JPH11175003A - 回転シリンダディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来技術による球要素を用いる密充填単一層
は、球要素の形状に起因して理論的に最大可能でも９
０．７％の面被覆率を備えるにすぎないために、球要素
を用いるジリコンディスプレイにおいては反射度および
輝度において改善の余地があった。 【解決手段】 表面５５の平面における本発明によるシ
リンダ５１の投影面積は、可能な限り表面５５の平面全
面積の多くを覆うようにする。この目的のため、キャビ
ティ５３は、好ましくは可能な限り小さく、理想的には
シリンダ自体と同じ大きさとする。観察面５５の平面に
おけるシリンダの投影面積の合計と観察面５５の総面積
との比が大きければ大きいほど、ディスプレイの反射度
および輝度は向上する。従来技術による球形二色ボール
により理論的に可能な最大面被覆率が約９０．７％であ
るのに対して、本発明による二色シリンダに関する最大
値は100％である。従って、本発明による密充填シリン
ダ単一層から作られたジリコンディスプレイは、従来技
術による密充填球形ボール単一層から作られたジリコン
ディスプレイより輝度を大きくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は視覚的表示装置に関
し、更に詳しくはジリコン(gyricon)ディスプレイ等の
回転ボールディスプレイに関する。

【０００２】ジリコンディスプレイは、電気回転ボール
ディスプレイまたは回転ボールディスプレイ等の別の名
称によっても公知であって、最初に開発されたのは20年
以上前のことである。

【０００３】

【従来の技術】ジリコンディスプレイ１０の例を図１
（Ａ）（先行技術)において側面図で示す。二色ボール
１は、ボール１が中で自由に回転するキャビティ３を形
成する誘電性流体により膨満状態に満たされているエラ
ストマ基板２に配置される。このボール１はこの流体の
存在下で電気的に双極性なので、マトリックスアドレス
可能電極４ａ、４ｂにより電場をかけると回転する。上
面５に近接する電極４ａは、好ましくは透明である。Ｉ
にいる観察者は、回転するにつれて基板２の上面５に黒
色面または白色面（半球）を見せるボール１の白黒パタ
ーンにより形成される画像を見る。

【０００４】黒および白の半球１ａおよび１ｂを有する
二色ボール１の一個を図１（Ｂ）（先行技術）で示す。

【０００５】ジリコンディスプレイは、ＬＣＤディスプ
レイおよびＣＲＴディスプレイ等の従来の電気的なアド
レス可能視覚的表示装置に対して多くの利点を有する。
特に、周辺光がある中で見るのに好適であり、電場をか
けずに無期限に画像を保持すると共に、軽量、柔軟、折
畳可能にすることができ、その他の多くの通常且つ有用
な普通筆記用紙特性を有している。従って、少なくとも
原理的には、ディスプレイ用途に適すると共に、普通紙
に対する電気的アドレス可能且つ再使用可能（および従
って環境に優しい）な代替品として使用されるいわゆる
電気ペーパ用途または対話ペーパ用途に適する。

【０００６】公知のジリコンディスプレイは、その基本
ディスプレイ要素として球形粒子（例えば、二色ボー
ル）を用いている。球形粒子を用いるには相応な理由が
ある。特に、以下の理由である。

【０００７】・球形二色ボールは、多くの手法により容
易に製造できる。

【０００８】・球は三次元対称である。これは、ジリコ
ンディスプレイシートを球形粒子から製作することが簡
単であることを意味する。エラストマ基板全体にわたり
ボールを分散させ、その基板を次に誘電性流体で膨張さ
せてボールのまわりに球形キャビティを形成させるだけ
でよい。球形ボールは、基板内のどこでも、相互に対し
て且つ基板面に対してどの方向でも配置することができ
る。相互または基板面に対し整列させる必要はない。一
旦配置されれば、ボールはそのキャビティ内でどの軸の
まわりでも自由に回転する。

【０００９】「白」状態において、ジリコンディスプレイ
は、二色ボールの最上層から、更に詳しくはボール最上
層の半球形の白い上面からほとんど完全に反射する。好
ましい実施の形態において、本発明によるディスプレイ
は、一層の二色ボール密充填単一層により構成される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】理想的には、密充填配
置はジリコン要素の単一層により平面を完全に覆う。し
かし、球の平面配列が平面を十分に覆うことができずに
隙間を必ず含むに相違ないので、均一直径の球形要素の
単一群で実現できる最密充填は、六方充填配列により得
られる約90.7％の面被覆率である。第二群の小さ目のボ
ールを追加して多少とも隙間を充填することができる
が、ディスプレイの製作が複雑になると共に、未充填の
隙間に起因する光損失と小さ目の隙間ボールの黒い半球
による吸収に起因する光損失との間のトレードオフが生
じる。

【００１１】従って、隙間粒子を一切必要とせず、90.7
％超過または100％近傍の面被覆率の密充填単一層ジリ
コンディスプレイを提供することが望ましい。これは球
形要素でなくシリンダ要素を用いることにより実現でき
る。例えば、平面を完全にまたはほとんど完全に覆う矩
形平面のシリンダ単一層配列を構成することができる。
観察者が見るシリンダの白い面において、ほとんどの光
は層を通過できない。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、球形回転要素
でなくシリンダ形回転要素を有するジリコンディスプレ
イを提供する。この要素は、好ましくは単一層中におい
て相互に平行に整列され、互いに密に充填された二色ま
たは多色のシリンダであり得る。密充填単一層構成は、
他の一定の高輝度ジリコンディスプレイに匹敵する優れ
た輝度特性および製造の比較的容易性を備えている。こ
のシリンダは開示する手法により製作することができ
る。シリンダを含んでいる基板は、単純な攪拌工程段階
を用いてシート材料内にシリンダを整列させながら、球
形粒子によるジリコンディスプレイから公知の膨張エラ
ストマ手法を用いて製作することができる。

【００１３】更に、本発明は、白色紙に比べても勝ると
も劣らない優れた反射特性を有するジリコンディスプレ
イを提供するのに好適である。ジリコンディスプレイ
は、密充填シリンダ単一層で製造され、ここでシリンダ
は好ましくは矩形充填配置にて配列されて、隣接シリン
ダの面を可能な限り近づける。本発明によるジリコンデ
ィスプレイから反射される光は、シリンダ単一層から実
質的に完全に反射されるので下部層は不要である。シリ
ンダにより実現可能な面被覆率は、一層の均一直径の球
単一層により実現可能なものより大きい。

【００１４】１つの側面において、本発明は基板および
その基板中に配置された複数の非球形（例えば、実質的
にシリンダ形）且つ光学異方性の粒子からなる材料を提
供する。各粒子の回転可能な配置は、粒子が基板中でこ
のように配置されると共に達成可能である。例えば、粒
子は基板中で元来から回転可能であり得るし、または基
板上で行う非破壊操作により基板中で回転可能にし得
る。特に、基板は、流体導入により膨張して基板中で粒
子を回転可能にするエラストマから製造し得る。粒子は
回転可能な配置にある時、基板に接していない。ディス
プレイ装置は、一つの材料の基板に回転可能に配置され
た少なくとも一個の粒子の回転を助長する手段（電極ア
センブリ等）と組合わせたその一つの材料から構成し得
る。

【００１５】別の側面において、本発明は、表面を有す
る基板および実質的に単一層にて基板中に配置された複
数の非球形且つ光学異方性の粒子からなる材料を提供す
る。この粒子（例えば、シリンダ形）は、直線寸法d
（例えば、直径）により特徴付けられる実質的に均一な
大きさである。各粒子は中心点を有しており、層中の最
寄り粒子の各対は、その間の平均距離Ｄにより特徴付け
られ、この距離Ｄは粒子の中心点間で測定される。各粒
子の回転可能な配置は、粒子が基板中でこのように配置
されると共に達成可能である。粒子は回転可能な配置に
ある時、基板に接していない。粒子は層において相互に
十分に密に充填され、このため基板表面の面積に対する
総粒子投影面積の比は、球中心間で測定した時に平均距
離Ｄを有する六方充填配置において配置された直径ｄの
球の同等に位置している層から実現可能な面被覆率を超
える。比Ｄ／ｄを実現可能な限り1.0に接近させれば、
基板表面の面積に対する総粒子投影面積の比は、直径ｄ
の球の層の最密充填された六方充填配置に対する90.7％
にほぼ等しい理論的に可能な最大面被覆率を超すように
することができる。

