JP4679726B2 - 非発光性電子ディスプレイ用照明システム - Google Patents

Description

【０００１】
（関連出願）
本出願は１９９８年１０月７日に出願された、米国仮出願シリアル番号第６０／１０３，３８４号に基づく優先権を主張し、その全体を参考のためここに採用する。
【０００２】
（発明の属する技術分野）
本発明は、非発光性電子ディスプレイを照明するシステム、特に、マイクロカプセル化された電気泳動ディスプレイを前面照明するシステムに関する。
【０００３】
（発明の背景）
最近の非発光性電子ディスプレイの到来は低コストで、低パワーの反射型ディスプレイを提供している。これらのディスプレイは広告、情報の普及、教育、および娯楽などの多様な用途で使用されている。しかしこれらのディスプレイは非発光性であるため、これらのディスプレイの効果は、日中での使用または明かりのついた部屋での使用に限られる。したがって、このようなディスプレイシステムの表示媒体を選択的に照明する照明システムが望まれる。
【０００４】
従来のディスプレイ（液晶ディスプレイなど）は、典型的にはバックライティングを用いて照明される。バックライティングを用いて照明されるディスプレイでは、バックライティング源からの光が、光パイプなどの光透過エレメントを介してディスプレイの裏面を通過し、見る人に知覚される。光は表示媒体を効果的に通過し得るので、この種の照明は液晶ディスプレイに使用され得る。しかし、マイクロカプセル化された電気泳動ディスプレイまたは回転ボール型ディスプレイなどの、非発光性ディスプレイにバックライティングを使用することの有用性は制限される。なぜなら、このようなディスプレイ内にある表示媒体は実効的に不透過性であり、光に対してバリアとして作用するからである。加えて、光透過エレメントを通過する光の均一性を高めるために使用される、拡散エレメントなどの多様なエレメントは、見る人に達する光の量を低減する。
【０００５】
（発明の要旨）
本発明は、非発光性電子ディスプレイを選択的に照明する照明システムを提供し、そして具体的には、フロントライティング照明システムと組み合わされてマイクロカプセル化された電気泳動ディスプレイを提供する。本発明はさらに、複雑で、選択的に照明され３次元構造を形成するためにタイル型であり得る、表示エレメントを提供する。
【０００６】
本発明の一実施形態において、照明される非発光性電子ディスプレイは、第１および第２の面を有する基板を含む。マイクロカプセル化された電気泳動表示媒体は基板の第１の面に隣接しており、そして光透過エレメントは基板の第２の面に隣接している。光透過を介して透過される光は、表示媒体を照明する。本発明の一実施形態において、光透過エレメントは、光透過エレメントを介して光を透過させる光源と相互作用する。本発明のさらなる実施形態においては、基板は可撓性である。本発明のまたさらなる実施形態においては、ディスプレイは、光源に接続されている光検出器の使用を介して選択的に照明される。この実施形態において、光検出器によって検出される周囲光のレベルが選択値を下回るとき、光源が作動される。
【０００７】
本発明はまた、それぞれが少なくとも第１および第２の面を有する、複数の基板を有するタイル型ディスプレイをも提供する。マイクロカプセル化された電気泳動表示エレメントを含む表示媒体は、各基板の第１の面に隣接している。光透過エレメントは少なくとも１つの基板の第２の面に隣接しており、光透過エレメントを介して透過される光は、光透過エレメントの面を介して均等に屈折して分配され、見る人によって受け取られ、これによって表示媒体を照明する。本発明の一実施形態において、光源は１より多くの基板を照明する。本発明の別の実施形態において、複数の光源が提供される。本発明のさらなる実施形態において、光源は光検出器に接続され、周囲光の変化に応答する。
【０００８】
本発明による照明システムは多様な３次元形状を有するマルチ特性ディスプレイを選択的に照明するために使用し得る。
【０００９】
本発明の上記および他の目的、特徴、ならびに利点は、本発明自体と同様に、添付図面とともに読む場合、以下の好適な実施形態の記載から十分に理解し得る。
【００１０】
（詳細な説明）
ここで図１を参照し、簡潔に概要を述べると、照明される非発光性電子ディスプレイ１は照明システムと組み合わされた非発光性電子ディスプレイを含む。非発光性電子ディスプレイは第１の面２ａおよび第２の面２ｂを有する基板２を含む。表示媒体３は第１の面２ａに隣接して設置され、電気的に応答する光学的特性を有する非発光性表示エレメント５を含む。表示媒体３は前面電極６６および背面電極６によって挟まれている。背面電極６は、表示媒体３内の表示エレメント５の光学的特性を選択的に変更する、パターニングされた電極であり、画像および／または文書の表示（動画または静止画）を、表示媒体３の異なる領域に選択的に印加される電圧に応じて生成する。照明システムは、光透過エレメント８を介して、表示媒体３と相互作用する少なくとも１つの光源４を含む。
