図面に基づいて、更に詳しく説明する。ここで使用する図面は、図１乃至図１０である。
図1は大型の表示装置を図示したものであり、図２表示素子とボードとの関係を詳細に示す斜視図であり、図３は、表示素子の内部構造を示す斜視図である。また、図４から図６は、電気泳動表示パネルの例を示す断面図である。

また図７は、表示装置の全体構成を示した組立斜視図である。図８は、実施形態に係る表示装置の主要部を示す断面図などである。図９は、本発明に係る表示装置の実施形態を示す斜視図である。図１０は、本発明に係る表示装置の実施形態を示すブロック図である。
説明の便宜上、図7に基づく説明から開始する。

(図７)
図７に示すのは、ボード(11)と、そのボード(11)に組み込まれ、電圧の印加によって表示色を変更可能な複数の表示素子(12)とを備える表示装置である。ここでは、説明の便宜のため、縦横に３行３列にて９つの表示素子(12)とした。
各々の表示素子(20)には、電圧の印加を受けるための複数の端子(13)と、その端子(13)が電圧の印加を受けた場合に表示色を変更可能な表示部たる電気泳動表示パネル(14)とを備える。電気泳動表示パネル(14)は、電圧が印加されれば変化するが継続的な電流は不要である。このため、極めて消費電力の低い表示装置を実現できる。

ボード(11)には、表示素子(12)を配置するための素子配置部たる素子埋設部(11a)を複数備えるとともに、各々の素子配置部(11a)内において、配置された表示素子(12)の端子(13)と接触して電圧の印加が可能な端子接点(11b)とを備える。この端子接点(11b)に対して電圧をかける、かけない、変化させるなどの制御は、全て制御装置(30)からの命令にて行われる。
図７においては、電圧をかけた表示素子は、表示素子(12b)として変色している。埋設する前の表示素子(12a)が埋設された後に電圧をかければ、「Ｔ」の文字を表現できる表示装置となる。

この実施形態に示す表示素子(12)の一つの大きさは、一辺が１〜１０ｍｍ程度であり、人間が指やピンセットなどを使って掴むことができる。このため、メンテナンス(例えば交換)も簡単に行える。使用開始後に表示素子(12)の不良が生じた場合には、不良となった表示素子(12)をボード(11)から取り外して交換すればよい。表示素子(12)の種類を変更したい場合にも同様である。

(図８)
図８に示す実施形態は、一つの表示素子(12)における端子(13)は、表示部との間に結合部(12a)を介して、その高さを異ならせた２つの長端子(13a)と１つの短端子(13b)を組み合わせて三つを備えている。なお、長端子(13a)および短端子(13b)を二種類としたのは、それ以上の種類とすることは、部品管理が複雑化する一方、享受できるメリットに乏しいからである。
一方、ボード(11)における端子接点(16)は、表示素子の埋設高さに応じて長端子(13a)および短端子(13b)における接触パターンが少なくとも二種類となるように形成している。

表示素子(12)が素子埋設部(11)に埋設される高さを二種類用意しており、浅く埋設された場合に長端子(13a)が接触する深結線(32a)と、深く埋設した場合に短端子(13b)が接触する短結線(32b)とが敷設されている。深結線(32a)および短結線(32b)は制御装置(30)に電気的に結合されている。

表示素子(12)は、浅く埋設された状態で安定する上ポジションと、その状態から表示素子(12)を下方へ押すと、深く埋設された状態で安定する下ポジションとがある。この二つのポジションは、詳細な図示を省略するが、いわゆるロータリースイッチ構造を備える。このため、下ポジションにある表示素子(20)の表示部(22)を下方へ押すと、上ポジションに戻る。

表示素子(12)は、二種類のポジションを取ることができるので、それぞれのポジションで電圧をかけるか否かの二種類と合わせて、最大四種類の表示が可能となる。
表示素子(12)の埋設高さを変更すれば、接点の接触パターンを変更することができる構造においては、接点の接触パターンに応じて表示素子(12)に対する制御内容(表示内容)が異なることが前提となる。表示素子の埋設高さに応じて長端子(13a)および短端子(13b)における接触パターンが少なくとも二種類が存在するので、表示内容を複雑にすることができ、表現力の豊富さに寄与する。

(図３)
図３は、ボード(11)における表示素子(12)が位置する素子埋設部(11a)の間に、可撓性に優れた可撓帯部(11c)を備えた表示装置を示している。
このような表示装置であれば、例えば曲面に固定することも容易となる。
なお、ボード(11)における可撓帯部(11c)以外の部位にも可撓性を備えることとすれば、より柔軟な表示装置を実現できる。更に、表示素子(12)にも可撓性を備えれば、更に優れた表示装置を実現できる。

