JPH0240621A - カラーディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明はポスターや掲示板、看板、広告塔等などによる
宣伝、広告等をからカラー表示するカラーディスプレイ
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来上記の様な用途の表示物としては、印刷、又はペン
キ塗工、あるいは電光掲示板、ＬＥＤ表示等各種電子デ
イスプレィ装置等により行なわれていた。

このうち上記電子デイスプレィ装置に関しては、その駆
動装置が大がかりになり高くなる、又はコストの制限な
どから高密度の画像表示、又はカラー表示等に対して現
状限界がある。また、印刷ペンキ塗工によりカラー画像
を表示するものは、鮮明なカラー画像として広く親しま
れているが固定された画像しか表示されず、アピール性
に不足する面もあった。又、印刷コストも結構高い。

［発明が解決しようとする課題］ そこで本発明は上記に鑑み簡易な方法でアピール性の高
い表示を行なわしめる美しいカラーディスプレイ装置を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は透明度の差によって画像が形成されたシートと
、カラーフィルターを重ねることによりカラー画像を表
示する装置であって、表示に際して該シートと該カラー
フィルターとが相対的に可動であるカラーディスプレイ
装置である。

本発明に用いる透明度が変化するシートとしては、サー
モトロピック液晶性を示す高分子液晶（ＰＬＯ）の層を
持つフィルムが好適である。このよりなＰＬＣは温度に
よって透明度が変化し、さらに冷却速度によって常温に
おける透明度が変わる。

この例としては、メタクリル酸ポリマーやシロキサンポ
リマー等を主鎖とした低分子液晶をペンダント状に付加
した、いわゆる側鎖型高分子液晶、また高強度高弾性耐
熱性繊維や樹脂の分野で用いられているポリエステル系
又はポリアミド系等の主鎖型高分子液晶等である。

また、液晶相においては、スメクチック、ネマチック、
コレステリックをとるもの、またはその他の相をとるも
の、またディスコティック液晶等も用いつる。

さらに、高分子液晶中に不斉炭素を導入したＳｍＣ本を
示す相を有し、強誘電性を示す高分子液晶も好ましく用
いつる。

以下、高分子液晶の具体例を例示するが、本発明はこれ
らに限定されるものではない。

Ｍｗ　　＝　１８，０００ 十Ｃ）１２−ＣＨ）ｎ また、これらを塗布成膜するための溶媒としては、ジク
ロロエタン、ＤＭＦ、シクロヘキサン等の他、テトラヒ
ドロフラン（ＴＨＦ）、アセトン、エタノールその他の
極性又は非極性溶媒又はこれらの混合溶媒が使用され、
これらは使用する高分子液晶との溶解性並びにこれを塗
工する基体の材質または基体の表面に設けた表面層との
濡れ性、成膜性等の要因によって選択しつるのは言うま
でもない。

以下、高分子液晶の具体的な一例として、前記（Ｉ）式
により示される液晶を用いた例を示す。

前記高分子液晶をジクロロエタンにより溶解し、これを
アルコール洗浄を施したポリエステル系透明基体上にア
プリケータにより塗布した。その後、９５℃雰囲気中に
１０分間放置したところ、白色の散乱膜が形成された。

この膜厚は塗布前における高分子液晶のｗｔ％が２０％
の場合において７μ強のものが得られた。

このようにして得られた白色シート上を感熱ヘッドで走
査したところ、文字１図形パターンに従って透明部分が
固定された。このシートを光学濃度が１．２の黒色バッ
クグラウンド上に導くと。

白地に黒の鮮明な表示が得られた。又、これを通常のオ
ーバーへッドブロジェクタで投影すると暗部中に白色部
の鮮明な投影画像が得られた。

次に上記パターンが記録されたシートの全面を約１２０
℃にまで加熱し、その後約１０５℃で数秒保ったところ
、元の白色散乱状態に全面が復帰し、このまま常温に戻
しても安定であり、再度の記録２表示がなされ得た。こ
の現象は前記高分子液晶が安定したメモリー状態を維持
するガラス転移点以下におけるフィルム状態、実質的に
光学的散乱状態に推移することのできる液晶フィルム状
態およびこれより高温で等方的分子配列となる等方性フ
ィルム状態の少なくとも３状態をとり得ることに起因し
て制御することができる。

次に、第２図を用いて透明基体上に高分子液晶層を設け
、本発明画像表示方法を行なう場合についての原理的プ
ロセスを説明する。

図において、前述した散乱状態は図中■の状態である。

これを例えば感熱ヘッドあるいはレーザー等の加熱手段
により■ａのようにＴ　２　　（Ｔｉｓ。

＝等方状態移行温度）以上に加熱した後急冷すると、図
中■の様にほぼ等方状態と同様の光透過状態が固定され
る。この急冷状態は、特に冷却手段を用いることもなく
、基体を空気中に自然放熱するもので充分である。この
等方状態は、Ｔ。