（表示媒体）
（表示エレメント）
本発明による表示媒体３は、粒子、粒子含有カプセル（例えばマイクロカプセル化された電気泳動表示エレメント）、重クロム球体、または回転型球形ボールなどの、バインダ７内に分散された非発光性表示エレメント５を含む。表示エレメント５が粒子含有カプセルであるとき、それらのカプセルはどのようなサイズまたは形状でもあり得る。本発明の一実施形態では、それらのカプセルは球体であり、ミリメートルまたはミクロンの範囲の直径を有する。好適な実施形態では、カプセルの直径は約１０〜約数１００ミクロンである。これらのカプセルはマイクロカプセル化技術によって形成され得、一実施形態では、２以上異なる種類の電気泳動易動粒子を含む。
【００１１】
カプセル内に包まれる粒子は、着色性、発光性、光吸収性、光散乱性、または透過性であり得、多様な形状であり得る（例えば、コーナーキューブ形）。適した粒子の材料は、ニート顔料、染色（レーキ）顔料および顔料／ポリマー複合物を含むが、これらは限定されない。一実施形態では、粒子の種類は散乱顔料、吸収顔料および発光粒子を含む。別の実施形態では、粒子は透過性である。粒子の例は、１つまたは２つの層の酸化アルミニウムまたは酸化シリコンなどの金属酸化物がコーティングされ得るチタニアを含む。発光粒子の種類の例は、電気伝導を低減する絶縁性コーティングでさらにカプセル化され得る硫化亜鉛を含む。染料または顔料などの、光遮断性または吸収性の粒子もまた、本発明の範囲内に含まれる。電気泳動ディスプレイに使用する染料の種類は当該分野において一般に公知である。
【００１２】
本発明の一実施形態において、粒子はカプセル内の懸濁流体内に分散される。懸濁流体は抵抗性の高い流体であり得る。懸濁流体は単一の流体、もしくは２以上の流体の混合物であり得る。本発明の一実施形態において、懸濁流体は、テトラクロロエチレンのようなハロゲン化炭化水素である。ハロゲン化炭化水素は、低分子量ポリマーでもあり得る。１つのこのような低分子量ポリマーはポリ（クロロトリフルオロエチレン）である。このポリマーの重合度は約２〜約１０であり得る。
【００１３】
懸濁流体は、着色された表示エレメント５を提供する染料を含み得る。有用な染料は典型的には懸濁流体内で溶性であり、さらにポリマー鎖の１部であり得る。染料は熱プロセス、光化学プロセス、および化学拡散プロセスにより重合され得る。単一の染料または染料の混合物もまた使用され得る。
【００１４】
異なる種類の粒子は懸濁流体内で懸濁状態であり得る。一実施形態において、懸濁流体は複数の異方性粒子および複数の第２の粒子を含む。第１の電界の印加は、異方性粒子に特定の方向を取らせ、光学的特性を提示させる。その後第２の電界の印加が、複数の第２の粒子に移動を行わせ、これによって異方性粒子の向きを狂わせ、その光学的特性を乱す。あるいは、異方性粒子の定位は複数の第２の粒子の容易移動を可能にし得る。
【００１５】
粒子含有カプセルを使用するマイクロカプセル化された電気泳動ディスプレイは、ディスプレイの光学的状態がある程度の時間安定するように構成され得る。この実施形態において、これらの粒子は、密度が実質上的に粒子の密度と一致する懸濁流体（単一の流体または流体の混合物のいずれか）中に懸濁される。粒子は、電極６６および６を介して印加される電界がなければ懸濁流体内で動かないため、安定した表示媒体３が生成される。
【００１６】
ディスプレイがこのようにして安定する２つの状態を有する場合、ディスプレイは双安定性である。ディスプレイの、２より多くの状態が安定する場合、表示は多安定性である。本発明の目的に関して、双安定性という用語は、一旦アドレッシング電圧が除去されると、任意の光学的状態が固定されたままになる表示を示す。しかし、双安定状態の定義は、表示の適用に依存する。ゆっくりと減衰する光学的状態は、光学的状態が必要とされるビューイング時間の間、実質的に不変である場合に、事実上双安定性であり得る。例えば、数分毎に更新される表示内で、数時間または数日のあいだ安定である表示画像は、特定の印加に対して事実上双安定性である。したがって、本発明の目的に関して、双安定性という用語はまた、特定の印加に対して事実上双安定性であるように十分に長く続く光学的状態を有する表示も示す。あるいは、一旦表示に対するアドレッシング電圧が除去されると（すなわち、表示は双安定性でも多安定性でもない）、画像が急速に減衰するマクロカプセル化された電気泳動ディスプレイを構成することが可能である。
（バインダ）