(図１０)
図１０に示すのは、制御装置(30)についてのバリエーションを示したものである。
すなわち、制御装置(30)は、ボード(10)に対する制御信号を発信する制御ボード(31)と、その制御ボード(31)とは物理的に離れた場所に設けた遠隔制御ボード(34)と、その遠隔制御ボード(34)から発信された制御信号を受信する受信手段(33)とを備えている。
受信手段(33)が受信した制御信号を制御ボード(31)がボード(11)に対して発信することで、遠隔制御が実現できる。例えば、極めて大型の表示装置でも、視認に最適な場所から、表示内容(すなわち制御信号による内容)を確認しながら制御信号を発信したり、修正したりすることができる。

（図1）
図1は、大型の表示装置(10)を図示したものである。多数の表示素子(12)を隙間無く敷き詰めて固定すれば、細密な表示が可能となる。精度が要求されない表示装置であれば、表示素子(12)の大きさを大きくしたり、隣接する表示素子(12)の間を広めに形成したものが採用される。

（図２）
図２は、表示素子とボードとの関係を詳細に示す斜視図である。斜線部は図１３に示すような表示素子(14)を配置した状態を示しており、ボード(11)において素子配置部(15)内に端子接点(16)が形成された状態を示している。一つの素子配置部(15)内には少なくとも2つの端子接点(16)が形成されており、表示素子の端子(13)に電圧を印加できるように構成される。
このような構成を取ることにより、薄型の表示装置とすることができる。

（図３）
図３は、表示素子の内部構造を示す斜視図である。図３(a)は表示素子の表示側を表しており、図３(b)は表示素子の背面（ボードに接する）側を表している。
図３(c)は表示素子の内部構造を表しており、光透過性電極基板(17)と電極基板(18)間に、少なくとも１種類以上の電気泳動粒子を含むことによって電圧の印加を受けた場合に表示色を変更可能であるように表示色変更構造が形成された状態を示している。
このような構成を取ることにより、薄型の表示装置とすることができ、可撓性の材料を用いた場合には可撓性の表示素子とすることができる。

（図４）
図４は、マイクロカプセル層(19)を備えた電気泳動表示パネル(14)を図示したものである。電気泳動表示用液の封入されたマイクロカプセル(19a)をバインダ(19c)とともに光透過性電極基板(17)と電極基板(18)間に挟み込むことにより、構成されるものである。

（図５）
図５は、セル構造体層(20)を備えた電気泳動表示パネル(14)を図示したものである。電気泳動表示用液の封入されたそれぞれが独立したセル構造体層(20)を光透過性電極基板(17)と電極基板(18)間に挟み込むことにより、構成されるものである。電気泳動表示用液はセル隔壁(20b)により横方向への移動ができない構成を採用している。

（図６）
図６は、電気泳動表示用液と繊維とから構成される繊維含有層(21)を備えた電気泳動表示パネル(14)を図示したものである。電気泳動表示用液は繊維(21a)と繊維(21a)の間に存在し、電気泳動表示用液の横方向への移動が抑制される。電極基板間の距離を維持しつつ、特に可撓性材料を用いた場合に有効な構成となる。

(農業、捕獲業などへの応用)
本発明に係る表示装置を用いて、大型パネルを形成し、表示素子の表示を間歇的に切り替えることで、鳥や有害動物を退散・駆除等させる装置として使用することができる。

(農業への応用)
本発明に係る表示装置を果樹の下に位置させ、地表面に照射されていた日光(または人工光)を反射させることで、果実などの作物の適正な成長に寄与させることができる。表示素子を制御して反射率を変えることができるので、きめ細かな反射を制御可能である。

(撮影補助機材への応用)
本発明に係る表示装置を、撮影に用いる反射パネルとする。表示素子は、白黒の二種類が可能であれば、反射光の強度を細かく変化させることができる。折り畳みが可能な反射パネルであれば、持ち運びに便利である。

(衣服、装着物などへの応用)
工事現場、道路作業員などの着衣の一部、ヘルメットや帽子などに本発明に係る表示装置を採用する。外部から目立つような表示としたり、例えば簡単な文字や記号を表示させることで外部に対する情報発信を行うことができる。熱線の遮断や蜂などの害虫避けにもなる。山岳地帯などで用いるテント記事に採用すると、例えば、「ＳＯＳ」表示をすることができる。
このような用途に用いる場合には、可撓性を備えた実施形態に係る表示装置が望ましい。

(荷札への応用)
本発明に係る表示装置を、荷札に用いる。荷札に複数備えられた表示素子によって、送り届け先を表示したり、割れ物、危険物などを表示させたりすることができる。スーツケースや旅行鞄などの外表面に備えても良い。

(家具への応用)
本発明に係る表示装置を、家具に用いる。例えば、テーブルの天板に備えておき、ＴＰＯに応じて柄を変化させ、模様替えすることができる。壁紙として用いることできる。