（Ｔｇ＝ガラス転移温度）以下における室温または常温
状態においては安定であり、画像メモリーとしても安定
な状態である。

一方■ａのように１２以上に加熱した後、液晶温度Ｔ１
°〜Ｔ、間に一例として１秒ないし数秒にかけて保持す
ると、■ｂのごとく、この保持時間において散乱強度を
再び増し、常温においては再び元の散乱状態■に復帰し
、この状態はＴ１以下において安定に保持される。

また、図中■で示すごとく、液晶温度１１〜１２間に一
例としてｌＯミリ秒〜１秒程度の時間保持する様にすれ
ば、その部分においては中間の透過状態を常温で保持す
ることができ、階調表現として使用することも可能であ
る。

すなわち本例では、いったん等方状態に加熱した後、常
温に至るまでに液晶温度でどれ程の時間保持するかで透
過率または散乱強度を制御することができ、またこれを
Ｔ１以下においては安定に保持することができる。さら
に、上記において散乱状態に復帰させる場合の温度は、
液晶温度内でＴ２に近い方がより早く、また、液晶温度
に比較的長時間放置する様な場合は、いったん等方状態
に加熱しないでも、以前の状態にかかわらず■の散乱状
態に戻らしめることは可能である。

本発明の像形成方法においては前記の散乱状態をより強
度にする要因を積極的に付加することにより、より美し
い画像を得ることができる。このためには、前記例示し
た高分子液晶が前記したジクロロエタンあるいはＤＭＦ
　（ジメチルフォルムアミド）、シクロヘキサン等の溶
媒に溶解後、基体に塗布し、前記溶媒を揮発せしめる過
程あるいは揮発せしめた後に、液晶温度（７５℃〜１１
０℃）に一定時間保つことにより安定した光学的散乱膜
が既に形成されていることが望ましい、このような膜形
成に最適な条件の１つとしては、高分子液晶の溶媒に対
する添加量が、添加、攪拌後、透明な溶液、または粘稠
状態で得られる様な濃度であることである。例えば、前
記構造式を示した高分子液晶をジクロロエタンに単独で
溶解する場合、高分子液晶のｗｔ％濃度が１０％におい
ては溶液は白濁したミセル状となっているが、１５％〜
２５％程度の比較的高濃度においては安定した透明な粘
稠溶液が得られる。この傾向は、その他の数種の高分子
液晶および溶媒との組み合わせにおいても観測される。

この透明な粘稠溶液をアプリケータ、ワイヤバーまたは
ディッピング等の手段により良く洗浄したガラス、ポリ
エステル等の基体に塗工した後、前記液晶温度に保持す
ると、前記ミセル状において同様に塗工した場合に比べ
、非常に一様性の高い光学的散乱膜が得られる。

この時、前記基体に対しては無配向処理であるか、また
はエチルアルコール等により複数方向へ抜き取り処理を
行なったものであり、いずれも表面に対する汚れをかな
り排除したものである。

なお、高分子液晶の溶媒としては複数の溶媒の混合溶媒
、または高分子液晶材料以外の混合物、色素材料その他
を、塗工に悪影響を及ぼさない範囲で添加することも可
能である。

このようなシートに画像を形成するにはサーマルヘッド
を用いるのが簡便であり好ましいが、これに限定される
ものではなく、レーザー熱等の応用も可能である。また
、サーマルヘッドを備えた装置としてサーマルプリンタ
やファクシミリを本発明に応用することができる。ただ
し、透明度の差だけしか記録されていないシートを用い
多色画像を表示するためには後で述べるような特殊な処
置が必要である。

次に画像が形成されたシートをカラーフィルタと重ねる
ことでカラー表示を行うことができる。

カラーフィルタは表示ユニットに組み込まれている点が
本発明の一つの特徴である。すなわち多数種の画像を表
示するときでも、多数種の画像を描画したシートさせ作
成すればよく、カラーフィルタは表示ユニットに組み込
まれた１枚でよい。

表示ユニットはカラーフィルタと必要に応じて光源や反
射板、投影手段等を備える。たとえばオーバーヘッドプ
ロジェクタ−（ＯＨＰ）の画像載置台にカラーフィルタ
を備えたものを用いることができる。

さて、透明度の差による画像が形成されたシートとカラ
ーフィルタとで多色の表示が行われる原理について述べ
る。

本発明に用いるカラーフィルタには、複数の色が規則的
に配置される。例えばレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、
ブルー（Ｂ）の３色がストライブ状に配される。もちろ
ん他の色でも良い。カラーフィルタの製法としては、た
とえば網点印刷等によることができる。

シートにサーマルヘッド等により第３図（ａ）に示すよ
うに記録をし、（図では小窓状）透明部を設ける。これ
を同図（ｂ）に示すようなカラーフィルタに重ねると同
図（Ｃ）に示すように、レッドのみによる画像を表示す
ることができる。

ここで重要なのはカラーフィルタの各色の配置に合わせ
てシートに記録を行うことである。つまり上のような場
合、Ｇ、Ｂに相当する部分は飛ばしてＲに相当する箇所
のみシートに記録を行ない透明部を設ける。２色以上例
えば隣接したＲとＧに相当する部分を透明にすれば混色
が得られる。

