JP2007072228A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表面の２つの領域の色が互いに異なる表示用回転体をオイル中で回転させて表示を行なう表示装置において、オイルの低粘度化に限界があっても、オイル中での表示用回転体の回転をより一層スムーズにする。
【解決手段】 エラストマーからなる支持体７内に設けられた球形状の空間８内には球形状の表示用回転体９が回転可能に配置され、空間８の内面と表示用回転体９との間の隙間にはオイル１０が充填されている。この場合、オイル１０には二酸化モリブデン等からなる固体潤滑剤１１が添加されている。これにより、オイル１０の低粘度化に限界があっても、オイル１０中での表示用回転体９の回転をより一層スムーズにすることができる。なお、表示用回転体は円柱形状であってもよい。
【選択図】 図１

Description

この発明は、表面の２つ以上の領域の色が互いに異なる表示用回転体を液体中で回転させて表示を行なう表示装置に関する。

表示用回転体を液体中で回転させて表示を行なう従来の表示装置には、支持体内に設けられた球形状の空間内に、球形状の粒子の各半分ずつを互いに異なる色および帯電性とされた表示用回転体が回転可能に配置され、且つ、空間内での表示用回転体の回転をスムーズにするために、空間の内面と表示用回転体との間の隙間に液体が充満され、支持体の表面側および裏面側にそれぞれ設けられた電極への電圧印加を制御することにより、表示用回転体を１８０°回転させてその一方の色の半球部あるいは他方の色の半球部が表面側となるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１８３７０７号公報

ところで、上記従来の表示装置では、支持体の空間の内面と表示用回転体との間の隙間に充填された液体中での表示用回転体の回転をより一層スムーズにするための１つとして、液体（オイル）の粘度を低くすることが考えられるが、オイルの低粘度化には限界があるため、高速応答や低電圧化に限界があるという問題があった。

そこで、この発明は、液体の低粘度化に限界があっても、液体中での表示用回転体の回転をより一層スムーズに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。

この発明は、上記目的を達成するため、表面の２つ以上の領域の色が互いに異なる表示用回転体を液体中で印加電圧の制御により回転させて表示を行なう表示装置において、前記液体に固体潤滑剤が添加されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、液体に固体潤滑剤を添加しているので、固体潤滑剤を含む液体による表示用回転体に対する摩擦力が低減し、これにより液体の低粘度化に限界があっても、液体中での表示用回転体の回転をより一層スムーズにすることができ、ひいては高速応答や低電圧化を図ることが可能となる。

（第１実施形態）
図１はこの発明の第１実施形態としての表示装置の１画素部分の白色表示状態を示す断面図である。この表示装置は、ガラスや樹脂等の無色透明な材料からなる平面方形状の表面側透明板（基板）１および裏面側（透明）板（基板）２を備えている。なお、表面側透明板１の側から視認する反射型表示装置の場合、裏面側（透明）板２は必ずしも無色透明である必要はない。

表面側透明板１の内面（裏面側（透明）板２との対向面）にはＩＴＯ等の透明導電材料からなる平面方形状の表面側電極３および酸化シリコン等からなる絶縁膜（保護膜）４が設けられている。裏面側（透明）板２の内面（表面側透明板１との対向面）には銅、アルミニウム等からなる平面方形状の裏面側電極５および酸化シリコン等からなる絶縁膜（保護膜）６が設けられている。

両透明板１、２は互いに対向して配置され、その絶縁膜４、６間には支持体７が設けられている。支持体７は、シリコーン系エラストマー、フッ素系の熱可塑性エラストマー等のエラストマーからなっている。支持体７内には複数の球形状の空間８が設けられている。支持体７の空間８内には球形状の表示用回転体９が回転可能に配置されている。表示用回転体９は、球形状の粒子の各半分ずつを互いに異なる色および帯電性とされたものからなっている。

