JP5593774B2 - 表示装置 - Google Patents
表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5593774B2 JP5593774B2 JP2010077161A JP2010077161A JP5593774B2 JP 5593774 B2 JP5593774 B2 JP 5593774B2 JP 2010077161 A JP2010077161 A JP 2010077161A JP 2010077161 A JP2010077161 A JP 2010077161A JP 5593774 B2 JP5593774 B2 JP 5593774B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control valve
- pressing medium
- pressing
- sheet
- medium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
Description
特許文献1に開示の構成では、構造色を呈する高分子ゲルを液体に浸析して、電界に応じて体積変化させることで、その周期を変化させて表示色(構造色)を変化させる。特許文献2に開示の構成では、弾性変形可能な充填材で周期的に配列したコロイド粒子を保持して複数の表示素子を形成し、各表示素子に対して個別の制御手段によりに外力を加えて構造色を変化させて、画像を表示する。
この問題に対して、本発明者らは比較的大きな面積のコロイド結晶シートと表示対象を表す凹凸形状の押圧面を有する押圧部材を準備し、押圧部材の押圧面をコロイド結晶シートへ押圧することで当該コロイド結晶の構造を変形して構造色を制御することを考えた。
しかしながら、比較的大きな面積のコロイド結晶シートをその面方向から押圧部材で押圧し、当該シートに充分かつ均等な色変化を生じさせるには、押圧部材へ大きな力をかける必要があった。また、表示形態に変化をもたせるには、複数の押圧部材を準備してそれらの押圧を制御する必要がある。
従って、複数の押圧部材へ充分な力を与えつつそれらの押圧状態を独立して制御することが要求されることとなるが、複雑な機構を採用することは現実的でない。表示装置には簡易な構成と安価な製造コストが要求されているからである。
本発明は前記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡易な構造で表示形状を表示することが可能な表示装置を安価に提供することにある。
本発明の第1の局面は次のように規定される。即ち、
可逆的に変形可能な材料からなるシート状の基材中に粒子が規則的に配列されてなり、その厚さ方向の変形量に応じて色調を変化させるシート状の色調変化シートと、
前記色調変化シートに対向して配置され、押圧媒体の注入量に応じて変形する複数の変形部を有するアクチュエータと、
前記各変形部の前記押圧媒体の注入量を変形部毎に独立して制御する押圧媒体制御手段と、
前記色調変化シートと前記変形部との間に配置される押圧部材であって、前記色調変化シートへ対向する面に表示対象を表す凹形状または凸形状を有する押圧部材とを備え、
前記押圧媒体がチキソ性材料を含んでなり、前記押圧媒体をゾル化するゾル化手段を備えることを特徴とする表示装置である。
ここで使用する可逆的に変形可能な材料としては、スチレン系軟質樹脂、軟質ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ハイドロエチルメタクリレート(HEMA)、アクリル系エラストマー等の有機系高分子材料をあげることができる。色調変化シートはこのような可逆的に変形可能な材料を基材とすることにより、後述の押圧部材の押圧によって変形しても、当該押圧が解除されれば、押圧前の状態に戻ることができる。さらに、押圧と解除を繰り返し行っても色調変化シートの変形における可逆性が低下しにくい。
色調変化シートの基材の中に粒子が規則的に配列される。規則的な配列としては、フォトニック結晶構造であることが好ましい。フォトニック結晶は、通常、可視域周辺の光の波長と同程度の周期で粒子が分布した構造を指す。このような構造を有するフォトニック結晶は、その周期と同程度の波長の光をブラッグ反射し、それに起因して特定の波長の光が増幅されて、いわゆる構造色を発する。このようなブラッグ反射による構造色の色調は、フォトニック結晶構造を形成する粒子配列の周期に依存する。これにより、粒子配列の周期を適宜設定することで所望の色調の構造色が得られる。さらに、粒子配列の周期を変化させることで構造色の色調を変化させることができる。本発明の表示装置はこの特性を利用して、所定の色で表示対象を表示するものである。即ち、後述の押圧部材を色調変化シートに押圧して色調変化シートを変形し、これに伴って色調変化シート内のフォトニック結晶構造を形成する粒子配列の周期を変化させて構造色の色調を変化させ、所定の色で表示対象を表示する。構造色は外光(自然光)を利用して発色することができるため、自然光を利用することとすれば、別途発光表示用の光源やバックライト装置を使用する場合に比べて、電力の消費を低減することができる。また、装置の簡略化が図れる。さらに、自然光を利用(反射)するため、屋外でも明るく発色して視認性が高い。尚、夜間や暗所で使用するために、別途発光表示用の光源やバックライト装置を使用してこれらの光を利用してもよい。