表示媒体３は表示エレメント５を取り込み、前面および背面電極６６および６を互いに分離するバインダ７を含む。バインダ７として使用される材料は、水溶性ポリマー、水分散性ポリマー、油溶性ポリマー、熱硬化性ポリマー、熱可塑性ポリマー、および紫外線または放射線硬化性ポリマーを含むが、これらに限定されない。バインダ７の材料は、表示エレメント５ならびに前面および背面電極６６および６と適合し、手軽なプリントまたはコーティングを可能にする。本発明の別の実施形態において、バインダ７は、水、酸素、紫外線、電気泳動流体、または他の材料に対してバリア性を有する。さらに、バインダ７は、コーティング性を向上させるため、およびディスプレイの耐久性を増加するため、界面活性剤および架橋剤を含み得る。
【００１７】
本発明の一実施形態において、バインダ７は、「ポリマー分散型電気泳動ディスプレイ」と呼ばれ得るものを形成するために、バインダ７内に（またはバインダの材料の前駆体内に）直接分散または乳化される電気泳動流体を含む。このようなディスプレイ内では、個々の電気泳動相は、カプセル膜自体が存在しなくとも、カプセルまたはマイクロカプセルとして参照され得る。このようなポリマー分散型電気泳動ディスプレイは、カプセル化された電気泳動ディスプレイのサブセットと考えられる。
【００１８】
カプセル化された電気泳動ディスプレイ媒体３の成功した構成は、すべて化学的に相溶性でなくてはならない、ポリマーバインダ７、カプセル膜、粒子、および懸濁流体の適切な相互作用を必要とする。これらのカプセル膜は、電気泳動粒子との有用な表面相互作用に従事し得、または流体とバインダ７との間の不活性な物理的境界として作用し得る。ポリマーバインダ７は、カプセル膜と電極面との間に、接着剤としてセットされ得る。最終的に、表示媒体３の安定度は、電気泳動粒子、懸濁流体、カプセル、およびバインダ７の材料の適切な化学変化を介して、ならびにこれらの構成要素の相互作用を介して、制御され得る。
【００１９】
（電極）
表示媒体３は前面電極６６および背面電極６に挟まれている。前面電極６６および背面電極６によって生成される電界に応じて、表示媒体３内にある表示エレメント５は、それらの光学的状態を変える。背面電極６は、表示媒体３内の表示エレメント５を選択的にアドレスすることにより、表示媒体３の異なる領域に選択的に印加される電圧に応じて、画像および／または文書（動画または静止画）の表示を生成するために用いられる、パターニングされた電極である。
【００２０】
本発明の一実施形態において、図１に示されるように、背面電極６は表示媒体３に隣接している。さらなる実施形態において、背面電極６は表示媒体３に接触している。背面電極６は背面電極基板１９上に設けられ得、または背面電極基板１９上にプリントされ、その一部となり得る。同様に、前面電極６６は基板２の第１の面２ａ上に設けられ得、または基板２上にプリントされ、その一部となり得る。
【００２１】
電極６６および６によって挟まれた表示媒体３が、粒子含有カプセルを含む場合（例えば、マイクロカプセル化された電気泳動ディスプレイ内におけるように）、これらの粒子は、カプセル全域に電界を印加することにより、方向付けられ得、または移動され得る。電界は交流電界または直流電界を含み得る。
【００２２】
粒子含有カプセルは、直流電圧によってアドレスされ得、この場合ほとんど電流を引き寄せない。この実施形態において、電極６６および６は比較的高い抵抗性を有し得る。抵抗性導体用いることができることにより、使用され得る材料の数および種類が実質的に広がる。具体的には、液晶デバイスの標準材料である、高価格の真空スパッタリングされたインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）導体の使用は必要とされない。コストの節約の他に、ＩＴＯの、他の材料への置換は、外観、処理能力（プリント導体）、可撓性、および耐久性において利益を提供し得る。さらに、プリントされた電極が使用される場合、これらは、流体層（液晶を含む流体など）にではなく、固体のバインダにのみ接触する。これは、そうでなければ液晶との接触により溶解または分解される、いくつかの導電性材料が使用され得ることを意味する。
【００２３】
前面電極６６に使用される導電性材料は、少なくとも部分的に透過性であり、インジウムスズ酸化物またはポリアニリンを含む。電気伝導性パウダー（Ｚｅｌｅｃ ＥＣＰ電気伝導性パウダー、ＤｕＰｏｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）もまた、透過性電極を形成するために使用され得る。導電性に関する要件はあまり厳しくはないため、電極層は従来のディスプレイの場合よりも、より薄く、より透過性にされ得る。
【００２４】
