JP4903721B2 - 入射する光によって認識可能なカラーの画像およびテキストを作り出すためのディスプレイ - Google Patents

Description

本発明は、入射光によって認識可能なカラーの画像およびテキストを作り出すためのディスプレイに関する。このディスプレイでは、画面は、複数の、電子的に制御可能な、ラスタ状に設けられたピクセルからなり、各々のピクセルは、レッド、グリーン、ブルーまたはシアン、マゼンタ、イエローの色のための、並設されまたは後置された、少なくとも３つの、着色した液体のある液面部分を有し、これらの液面部分は、複数の平らな、透明な容器によって形成されており、これらの容器の内部空間は、着色した液体用リザーバに接続されており、この着色した液体用リザーバの中味は、透明な着色した液体が、着色した液体用リザーバから液面部分へまたは液面部分から着色した液体用リザーバへ達するように、電子制御によって動かされることができる。

このタイプのディスプレイは、US 6,037,955、US 6,747,777およびEP 1 090 384から公知である。太陽光、日光またはランプによって外から照明されるこれらのディスプレイの場合、位置および１日の時間に従って、複数のピクセルによって形成される画像を後方からも照明するという願望もある。従って、EP 1 090 384では、複数のピクセルによって形成された画像が暗闇でも見えるように、透明な材料からなる液面部分の後方におよび着色した液体用リザーバの手前に、１つまたは複数の光源を設けることが既に提案された。

本発明の課題は、入射光、特に日光のもとで、複数の制御されたピクセルによって形成される画像の複数の部分を光学的に際立たせおよび／またはこれらの部分の色を変えることが可能であるカラーディスプレイを提供することである。

上記課題は、本発明では、ピクセルの液面部分の後方には、各々のピクセルに関連して設けられておりかつ個々に電子的に制御可能である光源が設けられていることによって解決される。

これらの光源によって、日光によって照らされる画像の複数の部分を光学的に際立たせ、あるいは、これらの部分の色を変えることができる。色の混合は、カラー
テレビの場合のように、レッド、グリーン、ブルーの３原色の加色混合によってなされ、あるいは、カラー写真のように、イエロー、マゼンタ、シアンの色の減色混合によってなされる。

複数のピクセルに関連して設けられた複数の光源は、特に、白色に発光する発光ダイオードであってもよい。

しかしまた、これらの光源は、より複数のピクセルを背部で照明する平面照明体と、これらの照明体および複数のピクセルの複数の液面部分の間に設けられた複数のマスクとからなる。これらのマスクは、マスクを通る光路が、各々のピクセルに対し開いているか多かれ少なかれ閉じられているように、各々のピクセルに対し制御可能である。

大きい方のピクセルフィールドを背部で照明するためには、特に、平面スクリーンにおいて知られた複数の照明装置が適切である。これらの照明装置は、ピクセルフィールドを覆う、矩形のまたは正方形の光伝送型の発光面と、この発光面の端縁に設けられた発光ダイオード（ＬＥＤｓ）または陰極線管とからなる。

複数のマスクを、各々のピクセルに対し電界によって制御可能である光路を有する偏光フィルタによって、形成することができる。２つの偏光フィルタは、これらの偏光フィルタが光のすべての偏光面の通路を遮断するように、設けられておりかつ制御される。偏光フィルタは、フォイル状であり、発光面上に直接載せられることが可能である。

液面部分が、入射する日光の下で、出来る限り鮮やかな画像を発生するように、液面部分の面の後方に、部分的にまたは一時的に光透過性を有する白色のまたは銀色の非反射型の反射層が設けられている。反射層は、乳濁色のガラス面またはプラスチック・フォイルによって、あるいは、つや消しで、白色のまたは銀色を有するガラス面またはプラスチック・フォイルによって形成されていてもよい。

入射光の下で反射を改善するためにおよび背部照明の下で光透過性を改善するために、薄片の銀色のまたは白色の顔料を有する反射層が設けられており、顔料は、電界または磁界によって、層の面に対し平行にまたは層の面に対し垂直に整列可能であることが提案されている。液体中に均等に分配された、浮遊する、薄片の顔料は、顔料が層の面に平行に整列されているときは、良好な反射層を形成する。この層は、顔料の薄片構造が反射面に対し直角に延びているときは、著しい光透過性を有する。