ここで、一例として、図１において、白い半円と黒い半円とで示す表示用回転体９では、白い半円で示す半球部がメタクリル酸メチルポリマーに二酸化チタン等の白色顔料を添加したものによって形成された負帯電性の白色部９ａとなっており、黒い半円で示す半球部がメタクリル酸メチルポリマーにカーボンブラック等の黒色顔料を添加したものによって形成された正帯電性の黒色部９ｂとなっている。

支持体７の空間８の内面と表示用回転体９との間の隙間にはシリコーンオイル等からなるオイル(液体)１０が充填されている。この場合、オイル１０には固体潤滑剤１１が添加されている。固体潤滑剤１１は二硫化モリブデン単体、フッ素樹脂単体あるいはその両者を含むものからなっている。固体潤滑剤１１が添加されたオイル１０はコロイド状となっている。

ここで、支持体７の部分の形成方法の一例について説明する。まず、シリコーン系エラストマー等のエラストマー中に複数の表示用回転体９を分散させ、板状とすることにより、支持体形成体を形成する。次に、支持体形成体をコロイド状の固体潤滑剤１１を含むオイル１０中に浸漬すると、支持体形成体が膨潤して表示用回転体９の周囲に、表示用回転体９よりもやや大きめで同一形状の空間８が形成され、且つ、この空間８内に固体潤滑剤１１を含むオイル１０が充填され、これにより支持体７の部分が形成される。

そして、後で説明するように、図１に示す状態では白色表示となるが、表面側電極３および裏面側電極５にそれぞれ正負の電圧が印加された状態にあり、表示用回転体９の黒色部９ｂと白色部９ａとには印加された電圧に対応する正負の電荷がそれぞれ誘導され、その間に発生するクーロン力による引力および斥力により、表示用回転体９が回転し、表示用回転体９の白色部９ａが表面側電極３と対向する状態となっている。

次に、この表示装置の表示切り替え動作について説明する。図１に示す状態において、裏面側電極５および表面側電極３にそれぞれ正負の電圧が印加されると、表示用回転体９の黒色部９ｂと白色部９ａとには印加された電圧に対応する正負の電荷がそれぞれ誘導され、その間に発生するクーロン力による引力および斥力により、表示用回転体９が１８０°回転し、図２に示すように、表示用回転体９の黒色部９ｂが表面側電極３と対向する状態となり、黒表示となる。

逆に、図２に示す状態において、表面側電極３および裏面側電極５にそれぞれ正負の電圧が印加されると、表示用回転体９の黒色部９ｂと白色部９ａとには印加された電圧に対応する正負の電荷がそれぞれ誘導され、その間に発生するクーロン力による引力および斥力により、表示用回転体９が１８０°回転し、図１に示すように、表示用回転体９の白色部９ａが表面側電極３と対向する状態となり、白色表示となる。

ところで、この表示装置では、オイル１０に表面が滑らかな固体潤滑剤１１を添加しているので、表示用回転体９と固体潤滑剤１１とが点接触することにより、固体潤滑剤１１を含むオイル１０による表示用回転体９に対する摩擦力が低減し、これによりオイル１０の低粘度化に限界があっても、オイル１０中での表示用回転体９の回転をより一層スムーズにすることができ、ひいては高速応答や低電圧化を図ることが可能となる。

なお、オイル（液体）１０の粘度は、温度が減少すると増加するが、加成性を有する。一方、二酸化モリブデン、フッ素樹脂等からなる固体潤滑剤１１の温度依存性は、表示装置の最低動作温度である−３０℃程度でもほとんどない。したがって、オイル１０に固定潤滑剤１１を添加すると、オイル１０の粘度の温度依存性が低減し、表示装置を比較的低温で使用しても、オイル１０の粘度の増加を適宜に抑制することができる。