【００１６】本発明の好ましい実施の形態において、二
色シリンダは、相互に可能な限り接近した密充填平面単
一層において配列されて、その単一層の平面を覆う。密
充填単一層ディスプレイは、従来のジリコンディスプレ
イに匹敵する優れた反射度および輝度特性を示し、ジリ
コン要素によって覆われる単一層平面が増えるほど、デ
ィスプレイの反射度および輝度は向上する。

【００１７】「白」状態において、本発明によるディスプ
レイは、二色ボールの最上層から、更に詳しくはボール
最上層の半球形の白い上面から完全に反射する。好まし
い実施の形態において、本発明によるディスプレイは、
一層の二色ボール密充填単一層により構成される。

【００１８】理想的には、密充填配置はジリコン要素の
単一層により平面を完全に覆う。しかし、先行技術によ
るディスプレイはすべて球形ボールに基づいている。球
の平面配列が平面を十分に覆うことができずに隙間を必
ず含むに相違ないので、均一直径の球形要素の単一群で
実現できる最密充填は、六方充填配列により得られる約
90.7％の面被覆率である。第二群の小さ目のボールを追
加して多少とも隙間を充填することができるが、ディス
プレイの製作が複雑になると共に、未充填の隙間に起因
する光損失と小さ目の隙間ボールの黒い半球による吸収
に起因する光損失との間の交換が生じる。

【００１９】本発明は、隙間粒子を一切必要とせず、面
被覆率が100％に接近可能な密充填単一層ジリコンディ
スプレイを提供するものであり、球形二色要素でなくシ
リンダ要素を用いることにより実現している。例えば、
平面を完全にまたはほとんど完全に覆う矩形平面のシリ
ンダ単一層配列を構成することができる。観察者が見る
シリンダの白い面において、ほとんどの光は層を通過で
きない。

【００２０】図２は、本発明によるジリコンディスプレ
イの回転要素としての使用に適する二色シリンダ２０を
図説している。シリンダ２０は、白色面２１と黒色面２
２を有している。シリンダ２０は、高さ（または長さ）
ｈで直径ｄである。シリンダ２０のアスペクト比は、こ
こでは比ｈ／ｄと定義する。誘電性流体の存在下で、シ
リンダ２０は、双極子モーメントが好ましくはシリンダ
の白部分と黒部分を分離すると共に、シリンダの縦軸を
垂直に通過する平面に垂直に向いた状態で電気的に双極
性である。

【００２１】

【発明の実施の形態】実施の形態１ 図３は、本発明によるディスプレイ用のエラストマ基板
中で二色シリンダをどのように配置できるかを図説して
いる。ジリコンディスプレイ３０を部分的に示してい
る。ディスプレイ３０において、二色シリンダ３１は、
キャビティ３３を形成する誘電性流体（図示していな
い）により膨張しているエラストマ基板中に配置されて
いる。キャビティ３３中で、シリンダ３１はそのそれぞ
れの縦軸のまわりで自由に回転する。キャビティ３３
は、シリンダ３１より大きすぎないことが好ましく、こ
うしてシリンダ３１は、その中間軸のまわりでの回転が
制約される。シリンダ３１は、誘電性流体の存在下で電
気的に双極性であるので、電場をかけると回転する。図
示したように、シリンダ３１は回転することができ、Ｉ
にいる観察者にその白色面または黒色面いずれかを見せ
る。

【００２２】実施の形態２ 図４は、密充填単一層中に配列された二色シリンダを図
説している。部分的に示したジリコンディスプレイ４０
は、均一直径の二色シリンダ４１ａおよび４１ｂの列を
備えている。シリンダ４１ａ、４１ｂは、ディスプレイ
４０の上面４４ａと下面４４ｂ間の単一層中に配置され
ている。好ましくは、上面４４ａ上のどの点においても
その点の直下にある下面４４ｂ上の対応する点との間に
厳密に１つのシリンダが存在する。

【００２３】シリンダ４１ａ、４１ｂの白色面が透明観
察面４４ａに向いた回転状態で示している。この構成に
おいて、光源Ｌから上面４４ａ上に入射する光は、シリ
ンダ４１ａ、４１ｂの白色面により散乱されると共に、
反射されてＩにいる観察者が目視可能になる。ディスプ
レイ４０はこうして観察者に白く見える。

【００２４】図示したように、シリンダは単一層内にお
いて端面−端面で整列されており、シリンダ４１ａの環
状端面がシリンダ４１ｂの環状端面に整列されて、各シ
リンダ４１ａの縦軸はそれぞれの隣接するシリンダ４１
ｂの縦軸と同一線をなしている。図示したように、更
に、シリンダは単一層内において側面−側面で整列され
ており、隣接するシリンダ４１ａの円周が相互に接して
いると共に隣接するシリンダ４１ｂの円周が同様に相互
に接している。こうして端面−端面および側面−側面で
整列されて、シリンダは矩形配列を形成し、その構造は
面４４ａを介して上から（Ｉにいる観察者により）観察
可能である。

【００２５】好ましくは、矩形配列において隣接するシ
リンダ間に隙間が存在しない。すなわち、シリンダ４１
ａ、４１ｂは端面−端面および側面−側面で相互に接す
るかまたはシリンダの固有の回転と一致させて相互に可
能な限り近接して接する。かくして、光源Ｌからの入射
光がシリンダの白色面から散乱され下の黒色面に到って
吸収される機会がほとんどまたは全くないのが好まし
い。同様に、入射光が隣接するシリンダ間を通過して下
面４４ｂ中またはその下で吸収される機会がほとんどま
たは全くないのが好ましい。

【００２６】図３〜４は、単純化した形でそれぞれのジ
リコンディスプレイを描写しており、議論に無関係な詳
細を分かり易くするために省略している。図５（Ａ）お
よび図５（Ｂ）は、特定の実施形態における本発明のジ
リコンディスプレイ５０を詳しくした側面図および平面
図をそれぞれ示している。

【００２７】実施の形態３ ディスプレイ５０において、単位（すなわち、１：１）
アスペクト比の二色シリンダ５１が矩形充填配置を有す
る単一層配列において配列されている。好ましくは、二
色シリンダ５１は、単一層中において可能な限り相互に
近接して配置される。シリンダ５１は、それが中で自由
に回転するキャビティ５３を形成する誘電性流体（図示
していない)により膨張しているエラストマ基板５２中
に配置される。キャビティ５３はシリンダ５１に対して
可能な限り小さくして、シリンダがキャビティをほとん
ど埋め尽くすようにする。また、キャビティ５３は、可
能な限り相互に近接して配置して、キャビティ壁が可能
な限り薄くなるようにする。好ましくは、シリンダ５１
は均一直径であると共に、上面５５から一様な距離に位
置する。ディスプレイ５０におけるシリンダ５１および
キャビティ５３の配置が隣接する二色シリンダ間におけ
る中心−中心間隔および表面−表面間隔双方を最小化す
ることが理解されるであろう。

【００２８】シリンダ５１は誘電性流体の存在下で電気
的に双極性であるので、マトリックスアドレス可能電極
５４ａ、５４ｂにより電場をかけると回転する。上面５
５に近接する電極５４ａは、好ましくは透明である。Ｉ
にいる観察者は、回転するにつれて基板５２の上面５５
に黒色面または白色面を見せるシリンダ５１の白黒パタ
ーンにより形成される画像を見る。例えば、観察者はシ
リンダ５１ａのようなシリンダの白色面およびシリンダ
５１ｂのようなシリンダの黒色面を見る。

【００２９】図５（Ａ）の側面図は、ディスプレイ５０
の単一層構造を示している。図５（Ｂ）の平面図は、単
一層中におけるシリンダ５１の矩形充填配置を図説して
いる。シリンダ５１は透明な上面５５を介して目視可能
な正方形に見える。シリンダ５１の各中心は、正方形Ｓ
の例により示した通り正方形パターンを形成する。