背面電極６に使用される導電性材料は、透過性または不透過性のどちらでもあり得る。背面電極６に適した導電性材料は、シルバーおよびグラファイトインクなど、不透過性のメタリックインクを含む。ポリマー導体および分子有機導体などの有機導体も使用され得る。ポリマー導体に適した材料は、ポリアニリンおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導体、ポリ３、４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）およびその誘導体、ポリピロールおよびその誘導体、ならびにポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）およびその誘導体を含むが、これらには限定されない。有機分子導体に適した材料は、ナフタレン、フタロシアニン、およびペンタセンの誘導体を含むが、これらには限定されない。
【００２５】
（照明システム）
本発明によると、照明される非発光性電子ディスプレイ１は、光透過エレメント８を介して、表示媒体３と相互作用する少なくとも１つの光源４を含む。本発明で用いられ得る適切な光源４は、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）、表面マウンティングテクノロジー（ＳＭＴ）白熱ランプ、または発光ダイオード（ＬＥＤｓ）を含むが、これらに限定されない。本発明の一実施形態において、光源４は光透過エレメント８に側面結合する。本発明のさらなる実施形態においては、図１に示されるように、光を光透過エレメント８へと導く光コンジット９（例えば、光ファイバ）が設けられる。本発明のさらなる実施形態においては、光透過エレメント８および／または光コンジット９から逆反射される任意の光を、光透過エレメント８および／または光コンジット９へ戻し、さらに表示媒体３へ導くことにより、光源４からの光のいかなる損失をも最小化する、反射器１０が設けられる。反射器１０は、光の散乱効果を高めるため、パターンニングされ得る（例えば、図１に示されるようなのこぎり歯型リッジを有する）、高光散乱性面を含む。
【００２６】
本発明の一実施形態においては、光透過エレメント８は第１の面８ａおよび第２の面８ｂを含む。光透過エレメント８の第１の面８ａは、基板２の第２の面２ｂに隣接している。光源４からの照明は光透過エレメント８を介して表示媒体３へと導かれ、光透過エレメント８の第２の面８ｂを介して均等に屈折して分配され、見る人２０によって受け取られる。本明細書中に定義されるように、「隣接する」という用語は、光透過エレメント８が表示媒体３を照明するために十分、表示媒体３に建設していることを意味する。本発明の一実施形態においては、光透過エレメント８は基板２の第２の面２ｂと接触している。
【００２７】
光透過エレメント８へ入射する光は２つの経路を有する。一部の光は第２の面８ｂを介して光透過エレメント８を出るが、残りの光は、全反射によって光透過エレメント８内に捕らえられる。第２の面８ｂに達する光の入射角と、屈折角（すなわち、出射する光の角度）との関係はスネルの法則によって表される。
【００２８】
ｎ₁ｓｉｎθ₁＝ｎ₂ｓｉｎθ₂
上記式において、ｎ₁は光透過エレメント８の屈折率であり、ｎ₂は外部の媒体（例えば、空気）の屈折率であり、θ₁は入射角であり、θ₂は屈折角である。屈折角θ₂が９０度であるとき、ｓｉｎθ₂は１と等しく、入射角θ₁は、第２の面８ｂの両側における材料の屈折率の変化に対応する臨界角θ_cを規定するｓｉｎ^-1（ｎ₂／ｎ₁）である。θ₁の入射角が臨界角θ_cよりも大きいときはいつでも、全反射が起こる。
【００２９】
光透過エレメント８から脱し得る光量を最大化するために、表面構造、すなわち光散乱センター１１が光透過エレメント８の第１の面８ａ上に設けられ、それにより、より多量の光が、臨界角θ_cよりも小さな入射角θ₁で、第２の面８ｂに達する。光散乱センター１１は、くさび形、三角突起面、リッジ、または微小粗面化された構造を含む多様な形状を取り得るが、これらに限定されない。さらに、光透過エレメントの分布状態は、光透過エレメント８の第２の面８ｂに沿って、実質的に均一な光の屈折を提供するように、変化され得る。例えば、図１に示されるように、光源からの距離に応じて光散乱が指数的に減少するという事実を補償するためには、光透過エレメント８の、光源４から最も離れた末端部に、より多数の光散乱エレメント８が設けられる。同様に、上記構造の厚みおよび周期性、ならびに分布状態が、第２の面８ｂを介して透過される光の均一性を高めるために変化され得る。
【００３０】