（第２実施形態）
図３はこの発明の第２実施形態としての表示装置の１画素部分の白色表示状態を示す断面図である。この表示装置において、図１に示す表示装置と異なる点は、表面側透明板１の内面側に設けられた絶縁膜４と裏面側（透明）板２の内面側に設けられた絶縁膜６との間に各画素用空間を形成するための熱硬化性のエポキシ系樹脂や感光性アクリル樹脂等からなる側壁１２を設け、側壁１２内における両透明板１、２間に表示用回転体９および固定潤滑剤１１を含むオイル１０を充填した点である。（ある程度の強度が保たれれば、側壁１２を表示装置の画素単位に設ける必要はなく、開口率を下げないためには表示装置の外枠のみにあるのが望ましい。）

（第３実施形態）
図４はこの発明の第３実施形態としての表示装置の１画素部分の一部を示す斜視図である。この表示装置において、図１に示す表示装置と異なる点は、支持体２１内に複数の円柱形状の空間２２を互いに平行するように設け、支持体７の空間８内に円柱形状の表示用回転体２３を回転可能に配置し、支持体２１の空間２２の内面と表示用回転体２３との間の隙間に固体潤滑剤（図示せず）を含むオイル(液体)２４を充填した点である。

この場合、表示用回転体９は、円柱形状の粒子の径方向の各半分ずつを互いに異なる色および帯電性とされたもの、すなわち、負帯電性の白色部２３ａおよび正帯電性の黒色部２３ｂとされたものからなっている。また、支持体２１の空間２２は、円柱形状の表示用回転体２３よりもその径方向および軸方向にやや大きめの円柱形状となっている。

（その他の実施形態）
なお、図３に示すような表示装置において、球形状の表示用回転体９の代わりに、図４に示すような円柱形状の表示用回転体２３を用いるようにしてもよい。また、表示用回転体は、球形状、円柱形状のいずれであっても、表面の色は２つに分ける例を示したが、３色以上であってもよい。

また、上記各実施形態において、絶縁膜（保護膜）４、６を設ける構造で説明したが、支持体７、または、オイル（液体）１０の絶縁性が十分に高い場合には絶縁膜（保護膜）４、６は必要ない。

この発明の第１実施形態としての表示装置の１画素部分の白色表示状態を示す断面図。 図１に示す表示装置の黒色表示状態を示す断面図。 この発明の第２実施形態としての表示装置の１画素部分の白色表示状態を示す断面図。 この発明の第３実施形態としての表示装置の１画素部分の一部を示す斜視図。

符号の説明

１ 表面側透明板（基板）
２ 裏面側（透明）板（基板）
３ 表面側電極
４ 絶縁膜（保護膜）
５ 裏面側電極
６ 絶縁膜（保護膜）
７ 支持体
８ 空間
９ 表示用回転体
９ａ 白色部
９ｂ 黒色部
１０ オイル(液体)
１１ 固体潤滑剤
１２ 側壁
２１ 支持体
２２ 空間
２３ 表示用回転体
２３ａ 白色部
２３ｂ 黒色部
２４ オイル(液体)

Claims (5)

1. 表面の２つ以上の領域の色が互いに異なる表示用回転体を液体中で印加電圧の制御により回転させて表示を行なう表示装置において、前記液体に固体潤滑剤が添加されていることを特徴とする表示装置。
2. 請求項１に記載の発明において、前記表示用回転体は球形状の粒子の各半分ずつが互いに異なる色および帯電性とされたものからなることを特徴とする表示装置。
3. 請求項１に記載の発明において、前記表示用回転体は円柱形状の粒子の径方向の各半分ずつが互いに異なる色および帯電性とされたものからなることを特徴とする表示装置。
4. 請求項１に記載の発明において、前記液体は、前記表示用回転体よりもやや大きめで同一形状の支持体内の空間に充填されていることを特徴とする表示装置。
5. 請求項１に記載の発明において、前記液体は、一対の基板とその間に設けられた側壁とによって囲まれた空間内に充填されていることを特徴とする表示装置。

Images