【００３０】表面５５の平面におけるシリンダ５１の投
影面積は、好ましくは可能な限り表面５５の平面全面積
の多くを覆っている。この目的のため、キャビティ５３
は、好ましくは可能な限り小さく、理想的にはシリンダ
自体と同じ大きさとする（またはシリンダの固有の回転
と一致させて可能な限りこの理想に近づけた大きさ）。
観察面５５の平面におけるシリンダの投影面積の合計と
観察面５５の総面積との比が大きければ大きいほど、デ
ィスプレイの反射度および輝度は向上する。（小さ目の
隙間ボールを用いない単一均一直径の）球形二色ボール
により理論的に可能な最大面被覆率が約90.7％であるの
に対して、二色シリンダに関する最大値は100％である
ことは理解されるであろう。従って、本発明による密充
填シリンダ単一層から作られたジリコンディスプレイ
は、密充填球形ボール単一層から作られたジリコンディ
スプレイより輝度を大きくすることができる。

【００３１】実施の形態４ 図６は、変形例の実施態様における本発明のジリコンデ
ィスプレイ６０の側面図を示している。ディスプレイ６
０において、二色シリンダ６１は、上部層６７および追
加の下部層（ここでは第２層６８により表されている）
の中にある。エラストマ基板６２は、シリンダ６１が中
で自由に回転するキャビティ６３を形成する誘電性流体
（図示していない）により膨張されている。シリンダ６
１は誘電性流体の存在下で電気的に双極性なので、マト
リックスアドレス可能電極６４ａ、６４ｂにより電場を
かけると回転する。上面６５に近接する電極６４ａは、
好ましくは透明である。Ｉにいる観察者は、回転するに
つれて基板６２の上面６５に黒色面または白色面を見せ
るシリンダ６１の白黒パターンにより形成される画像を
見る。

【００３２】ディスプレイ６０の輝度を改善して、（図
５（Ａ）〜５（Ｂ）の）ディスプレイ５０の輝度に匹敵
させるために、上部層６７は、充填配置および反射特性
をディスプレイ５０におけるシリンダ５１の密充填単一
層のそれらと同等にした状態で密充填にすることができ
る。この場合、キャビティ６３はシリンダ６１に対して
且つ特に上部層６７中のシリンダに対して可能な限り小
さくして、これらのシリンダがキャビティをほとんど埋
め尽くすようにする。また、キャビティ６３を相互に可
能な限り近接して配置し、キャビティ壁を可能な限り薄
くする。好ましくは、上部層６７中のシリンダは均一直
径であると共に、上面６５から一様な距離に位置させ
る。上部層６７が密充填であれば、ディスプレイ６０か
ら反射してＩにいる観察者を観察可能にするほとんど全
ての光は、上部層６７中のシリンダの白色面から反射さ
れることは理解されるであろう。少なくとも上部層６７
において、ディスプレイ６０におけるシリンダ６１およ
びキャビティ６３の配置は、隣接する二色シリンダ間に
おける中心−中心間隔および表面−表面間隔双方を最小
化する。下部層（層６８のような）中のシリンダも密充
填とし、全体的なディスプレイ厚みを薄くすることがで
きる。

【００３３】一般に、図５（Ａ）〜５（Ｂ）のディスプ
レイ５０のような単一層ディスプレイは、図６のディス
プレイ６０のような厚いディスプレイより好ましい。薄
いディスプレイは駆動電圧を下げて動作可能なので、電
力消費の減少、使用者安全の改善および安価な駆動電子
機器回路の可能性等の付随する利点を与えるからであ
る。更に、薄いディスプレイは、隣接する黒と白の画素
間のフリンジング場を減少させるために、厚いものより
解像度を向上させることができる。厚いディスプレイ
は、フリンジング(fringing)場においてその中で発生す
るボリュームを大きくすると共に、このフリンジング場
で捕らえられた二色シリンダは部分的に回転するが完全
には回転ぜず、このため観察者に白黒のミックスを見せ
る。その結果、ディスプレイはフリンジング場領域にお
いてグレーに見える。薄いディスプレイはフリンジング
場が最小なので、隣接する黒と白の画素間でシャープな
分画を与える（厚いジリコンディスプレイおよび薄いジ
リコンディスプレイにおけるフリンジング場の更に詳し
い考察およびディスプレイ解像度に及ぼすこれらのフリ
ンジング場の影響は、図１４に関する米国特許第08/71
3,935号およびその中の添付文書で示されている）。

【００３４】ディスプレイの単一層（または上部層）内
でディスプレイを端面−端面および側面−側面で整列さ
せて、矩形配列を形成するのが好ましい一方で、変形例
の実施形態において、層内でその他のシリンダ配置を用
いることができる。一部の例を図７〜８で示す。

【００３５】実施の形態５ 図７は、変形例の実施形態における本発明のジリコンデ
ィスプレイ７０の平面図を図説するが、この中でシリン
ダ７１の隣接する列ａ、ｂは相互に対してずれている。
すなわち、列ａのシリンダは、別の列ｂのシリンダと同
様に端面−端面で相互に整列されているが、列ａのシリ
ンダは、列ｂのシリンダと側面−側面で整列されていな
い。図７の配置は、図５（Ｂ）の配置と同様に完全に平
面を覆っている。しかし、図５（Ｂ）の配置を選択すべ
きであり得る。図５（Ｂ）の配置が単一シリンダと同程
度に小さい画素において輪郭の明確な画素の矩形配列を
生じるからである。

【００３６】実施の形態６ 図８は、変形例の実施形態における本発明のジリコンデ
ィスプレイ８０の平面図を図説するが、この中でシリン
ダ８１は相互に対して任意に配向している。すなわち、
シリンダ８１の縦軸は相互に平行ではない。このシリン
ダの配置は、図５ｂおよび図７で示した配置より平面を
十分完全には覆っていないので、ディスプレイ反射度の
最大化の観点からは劣る。

【００３７】実施の形態７ 図９は、変形例の実施形態における本発明のジリコンデ
ィスプレイ９０の平面図を図説しており、ここにおいて
シリンダ９１のアスペクト比は１：１より大きい。この
変形例の実施形態は、図５（Ｂ）および図７の配置と同
等に平面を覆い、例えば、様々なディスプレイ解像度が
ｘ次元およびｙ次元で必要な場合に有用であり得る（例
えば、1200×300ドットパーインチの解像度を有するデ
ィスプレイ）。

【００３８】この時点までは、球の代わりにシリンダを
利用するジリコンディスプレイの議論は、二色球を元来
利用する用途および二色シリンダを用いることにより輝
度の増大を実現する方法に集中してきた。

【００３９】多色ボールを多色シリンダに置換えたなら
ば、対応する望ましい改善されたディスプレイ品質は、
多色ボールを利用するジリコンディスプレイの実施形態
に代わって達成することができる。

【００４０】例えば、図１３（Ａ）で示した多色ボール
２００を使用するハイライトカラージリコンディスプレ
イが記載されている。多色ボール２００は５つの部分を
有する。２つの端部セグメント２０２、２０４はクリア
材料から製造されるが、残りのセグメント２０６、２０
８、２１０は不透明材料から製造される。幅広い中央セ
グメント２０８は白にしてもよいが、スライス２０６は
黒に着色され、スライス２１０は、ハイライトカラーと
して例えば、赤等その他所望のいずれのカラーも選ばれ
る。多色ボール２００は、回転させてセグメント２０６
から黒、セグメント２０８から白またはセグメント２１
０からハイライトカラーいずれかを表示させてもよい。

【００４１】実施の形態８ シリンダを用いるハイライトカラーディスプレイは、先
に記載した手法を用いておよび図１３（Ｂ）で示した複
数のシリンダを用いて組立てることができる。図１３
（Ｂ）は、２つのシリンダセグメント２１４、２１８お
よび中央シリンダスライス２１６の３つの部分を有する
シリンダ２１２を示している。シリンダセグメントは、
シリンダ表面の範囲が平面により定められる時に囲まれ
るシリンダの当該部分と定義される。シリンダスライス
は、シリンダを２つの実質的に平行な平面により切断す
る時に囲まれるシリンダの当該部分と定義される。シリ
ンダセグメント２１４が黒にされ、シリンダスライス２
１６が白にされると共に、シリンダセグメント２１８が
ハイライトカラーとしてその他いずれかのカラー、例え
ば赤にされるならば、その結果できるジリコンディスプ
レイは、球より優れていてシリンダにより実現可能な面
被覆率のおかげでディスプレイ品質が対応して向上する
こと以外は、図１３（Ａ）で示した球と全く同様に作動
する。