しかしまた、反射層は、透明な材料からなる少なくとも１つの平らな容器によって形成されていてもよい。この層が光を反射することが意図されるとき、容器には白色のまたは銀色の着色した液体が充填され、層が光透過性を有することが意図されるとき、容器には極めて透明な液体が充填される。

白色のまたは銀色の着色した液体あるいは無色の液体が充填された複数の平らな容器が、ピクセルフィールドの後方に、あるいは、各々のピクセルに対し第４の液面部分として設けられていてもよい。双方の場合に、ディスプレイを、昼間の操作から夜間の操作へ切り換えるのは、白色のまたは銀色の反射層を、背部照明を可能にする光透過性の層に変えることによってである。

以下の記述において、図面を参照して本発明の複数の実施の形態を詳述する。ディスプレイの各ピクセル１は、上方の、着色した液体のある液面部分（Farbspiegel）３と、中間の液面部分３´と、後方の液面部分３´´とを有する液面部分の層２，２´，２´´を具備する。これらの液面部分３，３´，３´´は、透明な材料からなる平らな容器で形成されている。これらの容器は、チャネル８，８´，８´´および９，９´，９´´を介して、着色した液体用リザーバに接続されている。シアン、マゼンタ、イエロー（ＣＭＹ）またはレッド、グリーン、ブルー（ＲＧＢ）の色の透明な着色した液体を、着色した液体用リザーバから液面部分３，３´，３´´へ移動し、再度着色した液体用リザーバに戻すことができる。着色した液体を、エアクッションに抗して、前方におよび後方に移動することができ、あるいは、混合不能な無色の液体と共に、循環し、あるいは往復動することができる。液面部分３，３´，３´´、チャネル８，８´，８´´および９，９´，９´´ならびに対応の着色した液体用リザーバに、部分的に、着色した液体が、部分的に、着色した液体と混合不能な無色の液体が充填されており、着色した液体および無色の液体の運搬が、周知の方法で、エレクトロウェッティング（US 6,037,955）または他のマイクロポンプによってなされるとき、着色した液体を、チャネル８，８´，８´´を介して、液面部分３，３´，３´´に供給し、同時に、無色の液体を、液面部分３，３´，３´´から、チャネル９，９´，９´´を通ってまたはその逆に排出することができる。各々のピクセル１の液面部分３，３´，３´´の後方には、光源、特に、白光型のＬＥＤが設けられている。この光源６は、複数の他の光源６とは別個に、オンおよびオフにされ、場合によっては、光源の光の強さが制御される。これらの光源６は、支持プレート７に取着されている。

液面部分３，３´，３´´の後方におよび複数の光源６の手前に、光透過性の白色または銀色の反射層５があって、この反射層は、プラスチック・フォイルまたは薄いガラス板によって形成されており、反射層の光透過性は少なくとも４０％である。

反射層は、図３に示すように、平らな容器５´によって形成される。この容器には、液体中に、薄片の銀色の顔料が浮遊している。これらの顔料は、層に対し平行にまたは垂直に整列されることができる。

しかしまた、ピクセルフィールドを覆うこの平らな容器５´は、２つの互いに混合不能な液体で満たされているシステムに接続されている。一方の液体は白色のまたは銀色の着色した液体であり、他方の液体は無色の液体または無色の気体である。エレクトロウェッティングまたはマイクロポンプによって、液体を、以下のように、すなわち、この層が、入射光を反射することが意図されるか、または背面照射型の光を透過することが意図されるかに応じて、透明な平らな容器に、白色の着色した液体または銀色の着色した液体が充填されているか、あるいは、無色の、全く透明な液体のみが充填されているように、動かすことができる。

図示しない着色した液体用リザーバは、反射層の後方に設けられている。それ故に、着色した液体は、ディスプレイを見る者の可視区域から動かされる。

図３では、ピクセルに関連して設けられた複数の光源は、平面照明装置からなる。この照明装置は、光伝送型の発光面１２と、マスクとして用いられる２つの偏光フィルタ１４，１５とから構成されている。発光面の側縁には、陰極線管１３または発光ダイオードが設けられている。

ピクセル１の寸法は、ディスプレイの寸法および観察者とこのディスプレイとの距離に従い、０．５ｍｍ^２ないし１６ｍｍ^２の範囲にある。この範囲は、平方ピクセルの場合に、０．７ないし４ｍｍのピクセル幅に対応する。