(建物、設備、広告看板への応用)
本発明に係る表示装置を、建物の外壁や屋上面に用いる。例えば、屋上に用いることで、バレーボールコートとしたり、ヘリコプターの着陸表示としたりという変更が可能である。外壁に用いれば、広告面としても使える。外壁の色調を季節によって異ならせることによって、室内温度の調整、省エネルギにも寄与させることができる。例えば、冬は黒として太陽光の吸収率を上げ、夏は白として太陽光の反射率を高める。
本発明に係る表示装置を、広告看板として用いる。例えば、大型の表示装置を屋外に設置し、任意の宣伝広告を表示させるとともに、一定期間ごとに表示内容（すなわち広告内容）を簡単に切り替えることが可能である。この場合、印刷などによる広告看板に比べ、内容の変更が容易である。また、広告内容の切り替え時にのみ電力を必要とするのみであり、光源を必要とする表示技術に比べて省エネルギにも寄与させることができる。

(競技場などへの応用)
本発明に係る表示装置を、競技場の施設に用いる。床面に用いることで、テニスコートのラインとしてシングル用、ダブルス用を明確化させたり、バスケットコートに変更したりできる。また、得点ボードや時間経過を知らせるボードにも用いることができる。

(ゲーム、娯楽用具への応用)
本発明に係る表示装置を、娯楽用ゲームに用いる。例えば、オセロゲームであれば、三種類のポジションを取ることができる構造の表示装置を採用すればよい。すなわち、黒、白およびそれ以外の色に変化可能な表示装置としておき、駒を置いていない表示部分と、駒を置いた白または黒の表示部分とで、ゲームを進行させることができる。
五目並べ、囲碁、ジグソーパズルにも用いることができる。

(知育ゲーム)
本発明に係る表示装置を、知育ゲームに用いる。例えば、制御装置の入力インタフェイスを単純化すれば、子どもでも簡単なプログラミングを学ぶことができる。平面的な思考、白または黒という二色表示であれば、デジタルの基本が学べる。

(文具)
本発明に係る表示装置を、文具に用いる。例えば、ファイリングボックスやアルバムの背表紙などに採用し、分類表示をさせることができる。表示の変更が可能なので、ラベルなどの使い捨て変更が不要である。保存用ボックス、保管倉庫などにおいても、同様である。

(車両)
本発明に係る表示装置を、車両に用いる。例えば、車両側面の表示として模様替え、情報の提供などに用いることができる。船舶、航空機などでも同様である。

(標識)
本発明に係る表示装置を、標識に用いる。例えば、道路標識において、時間帯によって一方通行となったり、駐車禁止となるような場所においては、時刻管理可能な制御装置とともに、表示を変化させることができる。天候によって制限速度が変化するような場合には、制限速度の表示標識を遠隔操作して、その制限速度となる数字を異ならせることができる。

(間接照明)
本発明に係る表示装置を、店頭ディスプレイなどの間接照明として用いる。例えば、照明される商品の種類に応じて、表示素子の白黒を変化させ、反射光の光量を異ならせる。

(時計、カレンダー)
本発明に係る表示装置を、時計、カレンダーなどとして用いる。例えば、棒グラフ的な時計、大型のカレンダーや、カウントダウン表示などに用いることができる。

大型の表示装置を図示したものである 表示素子とボードとの関係を詳細に示す斜視図である。 表示素子の内部構造を示す斜視図である。 電気泳動表示パネルの第一の例を示す断面図である。 電気泳動表示パネルの第二の例を示す断面図である。 電気泳動表示パネルの第三の例を示す断面図である。 本発明に係る表示装置の実施形態の全体構成を示した組立斜視図である。 本発明に係る表示装置の実施形態の主要部を示す断面図などである。 本発明に係る表示装置の実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る表示装置の実施形態を示すブロック図である。

符号の説明

１０ 表示装置
１１ ボード １１ａ 素子配置部
１１ｂ 端子接点 １１ｃ 可撓帯部
１２ 表示素子 １２ａ 結合部
１３ 端子 １３ａ 長端子
１３ｂ 短端子
１４ 電気泳動表示パネル １５ 素子配置部
１６ 端子接点 １７ 光透過性電極基板
１８ 電極基板 １９ マイクロカプセル層
２０ セル構造体層
２１ 電気泳動用層(繊維含有層)
２２ シール剤
２３ 表示色変更構造
２４ パターン形成されていない電極
３０ 制御装置 ３１ 制御ボード
３２ 結線 ３２ａ 深結線
３２ｂ 短結線
３３ 受信手段 ３３ 遠隔制御ボード

Claims (19)