以下、本発明を具体化した各実施例について図面を参照しながら説明する。尚、各実施例において、同一の構成部材および構成要素については符号を等しくすると共に、同一内容の箇所については重複説明を省略してある。
実施例1における表示装置1の斜視図を図1に示し、図1のX−X線断面図を図2に示す。図1に示すように、表示装置1は収納ケース2、透明基板3を備える。収納ケース2の正面側は枠状に開口しており、透明基板3が取り付けられている。透明基板3は上面が露出して表示部30を構成している。
制御弁81の動作態様を図3(A)〜図3(D)および図4(A)〜図4(D)を参照しながら説明する。図3(A)に示すように、まず初期状態では第1制御弁81aおよび第2制御弁81bにはいずれも通電されず、柔軟性の高い状態となる。押圧媒体供給部7の内部の押圧媒体51には、加圧ポンプ(図示略)により、押圧媒体供給部7の内側から変形部63側に圧力がかけられている。このとき、第2制御弁81bは柔軟性の高い状態となっているため、第2制御弁81bは孔84を閉塞し、連通部8を非連通状態のまま維持される。
図3(C)に示すように変形部63に押圧媒体51が注入されると、変形部63は押圧媒体51の注入量に応じて変形して、押圧部材5を色調変化シート4側に押し上げる。押圧媒体供給部7からの圧力に応じて変形部63に所定量の押圧媒体51が注入されると、変形部63の内圧(バイアス力)が押圧媒体供給部7からの圧力より高まる。これにより、図3(C)に示すように第1制御弁81aが当該内圧により押圧媒体供給部7側に押圧され、孔84を閉塞する。この間、第1制御弁81aは通電されず、柔軟性の高い状態のままである。その後、第2制御弁81bへの通電は停止されて変態点以下の温度となり、第2制御弁81bは柔軟性の高い状態に戻る。この状態で押圧媒体供給部7からさらに圧力が加わっても、図3(D)に示すように第2制御弁81bが変形部63側に押圧されて孔84を閉塞するため、押圧媒体51は所定量以上注入されない。
このように、個々の変形部63に対して、第2制御弁81bの通電状態を個別に制御することにより、個々の変形部63毎に押圧媒体51の注入量を調整して変形部63の変形量を規定することができる。
その結果、第1制御弁81aの隙間から押圧媒体51が漏洩することが防止され、押圧部材5の色調変化シート4への押圧状態が維持される。
このように、変形部63から押圧媒体51を排出する場合においても、個々の変形部63に対して、第1制御弁101aの通電状態を個別に制御することにより、個々の変形部63毎に押圧媒体51の排出量を調整して変形部63の変形量を規定することができる。
尚、変形部63の変形量を多くする場合は、第2制御弁101bに通電して連通部8の孔84を開放すると共に、変形部63の内部にてゲル化した押圧媒体51を、上記と同様に振動発生装置9により一端ゾル化してから、押圧媒体供給部7の圧力を大きくして押圧媒体51を注入すればよい。
以上のように、実施例1の表示装置1では表示画像に応じて、例えば図2(a)〜(e)のように変形部63毎に変形量を規定することにより、色調変化シート4が表示画像に応じて押圧される。そして色調変化シート4を構成するコロイド結晶の構造が変形して構造色が変化し、当該表示画像が表示部30に表示される。
実施例2において、図1〜図4に示した実施例1と異なるのは、実施例1の制御弁81を制御弁101に置き換えた点だけである。
連通部8には、連通部8の孔84を開閉可能な制御弁101が設けられている。制御弁101は、制御弁101に通電可能なコントローラ(図示略)に接続されている。
図5(A)は、制御弁101の縦断面図であり、図5(B)のX−X線断面図である。図5(B)は、制御弁101が閉塞された状態を示す斜視図である。
図6(A)は、制御弁101の縦断面図であり、図6(B)のX−X線断面図である。図6(B)は、制御弁101が開放された状態を示す斜視図である。
図7は、制御弁101の縦断面図である。
第1制御弁101aは、ベース部材61における可撓性シート60(図5〜図7では図示略)側に設けられている。
第1制御弁101aは、ベース部材61の凹部61a、フィルム102a(スリット105a)、パッキン103a、駆動部材104a(辺106a,107a,108a)から構成されている。
各凹部61aの平面視略中央部には、連通部8が設けられている。
尚、フィルム102aは、可撓性を有し、ベース部材61に対する高い密着性を有すると共に低い接着性を有する各種材料(例えば、シリコーン樹脂など)によって形成されている。
フィルム102aにおいて、表示装置1の画素を構成する個々の格子部42に対応した箇所には、平面視コ字状のスリット105aが形成されている。
すなわち、ベース部材61の上面側は、表示装置1の全ての画素をまたぐように、個々の画素に対応するスリット105aが設けられたフィルム102aで被覆されている。