【００４２】その結果できる製品は、各図で示したシリ
ンダ要素５１、６１、７１、８１、９１または１２０１
をシリンダ２２０に置換えた図５〜９のいずれかまたは
図１２において構成される。その結果できるシートは、
図１３（Ａ）で示した多色ボールを用いて構成したジリ
コンシートを過去に使用したいずれの用途でも使用する
ことができる。

【００４３】実施の形態９ シリンダを用いる変形例によるハイライトカラーディス
プレイは、先に記載した手法を用いておよび図１３
（Ｃ）で示した複数のシリンダを用いて組立てることが
できる。シリンダ２２０（図１３（Ｃ））は、ジリコン
システムにおいて使用される時、シリンダ２１２（図１
３（Ｂ））よりディスプレイ品質を向上させる筈なの
で、この種のジリコンシステム用の好ましいシリンダで
ある。図１３（Ｃ）は、２つのシリンダセグメント２２
２、２３０および３つのシリンダスライス２２４、２２
６、２２８の５つの部分を有するシリンダ２２０を示し
ている。シリンダセグメント２２２および２３０双方が
クリアにされ、シリンダスライス２２６が白にされ、シ
リンダスライス２２４が黒にされると共に、シリンダス
ライス２２８がハイライトカラーとしてその他いずれか
のカラー、例えば赤にされるならば、その結果できるジ
リコンディスプレイは、球より優れていてシリンダによ
り実現可能な面被覆率のおかげでディスプレイ品質が対
応して向上すること以外は、図１３（Ａ）で示した球と
全く同様に作動する。

【００４４】その結果できる製品は、各図で示したシリ
ンダ要素５１、６１、７１、８１、９１または１２０１
をシリンダ２２０に置換えた図５〜９のいずれかまたは
図１２において構成される。その結果できるシートは、
図１３（Ａ）で示した多色ボールを用いて構成したジリ
コンシートを過去に使用したいずれの用途でも使用する
ことができる。

【００４５】図１３（Ａ）で示した多色ボール２００を
使用するオーバーレイ透明ジリコンディスプレイが記載
されている。再び、多色ボール２００は５つの部分を有
する。しかし、２つの端部セグメント２０２、２０４お
よび中央セグメント２０８双方はクリア材料から製造さ
れるが、残りのセグメント２０６、２１０は不透明材料
から製造される。セグメント２０６および２１０は、所
望するいずれのカラーも選んでよい。例えば、一方のセ
グメントはハイライトカラーとして赤とし他方は黒とし
て、アンダーラインカラーを提供してもよく、または一
方のセグメントはハイライトカラーとして赤としてもよ
く、他方は第二ハイライトカラーとして黄色としてもよ
い。多色ボール２００は、回転させて中央セグメント２
０８から透明とするか、もしくはセグメント２０６また
はセグメント２１０からのいずれか二色を表示させても
よい。

【００４６】シリンダを用いるオーバーレイ透明ディス
プレイは、先に記載した手法を用いておよび図１３
（Ｂ）で示した複数のシリンダを用いて組立てることが
できる。図１３（Ｂ）は、２つのシリンダセグメント２
１４、２１８および中央シリンダスライス２１６の３つ
の部分を有するシリンダ２１２を示している。シリンダ
セグメント２１４が１つの不透明色にされ、シリンダス
ライス２１６がクリアにされると共に、シリンダセグメ
ント２１８がハイライトカラーとしてその他のいずれか
のカラー、例えば赤にされるならば、その結果できるジ
リコンディスプレイは、球より優れていてシリンダによ
り実現可能な面被覆率のおかげでディスプレイ品質が対
応して向上すること以外は、図１３（Ａ）で示した球と
全く同様に作動する。

【００４７】その結果できる製品は、各図で示したシリ
ンダ要素５１、６１、７１、８１、９１または１２０１
をシリンダ２１２に置換えた図５〜９のいずれかまたは
図１２において構成される。その結果できるシートは、
図１３（Ａ）で示した多色ボールを用いて構成したジリ
コンシートを過去に使用したいずれの用途でも使用する
ことができる。

【００４８】シリンダを用いる変形例におけるオーバー
レイ透明ディスプレイは、先に記載した手法を用いてお
よび図１３（Ｃ）で示した複数のシリンダを用いて組立
てることができる。シリンダ２２０（図１３（Ｃ））
は、ジリコンシステムにおいて使用される時、シリンダ
２１２（図１３（Ｂ））よりディスプレイ品質を向上さ
せる筈なので、この種のジリコンシステム用の好ましい
シリンダである。図１３（Ｃ）は、２つのシリンダセグ
メント２２２、２３０および３つのシリンダスライス２
２４、２２６、２２８の５つの部分を有するシリンダ２
２０を示している。シリンダセグメント２２２、２３０
およびシリンダスライス２２６双方がクリアにされ、シ
リンダスライス２２４がどれか１つのカラーにされると
共に、シリンダスライス２２８がハイライトカラーとし
てその他いずれかのカラー、例えば赤にされるならば、
その結果できるジリコンディスプレイは、球より優れて
いてシリンダにより実現可能な面被覆率のおかげでディ
スプレイ品質が対応して向上すること以外は、図１３
（Ａ）で示した球と全く同様に作動する。

【００４９】その結果できる製品は、各図で示されたシ
リンダ要素５１、６１、７１、８１、９１または１２０
１をシリンダ２２０に置換えた図５〜９のいずれかまた
は図１２において構成される。その結果できるシート
は、図１３（Ａ）で示した多色ボールを用いて構成した
ジリコンシートを過去に使用したいずれの用途でも使用
することができる。

【００５０】図１４（Ａ）で示した多色ボール２２２を
使用する擬４色ジリコンが記載されている。多色ボール
２２２は７つのセグメント２２４、２２６、２２８、２
３０、２３２、２３４、２３６を有する。２つの端部セ
グメント２２４、２３６および中央セグメント２３０双
方はクリア材料から製造されるが、残りのセグメント２
２６、２２８、２３２、２３４は不透明材料から製造さ
れる。セグメント２２６、２２８、２３２、２３４は、
所望するカラーのいずれの組合せも選んでよい。例え
ば、セグメント２３２が黄色で、セグメント２３４が青
である一方で、セグメント２２６赤であってもよく、セ
グメント２２８は緑であってもよい。多色ボール２２２
は、回転させて中央セグメント２３０から透明とする
か、もしくはセグメント２２６またはセグメント２３４
から二色のいずれかを表示させてもよい。更に、傾斜フ
ィールド電極構成を用いると共に、多色ボール２２２
は、その透明状態と不透明状態との間の中間位置まで回
転して、少しのセグメント２３２を有する部分的なセグ
メント２２６または少しのセグメント２２８を有する部
分的なセグメント２３４のいずれか二色を部分的に表示
してもよい。最後に、多色ボールが回転して透明セグメ
ント２３０を表示する時に目視可能な白のようなバック
グラウンドカラーを選んでもよい。

【００５１】実施の形態１０ シリンダを用いる擬四色ジリコンは、先に記載した手法
を用いておよび図１４（Ｂ）で示した複数のシリンダを
用いて組立てることができる。図１４（Ｂ）は、２つの
シリンダセグメント２４０、２５２および５つのシリン
ダスライス２４２、２４４、２４６、２４８、２５０の
７つの部分を有するシリンダ２３８を示している。シリ
ンダセグメント２４０、２５２および中央シリンダスラ
イス２４６双方がクリア材料から製造されると共に、残
りのシリンダスライス２４２、２４４、２４８、２５０
が選択された不透明カラーから製造されるならば、その
結果できるジリコンディスプレイは、球より優れていて
シリンダにより実現可能な面被覆率のおかげでディスプ
レイ品質が対応して向上すること以外は、図１４（Ａ）
で示した球と全く同様に作動する。