カラーパターンの形状としては上記ストライブだけでな
く規則的に各色が配置されていればモザイク状その地回
でもよい。ただしシートに描画する際あるいは表示の際
の制御性等を考えると、ストライブ状が好ましい。スト
ライブ状にすれば、一方向の制御ですむからである。た
とえば描画の際、ヘッドの打点間隔が、カラーパターン
のピッチに合っていさえすればシートの送りスピードが
多少不安定でも所望の色を表示することができる。表示
の際も同じで、ストライブならば縦方向のみ位置合わせ
すればよいのに対し、モザイクでは縦横２方向位置合わ
せしなければならない。

以上をまとめて図示したのが第１図である。

画像情報はカラースキャナで読んだり、ＣＲＴ画面上で
作成したりして得られる像の位置、形、色等の情報であ
る。これをカラーフィルタのパターン情報、例えばＲＧ
Ｂストライブのピッチ、配列等と合わせ、所望の画像が
表示できるように、シートに記録する画像情報を決定す
る。この処理を行うのが画像プロセッサである。

画像プロセッサから出力される情報には、色の概念は含
まれておらず、位置と０Ｎ−ＯＦＦ信号または中間調記
録を行える場合は位置と強度で構成される。

この情報がサーマルプリンタ等の描画装置に送られシー
トに画像が記録される。

その後カラーフィルタを備える表示ユニットとシートと
によってカラー画像が表示されることになる。カラーフ
ィルタのパターンが粗ければ別だが、ストライブのピッ
チを狭くする等の処置により、表示画像は鮮明なカラー
画像となる。

表示した後不要になった画像はシートを熱することで消
去可能であり、シートを繰り返して使用できるので、経
済的である。

本発明は」１記の様にしてカラー表示を行なうものに対
してさらにシートとカラーフィルタの位置関係を相対的
にゆっくり移動させることでカラフルに色が変わるカラ
ーディスプレイ装置とするものである。

第４図は、本発明カラーディスプレイ形態の一つを示す
。

図においては外周に散乱体として円筒状のすりガラス３
を設は上記すりガラス内面と適度のスペースを開けて、
上記すりガラスと同心円筒をなすガラス円筒にＲＧＢカ
ラーパターンを設けたものを設置した。

前記説明した様にカラー画像を透明度の差異としてカラ
ー位置変換し記録したシート２を上記フィルタとすりガ
ラス間に挿入する。

ここで本発明は、上記カラーフィルタが回転する様にし
た。すなわち、本例ではフィルタの設けられたガラス円
筒内周にギアピッチを設け、これをモーター６にとりつ
けたギア５によって低速で回転させる様にした。なお不
図示の部材によって上記ガラス円筒の中心は保持されて
いる。

この様にして、前記カラーフィルタとシートを相対移動
させながら内側に設けた蛍光灯４を点燈させると、前記
すりガラス面には美しくカラフルに変化するカラー画像
が得られた。

なお上記相対移動のためには別の構成として、シートが
移動する様にしてももちん良い。

また上記相対移動は、ステップ的に行なってもよく、一
定時間の停止および移動により時刻、タイミングに応じ
たカラーでの静止表示を行うこともできる。

この他にも第５図に示すようなカラーフィルタを備える
オーバーへッドブロジェクタ（ＯＨＰ）や、第６図によ
うなカラーフィルタを備えるパネル等のカラーフィルタ
を、第７図に示す機構を用いるなどして往復運動させて
も、前記例と同様カラフルなプロジェクション画像が得
られる。第７図の構造はモータ６によりベルト４５を介
してネジ部材４４がまわされる。ネジ部材４４の回転に
伴いネジ部材４３が矢印方向に運動し、枠４１゜カラー
フィルタ１も同方向の運動をする。

［効果］ 本発明により鮮明なカラー画像であって、しかも刻々と
色が変わる画像を表示することができ、また画像の描画
や消去も容易に行なえるので、これをポスター、掲示板
、看板等に使用すれば、美しいだけでなく、速やかに描
き替え可能でタイムリーなＰＲを行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像表示、描画システムの概念図、第２図は温
度による高分子液晶の透明度の変化を示すグラフ、 第３図はカラー表示の原理を説明する図、第４図、第５
図、第６図はカラー表示器の例、第７図はカラーフィル
タを往復運動させる機構の例である。 ｌ：カラーフィルタ ３：すりガラス　　　　　４：蛍光灯 ５：ギア　　　　　　　　　６：モータ１１：カラーパ
ネル本体 １２：位置合わせ用突起部 ２１：カラーパネル本体 ２２：Ｌ字アングル ２３：位置合わせ用突起部 ４１：枠 ４３．４４：ネジ部材 ４５：ベルト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）透明度の差によって画像が形成されたシートと、カ
   ラーフィルターを重ねることによりカラー画像を表示す
   る装置であつて、表示に際して該シートと該カラーフィ
   ルターとが相対的に可動であるカラーディスプレイ装置
   。 ２）該シートが高分子液晶からなる層を有する請求項１
   に記載のカラーディスプレイ装置。