フィルム102aにおける各スリット105aの内側を除く部分は、ベース部材61の上面に対して貼着固定されている。
すなわち、ベース部材61における連通部8に対応する位置にパッキン103aが貼着固定され、パッキン103aの中央部に形成されている貫通孔が連通部8の孔84と連通することにより、パッキン103aの貫通孔が孔84の一部として機能する。
尚、パッキン103aは、フィルム102aに対する高い密着性を有すると共に低い接着性を有する各種材料(例えば、シリコーン樹脂など)によって形成されている。
駆動部材104aの三辺106a,107a,108aはそれぞれ、スリット105aの三辺に対応して配置されている。
駆動部材104aの対向する二辺106a,107aの先端側半分は、凹部61aの底部に取付固定されている。
駆動部材104aの残る一辺108aと、各辺106a,107aの後端側半分とは、凹部61aに固定されていない。
尚、駆動部材104aは、形状記憶合金(SMA)の針金材によって形成されており、例えば、チタン−ニッケル−銅合金からなる。
第2制御弁101bは、第1制御弁101aを平面視180゜回転させた形状である。
そのため、第2制御弁101bの構成部材(凹部61b、フィルム102b、パッキン103b、駆動部材104b、スリット105b、辺106b,107b,108b)については、第1制御弁101aの対応する構成部材(凹部61a、フィルム102a、パッキン103a、駆動部材104a、スリット105a、辺106a,107a,108a)の末尾の符号を「a」から「b」に変更した符号を付している。
すなわち、フィルム102bは、表示装置1の個々の画素毎に設けられている。
図5または図7(A)に示すように、駆動部材104aは、コントローラからの通電がされていない場合(電源オフ時)、形状記憶合金の変態点よりも低い温度条件下となって比較的柔軟な状態となり、各辺106a,107aが直線状に伸びた状態になるため、駆動部材104aはフィルム102aにおけるスリット105aの内側部分に当接しない状態になる。
また、フィルム102aにおけるスリット105aの内側中央部は、パッキン103aの上面と密着した状態になる。
その結果、第1制御弁101aは、連通部8の孔84を上方から液密状態に閉塞する。
尚、前記幅Lの部分の面積、および、パッキン103aの上面の面積については、第1制御弁101aによる液密状態の閉塞を確実に行うのに十分な面積に設定しておけばよい。
また、フィルム102aにおけるスリット105aの内側中央部と、パッキン103aの上面との密着状態も解除される。
その結果、第1制御弁101aは、連通部8の孔84の上方を開放する。
第2制御弁101bについても、コントローラから駆動部材104bへの通電と非通電とを切り替えることにより、第1制御弁101aと同様に動作させることができる。
その結果、フィルム102bにおけるスリット105bの内側周縁部はベース部材61における凹部61bの周縁部分の下面と密着した状態になり、スリット105bの内側中央部はパッキン103bの下面と密着した状態になるため、第2制御弁101bは連通部8の孔84を下方から液密状態に閉塞する。
その結果、フィルム102bにおけるスリット105bの内側周縁部とベース部材61における凹部61bの周縁部分の下面との密着状態が解除され、スリット105bの内側中央部とパッキン103bの下面との密着状態も解除されるため、第2制御弁101bは連通部8の孔84の下方を開放する。
次に、実施例2の動作について説明する。
図8(A)および図5に示すように、初期状態では各制御弁101a,101bに通電せず、第1制御弁101aは連通部8の孔84を上方から液密状態に閉塞し、第2制御弁101bは連通部8の孔84を下方から液密状態に閉塞しているため、連通部8が非連通状態のまま維持される。
そして、変形部63に押圧媒体51が注入されると、変形部63は押圧媒体51の注入量に応じて変形し、押圧部材5を色調変化シート4側に押し上げる。
このとき、押圧媒体供給部7からの圧力が変形部63の内圧よりも大きければ、第2制御弁101bが孔84の下方を開放しているため、第1制御弁101aが孔84を上方から閉塞していても、押圧媒体供給部7から押圧媒体51が孔84を通って変形部63に注入される。
このとき、押圧媒体供給部7の内部の押圧媒体51に更に圧力が加わっても、第2制御弁101bのフィルム102bが押圧媒体51により下方から加圧され、第2制御弁101bの閉塞機能が更に高められるため、変形部63に押圧媒体51が不用意に注入されることがない。
そして、所定量の押圧媒体51が変形部63に注入されると、その注入された押圧媒体51は変形部63の内部で静止するため、変形部63の内部の押圧媒体51の流動性が低下してゲル化する。
その結果、制御弁101の隙間から押圧媒体51が漏洩することが防止され、押圧部材5の色調変化シート4への押圧状態が維持される。
次に、図9(A)および図7(B)に示すように、第1制御弁101aに通電し、第2制御弁101bに通電しないと、第1制御弁101aは連通部8の孔84の上方を開放し、第2制御弁101bは連通部8の孔84を下方から液密状態に閉塞する。