時々、光透過エレメント８を曲げることが望まれ得る。光透過エレメント８の第２の面８ｂを介して出射した光を曲げる効果は、光源４の入力を制限、またはそうでなければ制御、することによって補償され得る。この目的のために、光の入力を、全反射の量を最小化する角度に制限するために、光ディレクタ（図示せず）が設けられ得る。本発明の範囲内に含まれる光ディレクタは、反射器、屈折器、および分散器を含むが、これらに制限されない。
【００３１】
光透過エレメント８は、照明される非発光性電子ディスプレイ１の汎用性を高めるために、さらなるエレメントを含み得る。本発明の一実施形態において、図１に示されるように、第２の面８ｂを通過して見る人２０に達する光の均一性を高めるために、偏光フィルム１６が第１の面８ａに隣接して設けられる。本発明の別の実施形態において、第１の面８ａまたは第２の面８ｂを通過する光の波長を変更し、それによりカラーディスプレイを形成するために、赤／緑／青の吸収性のフィルタ（図示せず）が光透過エレメント８の第１の面８ａまたは第２の面８ｂに隣接して設けられる。
【００３２】
本発明の別の実施形態において、光透過エレメント８は、基板２および表示媒体３とともに曲げることのできる可撓性材料、例えばＰＮＭＡ、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、およびアクリルなどのゼラチン状の透過性ポリマーにより形成される。このことによる効果は、反射型ディスプレイ１が、選択的に照明され得る複雑な３次元構造を形成するために使用され得るということである。本発明のさらなる実施形態においては、光透過エレメント８は、光のパイプである。
【００３３】
本発明の一実施形態において、非発光性の電子ディスプレイ１は、光源４に結合する光検出器１３の使用を介して選択的に照明される。この実施形態において、光検出器１３は、周囲光のレベルを検出して、このレベルに関する情報を、電源１５と相互作用するコントローラ１４に提供する。電源１５は、光源４を作動する。周囲光のレベルが選択値を下回る場合、コントローラ１４は、電源１５に光源４を作動するよう指示する。
【００３４】
本発明のさらなる実施形態において、動作検出器などの、さらなるセンサエレメントが設けられ得る。本発明のこの実施形態において、コントローラ１４は、誰かがディスプレイ１を通過する時にのみ、ディスプレイ１を照明するよう指示する。コントローラ１４からの合図に応じて音信号を発するために、コントローラ１４に結合するオーディオデバイスがさらに設けられ得る。
（照明されるタイル型ディスプレイ）
本発明の別の実施形態において、図２Ａ〜図２Ｃに示されるように、タイル型ディスプレイ１７が設けられる。このタイル型ディスプレイ１７は複数の基板２ｃ、２ｄ、２ｅ、および２ｆを含み、各基板２ｃ、２ｄ、２ｅ、および２ｆは第１の面２ａおよび第２の面２ｂを有する。非発光性表示エレメント５（例えば、粒子、粒子含有カプセル、重クロム球体および回転型球形ボール）（図示せず）を含む各表示媒体３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆは、基板２ｃ、２ｄ、２ｅ、および２ｆの第１の面２ａ上にそれぞれ配置される。図２Ａに示されるように、少なくとも１つの光源４ｃが、少なくとも１つの光透過エレメント８ｃ、８ｄ、８ｅ、および８ｆを介して、基板２ｃ、２ｄ、２ｅ、および２ｆのうち少なくとも１つと相互作用する。光源４ｃは、表示媒体３ｃ、３ｄ、３ｅ、および３ｆのうちの少なくとも１つを照明することが可能である。本発明の一実施形態において、基板２ｃ、２ｄ、２ｅ、および２ｆは可撓性であり、ディスプレイが３次元形状を取ることを可能にする。本発明の別の実施形態において、光透過エレメント８ｃ、８ｄ、８ｅ、および８ｆもまた可撓性である。光源４ｃは、光コンジット９ｃ（例えば、光ファイバ）を介して、光透過エレメント８ｃ、８ｄ、８ｅ、および８ｆに結合し得る。
【００３５】
本発明の別の実施形態において、図２Ｂに示されるように、複数の光源４ｃ、４ｄ、および４ｆが、複数の光透過エレメント８ｃ、８ｄ、８ｅ、および８ｆに結合して設けられ得る。本発明のこの実施形態において、光源は１つの基板または複数の基板を照明するために使用され得る。例えば、図２Ｂに示されるように、光源４ｃは、光コンジット９ｃを介して１つの光透過エレメント８ｃに結合し、これにより、基板２ｃを照明し得る。同様に、光源４ｆは、光コンジット９ｆを介して光透過エレメント８ｆに結合し、これにより、基板２ｆを照明し得る。対照的に、光源４ｄは、１つの光コンジット９ｄを介して、２つの光透過エレメント８ｄおよび８ｅと側面結合することにより、２つの基板２ｄおよび２ｅを照明する。
【００３６】