反射層の後方に位置している着色した液体用リザーバから液面部分３，３´，３´´へ通じているチャネル８，９；８´，９´および８´´，９´´は、複数のウェブ１０に組み込まれている。これらのウェブは、ピクセル１を、詳しくはピクセルの液面部分３，３´，３´´を互いに分離し、ウェブの表面は、被覆層４の下面ならびに液面部分の前方の層２および中間の層２´に接触しており、これらの層にしっかりと接合または貼着されている。

図１は、本発明に係わるディスプレイの一部分の断面図を示す。 図２は、図１に示すディスプレイの８つのピクセルの平面図を示す。 図３は、平面背部照明を有するピクセルフィールドの断面図を示す。

符号の説明

１ ピクセル
２ 液面部分の第１の層
２´ 液面部分の第２の層
２´´ 液面部分の第３の層
３ 前方の、着色した液体のある液面部分
３´ 中間の、着色した液体のある液面部分
３´´ 後方の、着色した液体のある液面部分
４ 被覆層
５ 反射層
６ 光源ＬＥＤ
７ 支持プレート
８ チャネル
８´ チャネル
８´´ チャネル
９ チャネル
９´ チャネル
９´´ チャネル
１０ ウェブ
１１ 平面照明装置
１２ 発光面
１３ 陰極線管
１４ 第１の偏光フィルタ
１５ 第２の偏光フィルタ

Claims (7)

1. 入射光によって認識可能なカラーの画像およびテキストを作り出すためのディスプレイであって、このディスプレイでは、画面は、複数の、電子的に制御可能な、ラスタ状に設けられたピクセル（１）からなり、ピクセル（１）の各々は、レッド、グリーン、ブルーまたはシアン、マゼンタ、イエローの色のための、並設されまたは前後に配設された、少なくとも３つの、着色した液体のある液面部分（３，３´，３´´）を有し、これらの液面部分は、複数の平らな、透明な容器によって形成されており、これらの容器の内部空間は、チャネル（８，９）を介して、着色した液体用リザーバに接続されており、この着色した液体用リザーバの中味は、透明な着色した液体が、前記着色した液体用リザーバから前記液面部分へまたは前記液面部分から前記着色した液体用リザーバへ達するように、電子制御によって動かされることができてなるディスプレイにおいて、
   前記ピクセル（１）の前記液面部分（３）の後方には、各々のピクセル（１）に関連して設けられておりかつ個々に電子的に制御可能である複数の光源（６）が設けられていることを特徴とするディスプレイ。
2. 前記制御可能な複数の光源（６）は、白色に発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）であることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
3. 前記複数の液面部分（３，３´，３´´）の後方には、部分的にまたは一時的に光透過性を有する白色のまたは銀色の反射層（５、５´）が設けられていることを特徴とする請求項１もしくは２に記載のディスプレイ。
4. 前記反射層（５）は、光透過性で、つや消しで、白色のまたは銀色の層を有するプラスチック・フォイルまたは薄いガラス板によって形成されていることを特徴とする請求項３に記載のディスプレイ。
5. 前記複数の液面部分（３，３´，３´´）の後方で前記複数の光源（６）の手前に、薄片の銀色のまたは白色の顔料を有する層が設けられており、前記顔料は、電界または磁界によって、ディスプレイの面に対し平行に整列可能であり、反射層を形成し、前記ディスプレイの面に対し垂直に整列可能であり、光透過性の層を形成することを特徴とする請求項１もしくは２に記載のディスプレイ。
6. 前記複数の光源（６）と前記複数の液面部分（３，３´，３´´）との間に、反射層（５´）が設けられており、この反射層は、透明な材料からなる平らな容器によって形成されており、前記反射層が光を反射することが意図されるとき、前記容器には白色のまたは銀色の着色した液体が充填されており、前記反射層が光透過性を有することが意図されるとき、前記容器には透明な液体が充填されていることを特徴とする請求項１もしくは２に記載のディスプレイ。
7. 任意の或るピクセルの前記３つの液面部分（３，３´，３´´）の後方におよび前記複数の光源（６）の手前に、第４の液面部分が設けられており、この液面部分には、不透明な白色のまたは銀色の着色した液体または透明な媒体が充填されていることを特徴とする請求項１もしくは２に記載のディスプレイ。

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