このとき、変形部63の内圧により、押圧媒体51の押圧媒体供給部7側への排出が促進される。
このとき、押圧媒体供給部7の内部から変形部63側に圧力がかけられているため、第2制御弁101bのフィルム102bが押圧媒体51により下方から加圧され、第2制御弁101bの閉塞機能が更に高められ、変形部63に押圧媒体51が不用意に注入されることがない。
以上のように、実施例2においても、実施例1と同様の作用・効果が得られる。
そして、実施例2では、制御弁101aのフィルム102aが、表示装置1の個々の画素毎に設けられておらず、表示装置1の全ての画素に対して一体化して設けられているため、生産性を向上できる。
そして、制御弁81,101を他の流体や気体を押圧媒体として使用する場合にも、装置が複雑な構成とならず、装置の小型化に寄与すると共に、表示画像を緻密に表示することができる。
2…収納ケース
3…透明表示板
30…表示部
4…色調変化シート
41…肉逃がし溝
42…格子
5…押圧部材
51…押圧媒体
6…アクチュエータ
60…可撓性シート
61…ベース部材
61a,61b…ベース部材61の凹部
63…変形部
7…押圧媒体供給部
8…連通部
81,101…制御弁
81a,101a…第1制御弁
81b,101b…第2制御弁
82a,82b…SMA層
83a,83b…フィルム
84…孔
9…振動発生装置
102a,102b…フィルム
105a…フィルム102aのスリット
105b…フィルム102bのスリット
103a,103b…パッキン
104a,104b…駆動部材
106a,107a,108a…駆動部材104aの辺
106b,107b,108b…駆動部材104bの辺
Claims (5)
- 可逆的に変形可能な材料からなるシート状の基材中に粒子が規則的に配列されてなり、その厚さ方向の変形量に応じて色調を変化させるシート状の色調変化シートと、
前記色調変化シートに対向して配置され、押圧媒体の注入量に応じて変形する複数の変形部を有するアクチュエータと、
前記各変形部の前記押圧媒体の注入量を変形部毎に独立して制御する押圧媒体制御手段と、
前記色調変化シートと前記変形部との間に配置される押圧部材であって、前記色調変化シートへ対向する面に表示対象を表す凹形状または凸形状を有する押圧部材とを備え、
前記押圧媒体がチキソ性材料を含んでなり、前記押圧媒体をゾル化するゾル化手段を備えることを特徴とする表示装置。 - 前記ゾル化手段は、振動発生装置、超音波発生装置またはバブル発生装置である、請求項1に記載の表示装置。
- 前記押圧媒体制御手段は、前記押圧媒体を供給する押圧媒体供給部と、前記変形部と前記押圧媒体供給部とを連通する連通部を有し、該連通部には前記押圧媒体の移動を制御する制御弁が備えられる、請求項1または2に記載の表示装置。
- 前記制御弁は形状記憶合金材料を含み、前記押圧媒体制御部は前記制御弁に通電して前記制御弁の開閉状態を制御する、請求項3に記載の表示装置。
- 前記制御弁は前記変形部の内側に開放可能な第1制御弁と、前記押圧媒体供給部の内側に開放可能な第2の制御弁とを含む、請求項4に記載の表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010077161A JP5593774B2 (ja) | 2009-09-29 | 2010-03-30 | 表示装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009224872 | 2009-09-29 | ||
JP2009224872 | 2009-09-29 | ||
JP2010077161A JP5593774B2 (ja) | 2009-09-29 | 2010-03-30 | 表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011095704A JP2011095704A (ja) | 2011-05-12 |
JP5593774B2 true JP5593774B2 (ja) | 2014-09-24 |
Family
ID=44112619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010077161A Expired - Fee Related JP5593774B2 (ja) | 2009-09-29 | 2010-03-30 | 表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5593774B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3178344A1 (fr) * | 2015-12-09 | 2017-06-14 | The Swatch Group Research and Development Ltd. | Element d'habillage a coloris variables |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005031172A (ja) * | 2003-07-08 | 2005-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 表示素子 |