図２Ｂに示される本発明の実施形態において、少なくとも１つの光源４ｃ、４ｄ、または４ｅは、コントローラ１４および電源１５を介して少なくとも１つの光検出器１３と相互作用する。本発明のこの実施形態において、個々の基板２ｃ、２ｄ、２ｅ、および２ｆ、ならびにタイル型ディスプレイ１７の表示媒体３ｃ、３ｄ、３ｅ、および３ｆは、光が選択値を下回るときに、電源１５に任意の、またはすべての、光源４ｃ、４ｄ、および４ｆを作動するよう指示するコントローラ１４からの信号に応じて選択的に照明される。例えば、図２Ｂに示される本発明の実施形態において、窓１８の近くにある、湾曲したタイル型ディスプレイ１７は各基板２ｃ、２ｄ、２ｅ、および２ｆ上に、少なくとも１つの光検出器１３を含む。窓１８からの周囲光が低減すると、窓１８から最も離れた基板、すなわち、基板２ｆが、基板２ｆ上の光検出器１３によって検出される光が選択値を下回って光源４ｆが作動する場合にまず最初に照明される。周囲光がこの部屋全体で低減すると、光源４ｂおよび４ａが作動し、隣接する基板２ｅ、２ｄ、および２ｃを照明する。
【００３７】
本発明のさらに別の実施形態においては、図２Ｃに示されるように、１つの光源４ｃが、接続する光コンジット９ｃ、９ｄ、および９ｅ（例えば光ファイバのアレイ）によって、複数の光透過エレメント８ｃ、８ｄ、８ｅ、および８ｆに結合して設けられ得る。
【００３８】
本発明によるタイル型ディスプレイ１７は円筒形、波形、立方体形、および湾曲部を含む多様な３次元形状でマルチ特性ディスプレイを形成する手段を提供する。各基板２上の表示媒体３の光学的特性を選択的に変更することにより、静止画ディスプレイが動画の印象を与えるために使用され得る。発明の１つの実施形態においては、異なるセンサエレメントの使用を介して、画像が見る人の挙動に応対して動くように見えるようになされ得る。
【００３９】
複数の基板２の光学的特性の変化は、例えばそれぞれが異なる基板２と電気的に相互作用する複数のトランスデューサ（図示せず）を使用して調整され得る。トランスデューサは、タイル型ディスプレイ１７の状態を変更するマルチレベルのトランスデューサパスを形成するために互いに接続され得る。複数の基板は、大領域のマルチ特性ディスプレイを形成し得る。個々の基板２をシームレスに位置づけることにより、個々の基板２間の相違は消失し得、それにより１つの大領域ディスプレイの基板２の効果が生成される。
【００４０】
発明のさらなる実施形態においては、照明されるタイル型ディスプレイ１７の個々の基板２は接続エレメント（図示せず）によって接続される。例えば、タイル型ディスプレイシステム１７は、それぞれがコントローラ１４への独自のリード線を有する、複数のピクセルを有する基板２を含み得る。各リード線は、別個のまたはパッケージングされたトランジスタラインであり得る。この実施形態において、基板２の１つの面はグリッド型電極６を含み、各電極は、ビアホールを介してコントロールチップの出力端に接続されている。したがって、Ｎ×Ｎのグリッドに対して、Ｎ２＋１本のコントロール線が必要とされる。コントロール線を電極６に接続するために、さらなる線が使用される。
【００４１】
２Ｎ＋１本のコントロール線を使用するマトリクスディスプレイが、様々な技術を用いて複数のタイル型ディスプレイ１７によって構築され得る。１つの実施形態において、バリスターアレイ、金属−絶縁体−金属、または別々のダイオードが、各ピクセルが個々にアドレスするために使用される。ダイオードの場合、別々の表面マウントツェナーダイオードが有用である。
【００４２】
１つの実施形態において、基板２／表示媒体３／発光エレメント８はケーブルを使用して互いに接続される。基板２／表示媒体３／光透過エレメント８は、基板２の裏面にはんだづけされたナットを用いるか、または基板２を連結する当該分野において公知の任意の他の手段によって、壁、軽量メタルグリッド、または任意の他の表面にマウントされ得る。本発明の一実施形態において、ディスプレイを取り囲むためにフレームが設けられ得、標準壁ファスナがフレームの裏面に取り付けられ得る。
【００４３】
コントローラ１４は、マイクロプロセッサまたは他の適した駆動回路を含む。コントローラ１４は、任意の都合の良い形態の電磁照射を用いて、ディスプレイを更新するためにタイル型ディスプレイ１７に情報を伝える。いくつかの実施形態においては、コントローラ１４はさらに、ディスプレイから（例えば、光検出器１３，動作センサ、および基板２上に設置される他のセンサから）情報を受信する。タイル型ディスプレイ１７用のデータはコントローラ１４のメモリエレメントに保存され得、または受信器（図示せず）を使用して電磁信号の形式で受信され得る。受信器は、上記のように、例えば、アンテナおよびこのアンテナと相互作用する受動整流器を含み得る。
【００４４】