1. ボードと、そのボードに組み込まれ、電圧の印加によって表示色を変更可能な複数の表示素子とを備える表示装置であって、
   各々の表示素子には、電圧の印加を受けるための複数の端子と、その端子が電圧の印加を受けた場合に表示色を変更可能な電気泳動表示パネルとを備え、
   ボードには、表示素子を配置するための素子配置部を複数備えるとともに、各々の素子配置部内において、配置された表示素子の端子と接触して電圧の印加が可能な端子接点とを備えたことを特徴とする表示装置。
2. 表示素子に対する電圧の印加による表示色の変更に関する制御データを表示装置の外部装置から受信するための制御データ受信ポートを備えた請求項１に記載の表示装置。
3. 表示素子に対する電圧の印加による表示色の変更に関する制御データを入力するための入力手段と、
   その入力手段によって入力された制御データをいったん記憶する記憶手段と、
   その記憶手段に記憶された制御データを変更に係る表示素子の端子に対する表示色の変更命令信号に変換する演算手段と、
   その変換された変更命令信号を出力する出力手段とを有する制御装置を備えた請求項１に記載の表示装置。
4. ボードは、可撓性を有する材質にて形成されたことを特徴とする請求項1から請求項３のいずれかに記載の表示装置。
5. 表示素子は、可撓性を有する材質にて形成されたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の表示装置。
6. 電気泳動表示パネルは、光透過性を有する光透過性電極基板と、その光透過性電極基板に対向する位置に配置された電極基板とを備えるとともに、
   それら光透過性電極基板および電極基板の間には、少なくとも１種類以上の電気泳動粒子を含むことによって電圧の印加を受けた場合に表示色を変更可能であるように表示色変更構造を形成したことを特徴とする請求項1から請求項５のいずれかに記載の表示装置。
7. 表示色変更構造は、少なくとも１種類以上の電気泳動粒子を含む電気泳動表示用液が封入されたマイクロカプセル層を備えたことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
8. 表示色変更構造は、少なくとも１種類以上の電気泳動粒子を含む電気泳動表示用液が封入されたそれぞれが独立したセル構造体層を備えたことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
9. 表示色変更構造は、少なくとも１種類以上の電気泳動粒子を含む電気泳動表示用液と繊維とから構成される繊維含有層を備えたことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
10. 電気泳動表示パネルを構成する光透過性電極基板および電極基板は、パターン形成されていない電極基板であることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれかに記載の表示装置。
11. 素子配置部および表示素子には、素子配置部に対して表示素子を配置固定可能な係合構造を備えたことを特徴とする請求項1から請求項１０のいずれかに記載の表示装置。
12. 制御装置の入力手段は、表示素子の表示色変更に関する制御データを出力手段に対して送信する受信手段と、
    その受信手段とは物理的に分離されて構成されるとともに当該制御データを送信する遠隔操作ボードとを備えたことを特徴とする請求項３から請求項１１のいずれかに記載の表示装置。
13. 光透過性を有する光透過性電極基板と、その光透過性電極基板に対向する位置に配置された電極基板とを備えるとともに、
    それら光透過性電極基板および電極基板の間には、少なくとも１種類以上の電気泳動粒子を含むことによって電圧の印加を受けた場合に表示色を変更可能であるように表示色変更構造を形成したことを特徴とする電気泳動表示パネル。
14. 可撓性を有する材質にて形成されたことを特徴とする請求項１３に記載の電気泳動表示パネル。
15. ボードに組み込まれ、電圧を印加されることによって表示色を変更可能な複数の表示素子であって、
    各々の表示素子には、電圧の印加を受けるための複数の端子と、その端子がボードの端子接点からの電圧の印加を受けた場合に表示色を変更可能な電気泳動表示パネルとを備え、
    その電気泳動表示パネルは、光透過性を有する光透過性電極基板と、その光透過性電極基板に対向する位置に配置された電極基板とを備えるとともに、
    それら光透過性電極基板および電極基板の間には、少なくとも１種類以上の電気泳動粒子を含むことによって電圧の印加を受けた場合に表示色を変更可能であるように表示色変更構造を形成したことを特徴とする表示素子。
16. 可撓性を有する材質にて形成されたことを特徴とする請求項１５に記載の表示素子。
17. 電圧の印加によって表示色を変更可能な複数の表示素子を複数組み込むためのボードであって、
    表示素子を配置するための素子配置部を複数備えるとともに、
    各々の素子配置部内において、配置された表示素子の端子と接触して電圧の印加が可能な端子接点とを備えたことを特徴とするボード。
18. 可撓性を有する材質にて形成されたことを特徴とする請求項１７に記載のボード。
19. ボードにおける素子配置部には、表示素子を配置固定可能な係合構造を備えたことを特徴とする請求項１７または請求項１８のいずれかに記載のボード。
    

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