JPS6344683A - 光フアイバを用いた表示装置 - 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〕 本発明は光ファイバを用いた表示装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、光ファイバとフィルム光源との組み合わせによる
表示システムとして、例えば第４図に示すようなものが
公知である。

図中、■は多数の光ファイバを集束して、その出射端を
所定形状、例えば矩形状に配列した表示部であり、光源
５からの光は通過フィルム或いは液晶装置３を介して各
光ファイバの入射端に専かれる。６は液晶装置３のコン
トローラである。

このようなシステムにより、例えば複数枚のフィルム画
像を１つの光源によって表示することが出来る。又液晶
装置３を用いた場合には動的表示を行なうことが出来る
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上述したような従来の装置では、透過フィル
ム又は液晶装置３と光ファイバの入射端との間の密着性
が悪く、このことが、光源光の集束性の悪さ、即ち光源
光が芥子行光であることと相俟って、表示画像を不鮮明
なものにしていた。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって
、光ファイバの特性、即ち高い透光性と相似的入出射端
による拡大・縮小性を出なうことなく、鮮明で解像度の
高い表示装置を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明においては、第１
Ａ図に示すように光ファイバ１１の−・端部、即ち入射
端若しくは出射端、又は、第１Ｂ図に示すように光ファ
イバ１２の側面部の１個若しくは２個以上の所定位置に
光ンヤッタ機構を直接設けている。そしてこのような光
ファイバの複数の光出射部を所定形状に配列して、所望
の表示を行なうようにしている。

〔実施例〕 以下、本発明を実施例につき第１図〜第３図を参照して
詳細に説明する。

第１Ａ図は、本発明の第１の実施例を示す原理図である
。本例においては、光ファイバ１１の出射端に一対の透
明電極２１．２２が夫々形成されており、これらの透明
電極２１．２２の間に、後述するような光シャンク材料
３１が配されている。

４はシール材である。

図において、光源５から光ファイバ１１に入射した光は
、この光ファイバ１１により所定の距離専売されて出射
端に達する。そしてこの出射端Ｑこおいて、一対の透明
電極２１．２２による電界効果によって駆動される光シ
ャッタ材料３１の作用により、出射光が０Ｎ−ＯＦＦさ
れる。

このような光ファイバ１１を表示装置として構成する為
には、その多数本を集束して、その出射端を所定形状、
例えば矩形状に配列する。そして所定の光ファイバの光
シャッタ機構を０Ｎ−ＯＦＦすることにより、所望の画
像パターンを表示する。

第１Ｂ図は、本発明の第２の実施例を示している。この
例では、１本の光ファイバ１２の側面の複数箇所に漏光
出射部９を形成し、各漏光出射部に形成した透明電極２
３と、例えば連続した一枚の透明電極２４との間に光シ
ャッタ材料３２を配している。１０は電極２４の為の透
明基材である。

そしてこれらの透明電極２３．２４により光シャッタ材
料３２を選択的に駆動して、出射光の０Ｎ−ＯＦＦを行
なう。

本例の光ファイバ１２の場合には、その複数本を並列に
配；ηすれば、マトリックス状の表示を行なうことが出
来る。

本発明で使用するような、光ファイバ′自身がその一部
にシャッタ機構を有する別の例として、単一モードファ
イバを用い、光素子の電界効果による偏波面回転を偏光
フィルタと組み合わせて利用する方式も提案されている
。しかし、この方式では、光素子がかなり高価になると
共に、使用可能な光ファイバも単一モードファイバに限
定されてしまい、表示素子としては比較的実用性に乏し
い。

そこで、上記実施例においては、光ファイバの端面若し
くは側面に透明導電薄膜を形成し、これと板状透明導電
膜との間に、電界効果によってシャフタ機能を示す光シ
ャッタ材料をサンドインチ状に挾み込んだ構造のシャッ
タ機構を用いている。

上記透明導電股間に介在させる光シャッタ材料としては
、ｉ１Ｍ常の電界効果材料であれば用いることが出来、
例えば、液晶、エレクトロクロミック材料、エレクトロ
ルミネッセンス材料等が好ましく用いられる。

一方、光ファイバの端部又は側面への透明導電膜の形成
技術は、使用する光ファイバの素材等によって変わって
くる。ここでは、プラス千ツク光ファイバの端部に透明
導電膜を形成する例について説明するが、特に材料や手
法等はこれに限定されるものではない。