本発明の１つの実施形態において、電源１５は１つの基板（例えば、２ｃ、２ｄ、２ｅ、または２ｆ）に接続し、ディスプレイ１７全体を制御する。この実施形態において、電源１５はシステム全体を制御するため、バッテリ、パワーサプライ、ページング受信器、およびマイクロプロセッサから構成され得る。タイル型ディスプレイ１７は、市販の一体型ＡＣ−ＤＣコンバータを使用して電力供給され得る。本発明の別の実施形態においては、各基板２が、それぞれ独自の電源１５（例えば、高電圧源）を有し得る。一般的なインバータチップがこの実施形態で使用され得る。
【００４５】
タイル型ディスプレイ１７全体を制御する１つの方法は、別々のコントローラ１４を、各基板２上に位置するように有することである。この実施形態において、コントローラ１４は、コントローラ１４が接続されている１つの基板２に、基板２がある座標式の位置、例えば０，０にあることを伝える。非対称のコネクタレイアウトのために、その個別の基板２は、コントローラ１４がいずれの端部に接続されているかを決定し得る。その基板２は次に、隣接する基板と相互作用し、それにより座標位置を適切に増加または低減する。このプロトコルを介して、各基板２は、タイル型ディスプレイ１７上の、各基板２の位置を特定する独自のＩＤコードを決定し得る。コントローラ１４は次に、共通バス上にデータを送信し、そして各基板２のコントローラ１４は、基板２上のディスプレイを更新するために必要なデータを受信し得る。適切なデータがバス上に現れたとき、コントローラ１４はこのデータをディスプレイ駆動部（図示せず）にシフトさせる。タイル型ディスプレイ１７全体に書き込みパルスが与えられ、タイル型ディスプレイ１７全体が更新される。上記のタイル型ディスプレイ１７は、３ボルトという低い電圧を用いて首尾よく駆動され得る。
【００４６】
１つの実施形態において、Ｓｕｐｅｒｔｅｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ，Ｃａ）製のＨＶ５７７０８ＰＧのような高電圧ＣＭＯＳディスプレイ駆動回路が、タイル型ディスプレイ１７を駆動するために使用され得る。ＨＶ５７７０８ＰＧは６４出力を有する８０ピンプラスチックガルウィング表面マウントチップである。各出力は１５ｍＡ蓄え得る。これらのチップのうちの４つが、１つの基板２を制御し得る。本発明において、８０Ｖ １２８線のテープオートメイテッドボンディング（ＴＡＢ）チップである、Ｓｈａｒｐ ＬＨ１５３８などの他のチップが用いられ得る。
【００４７】
上記の照明システムは様々な非発光性ディスプレイと共に使用され得るが、これらのシステムは、マイクロカプセル化された電気泳動ディスプレイとの使用に特に適する。電気泳動ディスプレイは長年にわたり、集中的に研究および開発の対象とされてきた。電気泳動ディスプレイは、他の非発光性ディスプレイと比べて、良好な明るさおよびコントラスト、広い視野面、状態双安定性、および低消費電力という属性を有する。カプセル化された電気泳動ディスプレイは典型的に、従来の電気泳動デバイスの、クラスター化および固定化するという機能不全モードを有さず、多様な可撓性で剛性の基板２上の表示媒体３をプリントまたはコーティングする能力など、さらなる利点を提供する。「プリント」という用語の使用は、パッチダイコーティング、スロットまたは押出しコーティング、スライドまたはカスケードコーティング、ならびにカーテンコーティングなどのプレメータードコーティングと、ナイフオーバロールコーティング、フォワードおよびリバースロールコーティングなどのロールコーティングと、グラビアコーティングと、ディップコーティングと、スプレーコーティングと、メニスカスコーティングと、スピンコーティングと、ブラシコーティングと、エアナイフコーティングと、シルクスクリーン印刷プロセスと、静電プリントプロセスと、熱プリントプロセスと、他の同様の技術と、を含むが、限定ではない、プリントおよびコーティングのすべての形式を含むことを意図する。したがって、得られるディスプレイは可撓性であり得る。さらに、表示媒体３がプリントされ得るので、ディスプレイ自体は低コストで製造され得る。
【００４８】
上記の照明システムと組み合わされて、本発明によるマイクロカプセル化された電気泳動ディスプレイが、多様な形状に順応し得るマルチ特性ディスプレイを形成するために使用される。このようなディスプレイは長寿命で、低消費電力であり、照明システムにより提供される選択的な照明の使用を介して、その有効性を維持する。
【００４９】
本発明を特定の好適な実施形態を参照して具体的に示し記載してきたが、補正された請求の範囲に規定される本発明の精神および範囲から免脱することなく、形態および詳細における様々な変更がなされ得ることを当業者によって理解されるべきである。
【００５０】
