JPS6336514B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気的に光反射率や光透過率を制御
する表示装置の改良に関するものである。

従来、文字、図形、画像などのいわゆるパツシ
ブデイスプレイとしては、液晶表示装置が良く利
用されている。しかし、この種の表示装置は、動
作温度範囲が狭く、広画面のものが困難、応答速
度が遅い等、本質的に改良が困難な幾つかの問題
点を含んでいた。

以上の観点から、本発明者は、先に少なくとも
一方の表面に露光した多数固の微細な開口部を有
する多孔質体表面に、少なくとも表示すべき複数
個のパターン部に対応して、前記開口部の複数個
を含む陥没部を設け、前記パターン表示部から電
極引き出し部にわたつてそれぞれ前記陥没部を残
して選択的に導電性インキから成るパターン電極
たる第２電極が塗布、被着されて表示用構体が形
成され、この表示用構体は前記第２電極とは反対
の面側に、単数ないしは複数個の第１電極を介挿
せしめて支持基材に支持され、上記表示用構体に
は液体材料が含浸されて複合体が形成され、前記
第１及び第２電極間に選択的に信号電圧が印加さ
れ、少なくとも前記陥没部壁面の液体含浸率が電
気的に制御される表示装置を提案した。

この種の表示装置は、多孔質体に対する液体材
料の電気浸透現象を利用して、多孔質体表面の液
体含浸率を制御することにより外光を散乱させ、
乱反射、乱屈折をさせることを原理としている。

第１図は、上記従来装置の一例の縦断面構造と
給電方式を示す図で、本実施例について従来装置
の原理を説明する。

本実施例では複合体１００は、酸化錫等の透明
導電膜から成る第１の電極３００を被着した透明
ガラス等の平板状の支持基材２００上に設置さ
れ、支持基材２００に対して反対の表面側は開放
空間（空気層とは限らない）６００に面してい
る。

１１０は多孔質体で、例えばニトロセルロー
ズ、酢酸セルローズ、或いはこれらの混合エステ
ルから成るマイクロポーラスメンブレンフイルタ
を使用する。その厚さは例えば４０〜２００ミク
ロン、表面に露出し、平均孔径が0.7〜１ミクロ
ンで、厚み方向に実質的に貫通する微細孔を有す
るものを用いる。その空孔率は50〜80％程度であ
る。

開放空間６００に面する多孔質体１１０表面に
は、表示すべきパターンに対応して、点状、線
状、短冊状放射点状等のエンボス加工による陥没
部１２０が設けられている。陥没部１２０の開放
空間６００側の開口幅もしくは直径は例えば表面
において15〜30ミクロン、深さが10〜25ミクロン
尖端部の幅もしくは直径が３ミクロンでその断面
形状は台形もしくは三角形状に構成され、その内
部には前記微細孔の複数個を含んでいる。なお陥
没部１２０の配設密度は、１インチ当り100〜400
個程度である。図では陥没部１２０が点状である
場合が例示されている。

開放空間６００側の多孔質体１１０表面には、
上記陥没部１２０を残して選択的に黒色不透明イ
ンキや撥油剤等の不透明形成剤１５０、更にその
上に第２の電極として黒鉛などの導電性インキを
それぞれ表示部１４１′，１４２′から電極引き出
し部１４１″，１４２″に亘つて塗布することによ
り、互に独立した第２電極たるパターン電極１４
１，１４２が塗布被着され、表示用構体が構成さ
れる。この表示用構体には、多孔質体１１０を構
成する透光性誘電体材料とほぼ等しい屈折率を有
し、この多孔質体１１０に対して電気侵透性の透
光性液体材料４００を含浸させて、複合体１００
を形成する。なお図では便宜上、液体材料４００
は点で示し、その点密度が液体含浸率の大小を示
している。