以下に説明する方法では、例えば特開昭５６−１０４５
０号公報に開示されている様なプラスチック基材への透
明導電膜形成技術がベースになっている。

即ち、先ず、光ファイバ端を単線或いは集束した状態で
端面処理し、精密研磨によって端面に光学的平滑性を付
与する。次いで、この端面に表面処理として極薄膜のコ
ーティングを行ない、この極薄膜を介して透明導電膜を
形成する。

上記表面処理によりコーティングされる極薄膜は、プラ
スチック光ファイバ端面基材と透明導電膜との間の密着
性を向上させる為のものである。

これは、表面硬度を向上させると共に表面官能基を有せ
しめることにより達成される。この点についての詳細な
検討は、例えば特開昭６０　８３９５７号公Ｊｌび実開
昭６０−２６２２２号公報に示されており、従って、こ
こではその詳細な説明は省略する。

一方、光シャッタ材料をサンドイッチする為の透明電極
板、例えば第１Ｂ図に示した透明基材１０と透明電極２
４とは、次のようにして形成することが出来る。即ち、
フィルム状又は板状の透明拮材１０上に、透明電極２４
として、金−パラジウム−クロム系合金等の全屈薄膜を
形成するか、或いは、同」二の基材ｌＯ上に、インジウ
１、−スズ系酸化物（ＩＴＯ）薄膜を形成するかの何れ
かの方法が通常用いられる。実用的に用いられる基材１
０としては、通常、ＰＥ−［”等のポリエステルフィル
ム、ガラス、更には、ポリカーボネートフィルム、アク
リル系フィルム、ポリスチレン系フィルム等の、充分な
透明性を有し且つ導電薄膜との密着性が良好なものであ
れば良い。

上記の様にして形成された透明専電板を電極として用い
る為には、これをセグメン！・パターン化する必要が有
る。この方法としては、通常のパターン化技術が用いら
れて良い。例えばポリエステル系のフィルムを電極化す
る方法としては、シルクスクリーンによる印刷法が一般
的に用いられるが、この他に、ドライ方式によるピーリ
ング法を用いても勿論良い。これらの方法は、通常用い
られるもので良いので、その詳細な説明は省略する。

以上の様にして、光フアイバ端部又は側面に形成された
透明導電膜電極と、基材上に電極パターン化された透明
電極とによって、光シャッタ機能を有する材料をサンド
インチ状に封入するゆ尚、光シャッタ機能を有する材料
として液晶を用いる場合には、更に電極上部に偏光膜を
設ける必要が有る。

第１Ａ図に示したと同様の光ファイバ１３を用いた表示
装置の一例を第２図に示す。但し、各光ファイバ１３は
その入射端側に光シャッタ機構を有している。

多数の光ファイバ１３の出射端は、１つの湾曲面上に縦
横に配列されている。一方、これらの光ファイバ１３の
入射端側は集束されて１つの光源５に対向している。各
光ファイバ１３の入射端には、その端面に直接形成され
た膜状透明電極２５と透明電極板２６との間に光シャッ
タ材料３３をサントイフチした光シャッタ機構が設けら
れている。図中、７はＣＰＵ、８はキーボード等の入力
装置である。

本例のような場合、各光ファイバ１３に設けられた光シ
ャッタ機構を個々に独立して駆動するようにしても勿論
良いが、各光ファイバ１３の入射端に設けられる透明電
極２５を共通電極に形成して、周知の如く、マトリック
ス方式により駆動するのが好ましい。

第３図は、第１Ａ図に示した光ファイバ１１の出射端を
子機シート状にマトリックス方式した例を示している。

第２Ｍ及び第３図に示した例において、各光ファイバの
光シャフタ機構を選択的に０Ｎ−ＯＦＦすることによっ
て、所望パターンの画像を表示することが出来る。

次に、具体的な実験例を説明する。

光ファイバとしてプラスチック光ファイバ（コア材：ポ
リメチルメタクリレート、クラフト材：特殊フッ素系樹
脂、三菱レイヨン社製「ニス力」ＳＫ−１０）のファイ
バ径２５０μφのものを用い、これを約１万本束ねて接
着剤（セメダイン社製：３３０型、エポキシ系２液混合
タイプ）により端部を硬化し、通常の方法（＃１５００
、＃６００、＃３００．９１５０）により端面研磨して
光学面とした。