本発明の、上記したおよびその他の目的、特徴、および利点、ならびに本発明自体は、上記の好適な実施形態の説明を、添付の図面とともに読むことにより十分に理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明による、照明される非発光性電子ディスプレイの側面模式図である。
【図２Ａ】 図２Ａは、本発明の実施形態による、タイル型の照明される非発光性電子ディスプレイの模式図である。図２Ａにおいて、１光源が、タイル型のディスプレイの少なくとも１つの基板を照明するために使用される。
【図２Ｂ】 図２Ｂは、本発明の実施形態による、タイル型の照明される非発光性電子ディスプレイの模式図である。図２Ｂにおいて、複数の光源が提供される。
【図２Ｃ】 図２Ｃは、本発明の実施形態による、タイル型の照明される非発光性電子ディスプレイの模式図である。図２Ｃにおいて、複数の光コンジットを介して複数の基板に接続される単一の光源が提供される。

Claims (17)

1. 背面および前面を有する前面基板と、
   該前面基板の該背面に隣接するマイクロカプセル化された電気泳動表示媒体と
   を備えた非発光性電子ディスプレイであって、
   該ディスプレイは、該前面基板および該表示媒体の両方が可撓性であることを特徴とし、該前面基板の該前面上にマウントされた可撓性光透過エレメントによって特徴づけられ、それにより該光透過エレメントを介して透過された光が該表示媒体を照明し、
   該前面基板、該表示媒体および該光透過エレメントが曲げられることにより、選択的に照明される構造を形成する、非発光性電子ディスプレイ。
2. 前記光透過エレメントと相互作用する光源によって特徴づけられ、該光源が該光透過エレメントを介して光を透過させる、請求項１に記載の非発光性ディスプレイ。
3. 前記光源が冷陰極蛍光ランプ、ＳＭＴ白熱ランプ、または発光ダイオードであることを特徴とする、請求項２に記載の非発光性ディスプレイ。
4. 前記光透過エレメントが、光の分配を助ける光パイプであることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の非発光性ディスプレイ。
5. 前記光透過エレメントが第１の面および第２の面を含み、該第２の面が複数の表面構造を含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の非発光性ディスプレイ。
6. 前記表面構造がくさび形、三角突起面、リッジ、および微小粗面化構造のうちの任意の１つ以上であることを特徴とする、請求項５に記載の非発光性ディスプレイ。
7. 前記光源が光検出器に電気的に結合していることを特徴とする、請求項２または３に記載の非発光性ディスプレイ。
8. 前記光源が、周囲光レベルが選択値を下回るときに作動されることを特徴とする、請求項２，３または７に記載の非発光性ディスプレイ。
9. 複数の可撓性前面基板であって、各基板が、少なくとも背面および前面を有する、複数の可撓性前面基板と、
   該可撓性前面基板の各々の該背面に隣接する可撓性非発光性表示媒体と、
   少なくとも１つの該前面基板の該前面上にマウントされた可撓性光透過エレメントであって、該光透過エレメントを介して透過する光が該表示媒体を照明する、光透過エレメントと、
   を特徴とし、
   該複数の可撓性前面基板、該可撓性非発光性表示媒体および該可撓性光透過エレメントが曲げられることにより、選択的に照明される構造を形成する、タイル型ディスプレイ。
10. 前記光透過エレメントと相互作用する光源であって、該光透過エレメントを介して光を透過する該光源を含むことを特徴とする、請求項９に記載のタイル型ディスプレイ。
11. 前記光源が冷陰極蛍光ランプ、ＳＭＴ白熱ランプ、または発光ダイオードであることを特徴とする、請求項１０に記載のタイル型ディスプレイ。
12. 前記光透過エレメントが、光の分配を助ける光パイプであることを特徴とする、請求項９，１０，または１１に記載のタイル型ディスプレイ。
13. 前記光源が光検出器に電気的に結合していることを特徴とする、請求項１０または１１に記載のタイル型ディスプレイ。
14. 前記光源が、周囲光レベルが選択値を下回るとき作動することを特徴とする、請求項１０，１１または１３に記載のタイル型ディスプレイ。
15. 前記基板がマルチ特性ディスプレイを形成することを特徴とする、請求項９から１４のいずれかに記載のタイル型ディスプレイ。
16. １つの光源が少なくとも２つの基板を照明することを特徴とする、請求項１０，１１，１３，および１４のいずれかに記載のタイル型ディスプレイ。
17. 複数の光源により特徴づけられる、請求項９から１６のいずれかに記載のタイル型ディスプレイ。

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