【００５２】その結果できる製品は、各図で示したシリ
ンダ要素５１、６１、７１、８１、９１または１２０１
をシリンダ２３８に置換えた図５〜９のいずれかまたは
図１２において構成される。その結果できるシートは、
図１４（Ａ）で示した多色ボールを用いて構成したジリ
コンシートを過去に使用したいずれの用途でも使用する
ことができる。

【００５３】図１５（Ａ）で示した多色ボール２５４を
使用する加法フルカラーＲＧＢジリコンが記載されてい
る。多色ボール２５４は３つのセグメント２５６、２５
８、２６０を有する。２つの端部セグメント２５６、２
６０双方はクリア材料から製造されるが、残りの細い中
央セグメント２５８はクリアカラー材料または不透明カ
ラー材料いずれかから製造される。セグメント２５８は
赤、青または緑いずれかである。多色ボール２５４は回
転して、中央セグメント２５８の細い辺だけを表示しな
がら実質的に透明であってもよいし、または回転してセ
グメント２５８の完全飽和不透明色を表示してもよい
し、もしくは傾斜フィールド電極構成を用いて中間値で
回転してセグメント２５８の部分的飽和色を表示しても
よい。加法フルカラーＲＧＢジリコンの画素は、赤、青
および緑の各三色の中央セグメント２５８を有する少な
くとも１つの多色ボール２５４から構成される。すなわ
ち、一画素を作るのに必要な多色ボール２５４の最少数
は３であり、ここで１つのボールは赤い中央セグメント
を有し、１つのボールは緑の中央セグメントを有し、１
つのボールは青の中央セグメントを有している。ただ
し、実際には、一画素は３つを超えるボールを含んでい
る。

【００５４】実施の形態１１ シリンダを用いる加法フルカラーＲＧＢジリコンは、先
に記載した手法を用いておよび図１５（Ｂ）で示した複
数のシリンダを用いて組立てることができる。図１５
（Ｂ）は、２つのシリンダセグメント２６４、２６８お
よび１つのシリンダスライス２６６の３つの部分を有す
るシリンダ２６２を示している。シリンダセグメント２
６４、２６８双方がクリア材料から製造されると共に、
残りのシリンダスライス２６６がクリアカラーまたは不
透明カラーから製造されるならば、その結果できるジリ
コンディスプレイは、球より優れていてシリンダにより
実現可能な面被覆率のおかげでディスプレイ品質が対応
して向上すること以外は、図１５（Ａ）で示した球と全
く同様に作動する。

【００５５】その結果できる製品は、各図で示したシリ
ンダ要素５１、６１、７１、８１、９１または１２０１
をシリンダ２６２に置換えた図５〜９のいずれかまたは
図１２において構成される。その結果できるシートは、
図１５（Ａ）で示した多色ボール２６２を用いて構成し
たジリコンシートを過去に使用したいずれの用途でも使
用することができる。

【００５６】図１５（Ａ）で示した多色ボール２５４も
使用する多層減法ＣＭＹまたはＣＭＹＫカラージリコン
が記載されている。再び、２つの端部セグメント２５
６、２６０双方はクリア材料から製造されるが、残りの
細い中央セグメント２５８はクリアカラー材料から製造
される。セグメント２５８はシアン、マゼンタ、イエロ
ーまたはブラックいずれかである。多色ボール２５４は
回転して、中央セグメント２５８の細い辺だけを表示し
ながら実質的に透明であってもよいし、または回転して
セグメント５８の完全飽和色を表示してもよいし、もし
くは傾斜フィールド電極構成を用いて中間値で回転して
セグメント２５８の部分的飽和色を表示してもよい。減
法（色）フルカラーＣＭＹジリコンの画素は、シアン、
マゼンタ、イエロー各三色の中央セグメント２５８を有
する少なくとも１つの多色ボールから構成される。減法
フルカラーＣＭＹＫジリコンの画素は、シアン、マゼン
タ、イエロー各三色プラスブラックの中央セグメント２
５８を有する少なくとも１つの多色ボール２５４から構
成される。しかし、前記のＲＧＢジリコンと異なって、
単色の多色ボールは相互に重ねられた別々の層中に存在
する。すなわち、一層はセグメント２５８が透明マゼン
タ色の多色ボール２５４を含んでおり、他の層はセグメ
ント２５８が透明シアン色の多色ボール２５４を含んで
おり、第三層はセグメント２５８が透明イエロー色の多
色ボール２５４を含んでおり、且つ場合により第四層に
おいて、セグメント２５８がブラックの多色ボール２５
４が存在している。透明セグメント２５８はカラーフィ
ルタの機能を果たす。多色球に関する当該技術分野で周
知の通り、この三層は一枚のシート内に含まれてもよい
し、または各層は別々のシート中に存在してもよい。各
層は他の層と独立に回転させてもよい。すなわち、異な
ったカラーセグメント２５８を有する多色ボール２５４
に影響を及ぼさずに同一カラーセグメント２５８を有す
る多色ボール２５４だけを回転させることが可能であ
る。層の独立の回転は、専用アドレス指定電極機構を有
する他の層から独立に各層を設けることにより、または
異なった回転限界を有する要素を層ごとに用いることに
より、また一層中にすべての要素を設けることにより、
また単一アドレス指定電極機構を使用することにより達
成してもよい。

【００５７】シリンダを用いる減法フルカラーＣＭＹま
たはＣＭＹＫジリコンは、先に記載した手法を用いてお
よび図１５（Ｂ）で示した複数のシリンダを用いて組立
てることができる。図１５（Ｂ）は、２つのシリンダセ
グメント２６４、２６８および１つのシリンダスライス
２６６の３つの部分を有するシリンダ２６２を示してい
る。シリンダセグメント２６４、２６８双方がクリア材
料から製造されると共に、残りのシリンダスライス２６
６がクリアカラーから製造されるならば、その結果でき
るジリコンディスプレイは、球より優れていてシリンダ
により実現可能な面被覆率のおかげでディスプレイ品質
が対応して向上すること以外は、図１５（Ａ）で示した
球と全く同様に作動する。

【００５８】その結果できる製品は、各図で示したシリ
ンダ要素５１、６１、７１、８１、９１または１２０１
をシリンダ２６２に置換えた図５〜９のいずれかまたは
図１２において各層が示さたように構成される。その結
果できるシートは、図１５（Ａ）で示した多色ボール２
６２を用いて構成したジリコンシートを過去に使用した
いずれの用途でも使用することができる。

【００５９】ライトバルブとして多色ボールを用いる加
法（色）フルカラーＲＧＢジリコンが記載されている。

【００６０】第一のアプローチにおいて、図１５（Ａ）
で示した多色ボール２５４が用いられる。２つの端部セ
グメント２５６、２６０双方はクリア材料から製造され
るが、残りの中央セグメント２５８は不透明カラー材料
から製造される。多色ボール２５４は回転して、中央セ
グメント２５８の細い辺だけを表示しながら実質的に透
明であってもよいし、または回転してセグメント２５８
の全部を表示しながら完全に不透明であってもよいし、
もしくは傾斜フィールド電極構成を用いて中間値で回転
してセグメント２５８の一部を表示しながら部分的に不
透明であってもよい。各多色ボール２５４はバルブとし
て使用され、多色ボール２５４の向きに応じて多色ボー
ル２５４の後ろに位置するカラードットを見せるか、ま
たは隠すか、もしくは部分的に隠す。最小限のセットに
おいて、カラードットは最少で三色（赤、青および緑）
であり、画素は各カラーの少なくとも１つのドットおよ
びその関連多色ボール２５４を含んでライトバルブとし
て機能する。