これに、表面処理として、表面硬化膜をデイツプ法で形
成し、その膜厚を３〜４μとした。この表面硬化手法と
しては、従来アクリル樹脂表面の改質に用いられる方法
並びに組成物をそのまま通用した。

次いで、表面処理したファイバハンドル端面に物理的手
法により真空下でＩＴＯ膜を杓１３００人形成した。そ
の際、ファイバ端面以外の部分は全て保護シートで包み
、熱の影をを抑えると共に、他部への余分な膜着を防止
した。

以上の様にしてファイバ端面に形成した透明電極と、ポ
リエステルフィルム上に表面導電処理及びパターニング
処理を施した電極用透明導電シートとにより、エレクト
ロクロミック材料として酸化タングステン（ＷＯｚ）及
び高分子固体電解質（アイオノマー）を挟み込み、周囲
をシールド用材料で接着固定した。

パターンから取り出した電極を通して１，５Ｖの電圧を
印加したことろ、上記エレクトロクロミック材料は淡黄
色から青色への色変色を伴い、シャッタ機能を発現した
。この時の透過率の変化幅は８０〜１０％であり、又応
答性は約１０秒を要した。

パターンのピンチは光ファイバの口径２５０φに合わせ
て切ってあり、光フアイバ素線の分解能での光の０Ｎ−
ＯＦＦの動作チエツクがモ′在認された。

（発明の効果〕 本発明による光シャッタ機能を有する光フアイバ素子は
、光フアイバ単芯オーダでのシャッタ動作が可能であり
、分解能の極めて高い表示が可１１ヒである。従来の光
シャッタ素子マトリックスはサイズ的に制約されており
、大型のデイスプレィの場合には数枚〜数十枚のマトリ
ックス配列が必要であった。しかし、本発明の装置によ
り、分解能の高い極めて鮮明な大型デイスプレィが可能
となる。

又、本発明による光シャッタ機構は、光源側に配置する
ことも可能であるが、デイスプレィ側端部に配置するこ
とも出来る。即ち、これらを適当に組み合わせることに
よって、極めて変化に富んだデイスプレィを達成するこ
とが出来る。

更に、本発明は光フアイバ利用技術であることにより、
電磁ノイズの影響の無い表示を行なうことが出来、通常
の環境は勿論のこと、可燃性ガス雰囲気中や水中等での
デイスプレィにも適用出来、表示周囲環境を選ばない。

又、光シャッタ部及び表示部共にリモート化することが
容易である。

更に、ツヤツタ部配列を、ＲＧＢの順位繰り返し周期で
配置し、これに３色の別光源或いはフィルタにより色変
化させることによってカラー表示を行なうことも可能で
ある。

以上に述べた様に、本発明によれば、掻めて明るい解像
度に優れた省エネルギー型の表示が可能であり、計測表
示、大型表示、各種案内板等の表示分野に広く利用可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明の第１の実施例による光ファイバの要
部概略図、第１Ｂ図は第２の実施例による光ファイバの
要部概略図、第２図は表示装置の一例を示す概略図、第
３図は表示装置の別の例を示す概略図、第４図は従来の
表示装置を示す概略図である。 なお図面に用いた符号において、 ５−・・−ｍ−−−−−・−・−光ａ １１、１２．１３−−一一−−光ファイバ２１．２２，
２３，２４，２５．２６ −・・−・−−−−−−−−一　透明電極３］、３２．
３３−−・−光シャノタ材料である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光ファイバの一端部若しくはファイバ側面の所定位
   置に光シャッタ機構を設け、 上記光ファイバの光出射部の複数個を所定形状に配列し
   て、 上記各光出射部から出射する光を上記各光シャッタ機構
   によって制御するように構成したことを特徴とする表示
   装置。 ２、各一端部に光シャッタ機構の設けられた複数の光フ
   ァイバの出射端を所定形状に配列したことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の表示装置。 ３、光ファイバのファイバ側面の複数箇所に光出射部を
   設け、これらの光出射部に夫々光シャッタ機構を設けた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の表示装
   置。