例えば多孔質体１１０が酢酸セルローズ（屈折
率n_d＝1.47）とする時、液体材料４００として
は、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシ
ラン（n_d＝1.43）と、α−メチルナフタレン（n_d
＝1.62）とを混合して、透光性誘電体材料たる酢
酸セルローズの屈折率n_d＝1.47とほぼ等しく選
び、屈折率の整合を図る。多孔質体１１０は、そ
れを構成する誘電体材料が透明であつても、微細
孔内における空気の存在のために、屈折率の不整
合による光の散乱を生じて白色に観察される。一
方、上記の如き屈折率のほぼ等しい液体材料４０
０を完全に含浸させることにより、この屈折率の
不整合が取り除かれ、複合体１００は透明化し、
導線５０１を介して電極３００と１４１を等電位
に保つとこの部分では、外光L₁を陥没部１２０
を介して明るい出力光L_2Tとして透過させること
ができる。

図において、第２電極たるパターン電極１４２
と第１の電極３００との間に、導線５０２を介し
て信号電源V_Bから充分大きな電圧値の直流電圧
V_Bを信号電圧として印加する。前記多孔質体１
１０と透光性液体材料４００との材料構成におい
ては、液体材料４００は多孔質体１１０に対して
負電極方向に電気浸透する。従つて液体材料４０
０は、多孔質体１１０の開放空間６００に面する
側から第１の電極３００側に電気浸透を生じ、そ
れ故陥没部表面１２１″の液体含浸率は図に例示
するごとく低下し、そのため多孔質体１１０を形
成する微細孔の開孔部は空孔となり、屈折率の不
整合を生じる。それゆえ、この部分では外光L₁
が散乱され、陥没部１２０を除く他の部分では不
透明形成剤１５０の存在により透過が阻止される
ため、陥没部１２０を介しての透過光L_2Bは著し
く減少し、透過光制御が行なえる。陥没部表面１
２１″を含む多孔質体１１０表面部の液体含浸率
は、印加される直流電圧V_Bの振幅に対応して低
下し、それに伴なつて透過光L_2Bの強度も低下す
る。前記材料構成ではL_2BはV_Bの振幅の増加に応
じて減少し50〜80ボルトの振幅でL_2Bの低下は飽
和する。V_Bを零にすると、液体材料４００は毛
管現象により電極１４２及び陥没部表面１２１″
に向かつて移動、復帰し、電極１４１部の如き表
面部の液体含浸率の高い透明状態に復帰する。

以上は、透過型表示装置について説明したが、
第１電極３００を、アルミ蒸着膜等の光反射電極
にするか、または黒鉛導電塗料等の光吸収性電極
とすると反射型表示装置が構成できる。また多孔
質体を構成する透明誘電体材料に染料や顔料を混
入し、着色ないしは不透明に構成することによつ
ても反射型表示装置が構成できる。また、第１電
極３００は、複数個の第２電極たるパターン電極
に対応して複数個に分割し、選択的に信号電圧を
加え、動作させることもできる。

この種の表示装置では、液晶表示装置とは異な
り、配向処理等を必要としないため容易に広画面
の表示装置が実現でき、また動作温度域も液体材
料の氷点や沸点で定まるため、はるかに広い動作
温度域のものが得られる等、優れた効果を有して
いる。

しかし、本例で示した如く、この種の装置では
第２電極たるパターン電極（セグメイト電極）は
前記陥没部を残して選択的に多孔質体表面に塗
布、被着されねばならない。したがつて、数字、
文字、図形、画像等を透過または反射表示する装
置の構成には、数多くの極めて精密なパターン電
極を、互に極めて接近し、完全に相互が絶縁され
て塗布、被着されねばならない。

通常、これら導電性インキの塗布、被着は、パ
ターン電極の形状に応じてオフセツト印刷によつ
て行つていたが、一回の印刷では導電性インキの
塗布、被着量が少なく、電極としての所要の導電
率が得られず、複数回の重ね印刷を必要としてい
た。

そのため、パターン電極の印刷精度が悪く、パ
ターン電極相互の短絡を生じ易く、これを防止す
るため電極間隔を広くする必要から、精密、複雑
な選択的なパターン動作表示に難点があつた。

本発明は、以上のような問題点を解決する有用
な電極分離構成を有する表示装置の提供を目的と
する。

本発明を具体的に述べると、前記表示装置にお
いて、前記第２電極たるパターン電極、すなわち
セグメント電極の輪郭に対応して連続した陥没溝
を多孔質体表面に設けることにより、前記導電性
インキの非塗布部を形成し、互に絶縁された複数
個のパターン電極を構成したことを特徴とする表
示装置にある。

以下、実施例について本発明の態様を詳述す
る。

第２図は本発明にかかる表示装置の部分断面斜
視図で、第１図の装置との関連で示し、図のＡ−
A′断面が第１図と対応している。なお、本実施
例では第１電極３００は単一電極で構成された例
が示されているが、複数個のパターン電極に対応
して複数個に分割することができるものである。

本発明では、複数個のパターン電極の絶縁分離
を、それぞれの電極の輪郭に対応して連続した陥
没溝を多孔質体表面に設けて行う。

第２図における表示用構体は、例えば以下のよ
うにして製作される。

前述の如く、酢酸セルローズ等、熱可塑性樹脂
から成り、厚み方向に実質的に貫通する多数個の
微細孔１１１を有するマイクロポーラスメンブレ
ンフイルタから成る多孔質体１１０表面の表示部
１４１′，１４２′に、陥没部１２０をエンボス加
工する。次いで表面に一様に薄く不透明インキや
撥油剤溶液等の不透明形成材料を盛つた印刷ロー
ラで、多孔質体１１０表面に不透明成形剤を転写
塗布するこのローラーコート法による工程では、
多孔質体１１０表面には陥没部１２０を残して不
透明形成剤１５０が塗布される。

不透明形成剤１５０としては、例えば顔料がカ
ーボンブラツクで、バインダ樹脂がポリアミド樹
脂、インキ溶媒がアルコール系である黒色インキ
が好ましく、セルローズエステル系多孔質体を溶
解することなく強固に付着し、前述のアルコキシ
シランやナフタレン系の透光性液材料４００にも
化学的に安定である。

また、不透明形成剤１５０は撥油剤でも構成で
きる。撥油剤としては表面活性剤も使用できる
が、例えばポリー１１１，１１１−ペンタデカフ
ルオロオクチルメタクリレートなどのフツ素系ポ
リマーを、キシレンヘキサフロライドやフツ化水
素系の溶媒に溶解したものが好ましく、これらの
被膜は11ダイン／センチメートル程度の低い表面
張力により強力な撥油性を有す。これらが塗布さ
れた多孔質体１１０の表面は液体材料４００によ
つて濡れず、光散乱により透過光を通さず、透過
光に対しては実質的に不透明状態を形成する。

引き続いて、点状、線状、短冊状等の陥没部１
２０（第２図では点状陥没部の場合を例示）を設
けた表示部１４１′，１４２′と、これにそれぞれ
連結する電極引き出し部１４１″，１４２″の輪郭
に対応して連続した陥没溝１２２′，１２２″が、
陥没部１２０の作成と同様のエンボス加工法で形
成され、その上に、直接、導電性インキが、多孔
質体１１０全面にわたつて既述の如きローラーコ
ート法等で転写塗布される。この場合、導電性イ
ンキは、陥没部１２０を除く表示部１４１′，１
４２′とこれにそれぞれ連結する電極引き出し部
１４１″，１４２″、および非表示部１４３には塗
布されるが、陥没溝１２２′，１２２″には塗布さ
れない。

それ故、この陥没溝１２２′，１２２″の存在に
より、表示部１４１′と連結する電極引き出し部
１４１″に亘つて塗布された導電インキから成る
パターン（セグメント）電極１４１と、１４２′
に連結する１４２″上に塗布されるパターン（セ
グメント）電極１４２とは、相互に絶縁されると
ともに、非表示部導電インキ１４３とも絶縁され
る。

陥没溝１２２′，１２２′による良好な絶縁に
は、導電インキのローラーコートによつて陥没溝
に導電インキが転写塗布されないことが必須の条
件となる。実験によると、その断面幅及び深さ
は、陥没部１２０の開口幅（ないしは直径）及び
深さと同程度もしくは、それ以上に選ぶことが望
ましい。その多孔質体表面における陥没溝の断面
幅は20〜100ミクロン程度、深さは多孔質体の厚
みにもよるが15〜60ミクロン程度で、断面幅は多
孔質体内部に行くに従い、狭くなることが望まし
い。好ましい断面形状は三角形状、あるいは台形
状である。断面幅、および深さが小さすぎると、
陥没溝に導電インキが入り込み、絶縁分離が困難
となる。断面幅が広過ぎても同様で、深さが深過
ぎると過度のエンボス加工によつて多孔質体１１
０を損傷する場合がある。

導電インキとしては、例えば黒鉛粉末をポリア
ミド樹脂をバインダとして、アルコール系液体を
インキ溶媒としたものが、電気化学的に良好であ
る。

陥没溝によつて電極分離をした表示用構体を透
過型の表示装置として使用する場合、この陥没溝
から光を透過し、著しく表示画像の品質を低下さ
せる場合がある。このような場合には、第２図に
例示したように、陥没溝１２２′，１２２″内面
に、既述の如き不透明インキまたは撥油剤から成
る不透明形成剤１５０を塗布するか、もしくは、
多孔質体１１０の陥没溝１２２′，１２２″に相当
する反対面側の位置に、この陥没溝１２２′，１
２２″の幅と同等以上の幅に不透明形成剤１５１
を塗布するかの少なくとも何れか（双方でもよ
い）の方法によつて、陥没溝１２２′，１２２″を
介しての光透過を実質的に阻止することができ
る。

この場合、不透明形成剤１５１の塗布は、陥没
溝１２２′，１２２″に相当する位置を含んで、非
表示部１４３、更には電極引き出し部１４１″，
１４２″に相当する部分にまで行なうと、コント
ラストが上り一層鮮明な透過表示が行なえる。

本実施例では複合体１００は、電極３００を被
着した支持基材２００上に保持して使用される
が、不透明形成剤１５０は、陥没溝１２２′，１
２２″、更には電極引き出し部１４１″，１４２″、
非表示部１４３を含んで、これらに対応する位置
の支持基材表面に被着しても良いものとする。こ
の場合、不透明形成剤としては不透明インキを塗
布、被着する。

上述のように、実質的に表示部１４１′，１４
２′を残して、他は全て不透明形成剤で不透明に
形成することにより、鮮明な表示が行なえる利点
がある。

第２図の実施例では、多孔質体１１０の表面
に、エンボス加工法によつて先ず陥没部１２０を
設け、その後で、不透明インキ或いは撥油剤から
成る不透明形成剤１５０をローラーコート法によ
り転写塗布する。その後で、エンボス加工法で陥
没溝１２２′，１２２″を設け、その次に導電性イ
ンキをローラーコート法で転写塗布し、その後で
不透明形成剤１５１を印刷して製作を終る。

しかし、支持基材、或いは多孔質体背面に不透
明形成剤１５１を塗布する場合には、陥没溝１２
２′，１２２″内壁への不透明形成剤の塗布を省略
することができる。この場合には、多孔質体１１
０表面に、一枚の型銅板で、或いは別々の型銅版
で順次陥没部１２０、陥没溝１２２′，１２２″を
エンボス加工し、その後で不透明形成剤１５０を
塗布すれば良い。

また、陥没部１２０は、多孔質体１１０表面の
全面に設けても同種の表示用構体が製作できる。
この場合には、先ず多孔質体１１０の対向する少
なくとも何れか一方の表面に、表示部１４１′，
１４２′に対応する部分を残して選択的に不透明
形成剤１５０若しくは１５１を印刷し、次いで多
孔質体１１０の何れか一方の表面全面に、陥没部
１２０をエンボス加工し、その後で、その表面に
陥没溝１２２′，１２２″をエンボス加工するとと
もに、不透明形成剤、導電インキを順次にローラ
ーコート法で塗布して構成できる。

以上、述べたように本発明は、電気浸透現象を
利用した表示装置において、第２電極たるパター
ン電極の輪郭に対応して連続した陥没溝を設ける
ことにより、パターン電極を構成する導電性イン
キの非塗布部を形成することにより互に絶縁され
た複数個のパターン電極を構成した表示装置であ
つて、エンボス加工法とローラーコーテイング法
により、極めて容易に精密なパターン電極が形成
でき、高精細度、複雑なパターンの表示、数字、
文字、画像等の表示が実現でき、産業上、極めて
有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の表示装置の例を示す断面図、第
２図は本発明の表示装置の一実施例を示す要部断
面斜視図である。 １００……複合体、１１０……多孔質体、１２
０……陥没部、１２２′，１２２″……電極分離用
陥没溝、１４１，１４２……パターン電極（第２
電極）、１４１′，１４２′……表示部、１４１′，
１４２″……電極引き出し部、１４３……非表示
部、１５０，１５１……不透明形成剤、２００…
…支持基材、３００……第１電極、４００……透
光性液体材料。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少くとも一方の表面に露出した多数個の微細
   な開口部を有する多孔質体表面に、少なくとも表
   示すべき複数個のパターン表示部に対応して、前
   記開口部の複数個を含む表示用の陥没部を設け、
   前記パターン表示部から電極引出し部にわたつて
   それぞれ前記陥没部を残して導電性インキから成
   るパターン電極たる第２電極が選択的に塗布、被
   着されて表示用構体が形成され、この表示用構体
   は、前記第２電極とは反対の面側に単数または複
   数個の第１電極を介挿せしめて支持基材に支持さ
   れ、上記表示用構体には液体材料が含浸されて複
   合体が形成され、前記第１及び第２電極間に選択
   的に信号電圧が印加され、この信号電圧に応じた
   前記多孔質体に対する前記液体材料の移動によ
   り、少くとも前記陥没部壁面の液体含浸率を制御
   して外光を制御する表示装置において、前記パタ
   ーン電極の輪郭に対応した電極分離用の連続陥没
   溝を前記多孔質体表面に設けることにより、前記
   導電性インキの非塗布部を形成し、複数個のパタ
   ーン電極を互いに絶縁したことを特徴とする表示
   装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の表示装置にお
   いて、前記多孔質体の一方の表面に設けられた前
   記電極分離用の連続陥没溝の壁面もしくはこの連
   続陥没溝に対応する多孔質体の他方の表面部の少
   くとも何れかもしくは双方に、不透明インキまた
   は撥油剤の少なくとも何れかもしくは双方を塗布
   したことを特徴とする表示装置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の表示装置にお
   いて、前記電極分離用の連続陥没溝の設置表面に
   対して反対側の多孔質体表面に、前記パターン表
   示部に対応する部分を残し、且つ少なくとも前記
   電極分離用の連続陥没溝に対応する部分を含むそ
   の他の部分に、不透明インキないしは撥油剤の少
   くともいずれかもしくは双方を塗布したことを特
   徴とする表示装置。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の表示装置にお
   いて、前記多孔質体を含む複合体は、表面に第１
   電極を有する支持基材面上に支持され、前記パタ
   ーン表示部に相当する部分以外の少くとも前記電
   極分離用の連続陥没溝に相当する前記支持基材面
   に、不透明インキを塗布したことを特徴とする表
   示装置。