【００６１】ライトバルブとしてシリンダを用いる加法
フルカラーＲＧＢジリコンは、先に記載した手法を用い
ておよび図１５（Ｂ）で示した複数のシリンダを用いて
組立てることができる。図１５（Ｂ）は、２つのシリン
ダセグメント２６４、２６８および１つのシリンダスラ
イス２６６の３つの部分を有するシリンダ２６２を示し
ている。シリンダセグメント２６４、２６８双方がクリ
ア材料から製造されると共に、残りのシリンダスライス
２６６が不透明材料から製造されるならば、その結果で
きるジリコンディスプレイは、球より優れていてシリン
ダにより実現可能な面被覆率のおかげでディスプレイ品
質が対応して向上すること以外は、図１５（Ａ）で示し
た球と全く同様に作動する。シリンダにより実現可能な
優れた面被覆率のおかげで、ライトバルブにより隠そう
とするカラードットは、円（球により投影される形状）
でなくシリンダの投影により描写される形状に置換える
ことができる。その形状は、用いる特定のシリンダの形
状に応じて異なり、正方形または矩形のいずれかであり
得る。

【００６２】その結果できる製品は、各図で示したシリ
ンダ要素５１、６１、７１、８１、９１または１２０１
をシリンダ２６２に置換えた図５〜９のいずれかまたは
図１２において構成される。その結果できるシートは、
図１５（Ａ）で示した多色ボール２６２を用いて構成し
たジリコンシートを過去に使用したいずれの用途でも使
用することができる。

【００６３】第二のアプローチにおいて、図１６（Ａ）
で示した多色ボール２７０が用いられる。２つの端部セ
グメント２７２、２７８双方はクリア材料から製造され
るが、２つの中央セグメント２７４、２７６は不透明カ
ラー材料から製造される。１つの中央セグメント２７４
は黒に着色されるが、別の中央セグメント２７６は白に
着色される。多色ボール２７０は回転して、中央セグメ
ント２７４、２７６双方の細い辺だけを表示しながら実
質的に透明であってもよいし、またはセグメント２７４
の全部を表示しながら白あってもよいし、セグメント２
７６の全部を表示しながら黒であってもよいし、もしく
は傾斜フィールド電極構成を用いて中間値で回転してセ
グメント２７４、２７６いずれかの一部を表示しながら
部分的に不透明であってもよい。各多色ボール２７０は
バルブとして使用され、多色ボール２７０の向きに応じ
て多色ボール２７０の後ろに位置するカラードットを見
せるか、または隠すか、もしくは部分的に隠す。最小限
のセットにおいて、カラードットは最少で三色（赤、青
および緑）であり、画素は各カラーの少なくとも１つの
ドットおよびその関連多色ボール２７０を含んでライト
バルブとして機能する。

【００６４】実施の形態１２ ライトバルブとしてシリンダを用いる加法フルカラーＲ
ＧＢジリコンは、先に記載した手法を用いておよび図１
６（Ｂ）で示した複数のシリンダを用いて組立てること
ができる。図１６（Ｂ）は、２つのシリンダセグメント
２８２、２８８および２つのシリンダスライス２８４、
２８６の３つの部分を有するシリンダ２８０を示してい
る。シリンダセグメント２８２、２８８双方がクリア材
料から製造されると共に、２つのシリンダスライス２８
４、２８６が不透明黒色材料および不透明白色材料から
それぞれ製造されるならば、その結果できるジリコンデ
ィスプレイは、球より優れていてシリンダにより実現可
能な面被覆率のおかげでディスプレイ品質が対応して向
上すること以外は、図１６（Ａ）で示した球と全く同様
に作動する。シリンダにより実現可能な優れた面被覆率
のおかげで、ライトバルブにより隠そうとするカラード
ットは、円（球により投影される形状）でなくシリンダ
の投影により描写される形状に置換えることができる。
その形状は、用いる特定のシリンダの形状に応じて異な
り、正方形または矩形のいずれかであり得る。

【００６５】その結果できる製品は、各図で示したシリ
ンダ要素５１、６１、７１、８１、９１または１２０１
をシリンダ２８０に置換えた図５〜９のいずれかまたは
図１２において構成される。その結果できるシートは、
図１５（Ａ）で示した多色ボール２７０を用いて構成し
たジリコンシートを過去に使用したいずれの用途でも使
用することができる。

【００６６】図１０（先行技術）は、二色球形ボールの
製作に関する回転ディスク機構１００の側面図を図説し
ている。機構１００は、先の参考文献により含まれてい
る098号特許で開示された「回転ディスク構成５０」の
均等物である。その中の図４および第４欄第２５行から
第5欄第7行における附属説明を参照すること。

【００６７】先行技術において、回転ディスク機構は、
低粘度且つ硬化可能液体と組合わせて用いられた。優れ
た品質の二色球の形成を確保するため低粘度は必要と考
えられた。粘度が高すぎると、ディスクを飛出すリガメ
ントは望み通り分裂してボールになるよりもその場で凝
固する。例えば、098号特許（第5欄第64行から第6欄第2
行）において記載されている通り、「黒色および白色着
色液は、加熱且つ溶融状態で送出されて、自由に流れ且
つ硬化が早すぎることはない。すなわち、十分長いため
にリガメントを凝固させない。」 本発明によれば、回転ディスク機構を高粘度且つ硬化可
能液体と組合わせて用いる。これらの液体はまさしくそ
の場で「凝固」（硬化）し、まさにその結果は先行技術
において望まれなかったものである。しかし、本発明に
よれば、二色球の作製に望ましくないと考えられる凝固
リガメントを用いて二色シリンダを作製することができ
る。図１１はこれを図説している。平面図でここに示し
た回転ディスク１１０は、098号特許の手法により用い
て二色リガメントを形成するが、先行技術の低粘度液体
の代わりに高粘度且つ硬化可能な白色および黒色液を用
いる。その結果生じるリガメント１１５は、硬化して二
色フィラメントになる（綿菓子機中で回転させる時に溶
融砂糖が硬化してフィラメントになるやり方と大雑把に
は似ている）。このフィラメントは、くしですくかまた
は他の方法で整列させることができ、その後にタングス
テンカーバイドナイフまたはレーザを用いて同一長さに
切断して所望の二色シリンダを作製する。切断されたシ
リンダの端面−端面および側面−側面整列は、切断を行
う作業面上にフィラメント両端を厳密に整列させること
により実現できる。例えば、シリンダがアスペクト比
１:1、直径１００ミクロンをもつものとすれば、フィラ
メント両端は、およそ5から10ミクロンの公差内で相互
に整列させることができる。

【００６８】二色球を作製するために使用する方法の変
形例を用いて二色シリンダを作製することができるのと
全く同様に、多色球を作製するために使用する方法の変
形例を単にそう用いて多色シリンダを作製することがで
きる。回転ディスク手法の変形例を用いて多色ボールを
作製することができる。この変形例は単一回転ディスク
の代わりに回転マルチディスクアセンブリを用いる。実
施例を図１７（Ａ）で図説する。アセンブリ１７００
は、シャフト１７１５のまわりを等速で回転する３つの
ディスク１７１０、１７１１、１７１２を有している。
凹状または「皿形状の」外側ディスク１７１０、１７１
２は、それぞれの表面において平らな内側ディスク１７
１１に向かって湾曲または傾斜している。その他の形状
が可能であり、例えば、当該技術分野において技量を有
する者が理解できる流体力学モデルにより特定の実施形
態に対する厳密な形状を決定することができる。

【００６９】図１７（Ａ）の三ディスクアセンブリを用
いて、以下に論じる一定の有用な特性を有する多色ボー
ルおよびシリンダを作製することができる。しかし、デ
ィスクの数と構成を製作対象のボールの種類に応じて変
更して、様々なディスク数を有するその他のアセンブリ
も本発明において使用することができることは理解され
るであろう。

【００７０】異なる着色を行った低粘度且つ硬化可能な
プラスチック液を図１７（Ａ）の３つの各ディスク１７
１０、１７１１、１７１２の各辺に導入すれば、分裂し
て多色ボールを形成する多色リガメントを生じる着色液
のフローパターンをディスクの端部において得ることが
できる。図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）の三ディスクア
センブリの端部における着色プラスチック液のフローの
例の拡大断面図を図説している。第一および第二液１７
２１、１７２２は、下方傾斜端部をこの図で見ることが
できるディスク１７１０の反対辺から流れてくる。第三
および第四液１７２３、１７２４はディスク１７１１の
反対辺から流れてきて、第五および第六液１７２５、１
７２６はディスク１７１２の反対辺から流れてくる。統
合フローは、分裂して図１７（Ｃ）（側面図）および図
１７（Ｄ）（平面図）で図説したボール１７４０のよう
な多層ボールになるリガメント１７３０を生じさせる。

【００７１】ボール１７４０は、それを製作するために
使用するプラスチック液の６つの流れに対応する６つの
セグメントを有している。セグメント１７４１と１７４
２は平面インターフェース１７４３で接している。セグ
メント１７４４と１７４５は平面インターフェース１７
４６で接している。また、セグメント１７４７と１７４
８は平面インターフェース１７４９で接している。種々
のプラスチック液１７２１、１７２２、１７２３、１７
２４、１７２５、１７２６中で様々な着色剤を用いれ
ば、ボール１７４０は多色になる。一般に、図１７
（Ａ）で示したような三ディスクアセンブリは、最大で
６つの様々な色の６つのセグメントを有するジリコンボ
ールを製作することができる。

【００７２】更に一般的には、Ｎ個のディスクを有する
マルチディスクアセンブリを使用して、任意のカラーコ
ンビネーションで最大２Ｎセグメントを有するジリコン
ボールを製作することができる。単独または組合せにお
いて、黒、白または他の色の着色剤もしくは染料を使用
することができ、このためセグメントは所望する実質的
にいずれの色またはシェードにおいても作ることができ
る。無着色且つ無染料のプラスチック液を用いることに
よりセグメントをクリアにすることができる。セグメン
トを作るために使用する種々のプラスチック液の流速を
調節することにより様々な幅を有する様々なセグメント
を作ることができる。流速を上げればセグメントの幅が
広くなり、流速を下げれば幅が狭くなる。２つ以上の隣
接するセグメントを同一色にすることができ、このため
それらのセグメントは効果的に合体して幅が広がった単
一セグメントを形成する。

【００７３】先に記載し且つ図１１で示した通り、低粘
度且つ硬化可能な液と組合わせて回転ディスク機構を用
いれば、これらの液は、その場でまさに「凝固」（硬化）
して、多色シリンダを製作するために使用できるリガメ
ントを形成する。図１８は、マルチディスクシステムの
場合に関するこのことを図説している。098号特許の手
法によるが先行技術の低粘度液の代わりに高粘度且つ硬
化可能な液を用い、平面図でここに示した回転ディスク
アセンブリ１８０を使用して二性リガメントを形成する
場合、生じたリガメント１８５は硬化して細い二色フィ
ラメントになる（綿菓子機中で回転させる時に溶融砂糖
が硬化してフィラメントになるやり方と大雑把には似て
いる）。このフィラメントは、くしですくかまたは他の
方法で整列させることができ、その後にタングステンカ
ーバイドナイフまたはレーザを用いて同一長さに切断し
て所望の二色シリンダを作製する。切断されたシリンダ
の端面−端面および側面−側面整列は、切断を行う作業
面上にフィラメント両端を厳密に整列させることにより
実現できる。例えば、シリンダがアスペクト比１:1、直
径１００ミクロンをもつものとすれば、フィラメント両
端は、およそ5から10ミクロンの公差内で相互に整列さ
せることができる。

【００７４】実施例を介して記載したいずれのジリコン
シリンダセグメントも、黒、白、クリア（すなわち、本
質的に透明且つ色度なし、水または普通の窓ガラスのよ
うな）、透明色（一定の加法カラー用途に関する例え
ば、透明レッド、ブルーまたはグリーン、一定の減法カ
ラー用途に関する透明シアン、マゼンタまたはイエロ
ー）、あらゆる色相、飽和および輝度の不透明色、不透
明または半透明を問わずグレーのいずれのシェード等々
でもあり得る。記載したいずれのジリコンシリンダセグ
メントもその他の光学特性、偏光、複屈折、位相遅れ、
光吸収、光散乱および光反射を有し得る。参照しやすく
するため、「無彩色」を以下で用いて本質的に色度のな
いカラー、すなわち、ブラック、ホワイト、グレーおよ
びクリアを指し、また「有彩色」を以下で用いてレッ
ド、オレンジ、イエロー、グリーン、ブルー、インジ
ゴ、バイオレット、シアン、マゼンタ、ピンク、ブラウ
ン、ベージュ等を含めた他のカラーを指す。

【００７５】変形例による手法を使用して二色シリンダ
を製作することもできる。例えば、おそらく多少不便を
伴うが射出成型を使用できる。その他の例として、594
号特許で開示された二色ジェット手法を使用できる。こ
こでも再び、通常の低粘度液に代えて高粘度且つ硬化可
能液を用いる。

【００７６】膨張したエラストマを用いて製作するジリ
コンディスプレイにおいて、各二色シリンダはキャビテ
ィ中に配置される。こうしたディスプレイにおいて二色
シリンダの可能な最密充填を達成するため、キャビティ
は好ましくは可能な限り小さく且つ互いに密にされる。

【００７７】更に大きな充填濃度を達成するため、ジリ
コンディスプレイをエラストマもキャビティも用いずに
構成することができる。こうしたディスプレイにおい
て、二色シリンダは誘電性流体中に直接入れられる。シ
リンダと誘電性液体はその後２つの保持部材間に挟まれ
る（例えば、アドレス指定電極間）。エラストマ基板は
存在しない。この場合、充填配置を密に接近できるか、
または図４で示した理想的な密充填単一層配置さえも達
成できる。

【００７８】実施の形態１３ 図１２は、無キャビティジリコンディスプレイの側面図
を図説している。ディスプレイ１２００において、均一
直径の二色シリンダ１２０１の単一層は、マトリックス
アドレス可能電極１２０４ａ、１２０４ｂ間の誘電性流
体１２０９中に配置させる。好ましくは、単一層内で端
面−端面且つ側面−側面で整列し且つ固有のシリンダ回
転と一致させて可能な限り互いに密に充填して、単位ア
スペクト比のシリンダ１２０１を矩形配列で配置させ
る。シリンダ１２０１は誘電性流体１２０９の存在下で
電気的に双極性なので、電極１２０４ａ、１２０４ｂに
より電場をかけると回転する。上面１２０５に近接する
電極１２０４ａは好ましくは透明である。Ｉにいる観察
者は、回転するにつれてディスプレイ１２００の上面１
２０５に黒色面または白色面を見せるシリンダ１２０１
の白黒パターンにより形成される画像を見る。

【００７９】電極１２０４ａ、１２０４ｂは、シリンダ
１２０１にアドレスし且つシリンダ１２０１および流体
１２０９をその場に保持するように作動する。好ましく
は、電極１２０４ａ、１２０４ｂ間の間隔は、固有のシ
リンダ回転と一致させて可能な限りシリンダ１２０１の
直径に近づける。シリンダ１２０１および流体１２０９
は、例えば、ディスプレイのどちらか一端（図示してい
ない）でシールによりディスプレイ１２００中に密封す
ることができる。単一層中のシリンダ１２０１の密充填
は、電極１２０４ａ、１２０４ｂの密な間隔と共に、静
止したり、広がったりまたはその他の方法でシリンダ１
２０１が単一層中のそのそれぞれの位置から飛出したり
しないことを確実にする。

【００８０】無キャビティシリンダディスプレイが図１
２で示した二色シリンダ１２０１に限定されず、実際に
はここで説明したいずれのシリンダも使用して無キャビ
ティシリンダディスプレイを構成してもよいことを指摘
しておきたい。

【００８１】球要素の代わりにシリンダ要素に基づく新
たなジリコンディスプレイを説明してきた。この新ディ
スプレイは、ほぼ100％の面被覆率を備える密充填単一
層を可能にする。こうしたディスプレイは、優れた反射
度および輝度を提供すると共に隙間粒子を必要としな
い。

【００８２】先に説明した特定の実施形態は、本発明の
実施に関するほんの一部の可能性を表現したものにすぎ
ない。その他の多くの実施形態が本発明の精神の範囲内
で可能である。例えば、 ・ジリコンディスプレイの電気異方性は、ゼータ電位に
基づく必要はない。シリンダに関連する電気的な双極子
モーメントが存在しその双極子モーメントが、加えられ
た外部電場の存在下でシリンダの有用な回転を助長する
ようにシリンダの長軸に対して配向することで十分であ
る（代表的には、双極子モーメントは、シリンダの中間
軸に沿って配向される）。更に、例えば、双極子モーメ
ントが異なった大きさの２つの正電荷の分離から生じ、
その結果生じる電荷分布が電気的ダイポールで重ねられ
た正の電気的なモノポールと同等である時、ジリコンシ
リンダが電気的な双極子モーメントに加えて電気的なモ
ノポールモーメントを持つことができることを指摘して
おきたい。

【００８３】・ジリコンディスプレイの光学異方性は、
ブラックおよびホワイトに基づく必要はない。

【００８４】例えば、２つの異なったカラー、例えば、
レッドとブルーの半球を有する二色シリンダを使用する
ことができる。その他の例として、一方の半球において
ブラックであると共に他方の半球において反射されるシ
リンダを用途によって使用できる。一般に、スペクトル
の１つ以上の領域における光散乱および光反射を含め
（これらに限定されないが）、ジリコンシリンダの様々
な側面を観察者が見る時、種々の光学特性は変わり得
る。従って、ジリコンシリンダを使用して非常に多様な
方法で光を変調することができる。

【００８５】・ジリコンディスプレイに衝突する入射光
は可視光に限定する必要はない。ジリコンシリンダに関
して適切な材料を前提とすると、入射「光」は、例えば、
赤外光または紫外光であり得るし、こうした光をジリコ
ンディスプレイにより変調することができる。

【００８６】・幾つかの機会において先に記載した説明
は、二色シリンダの平面単一層について述べている。し
かし、当該技術分野において技量を有する者は、柔軟材
料で製作されたジリコンディスプレイ（またはこうした
ディスプレイ用の二色シリンダのシート）が一時的また
は永久的に変形して、全体として厳密には平面でないこ
とがあり得ることを理解するであろう。こうした場合、
単一層の平面は、例えば、特定のジリコンシリンダまた
は関心のあるシリンダを含んだ局所的に平面の区域に限
定され得る。また、実際問題として、単一層は、例え
ば、特定のジリコンシートの製造公差またはわずかな欠
点に起因して、説明してきたものとは多少異なり得るこ
とは更に理解されるであろう。

【００８７】従って、本発明の範囲は、前述の明細に限
定されるものではなくて、それよりも均等物の全範囲と
共に添付した請求の範囲により付与されるものである。

【００８８】

【発明の効果】本発明による新ディスプレイは、ほぼ10
0％の面被覆率を備える密充填単一層を可能にする。こ
うしたディスプレイは、優れた反射度および輝度を提供
すると共に隙間粒子を必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （Ａ）は二色ボールを組込んだ先行技術のジ
リコンディスプレイの例、（Ｂ）は先行技術の球形二色
ボールを示す説明図である。

【図２】 二色シリンダの特にその直径および高さを示
す斜視図である。

【図３】 エラストマ基板におけるキャビティ中の二色
シリンダを示す斜視図である。

【図４】 理想的な密充填単一層中に配列された二色シ
リンダを示す斜視図である。

【図５】 （Ａ）は単位（１：１）アスペクト比の二色
シリンダを単一層構成中に配列している実施の形態にお
ける本発明のジリコンディスプレイの側面図、（Ｂ）は
単位（１：１）アスペクト比の二色シリンダを単一層構
成中に配列している実施の形態における本発明のジリコ
ンディスプレイの平面図である。

【図６】 二色シリンダを比較的大きなキャビティサイ
ズを有する多層構成中に配列している変形例の実施形態
における本発明のジリコンディスプレイの側面図であ
る。

【図７】 シリンダをその配列の中でずらして配向させ
ている変形例の実施形態における本発明のジリコンディ
スプレイの平面図である。

【図８】 シリンダをその配列の中で任意に配向させて
いる変形例の実施形態における本発明のジリコンディス
プレイの平面図である。

【図９】 シリンダのアスペクト比が１：１より大きい
変形例の実施形態における本発明のジリコンディスプレ
イの平面図である。

【図１０】 先行技術における二色ボールの製作に関す
る回転ディスク機構の側面図である。

【図１１】 本発明の二色シリンダの製作に関する回転
ディスク機構の平面図である。

【図１２】 シリンダ単一層を保持するためのエラスト
マもキャビティを備えた他の基板もない本発明のジリコ
ンディスプレイの変形例における実施形態を示す説明図
である。

【図１３】 （Ａ）は３つのディスプレイ状態を有する
多色球、（Ｂ）は３つのディスプレイ状態を有する多色
シリンダ、（Ｃ）は３つのディスプレイ状態を有する多
色シリンダの変形例における実施形態を示す説明図であ
る。

【図１４】 （Ａ）は擬４色ジリコン用の多色球、
（Ｂ）は擬４色ジリコン用の多色シリンダを示す説明図
である。

【図１５】 （Ａ）はフルカラージリコン用またはライ
トバルブとしての球、（Ｂ）はフルカラージリコン用ま
たはライトバルブとしてのシリンダを示す説明図であ
る。

【図１６】 （Ａ）はライトバルブとしてのジリコン素
子用の変形例における球、（Ｂ）はライトバルブとして
のジリコン素子用の変形例におけるシリンダを示す説明
図である。

【図１７】 （Ａ）は多色ジリコンボールの製作用のマ
ルチディスクアセンブリ、（Ｂ）は（Ａ）で示したマル
チディスクアセンブリの部分、（Ｃ）は（Ａ）〜（Ｂ）
で示したディスクアセンブリを用いて製造された多色ジ
リコンボールの側面図、（Ｄ）は（Ａ）〜（Ｂ）で示し
たディスクアセンブリを用いて製造された多色ジリコン
ボールの平面図である。

【図１８】 本発明の多色シリンダ製作用の回転ディス
ク機構の平面図である。

【符号の説明】

１ 二色ボール、１ａ 白半球形、１ｂ 黒半球形、
２，５２，６２ 基板、３，５３，６３ キャビティ、
４ａ マトリックスアドレス可能電極、４ｂ マトリッ
クスアドレス可能電極、１０，５０，６０，７０，８
０，９０ ジリコンディスプレイ、２０，５１，６１
二色シリンダ、２１ 二色シリンダの黒色面、２２ 二
色シリンダの白色面、３０ ジリコンディスプレイ、３
１ 二色シリンダ、３３ キャビティ、４０ ジリコン
ディスプレイ、Ｉ 観察者。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板、およびその基板中に配置された複
   数の実質的にシリンダ形且つ光学異方性の粒子であっ
   て、各粒子の回転可能な配置は、前記粒子が基板中でこ
   のように配置されると共に達成可能であり、前記粒子は
   前記回転可能な配置にある時、基板に接していないこと
   を特徴とする粒子からなる回転シリンダディスプレイ。
2. 【請求項２】 ２つのシリンダセグメントとその間に挿
   入された多数のシリンダスライスからなる実質的にシリ
   ンダ形且つ光学異方性の粒子であって、各シリンダセグ
   メントは実質的平面のインターフェースにより多数のシ
   リンダスライスの１つに接すると共に、各シリンダスラ
   イスは実質的平面のインターフェースにより少なくとも
   １つの他のスライスに接していることと、実質的平面の
   全インターフェースは粒子の縦軸に実質的に平行である
   ことと、粒子は異方性を有して電気的な双極子モーメン
   トを備え、この電気的双極子モーメントは、粒子を電気
   的に応答可能にして、電気的双極子モーメントを備える
   と共に粒子が回転可能に電場中に配置される時、電気的
   双極子モーメントが電場と整列する向きに粒子を回転す
   る傾向にすることと、粒子ごとに達成可能な回転可能配
   置が粒子縦軸のまわりの回転を助長する回転可能配置で
   あることとを特徴とする実質的にシリンダ形且つ光学異
   方性の粒子からなるディスプレイ粒子。
3. 【請求項３】 請求項１に記載された基板中に回転可能
   に配置された少なくとも１つの粒子の回転を助長するた
   めに電場を生じさせる手段を備える回転シリンダディス
   プレイ。