JP4925025B2 (ja) * | 2004-07-12 | 2012-04-25 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 構造色発現弾性体 |
JP4862299B2 (ja) * | 2005-07-01 | 2012-01-25 | 富士ゼロックス株式会社 | 多色表示用光学組成物、並びに、光学素子及びその表示方法 |
JP4892426B2 (ja) * | 2007-07-13 | 2012-03-07 | 株式会社豊田中央研究所 | 画像表示装置 |
JP4692525B2 (ja) * | 2007-07-13 | 2011-06-01 | 豊田合成株式会社 | 画像表示装置 |
JP5007712B2 (ja) * | 2008-09-26 | 2012-08-22 | 豊田合成株式会社 | 表示装置。 |
JP4900355B2 (ja) * | 2008-09-26 | 2012-03-21 | 豊田合成株式会社 | 表示装置 |
-
2010
- 2010-03-30 JP JP2010077161A patent/JP5593774B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011095704A (ja) | 2011-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103959131B (zh) | 并有电荷消散表面的机电系统显示设备 | |
CN107748469B (zh) | 电光显示器 | |
US8847855B2 (en) | Modulating thickness of colored fluid in color display | |
CN103547957B (zh) | Mems锚定器及间隔物结构 | |
US6940485B2 (en) | Flexible micron-thin display device | |
JP2007506152A (ja) | 切り替え可能半透過反射器及び半透過反射ディスプレイ | |
TW200413776A (en) | Display element and display using the same | |
JP4692525B2 (ja) | 画像表示装置 | |
JP4892426B2 (ja) | 画像表示装置 | |
US6677926B2 (en) | Electrophoretic display device | |
JP4900355B2 (ja) | 表示装置 | |
JP5593774B2 (ja) | 表示装置 | |
JP2022500708A (ja) | 3次元ディスプレイ装置 | |
WO2010126512A1 (en) | Reflective colour display device | |
WO2005078517A9 (en) | Electronic paint structure with thermal addressing layer | |
JP5007712B2 (ja) | 表示装置。 | |
US20050179836A1 (en) | Color developing structure and display device | |
JP2007004077A (ja) | 電気泳動表示素子 | |
JP5428956B2 (ja) | 表示装置 | |
JP5223830B2 (ja) | 表示装置 | |
JP5223123B2 (ja) | 表示装置 | |
JP5056786B2 (ja) | 表示装置 | |
US7679816B2 (en) | Picture display unit | |
JP5338734B2 (ja) | 表示装置 | |
EP2010959B1 (en) | Bistable nematic liquid crystal device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120424 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130423 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131119 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131213 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140708 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140721 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5593774 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |