屏幕、显示装置、屏幕的使用方法、粒子、粒子层、粒子片和光控制片与流程

文档序号:13350096阅读:435来源:国知局
屏幕、显示装置、屏幕的使用方法、粒子、粒子层、粒子片和光控制片与流程

本发明涉及显示图像的屏幕、具有该屏幕的显示装置、屏幕的使用方法、粒子、粒子层、粒子片和光控制片。



背景技术:

如在国际公开2012/033174小册子和日本特开2008-310260号公报中所公开,使用相干光源的投影仪正得到广泛应用。作为相干光,代表性地使用从激光光源振荡出的激光。在源自投影仪的图像光利用相干光形成的情况下,在被照射图像光的屏幕上观察到散斑(speckle)。散斑以斑点图案的形式被观察到,散斑使显示画质变差。在专利文献1中,出于降低散斑的目的,使入射到屏幕上的各位置的图像光的入射角度经时地变化。其结果,无相关性的散射图案在屏幕上重叠,能够降低散斑。



技术实现要素:

作为用于降低散斑的其他方法,漫射特性经时地变化的屏幕也被认为是有效的。在此,日本特开2008-310260号公报中提出了利用电子纸构成的屏幕的方案。在日本特开2008-310260号公报的屏幕上,反射率对应于利用光栅扫描方式照射的图像光的照射位置而发生变化。

通过使屏幕的漫射特性经时地变化,能够在使用通常的投影仪时实现散斑降低。另外,在与如光栅扫描型的投影仪那样无法采用国际公开2012/033174小册子的方法的投影仪的组合中,在能够降低散斑这一点上可以说是非常有用的。

但是,日本特开2008-310260号公报所公开的屏幕具有耐久性不足且难以大型化之类的问题。其结果,并未作为具有散斑降低功能的屏幕而得到广泛普及。本发明是考虑以上情况而做出的,其目的在于利用与以往不同的方法来提供能够充分降低散斑的屏幕。

本发明的一个方式中提供一种屏幕,其是从投影仪被照射光而显示图像的屏幕,该屏幕具备:

包含第1部分和第2部分的复数个粒子,

具有上述复数个粒子的粒子层,以及

电极,该电极形成电场,该电场用于通过对上述粒子层施加电压而驱动上述粒子层的上述粒子。

上述粒子的上述第1部分和上述第2部分的介电常数可以不同。

上述粒子可以为单色的。

上述粒子的上述第1部分和上述第2部分中的任一者可以为透明的。

上述粒子的上述第1部分的体积比例可以大于该粒子的上述第2部分的体积比例。

上述粒子的上述第1部分可以具有光漫射功能,上述粒子的上述第2部分可以具有光吸收功能。

上述第1部分和上述第2部分可沿着曲面形状的界面彼此相接,

上述第1部分可以为透明的,

上述粒子层中,对于上述复数个粒子中的至少一部分粒子,可以通过施加至上述电极间的交流电压,使上述第1部分和上述第2部分旋转。

与上述第2部分相比,上述第1部分可以被配置在更靠近该屏幕的观察者的一侧。

在上述粒子层中,对于上述复数个粒子中的至少一部分粒子,可以根据施加至上述电极间的交流电压的频率,使上述第1部分和上述第2部分在小于180度的旋转角度范围内旋转。

上述第1部分与上述第2部分的体积可以相互不同。

上述第1部分的体积可以大于上述第2部分的体积,

上述第2部分的与上述界面相接的表面可以为凹面形状。

上述第1部分的体积可以小于上述第2部分的体积,

上述第2部分的与上述界面相接的表面可以为凸面形状。

上述第2部分可以具有光漫射功能或光吸收功能。

上述第2部分可以为球体或椭球体。

上述投影仪可发射相干光,

上述粒子可以按照上述相干光的波长带域内的光的反射率高于上述相干光的波长带域外的光的反射率的方式来构成。

上述投影仪可发射相干光,

上述粒子可以按照上述相干光的波长带域内的光的透过率高于上述相干光的波长带域外的光的透过率的方式来构成。

可以进一步具备吸收层,该吸收层吸收上述相干光的波长带域外的光。

上述粒子可以含有颜料,该颜料将上述相干光的波长带域内的光选择性地散射。

上述粒子也可以含有颜料或染料,该颜料或染料吸收上述相干光的波长带域外的光。

该屏幕所包含的至少一层可以含有颜料或染料,该颜料或染料吸收上述相干光的波长带域外的光。

该屏幕可以具有第3部分,该第3部分与上述第1部分和上述第2部分面接触,控制从上述第1部分入射的入射光,

上述第1部分和上述第2部分可以为透明的,

上述粒子层中,对于上述复数个粒子中的至少一部分粒子,可以通过施加至上述电极的交流电压,使上述第1至第3部分旋转。

在上述粒子层中,对于上述复数个粒子中的至少一部分粒子,可以根据施加至上述电极的交流电压的频率,使上述第1至第3部分在小于180度的旋转角度范围内旋转。

上述第3部分可以将从上述第1部分入射的入射光进行散射或反射。

上述第3部分的上述第1面与上述第2面之间的厚度可以比上述第1部分的上述第1面的法线方向上的最大厚度薄,

上述第3部分的上述第1面与上述第2面之间的厚度可以比上述第3部分的上述第2面的法线方向上的最大厚度薄。

上述第3部分的可见光透过率可以比上述第1部分和上述第2部分低。

上述第1面和上述第2面可以为圆形或椭圆形,

上述第3部分可以为圆板、椭圆板、圆筒体或椭圆筒体。

该屏幕为从上述投影仪被照射光而显示图像的屏幕,

上述复数个粒子的至少一部分可以包含分散在上述第1部分和上述第2部分中的复数种漫射成分。

该屏幕可以具备菲涅耳透镜层,该菲涅耳透镜层配置在上述粒子层的上述光的入射面侧。

该屏幕为从投影仪被照射光而显示图像的屏幕,其可以具备:

分别包含第1部分和第2部分的复数个粒子,

具有上述复数个粒子的粒子层,以及

电极,该电极形成电场,该电场用于通过对上述粒子层施加电压而驱动上述粒子层的上述粒子,

上述粒子可以在上述电场的作用下而能够旋转。

该屏幕为从投影仪被照射光而显示图像的屏幕,其可以具备:

粒子层,其具有复数个粒子和保持上述粒子的保持部,上述粒子被收纳在上述保持部所具有的内腔内,以及

电极,该电极形成电场,该电场用于通过对上述粒子层施加电压而驱动上述粒子层的上述粒子,

在单一的上述内腔中可以收纳单一的上述粒子。

本发明可以提供带光电转换面板的屏幕,其具有:

上述的屏幕,以及

光电转换面板,该光电转换面板配置在上述屏幕的与显示侧面相反的一侧,被照射透过了上述屏幕的上述光。

本发明可以提供带光电转换面板的屏幕,其具有:

上述的屏幕,以及

光电转换面板,该光电转换面板与上述屏幕并列配置,从上述投影仪被照射光。

第1光可以从上述投影仪被照射到上述屏幕,

与上述第1光的波长带不同的波长带的第2光可以从上述投影仪被照射到上述光电转换面板,

上述光电转换面板的转换效率可以在上述第2光的波长带处呈最大。

上述第2光可以为不可见光。

上述带光电转换面板的屏幕可以进一步具备:

电源装置,其基于由上述光电转换面板发出的电力生成施加电压,将该施加电压施加至上述电极,以及

控制上述施加电压的控制装置,

上述控制装置可以控制上述施加电压,使得上述粒子在上述粒子层中动作。

上述控制装置可以控制上述施加电压,使得上述粒子在小于180°的角度范围内反复旋转。

上述控制装置可以利用上述施加电压控制上述粒子的朝向和位置中的至少一者,使得上述第1部分自观察者侧起沿着上述屏幕的法线方向覆盖上述第2部分的至少一部分。

本发明可以提供一种显示装置,其可以具备:

发射相干光的投影仪,以及

上述的屏幕。

该显示装置可以进一步具备:

电力源,其对上述屏幕的上述电极施加电压,以及

控制装置,其控制由上述电力源施加至上述电极的施加电压,

上述控制装置可以控制上述电力源的施加电压,使得上述粒子在上述粒子层中动作。

上述控制装置可以控制上述电力源的施加电压,使得上述粒子在小于180°的角度范围内反复旋转。

上述控制装置可以利用上述电力源的施加电压控制上述粒子的朝向和位置中的至少一者,使得上述第1部分自观察者侧起沿着上述屏幕的法线方向覆盖上述第2部分的至少一部分。

本发明可以提供一种显示装置,其具备:

照射利用激光形成的光的投影仪,以及

上述的带光电转换面板的屏幕。

本发明可以提供一种显示装置,其具备:

上述的带光电转换面板的屏幕,以及

投影仪,其将利用激光形成的第1光照射至上述屏幕,同时将与上述第1光的波长带不同的波长带的第2光照射至上述光电转换面板,

上述光电转换面板的转换效率在上述第2光的波长带处呈最大。

本发明可以提供一种屏幕的使用方法,其是上述的屏幕的使用方法,在该方法中,在光被照射至上述屏幕的期间,使上述粒子在上述粒子层中动作。

在光被照射至上述屏幕的期间,可以使上述粒子在小于180°的角度范围内反复旋转。

在光被照射至上述屏幕的期间,可以控制上述粒子的朝向和位置中的至少一者,使得上述第1部分自观察者侧起沿着上述屏幕的法线方向覆盖上述第2部分的至少一部分。

本发明可以提供一种粒子,其是被用于从投影仪被照射光而显示图像的屏幕中的粒子,该粒子具备介电常数不同的第1部分和第2部分。

上述粒子可以为单色的。

上述第1部分和上述第2部分中的任一者可以为透明的。

上述第1部分的体积比例可以大于上述第2部分的体积比例。

上述第1部分可以具有光漫射功能,上述第2部分可以具有光吸收功能。

该粒子可以具备沿着曲面形状的界面彼此相接的上述第1部分和上述第2部分,

上述第1部分可以为透明的。

上述第1部分与上述第2部分的体积可以相互不同。

上述第1部分的体积可以大于上述第2部分的体积,

上述第2部分的与上述界面相接的表面可以为凸面形状。

上述第1部分的体积可以小于上述第2部分的体积,

上述第2部分的与上述界面相接的表面可以为凹面形状。

上述第2部分可以具有光的散射或反射功能。

上述第2部分可以为球体或椭球体。

本发明的一个方式提供一种粒子,其是被用于使用从投影仪照射的照射光来显示图像的屏幕中的粒子,该粒子具备:

透明的第1部分,

与上述第1部分的介电常数不同的透明的第2部分,以及

第3部分,该第3部分与上述第1部分和上述第2部分面接触,控制从上述第1部分入射的入射光。

上述第3部分可以将上述第1部分入射的入射光进行散射或反射。

上述第3部分的上述第1面与上述第2面之间的厚度可以比上述第1部分的上述第1面的法线方向上的最大厚度薄,

上述第3部分的上述第1面与上述第2面之间的厚度可以比上述第3部分的上述第2面的法线方向上的最大厚度薄。

上述第3部分的可见光透过率可以比上述第1部分和上述第2部分低。

上述第1面和上述第2面可以为圆形或椭圆形,

上述第3部分可以为圆板、椭圆板、圆筒体或椭圆筒体。

本发明可以提供一种粒子层,其包含上述的粒子。

本发明可以提供一种粒子片,其包含上述的粒子。

本发明的一个方式可以提供一种光控制片,其是对光进行控制的光控制片,其中,

该光控制片具备具有复数个粒子的粒子层,

上述粒子具有:

透明的第1部分,

与上述第1部分的介电常数不同的透明的第2部分,以及

第3部分,该第3部分与上述第1部分和上述第2部分面接触,控制从上述第1部分入射的入射光。

上述第3部分可以将从上述第1部分入射的入射光进行散射、反射或吸收。

上述第3部分的上述第1面与上述第2面之间的厚度可以比上述第1部分的上述第1面的法线方向上的最大厚度薄,

上述第3部分的上述第1面与上述第2面之间的厚度可以比上述第3部分的上述第2面的法线方向上的最大厚度薄。

上述第3部分的可见光透过率可以比上述第1部分和上述第2部分低。

上述第1面和上述第2面可以为圆形或椭圆形,

上述第3部分可以为圆板、椭圆板、圆筒体或椭圆筒体。

上述光控制片可以具备在上述粒子层的内部形成电场的电极,

上述粒子层中,对于上述复数个粒子中的至少一部分粒子,可以通过施加至上述电极的交流电压,使上述第1至第3部分旋转。

根据本发明,能够充分降低散斑。

附图说明

图1是用于说明本发明的一个实施方式的图,其是示出显示装置的侧面图。

图2是示出显示装置的屏幕的纵截面图。

图3是示出屏幕的俯视图,其是示出显示装置的从投影仪向屏幕照射图像光的方法的图。

图4是用于说明粒子层的粒子的动作的图。

图5是用于说明粒子层的粒子的动作的图。

图6是用于说明粒子层的粒子的动作的图。

图7是示出施加至屏幕的电压的一例的曲线图。

图8是示出粒子的一个变形例的图。

图9是示出粒子的另一变形例的图。

图10是示出粒子的又一变形例的图。

图11是示出第2实施方式的屏幕的纵截面图。

图12是说明第2实施方式的屏幕的动作的图。

图13是说明第2实施方式的屏幕的动作的图。

图14是说明第2实施方式的屏幕的动作的图。

图15是第3实施方式的屏幕的纵截面图。

图16是说明第3实施方式的屏幕的动作的图。

图17是说明第3实施方式的屏幕的动作的图。

图18是说明第3实施方式的屏幕的动作的图。

图19是用于说明第4实施方式的图,其是示出透过型的显示装置的侧面图。

图20是第5实施方式的屏幕的纵截面图。

图21是说明第5实施方式的屏幕的动作的图。

图22是说明第5实施方式的屏幕的动作的图。

图23是说明第5实施方式的屏幕的动作的图。

图24是第6实施方式的屏幕的纵截面图。

图25是第7实施方式的光控制片的纵截面图。

图26是示出第1部分的体积大于第3部分、第2部分偏离粒子的中央而设置的示例的图。

图27是用于说明第8实施方式的粒子层的粒子的动作的图。

图28是用于说明第8实施方式的粒子层的粒子的动作的图。

图29是用于说明第8实施方式的粒子层的粒子的动作的图。

图30是用于说明第9实施方式的图,其是示出显示装置的侧面图。

图31是示出带太阳能电池的屏幕的立体图,其是示出显示装置的从投影仪向屏幕照射图像光的方法的图。

图32是示出带太阳能电池的屏幕的一个变形例的俯视图,其是示出显示装置的从投影仪向屏幕照射光的方法的图。

图33是示出带太阳能电池的屏幕的一个变形例的俯视图,其是示出显示装置的从投影仪向屏幕照射光的方法的另一例的图。

图34是用于说明屏幕的电极的一个变形例的图。

图35(a)、图35(b)和图35(c)是示出在保持部所具有的单一内腔内包含单一粒子的示例的图。

图36是说明对屏幕内的粒子是否旋转进行测量的方法的图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是,在本件说明书所附的附图中,为了便于图示和易于理解,有时会根据实物而对于比例尺和纵横的尺寸比等进行适当变更或夸大。

(第1实施方式)

图1~图6为用于说明本发明的第1实施方式的图。图1是示出显示装置的图,图2是示出屏幕的纵截面图,图3是用于说明向屏幕照射图像光的方法的图。图4~图6是用于说明屏幕的动作的图,图7是示出从电力源施加至屏幕的电压的一例的曲线图。

如图1~如图6所示,显示装置10具有投影仪20、以及从投影仪20被照射图像光的屏幕40。如下文所述,屏幕40能够使对入射光发挥出的漫射特性经时地变化,由此能够使散斑不明显。结合这样的屏幕40的功能,显示装置10进一步具有电力源30和控制装置35。电力源30对屏幕40施加电压。控制装置35调整来自电力源30的施加电压,对屏幕40的状态进行控制。另外,控制装置35还控制投影仪20的动作。作为一例,控制装置35可以为通用计算机。

投影仪20将形成图像的光、即图像光投射到屏幕40上。在图示例中,投影仪20具有:使相干光振荡的相干光源21、以及调整相干光源21的光路的扫描装置(未图示)。作为典型例,相干光源21由使激光振荡的激光光源构成。相干光源21也可以具有生成相互不同的波长区域的光的多个相干光源。

在图示例中,投影仪20以光栅扫描方式在屏幕40上投射相干光。如图3所示,投影仪20按照扫描屏幕40上的整个区域的方式投射相干光。扫描以高速实施。投影仪20根据要形成的图像停止源自相干光源21的相干光的发射。即,使相干光仅投射到屏幕40上的要形成图像的位置。其结果,在屏幕40上形成图像。投影仪20的动作由控制装置35来控制。

接着对屏幕40进行说明。在图1和图2所示的示例中,屏幕40具有:具有复数个粒子的粒子片50、以及与电力源30连接的电极41,42。第1电极41在粒子片50的一个主面上呈面状扩展,第2电极42在粒子片50的另一主面上呈面状扩展。图示的屏幕40还具有:覆盖第1电极41且形成屏幕40的一侧的最外表面的第1覆盖层46、以及覆盖第2电极42且形成屏幕40的另一侧的最外表面的第2覆盖层47。

在图示的示例中,屏幕40构成反射型的屏幕。投影仪20将图像光照射到由第1覆盖层46形成的显示侧面40a。图像光透过屏幕40的第1覆盖层46和第1电极41,其后在粒子片50中漫反射。其结果,位于屏幕40的显示侧面40a的对面的观察者能够观察到图像。

透过图像光的第1电极41和第1覆盖层46是透明的。第1电极41和第1覆盖层46在可见光区域的透过率分别优选为80%以上、更优选为84%以上。需要说明的是,关于可见光透过率,使用分光光度计((株)岛津制作所制“uv-3100pc”,依据jisk0115的产品),将在测定波长380nm~780nm的范围内测定时各波长的透过率平均,将透过率的平均值确定为可见光透过率。

作为形成第1电极41的导电材料,能够使用ito(indiumtinoxide;氧化铟锡)、inzno(indiumzincoxide;氧化铟锌)、ag纳米线、碳纳米管等。另一方面,第1覆盖层46是用于保护第1电极41和粒子片50的层。该第1覆盖层46能够由透明树脂(例如具有优异的稳定性的聚对苯二甲酸乙二醇酯或者聚碳酸酯、环烯烃聚合物等)来形成。

第2电极42能够与第1电极41同样地构成。另外,第2覆盖层47能够与第1覆盖层46同样地构成。其中,第2电极42不必为透明的。因此,第2电极42例如可由铝、铜等金属薄膜来形成。由金属膜形成的第2电极42在反射型的屏幕40中还能够发挥出作为反射图像光的反射层的功能。第2覆盖层47能够与第1覆盖层46同样地构成。

接着对粒子片50进行说明。如图2所示,粒子片50具有一对基材51,52、以及设置在一对基材51,52之间的粒子层55。第1基材51支撑第1电极41,第2基材52支撑第2电极42。粒子层55被密封在第1基材51和第2基材52之间。第1基材51和第2基材52可以由能够密封粒子层55且具有可起到作为电极41,42和粒子层55的支撑体的作用的强度的材料(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂膜)构成。需要说明的是,在图示的实施方式中,屏幕40以反射型屏幕的形式构成,图像光透过第1基材51。因而,优选第1基材51为透明的、与第1电极41和第1覆盖层46具有同样的可见光透过率。

接着对粒子层55进行说明。如在图2中清楚地示出,粒子层55具有多个粒子60、以及保持粒子60的保持部56。保持部56可动作地保持粒子60。在图示例中,保持部56具有多个内腔56a,粒子60被容纳在各内腔56a内。各内腔56a的内尺寸大于该内腔56a内的粒子60的外尺寸。因此,粒子60在内腔56a内能够动作。保持部56利用溶剂57进行膨润。在内腔56a内,保持部56与粒子60之间利用溶剂57填满。若采用利用溶剂57膨润后的保持部56,则能够稳定地确保粒子60的流畅动作。以下依次对保持部56、溶剂57和粒子60进行说明。

首先对保持部56和溶剂57进行说明。溶剂57用于使粒子60的动作流畅。溶剂57通过保持部56膨润而保持在内腔56a内。溶剂57优选为低极性的,从而使其不会妨碍粒子60与电场相应地动作。作为低极性的溶剂57,能够使用使粒子60的动作流畅的各种材料。作为溶剂57的一例,能够示例出二甲基硅油、异链烷烃系溶剂、以及直链石蜡系溶剂、十二烷、十三烷等直链烷烃。

接着,作为一例,保持部56可使用由弹性体材料形成的弹性体片来构成。作为弹性体片的保持部56能够由上述的溶剂57进行膨润。作为弹性体片的材料,能够示例出有机硅树脂、(微交联)丙烯酸树脂、(微交联)苯乙烯树脂和聚烯烃树脂等。

在图示例中,在保持部56内,内腔56a在屏幕40的面方向高密度地分布。另外,内腔56a也在屏幕40的法线方向nd分布。在图示例中,呈面状扩展的内腔56a组在屏幕40的厚度方向排列三层。

接着对粒子60进行说明。粒子60具有改变从投影仪20投射的图像光的行进方向的功能。在图示例中,粒子60具有使图像光漫射、特别是使图像光漫反射的功能。

粒子60包含介电常数不同的第1部分61和第2部分62。因此,在将该粒子60置于电场内时,在该粒子60内产生电子偶极矩。此时,使粒子60向着该偶极矩的矢量朝向与电场的矢量正相反的位置动作。因此,在第1电极41和第2电极42之间施加电压、在位于第1电极41和第2电极42之间的粒子片50中产生电场时,粒子60按照采取相对于电场稳定的姿势、即相对于电场稳定的位置和朝向的方式在内腔56a内动作。该屏幕40随着具有光漫射功能的粒子60的动作而改变其漫射波面。

包含介电常数不同的第1部分61和第2部分62的粒子60能够利用包含公知技术的各种方法制造。例如能够使用下述方法制造:使用胶带等将有机物或无机物的球状粒子排列成单层,将带有与球状粒子不同的正负电的树脂成分层或无机物层蒸镀在半球面上的方法(蒸镀法,例如日本特开昭56-67887);使用旋转圆盘的方法(例如日本特开平6-226875号公报);采用喷雾法或喷墨法使介电常数不同的两种液滴在空气中接触而形成1个液滴的方法(例如日本特开2003-140204号公报);以及jp2004-197083a中提出的微通道制造方法。如在jp2004-197083a中所提出,介电常数相互不同的第1部分61和第2部分62能够使用带电特性相互不同的材料来形成。微通道制造方法为下述的制造方法:使用连续相与粒子化相彼此处于油性/水性(o/w型)或水性/油性(w/o型)的关系的材料,将包含二种带电特性相互不同的材料的连续相从输送连续相的第1微通道依次吐出到在第2微通道中流通的流动介质的粒子化相内,由此制造作为二相聚合物粒子60且在荷电方面具有(±)极性的双极性粒子60。

在微通道制造方法中,在含有聚合性树脂成分的油性或水性的流动性介质中,由带有相互不同的正负电的聚合性单体形成相对于该介质为不溶性的分相后的连续相中的聚合性树脂成分,输送到第1微通道中,接着,将该连续相连续或断续地依次吐出到在第2微通道内流通的水性或油性的粒子化相中。接下来,吐出到粒子化相中的吐出物在微通道内的一系列的吐出·分散·输送中被粒子化,因而通过使该粒子中的聚合性树脂成分在uv照射下和/或加热下聚合固化,可适当地制备出粒子60。

作为粒子60中使用的聚合性树脂成分(或聚合性单体),可以举出根据粒子60中使用的聚合性单体的官能团或取代基的种类,粒子60的带电性分别倾向于显示出(-)带电性和(+)带电性的单体物质。从而,在使用至少2种以上的复数种单体作为聚合性树脂成分的情况下,在其显示出(+)和(-)带电性的倾向为公知的基础上,优选还能够将处于同种带电性倾向的多种单体彼此适当地组合来使用。此外,聚合引发剂等单体以外的添加剂可按照材料整体不丧失带电性的方式进行调整来添加。

另一方面,在分子内具有至少一种官能团和/或取代基的聚合性树脂成分(或聚合性单体)中,作为其官能团或取代基,例如可以举出羰基、乙烯基、苯基、氨基、酰胺基、酰亚胺基、羟基、卤基、磺酸基、环氧基和氨基甲酸酯键等。这样的聚合性单体中的具有官能团或取代基的单体物质可以单独或将2种以上的复数种适当地组合来使用。

作为处于(-)带电性倾向的聚合性单体和处于(+)带电性倾向的聚合性单体,可以使用jp2004-197083a中记载的物质,因而此处省略记载。

在利用微通道制造方法制造粒子60时,通过调整形成连续相的二种聚合性树脂成分在合流时的速度或合流方向等、以及连续相向粒子相吐出时的速度或吐出方向等,能够调整所得到的粒子60的外径形状、粒子60中的第1部分61和第2部分62的界面的形状等。需要说明的是,在图4~图6中示出的粒子60的示例中,第1部分61的体积比例与第2部分62的体积比例相同。另外,在图4~图6中示出的粒子60的示例中,第1部分61和第2部分62的界面形成为平面状。并且,图4~图6所示的粒子60为球状。即,图4~图6所示的粒子60中,第1部分61和第2部分62分别为半球状。

另外,在形成连续相的二种聚合性树脂成分包含漫射成分的情况下,能够对粒子60的第1部分61和第2部分62赋予内部漫射功能。在图4~图6的示例中,粒子60的第1部分61具有第1主部66a和分散在第1主部66a内的第1漫射成分66b。同样地,第2部分62具有第2主部67a和分散在第2主部67a内的第2漫射成分67b。即,图4~图6所示的球状粒子60能够对于在第1部分61的内部行进的光和在第2部分62的内部行进的光表现出漫射功能。此处的漫射成分66b,67b是对于在粒子60内行进的光具有可通过反射或折射等而改变该光的行进方向的作用的成分。这样的漫射成分66b,67b的光漫射功能(光散射功能)例如可通过由与形成粒子60的主部66a,67a的材料具有不同折射率的材料构成漫射成分66b,67b、或者通过由可对光具有反射作用的材料构成漫射成分66b,67b而被赋予。作为与形成主部66a,67a的材料具有不同折射率的漫射成分66b,67b,可例示出树脂珠、玻璃珠、金属化合物、含有气体的多孔质物质、以及简单的气泡。

另外,在图示例中,粒子60为单色的。即,第1部分61和第2部分62为相同颜色。第1部分61和第2部分62的颜色可通过在1部分61和第2部分62中添加颜料或染料等色料来进行调整。颜料或染料可以使用各种公知的颜料或染料等。作为一例,可以使用jp2005-99158a和jp2780723b中公开的颜料、jp5463911b中公开的颜料或染料。

针对粒子60使用的单色是指,在屏幕40未进行图像显示的状态下,即使粒子60在粒子片50内动作,也具有下述程度的同样的颜色,该程度为对屏幕40的显示侧面40a进行观察的观察者以通常的观察力无法识别出屏幕40的颜色的变化的程度。即,对于粒子60的第1部分61朝向屏幕40的显示侧面40a的状态下的屏幕40的显示侧面40a和粒子60的第2部分62朝向屏幕40的显示侧面40a的状态下的屏幕40的显示侧面40a来说,在该屏幕40未进行图像显示的状态下,在观察者以通常的注意力进行观察时识别为相同颜色的情况下,可以说粒子60为单色的。更具体地说,粒子60的第1部分61朝向屏幕40的显示侧面40a的状态下的屏幕40的显示侧面40a和粒子60的第2部分62朝向屏幕40的显示侧面40a的状态下的屏幕40的显示侧面40a的色差δe*ab(=[(δl*)2+(δa*)2+(δb*)2]1/2)优选为1.5以下。需要说明的是,色差δe*ab为,根据jisz8730,基于使用柯尼卡美能达公司制造的色彩计(cm-700d)测量的l*a*b*色度系统中的亮度l*和色度a*,b*而确定的值。另外,在屏幕40为反射型的情况下,利用基于反射光的亮度l*和色度a*,b*确定的δe*ab的值进行评价,在屏幕40为透过型的情况下,利用基于透过光的亮度l*和色度a*,b*确定的δe*ab的值进行评价。

需要说明的是,关于粒子层55、粒子片50和屏幕40,作为一例,可如下进行制作。

粒子层55能够利用jp1-28259a所公开的制造方法进行制造。即,首先制作将粒子60分散在聚合性硅酮橡胶中而成的油墨。接着,将该油墨利用涂布机等拉伸,进一步利用加热等使其聚合,制成片。通过以上的过程得到保持有粒子60的保持部56。接着,将保持部56在硅油等溶剂57中浸渍一定期间。通过保持部56膨润,在由硅酮橡胶形成的保持部56与粒子60之间形成被溶剂57填满的间隙。其结果,界定出容纳溶剂57和粒子60的内腔56a。如上能够制造出粒子层55。

接着,利用jp2011-112792a所公开的制造方法,能够使用粒子层55制作屏幕40。首先,将粒子层55用一对基材51,52覆盖,使用层压板(laminate)或粘合剂等将粒子层55密封。由此制作粒子片50。接着,在粒子片50上设置第1电极41和第2电极42,进一步层积第1覆盖层46和第2覆盖层47,由此得到屏幕40。

接下来,对于使用该显示装置10显示图像时的作用进行说明。

首先,通过源自控制装置35的控制,投影仪20的相干光源21产生相干光振荡。源自投影仪20的光利用未图示的扫描装置调整光路,照射至屏幕40。如图3所示,未图示的扫描装置按照使光在屏幕40的显示侧面40a上进行扫描的方式对该光的光路进行调整。其中,基于相干光源21的相干光的发射由控制装置35进行控制。控制装置35对应于希望在屏幕40上显示的图像来停止源自相干光源21的相干光的发射。投影仪20中包含的扫描装置的动作达到人眼不可能分辨出的程度的高速。因此,观察者可同时观察到间隔着时间进行照射的被照射到屏幕40上的各位置的光。

投射到屏幕40上的光透过第1覆盖层46和第1电极41到达粒子片50。该光被粒子片50的粒子60漫反射,朝向作为屏幕40的观察者侧的各种方向射出。从而,在作为屏幕40的观察者侧的各位置,能够观察到从屏幕40上的各位置反射的反射光。其结果,能够观察到屏幕40上的与照射相干光的区域对应的图像。

另外,可以使相干光源21包含可发射相互不同的波长区域的相干光的复数个光源。这种情况下,控制装置35与其他光源独立地控制对应于各波长区域的光的光源。其结果,能够在屏幕40上显示彩色图像。

另外,在使用相干光在屏幕上形成图像的情况下,会观察到斑点模样的散斑。据认为,散斑的原因之一是由于以激光为代表的相干光在屏幕上漫射后在光传感器面上(人的情况下为视网膜上)产生干涉图案。特别是利用光栅扫描将相干光照射到屏幕的情况下,相干光由一定的入射方向入射到屏幕上的各位置。从而,在采用光栅扫描的情况下,只要屏幕不摇动,在屏幕的各点产生的散斑波面就是不动的,在散斑图案与图像一起被观察者看见时,显示图像的画质显著变差。

另一方面,本实施方式中的显示装置10的屏幕40使漫射波面经时地变化。若屏幕40上的漫射波面发生变化,则屏幕40上的散斑图案经时地变化。并且,若漫射波面的经时变化足够高速,则散斑图案重叠并被平均化而被观察者观察到。由此能够使散斑不明显。

图示的屏幕40具有一对电极41,42。该一对电极41,42与电力源30电气连接。电力源30能够对一对电极41,42施加电压。若在一对电极41,42之间施加电压,则在位于一对电极41,42之间的粒子片50形成电场。在粒子片50的粒子层55,具有介电常数不同的复数个部分61,62的粒子60被以可动作状态保持着。该粒子60由于原本就带电、或至少在粒子层55形成电场时产生偶极矩,因而对应于所形成的电场的矢量而动作。在具有改变光的行进方向的功能、例如具有反射功能或漫射功能的粒子60动作时,如图4~图6所示,屏幕40的漫射特性经时地变化。其结果,能够使散斑不明显。在图4~图6以及后述提及的图8和图10中,符号“la”为从投影仪20照射到屏幕40的图像光,符号“lb”为由屏幕40漫射的图像光。

需要说明的是,关于粒子60的第1部分61和第2部分62之间的介电常数不同,只要介电常数不同到能够表现出散斑降低功能的程度即是充分的。因此,粒子60的第1部分61和第2部分62之间的介电常数是否不同能够通过被以可动作状态保持的粒子60是否可随着电场矢量的变化而动作来进行判定。

此处,粒子60相对于保持部56动作的原理为,使粒子60的朝向和位置发生变化,以使得粒子60的电荷或偶极矩相对于电场矢量成为稳定的位置关系。因而,若持续对粒子层55施加一定的电场,则粒子60的动作在一定期间后停止。另一方面,为了使散斑不明显,需要持续粒子60相对于保持部56的动作。因此,电力源30按照使粒子层55中形成的电场经时地变化的方式施加电压。在图示例中,电力源30按照使粒子片50内生成的电场的矢量反转的方式在一对电极41,42之间施加电压。例如,在图7的示例中,由电力源30对屏幕40的一对电极41,42反复施加x[v]的电压和-y[v]的电压。随着这样的反转电场的施加,作为一例,粒子60能够以图5的状态为中心,在图6的状态与图7的状态之间反复动作。

图7的施加电压的控制是极为容易的。特别是在图7的示例中,x[v]和-y[v]的电压的绝对值相同,控制极其简化。其中,图7所示的施加电压只不过是例示。x[v]和-y[v]的电压的绝对值也可以不同。另外,三个以上的不同数值的电压。进而,还可以采用通常的交流电压等连续地改变施加电压。

需要说明的是,粒子60被容纳在保持部56所形成的内腔56a内。并且,在图4~图6的示例中,粒子60具有大致球状的外形。另外,容纳粒子60的内腔56a具有大致球状的内形。从而,粒子60能够以在与图4~图6的纸面正交的方向延伸的旋转轴线ra为中心进行旋转振动。其中,根据容纳粒子60的内腔56a的尺寸的不同,粒子60不仅进行反复旋转运动,还进行平移运动。进而,在内腔56a填充溶剂57。溶剂57使粒子60相对于保持部56的动作流畅。

需要说明的是,如图35(a)~图35(c)所示,粒子层55中的各保持部56所具有的内腔56a可以按照包含单一粒子56的方式来构成。图35(a)示出了再单一内腔56a内包含单一粒子56的保持部56。图35(b)示出了在连结的2个内腔56a1、56a2内分别包含单一粒子60-1、60-2的保持部56。粒子60-1、60-2通过对应的内腔56a1、56a2限制可动范围。图35(c)示出了在连结的3个内腔56a1、56a2、56a3内分别包含单一粒子60-1、60-2、60-3的保持部56。粒子60-1、60-2、60-3通过对应的内腔56a1、56a2、56a3限制可动范围。如上所述,即使复数个内腔连结,在复数个粒子的可动范围不重叠地进行配置的情况下,也能够视为保持部56所具有的内腔按照包含单一粒子的方式来构成。

另外,内腔的内径只要大于内包的粒子的外径就没有限制。例如,内腔的内径可以设定为内包的粒子的外径的1.1倍以上1.3倍以下。

在以上说明的本实施方式中,屏幕40具有:粒子层55,其具有包含介电常数不同的第1部分61和第2部分62的粒子60;以及电极41,42,其形成用于通过施加电压而驱动粒子层55的粒子60的电场。在该屏幕40中,若在第1电极41和第2电极42之间施加电压,则在粒子层55形成电场。此时,粒子60对应于所形成的电场而动作。并且,若具有改变光的行进方向的功能、例如具有反射功能或漫射功能的粒子60动作,则屏幕40的漫射特性经时地变化。因而,通过在对屏幕40照射光的期间在粒子层55形成电场、使粒子60动作,能够有效地使散斑不明显。这样的屏幕40能够使用例如上述的制造方法比较容易地制造。此外,该屏幕40还适于大型屏幕,并且耐久性和动作的稳定性优异,进而还容易控制。

另外,根据本实施方式,包含介电常数不同的第1部分61和第2部分62的粒子60形成为单色。因而,即使粒子60的朝向和位置中的至少一者变化,屏幕40也具有一定的颜色。由此,在显示图像时,不会感知为屏幕40的色调发生变化。其结果,还能够有效地避免伴随屏幕40的颜色变化的画质劣化。需要说明的是,在电场内能够动作且具有单色的粒子60可通过使第1部分61和第2部分62由同一种合成树脂材料形成、且在第1部分61和第2部分62中的一者中混入可赋予带电性的添加剂来制造。因而,该有用的屏幕40用粒子60可容易地制造。

此外,根据本实施方式,在向屏幕40照射光的期间,粒子60能够在粒子层55中反复地旋转。即,粒子60能够在极小的空间中动作,从而可使漫射波面有效地变化。其中,由于能够将屏幕的漫射特性保持一定,因而能够在将屏幕亮度等参数保持一定的情况下仅降低散斑。因而,若使粒子60反复旋转,则能够在实现粒子层55和屏幕40的薄型化的同时有效地使散斑不明显。另外,在使粒子60反复旋转的情况下,如图4~图6所示,优选其角度范围小于180°。这种情况下,能够使第1部分61和第2部分62中的一者主要位于观察者侧。即,在向屏幕40照射光的期间,能够使第1部分61自观察者侧起沿着屏幕40的法线方向nd覆盖第2部分62的至少一部分。从而,即使是在第1部分61和第2部分62并未严格地为相同颜色的情况下,也能够在使粒子60动作的同时显示图像的期间屏幕40的色调变化不易被有效感知。

此处,粒子60的旋转可利用以下这样的方法来确认。具体地说,如图36所示,对屏幕40照射来自光源111的相干光,将屏幕40所透过或者反射的光、即漫射光照射至测定用屏幕112,利用照相机113对测定用屏幕112(观察面)的光强度分布进行测定。或者也可以不使用测定用的屏幕,而直接利用二维阵列传感器对漫射光的二维光强度分布进行测定。

在粒子60被旋转驱动时,由粒子60漫射的光的波面发生变化,观察面的光强度分布也发生时间变化。因而,在粒子60的动作仅为上述的平移运动的情况下,观察面上的光强度分布仅为平移移动、即漫射波面的结构本身无变化。

另一方面,在粒子60的动作为旋转运动的情况下,通过粒子60的旋转,漫射面的位置和角度发生变化、即形成源自漫射面的不同部分的波面,因而源自粒子60的漫射波面的结构本身发生变化。从而,利用图36这样的测定方法,能够比较容易地检测出屏幕40内的粒子60是否旋转。

如上述的实施方式所说明,通过改变施加至一对电极41,42的施加电压,能够使粒子60动作。并且,通过调整施加电压的变化范围和施加电压的中心电压等,能够控制粒子60的反复动作范围、该动作范围内的中心位置处的粒子60的朝向和位置。

需要说明的是,能够对上述实施方式施加各种变更。以下参照附图对变形的一例进行说明。在以下的说明和以下的说明中使用的附图中,对于可与上述实施方式同样地构成的部分,使用与针对上述实施方式中的相应部分应用的符号相同的符号,并省略重复说明。

在上述实施方式中,示出了第1部分61和第2部分62具有相同颜色的示例,但并不限于该例。也可以使第1部分61和第2部分62中的一者为透明的。在图8所示的粒子60中,第1部分61形成为透明的。在图8所示的粒子60中,通过第1部分61和第2部分62的界面的反射或折射、第2部分62的漫射、粒子60的表面的反射或折射,能够改变入射到该粒子60的光的行进方向。由于第1部分61为透明的,因而这样的粒子60的颜色可以掌握为第2部分62的颜色。因而,即使粒子60的朝向、姿势、位置发生了变化,屏幕40也具有一定的颜色。由此,在显示图像时,不会感知到屏幕40的色调发生变化。其结果,能够有效地避免伴随屏幕40的颜色变化的画质劣化。

另外,如图9所示,粒子60的第1部分61和第2部分62的体积比例可以不同。即,第1部分61在粒子60中所占的体积比例与第2部分62在粒子60中所占的体积比例可以不同。在图9所示的粒子60中,第1部分61的体积比例大于第2部分62的体积比例。在使用这样的粒子60的情况下,在向屏幕40照射光的期间,容易使第1部分61自观察者侧起沿着屏幕40的法线方向nd覆盖第2部分62的至少一部分。此外,在随着粒子60的旋转动作,第2部分62移动到图9中由双点划线表示的位置的情况下,也能够由第1部分61自观察者侧起沿着屏幕40的法线方向nd覆盖遮蔽第2部分62。从而,即使是在第1部分61和第2部分62并未严格地为相同颜色的情况下,也能够在使粒子60动作的同时显示图像的期间屏幕40的色调变化不易被有效地感知到。

此外,在通过控制粒子60的驱动,能够使屏幕40的色调变化不易被有效地感知到,而不会受到第1部分61和第2部分62的颜色差异的较大影响,这种情况下,可以使第1部分61和第2部分62中的一者具有光吸收功能。在图10的示例中,第1部分61具有光漫射性,第2部分62具有光吸收功能。作为一例,第2部分62的光吸收功能可通过使第2部分62包含光吸收性的色料、具体地说包含炭黑或钛黑等颜料而表现出。在图10所示的粒子60中,能够使从与来自投影仪20的图像光la不同的方向入射的光lc被第2部分62吸收。被第2部分62吸收的光例如能够为环境光,该环境光源自存在于设置显示装置10的场所的照明装置90(参照图1)。通过选择吸收向屏幕40入射的图像光la以外的光lc,能够有效地改善显示图像的对比度而无损于显示图像的亮度。

(第2实施方式)

图11~图14为用于说明本发明的第2实施方式的图。图11是第2实施方式的屏幕40的纵截面图。图12~图14是说明图11的屏幕40的动作的图。

与图1同样地,第2实施方式的显示装置10具有投影仪20、以及从投影仪20被照射图像光的屏幕40。如下文所述,屏幕40能够使对入射光发挥出的漫射特性经时地变化,由此能够使散斑不明显。第2实施方式的投影仪20与图3同样地以光栅扫描方式在屏幕40上投射相干光。

接着对第2实施方式的屏幕40进行说明。在图示例中,屏幕40具有:具有复数个粒子60的粒子片50、以及与电力源30连接并配置于粒子片50的两侧的透明的第1和第2电极41,42。第1电极41在粒子片50的一个主面上呈面状扩展,第2电极42在粒子片50的另一主面上呈面状扩展。另外,图示的屏幕40与图1同样地具有:覆盖第1电极41且形成屏幕40中的一侧最外表面的第1覆盖层46、以及覆盖第2电极42且形成屏幕40的另一侧最外表面的第2覆盖层47。

接着对粒子片50进行说明。如图11所示,粒子片50具有一对基材51,52、以及设置在一对基材51,52之间的粒子层55。第1基材51与第1电极41接合,第2基材52与第2电极42接合。粒子层55被密封在第1基材51和第2基材52之间。第1基材51和第2基材52可以由能够密封粒子层55且具有可起到作为第1和第2电极41,42与粒子层55的支撑体的作用的强度的材料(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂膜)构成。需要说明的是,在图示的实施方式中,屏幕40以反射型的屏幕40的形式构成,图像光透过第1基材51。因而,第1基材51为透明的、与第1电极41和第1覆盖层46具有同样的可见光透过率。

接着对粒子层55进行说明。如在图11中清楚地示出,粒子层55具有多个粒子60、以及保持粒子60的保持部56。保持部56可动作地保持粒子60。在图示例中,保持部56具有多个内腔56a,粒子60被容纳在各内腔56a内。各内腔56a的内尺寸大于该内腔56a内的粒子60的外尺寸。因此,粒子60在内腔56a内能够动作。保持部56与图2同样地利用溶剂57进行膨润。由于保持部56和溶剂57与图2为同样的材料,因而省略详细说明。

第2实施方式的粒子60代表性地为球形,具备介电常数相互不同的第1部分61和第2部分62。第1部分61为透明的,被配置在观察者侧。第1部分61和第2部分62沿着曲面形状的界面相接。

第1部分61和第2部分62的体积相互不同。图11中示出了第1部分61的体积大于第2部分62的体积的示例。在图11的情况下,第2部分62为接近球体或椭圆球体的形状,第2部分62的表面、即与第1部分61的界面为凸面。需要说明的是,粒子60不必仅限于理想的球体,第2部分62也可以是理想的球体或椭球体稍有变形的形状。

第1部分61为透明部件。作为第1部分61的具体材料,例如为硅油或透明的树脂部件。如图11所示,第1部分61理想的是配置于观察者侧。入射到第1部分61的光直接通过第1部分61,到达第2部分62。第2部分62与第1部分61的介电常数不同,并具有光的散射或反射功能。此外,第2部分62与第1部分61由不同的折射率构成。另外,如图12所示,在第2部分62的内部可以包含使光漫射的漫射成分62c。这些漫射成分62c通过对在粒子60内行进的光进行反射或折射等而产生改变光的行进方向的作用。这样的漫射成分62c的光漫射功能(光散射功能)例如可通过由与形成粒子60的主部62c的材料具有不同折射率的材料构成漫射成分62c、或者通过由可对光具有反射作用的材料构成漫射成分62c而被赋予。作为与第2部分62的母材具有不同折射率的漫射成分62c,可示例出树脂珠、玻璃珠、金属化合物、含有气体的多孔质物质、以及简单的气泡。

这样,第1部分61与第2部分的光学特性不同,进而,第2部分的表面为凸面形状。由此,从第1部分61到达第2部分62的光向着与第2部分62的表面的凸面形状对应的方向进行散射或反射。由此,来自投影仪20的投射光被第2部分62散射或反射,显示在屏幕40上。

由于第2部分62的表面具有凸面形状,因而通过第1部分61并到达第2部分62的表面的光向着与凸面的曲率对应的方向进行散射或反射。入射到凸面的光比入射到凹面的光的光漫射范围更宽。由此,在像本实施方式这样第2部分62的体积小于第1部分61、第2部分62的表面为凸面的情况下,能够使入射到各粒子60的光的漫射范围变宽。

在第1和第2电极41,42未被施加电压的状态下,粒子层55内的各粒子60可能会朝向各种方向。这种情况下,通过在第1和第2电极间施加规定的初期电压,如图11所示,能够将各粒子60的第1部分61按照朝向观察者侧进行排列。或者,通过调整第1部分61和第2部分62的相对密度,也能够使各粒子60朝向图11这样的方向进行排列。

在图11的状态下,若在第1和第2电极41,42间施加电压,则在第1和第2电极41,42间产生电场,该电场使粒子60内产生电子偶极矩。此时,使粒子60向着该偶极矩的矢量朝向与电场的矢量正相反的位置动作。因此,在第1电极41和第2电极42之间施加电压、在位于第1电极41和第2电极42之间的粒子片50中产生电场时,粒子60按照相对于电场稳定的姿势、即相对于电场稳定的位置和朝向的方式在内腔56a内动作。在图11的状态下,粒子60内的第2部分62与粒子层55的面方向相向配置,通过改变第1电极41和第2电极42之间的电压,粒子60的姿势发生变化,由此,第2部分62的表面方向相对于粒子层55的面方向发生变化。由于第2部分62具有使入射到第1部分61的光发生散射或反射的功能,因而通过改变第2部分62的表面方向,入射到第2部分62的表面的光的入射角度发生变化,第2部分62的光的散射或反射方向也发生变化。由此,能够改变屏幕40的漫射特性。

在本实施方式中,粒子60的旋转角度优选保持在小于180度的角度。即,将粒子60的初期姿势作为基准位置,粒子60的旋转角度优选以小于±90度进行旋转。由此,只要在粒子60的初期姿势时第1部分61与观察者相对,即使粒子60旋转,第1部分61的至少一部分也与观察者相对,由投影仪20入射到屏幕40的光的大半能够通过第1部分61而导入到第2部分62并进行散射或反射,能够较高地维持屏幕40的投射光强度。

包含介电常数不同的第1部分61和第2部分62的粒子60能够利用包含公知技术的各种方法制造。例如能够使用下述方法制造:使用胶带等将有机物或无机物的球状粒子排列成单层,将带有与球状粒子不同的正负电的树脂成分层或无机物层蒸镀在半球面上的方法(蒸镀法,例如日本特开昭56-67887);使用旋转圆盘的方法(例如日本特开平6-226875号公报);采用喷雾法或喷墨法使介电常数不同的两种液滴在空气中接触而形成1个液滴的方法(例如日本特开2003-140204号公报);jp2004-197083a中所提出的微通道制造方法。如在jp2004-197083a中所提出,介电常数相互不同的第1部分61和第2部分62能够使用带电特性相互不同的材料来形成。

在利用微通道制造方法制造粒子60时,通过调整形成连续相的二种聚合性树脂成分在合流时的速度或合流方向等、以及连续相向粒子相吐出时的速度或吐出方向等,能够调整所得到的粒子60的外径形状、粒子60中的第1部分61和第2部分62的界面的形状等。需要说明的是,在图12~图14中示出的粒子60的示例中,使第1部分61的体积大于第2部分62的体积。另外,在图12~图14中示出的粒子60的示例中,第1部分61与第2部分62面接触的界面从第1部分61观察为凹面、从第2部分62观察为凸面。并且,第2部分62为接近球体或椭圆球体的形状。

由于粒子60的第1部分61为透明的,因而第2部分62的颜色可以确认为粒子60的颜色。粒子60的第2部分62的颜色可利用颜料、染料等色料进行调整。颜料、染料能够使用各种公知的颜料、染料等。作为一例,能够使用jp2005-99158a和jp2780723b中公开的颜料、jp5463911b中公开的颜料或染料。

接下来,对于使用该显示装置10显示图像时的作用进行说明。在图11的粒子60的情况下,由于第2部分62小于第1部分61、第2部分62的表面为凸面,因而通过第1部分61并到达第2部分62的表面的光对应于凸面的曲率而在比较宽的范围进行散射或反射、即进行漫射。即,图11的粒子60的漫射范围变宽。从而,来自屏幕40的漫射光不仅可到达位于与屏幕40的正面相对的位置的观察者,而且还可到达位于稍倾斜位置的观察者,能够使可视角变宽。

本实施方式中的显示装置10的屏幕40中,通过对第1和第2电极41,42施加交流电压使粒子60旋转,能够使漫射特性经时地变化。更详细地说,在本实施方式中,通过使粒子60旋转,粒子60的第2部分62的表面的凸面方向相对于入射光的方向经时地变化。由此,屏幕40的漫射特性经时地变化,屏幕40上的散斑图案经时地变化。并且,若漫射特性的经时变化足够高速,则散斑图案重叠并被平均化而被观察者观察到。由此,能够使散斑不明显。

图示的屏幕40具有一对第1和第2电极41,42。若在一对第1和第2电极41,42之间施加电压,则在位于一对第1和第2电极41,42之间的粒子片50形成电场。在粒子片50的粒子层55,具有介电常数不同的第1部分61和第2部分62的粒子60以可动作状态被保持着。该粒子60由于原本就带电、或至少在粒子层55形成电场时产生偶极矩,因而对应于所形成的电场的矢量而动作。在具有改变光的行进方向的功能、例如具有反射功能或漫射功能的粒子60动作时,如图12~图14所示,屏幕40的漫射特性经时地变化。其结果,能够使散斑不明显。

需要说明的是,关于粒子60的第1部分61和第2部分62之间的介电常数不同,只要介电常数不同到能够表现出散斑降低功能的程度即是充分的。因此,粒子60的第1部分61和第2部分62之间的介电常数是否不同能够通过被以可动作状态保持的粒子60是否可随着电场矢量的变化而动作来进行判定。

此处,粒子60相对于保持部56动作的原理为,使粒子60的朝向和位置发生变化,以使得粒子60的电荷或偶极矩相对于电场矢量成为稳定的位置关系。因而,若持续对粒子层55施加一定的电场,则粒子60的动作在一定期间后停止。另一方面,为了使散斑不明显,需要持续粒子60相对于保持部56的动作。因此,电力源30按照使粒子层55中形成的电场经时地变化的方式施加电压。在图示例中,电力源30按照使粒子片50内生成的电场的矢量反转的方式在第1和第2电极41,42之间施加交流电压。例如,在图7的示例中,由电力源30对屏幕40的一对第1和第2电极41,42反复施加x[v]的电压和-y[v]的电压。随着这样的反转电场的施加,作为一例,粒子60能够以图13的状态为中心,在图14的状态与图12的状态之间反复动作。需要说明的是,被施加至第1和第2电极41,42的电压并不限于图7所示的电压,例如也可以为交流电压等。

如上所述,粒子60被容纳在保持部56所形成的内腔56a内。并且,在图12~图14的示例中,粒子60具有大致球状的外形。另外,容纳粒子60的内腔56a具有大致球状的内形。从而,粒子60可以如图12~图14的箭头线所示围绕其中心轴线旋转振动。其中,根据容纳粒子60的内腔56a的尺寸的不同,粒子60不仅进行反复旋转运动,还进行平移运动。进而,在内腔56a中填充溶剂57。溶剂57使粒子60相对于保持部56的动作流畅。

这样,在第2实施方式中,使屏幕40内的粒子层55中的粒子60为第1部分61与第2部分62的2层结构,使第2部分62的体积小于第1部分61。第1部分61为透明的,第2部分62具有光的散射或反射特性。通过第1部分61而入射到与第2部分62的界面处的光在第2部分62的凸面处向较宽的范围漫射。由此,屏幕40上显示出的投影光不仅能够被位于屏幕40的正面的观察者看到,而且还能够被位于倾斜方向的观察者看到,能够使可视角变宽。

另外,由于本实施方式的粒子60的第1部分61与第2部分62的介电常数相互不同,因而通过在粒子层55的两侧配置第1和第2电极41,42、在第1和第2电极41,42之间施加交流电压,能够使粒子60旋转。由此,能够使第2部分62的凸面的方向相对于通过第1部分61并入射到第2部分62的光的方向经时地变化。由于第2部分62具有光的散射或反射特性,因而入射到第2部分62的光的散射或反射角度经时地变化,不容易辨认出散斑。

需要说明的是,在使粒子60反复旋转的情况下,如图12~图14所示,优选其角度范围小于180°。这种情况下,能够将第1部分61主要配置在观察者侧。即,在向屏幕40照射光的期间,能够自观察者侧起沿着屏幕40的法线方向nd覆盖第1部分61,能够将通过第1部分61的光导入到第2部分62、在第2部分62发生散射或反射。

另外,由于粒子60的第1部分61为透明的,因而粒子60的颜色由第2部分62的颜色确定,即使粒子60进行旋转或平移移动,也总是可识别出第2部分62的颜色,因而屏幕40的色彩不会发生变化。

(第3实施方式)

在第2实施方式中,示出了在粒子60内设置表面为凸面形状的第2部分62来扩大漫射范围的示例,而在第3实施方式中,改变第2部分62的形状使漫射范围变窄。

图15~图18为说明第3实施方式的图。图15为屏幕40的纵截面图,图16~图18为说明图15的屏幕40的动作的图。

第3实施方式的粒子60具有第1部分61、以及体积大于第1部分61的第2部分62。第1部分61与第2部分62的材料与第2实施方式相同,第1部分61为透明部件,第2部分62具有光的散射或反射功能。

关于第1部分61与第2部分62的界面,从第1部分61观察为凸面,从第2部分62观察为凹面。从第1部分61入射到第2部分62的光向聚焦的方向行进。由此,本实施方式的具有粒子60的屏幕40能够使光在狭窄的范围漫射。从而,能够使漫射光集中地聚集在屏幕40正面侧的特定位置的观察者处,若从该观察者来看,则能够以高对比度识别屏幕40。

这样,在第3实施方式中,由于屏幕40的粒子层55内的各粒子60使源自投影仪20的屏幕图像光的漫射范围变窄,因而位于特定场所的观察者能够以更高的对比度识别出屏幕40的投影像。

在上述的第1~第3实施方式中,对反射型的屏幕40进行了说明,但这些实施方式也能够应用于透过型的屏幕40。在透过型的屏幕40的情况下,需要使源自投影仪20的光通过粒子60。因此,例如,通过使第2部分62的体积相对于第1部分61进一步减小,可以减小通过第1部分61并入射到第2部分62的光的比例。或者可以使具有第2部分62的粒子60与不具有第2部分62的粒子60混存。在透过型的屏幕40的情况下,优选按照粒子层55整体的光的透过率高于反射率的方式对各粒子60的第1部分61与第2部分62的体积比进行调整。

(第4实施方式)

第4实施方式的屏幕与上述第1~第3实施方式的屏幕的粒子60不同。第4实施方式中的粒子60按照由相干光源21振荡出的相干光的波长带域内的光的反射率高于该相干光的波长带域外的光的反射率的方式来构成。

本实施方式的粒子60中包含的漫射成分66b、67b包含选择性地散射由相干光源21振荡出的相干光的波长带域内的光的颜料。或者,在粒子60的主部66a、67a可以添加吸收由相干光源21振荡出的相干光的波长带域外的光的颜料或染料。作为这样的颜料或染料,可示例出jp2780723b中公开的滤光片颜料、jp5463911b中公开的滤光片染料。通过将吸收相干光的波长带域外的光的颜料或染料添加到粒子60的主部66a,67a,外光或照明光等环境光中包含的波长之中,相干光的波长带域外的波长的光在粒子60的内部未被散射而被吸收。由此,可降低环境光对图像光的影响,能够显示出高对比度的图像。需要说明的是,在这种情况下,粒子60的漫射成分66b,67b可以由选择性地散射由相干光源21振荡出的相干光的波长带域内的光的颜料构成,也可以由具有与形成粒子60的主部66a,67a的材料不同的折射率的材料、例如树脂珠、玻璃珠、金属化合物、含有气体的多孔质物质、以及简单的气泡等构成。

在现有的屏幕中,外光或照明光等环境光与图像光无区别地进行反射,因而照射图像光的部分与未照射图像光的部分的亮度差小。因此,在现有的屏幕中,为了实现高对比度的图像显示,需要使用用于使房间变暗的手段或环境等来抑制外光或照明光等环境光的影响。

另一方面,在本实施方式的显示装置10的屏幕40中,粒子层55中包含的粒子60按照由相干光源21振荡出的相干光的波长带域内的光的反射率高于该相干光的波长带域外的光的反射率的方式来构成,因而可抑制外光或照明光等环境光所包含的波长中的上述相干光的波长带域外的波长的光在屏幕40上的散射。由此,能够降低环境光对图像光的影响,即使在明亮的环境下也能够显示出高对比度的图像。

另外,根据本实施方式,由于粒子层55中包含的粒子60分别按照由相干光源21振荡出的相干光的波长带域内的光的反射率高于该相干光的波长带域外的光的反射率的方式来构成,因而可抑制外光或照明光等环境光所包含的波长中的相干光的波长带域外的波长的光在屏幕40上的散射。由此,能够降低环境光对图像光的影响,即使在明亮的环境下也能够显示出高对比度的图像。

在上述的实施方式中,示出了粒子60中包含的漫射成分66b、67b由下述颜料构成的示例,该颜料选择性地散射由相干光源21振荡出的相干光的波长带域内的光;但并不限于该例。例如,也可以在粒子60的主部66a、67a添加吸收由相干光源21振荡出的相干光的波长带域外的光的颜料或染料。作为这样的颜料或染料,可示例出jp2780723b所公开的滤光片颜料、jp5463911b所公开的滤光片染料。通过将吸收相干光的波长带域外的光的颜料或染料添加到粒子60的主部66a、67a,在外光或照明光等环境光所包含的波长之中的相干光的波长带域外的波长的光在粒子60的内部未被散射而被吸收。由此,可降低环境光对图像光的影响,能够显示出高对比度的图像。需要说明的是,在这种情况下,粒子60的漫射成分66b、67b可以由选择性地散射由相干光源21振荡出的相干光的波长带域内的光的颜料构成,也可以由具有与形成粒子60的主部66a,67a的材料不同的折射率的材料、例如树脂珠、玻璃珠、金属化合物、含有气体的多孔质物质、以及简单的气泡等构成。

或者,也可以在由硅酮橡胶等形成的保持部56添加吸收相干光的波长带域外的光的颜料或染料。此外,在不妨碍屏幕40的功能的范围内,可以在屏幕40的电极41,42、覆盖层46,47、基材51,52和将它们接合的粘合剂等层中添加吸收相干光的波长带域外的光的颜料或染料。另外,可以在屏幕40设置具有吸收由相干光源21振荡出的相干光的波长带域外的光的功能的层。利用这些示例,也与在粒子60的主部66a、67a添加吸收相干光的波长带域外的光的颜料或染料的情况同样地,可降低环境光对图像光的影响,能够显示出高对比度的图像。

需要说明的是,在屏幕40为反射型的情况下,为了从入射到粒子层55的光和被粒子层55反射的光中吸收相干光的波长带域外的光,将具有吸收相干光的波长带域外的光的功能的层设置得比粒子层55更靠近观察者侧。

另一方面,在屏幕40为透过型的情况下,具有吸收相干光的波长带域外的光的功能的层可设置在屏幕40的任意位置,即可设置在粒子层55与第1基材51或第2基材52之间、第1基材51与第1电极41或第2基材52与第2电极42之间、以及第1电极41与第1覆盖层46或第2电极42与第2覆盖层47之间的任一位置。但是,从抑制相干光的波长带域外的环境光的反射的方面考虑,具有吸收相干光的波长带域外的光的功能的层优选设置在靠近观察者侧的位置。这种情况下,能够更为有效地实现对比度的提高。

此外,在上述的实施方式中,示出了将屏幕40构成为反射型屏幕的示例,但并不限于该例,如图19所示,屏幕40也可以构成为透过型屏幕。这种情况下,粒子层55中包含的粒子60分别按照由相干光源21振荡出的相干光的波长带域内的光的透过率高于该相干光的波长带域外的光的透过率的方式来构成。由此,可抑制外光或照明光等环境光所包含的波长之中的相干光的波长带域外的波长的光透过屏幕40,位于面对与屏幕40的显示侧面40a相反侧的面的位置的观察者即使在明亮的环境下也能够观察到高对比度的图像。在透过型的屏幕40中,优选第2电极42、第2覆盖层47和第2基材52与第1电极41、第1覆盖层46和第1基材51同样地构成为透明的,上述的第1电极41、第1覆盖层46和第1基材51具有同样的可见光透过率。另外,优选按照入射到粒子60的光的透过率高于入射到粒子60的光的反射率的方式调整添加到粒子60内的漫射成分66b,67b的量。

(第5实施方式)

图20~图23为用于说明本发明的第5实施方式的图。第5实施方式的显示装置1具有与图1同样的构成。图20为第5实施方式的屏幕40的纵截面图。图21~图23为说明图1的屏幕40的动作的图。

第5实施方式的显示装置10与图1同样地具有投影仪20、以及从投影仪20被照射图像光的屏幕40。如图20所示,屏幕40具有:具有复数个粒子的粒子片50、以及与电力源30连接且配置在粒子片50的两侧的透明的第1和第2电极41,42。

粒子片50具有一对基材51,52、以及设置在一对基材51,52之间的粒子层55。粒子层55具有多个粒子60、以及保持粒子60的保持部56。保持部56可动作地保持粒子60。粒子60具有改变由投影仪20投射的图像光的行进方向的功能。在图示例中,粒子60具有使图像光漫射而进行漫反射的功能。

粒子60为第1部分61、第3部分63和第2部分62依序排列而成的3层结构,第1部分61被配置在观察者侧。第3部分63与第1部分61面接触,控制源自第1部分61的入射光。第2部分62与第2面63b面接触,该第2面63b面位于与第3部分63的第1部分61面接触的第1面63a的相反一侧,该第2部分62与第1部分61的介电常数不同。由此,第3部分63被第1部分61和第2部分62夹持,第3部分63与第1部分61和第2部分62面接触。

第1部分61和第2部分62为透明部件。第3部分63具有使入射到第1部分61的光发生散射或反射的功能。第3部分63具有与第1部分61不同的折射率构成。另外,在第3部分63的内部可以包含使光漫射的漫射成分63c。这些漫射成分63c对于在粒子60内行进的光具有可通过反射或折射等而改变光的行进方向的作用。这样的漫射成分63c的光漫射功能(光散射功能)例如可通过由与形成粒子60的主部63c的材料具有不同折射率的材料构成漫射成分63c、或者通过由可对光具有反射作用的材料构成漫射成分63c而被赋予。作为与第3部分63的母材具有不同折射率的漫射成分63c,可示例出树脂珠、玻璃珠、金属化合物、含有气体的多孔质物质、以及简单的气泡。

粒子60代表性地为球形,通过其中心附近的薄层为第3部分63,在第3部分63的两面(第1面63a和第2面63b)侧,第1部分61和第2部分62面接触。需要说明的是,粒子60的形状并不限于理想的球体。从而,第1部分61、第3部分63和第2部分62的形状也根据粒子60的形状发生变化。

粒子60的第3部分63的第1面63a与第2面63b之间的厚度比第1部分61的第1面63a的法线方向上的最大厚度薄。第3部分63的第1面63a与第2面63b之间的厚度比第3部分63的第2面63b的法线方向上的最大厚度薄。第1面63a与第2面63b例如为圆形或椭圆形,第3部分63例如为圆板、椭圆板、圆筒体或椭圆筒体的形状。

在未向第1和第2电极41,42施加电压的初期状态下,第3部分63的面方向与粒子层55的面方向大致平行地配置。需要说明的是,在初期状态下,为了将第3部分63的面方向与粒子层55的面方向大致平行地配置,例如可以通过调整粒子60的第1部分61、第2部分62和第3部分63的相对密度来实现。或者可以在初期状态时向第1和第2电极41,42施加规定的初期电压,使粒子层55内的各粒子60的第3部分63的面方向与粒子层55的面方向大致平行。

若向第1和第2电极41,42之间施加电压,则在第1和第2电极41,42之间产生电场,该电场使粒子60内产生电子偶极矩。此时,使粒子60向着该偶极矩的矢量朝向与电场的矢量正相反的位置动作。因此,在第1电极41和第2电极42之间施加电压、在位于第1电极41和第2电极42之间的粒子片50中产生电场时,粒子60按照采取相对于电场稳定的姿势、即相对于电场稳定的位置和朝向的方式在内腔56a内动作。通过改变第1电极41和第2电极42之间的电压,粒子60的姿势变化,由此改变第3部分63的面方向相对于粒子层55的面方向的角度。由于第3部分63具有使入射到第1部分61的光散射或反射的功能,因而通过改变第3部分63的角度,能够改变屏幕40的漫射特性。

粒子60的旋转角度优选保持在小于180度的角度。即,将粒子60的初期姿势作为基准位置,粒子60的旋转角度优选以小于±90度进行旋转。由此,只要在粒子60的初期姿势时第1部分61与观察者相对,即使粒子60旋转,第1部分61的至少一部分也与观察者相对,由投影仪入射到屏幕40的光的大半能够通过第1部分61而导入到第3部分63并进行散射或反射,能够较高地维持屏幕40的投射光强度。

包含介电常数不同的第1部分61、第3部分63和第2部分62的粒子60能够利用包含公知技术的各种方法制造。例如能够使用下述方法制造:使用胶带等将有机物或无机物的球状粒子排列成单层,将带有与球状粒子不同的正负电的树脂成分层或无机物层蒸镀在半球面上的方法(蒸镀法,例如日本特开昭56-67887);使用旋转圆盘的方法(例如日本特开平6-226875号公报);采用喷雾法或喷墨法使介电常数不同的两种液滴在空气中接触而形成1个液滴的方法(例如日本特开2003-140204号公报);jp2004-197083a中所提出的微通道制造方法。如在jp2004-197083a中所提出,介电常数相互不同的第1部分61、第2部分62和第3部分63能够使用带电特性相互不同的材料来形成。另外,第3部分63能够使用散射材料或光反射薄片等来形成。光反射框架例如是将精细地粉碎反射材料得到的薄片混合在第3部分63的母材中而成的。

在微通道制造方法中,使用连续相与粒子化相彼此处于油性/水性(o/w型)或水性/油性(w/o型)的关系的材料,将包含与第1部分61、第2部分62和第3部分63对应的材料的连续相依从输送连续相的第1微通道次吐出到在第2微通道中流通的流动介质的粒子化相内,由此制造作为三相聚合物粒子60且在荷电方面具有(±)极性的双极性粒子60。

在利用微通道制造方法制造粒子60的情况下,通过调整形成连续相的三种聚合性树脂成分在合流时的速度或合流方向等、以及连续相向粒子化相吐出时的速度或吐出方向等,能够调整所得到的粒子60的外形、粒子60中的第1部分61、第2部分62和第3部分63的界面的形状等。需要说明的是,在图21~图23中示出的粒子60的示例中,第1部分61的体积比例与第2部分62的体积比例相同。另外,在图21~图23中示出的粒子60的示例中,第1部分61和第3部分63面接触的第1面63a、以及第3部分63和第2部分62面接触的第2面63b形成为圆形或椭圆形。并且,图21~图23中示出的粒子60为球状。即,在图21~图23中示出的粒子60中,第1部分61和第2部分62分别为半球状,第3部分63为圆板状,但如上所述,第3部分63也可以稍具有厚度,粒子60的形状也可以不是理想的球形。

由于粒子60的第1部分61与第2部分62为透明的,因而第3部分63的颜色可确认为粒子60的颜色。粒子60的第3部分63的颜色可利用颜料、染料等色料进行调整。颜料、染料能够使用各种公知的颜料、染料等。作为一例,能够使用jp2005-99158a和jp2780723b中公开的颜料、jp5463911b中公开的颜料或染料。

接下来,对使用该显示装置10显示图像时的作用进行说明。

投射到屏幕40上的光透过第1覆盖层46和第1电极41,到达粒子片50。该光在粒子片50的粒子60的第3部分63发生漫反射,向着作为屏幕40的观察者侧的各种方向发射。因此,在作为屏幕40的观察者侧的各位置能够观察到源自屏幕40上的各位置的反射光。其结果,能够观察到屏幕40上的与被照射相干光的区域对应的图像。

另外,光源21可以包含发射相互不同的波长区域的相干光的复数个光源。这种情况下,控制装置35与其他光源独立地控制对应于各波长区域的光的光源。其结果,能够在屏幕40上显示彩色图像。

本实施方式中的显示装置10的屏幕40通过使粒子60旋转而使漫射特性经时地变化。更详细地说,在本实施方式中,使粒子60的第3部分63相对于入射光的方向的倾斜角度经时地变化。由此使屏幕40的漫射特性经时地变化,使屏幕40上的散斑图案经时地变化。并且,若漫射特性的经时性变化足够高速,则散斑图案重叠并被平均化而被观察者观察到。由此能够使散斑不明显。

图示的屏幕40具有一对第1和第2电极41,42。若在一对第1和第2电极41,42之间施加电压,则在位于一对第1和第2电极41,42之间的粒子片50形成电场。在粒子片50的粒子层55,具有介电常数不同的第1部分61和第2部分62的粒子60以可动作状态被保持着。该粒子60由于原本就带电、或至少在粒子层55形成电场时产生偶极矩,因而对应于所形成的电场的矢量而动作。在具有改变光的行进方向的功能、例如具有反射功能或漫射功能的粒子60动作时,如图21~图23所示,屏幕40的漫射特性经时地变化。其结果,能够使散斑不明显。

需要说明的是,关于粒子60的第1部分61和第2部分62之间的介电常数不同,只要介电常数不同到能够表现出散斑降低功能的程度即是充分的。因此,粒子60的第1部分61和第2部分62之间的介电常数是否不同能够通过被以可动作状态保持的粒子60是否可随着电场矢量的变化而动作来进行判定。

此处,粒子60相对于保持部56动作的原理为,使粒子60的朝向和位置发生变化,以使得粒子60的电荷或偶极矩相对于电场矢量成为稳定的位置关系。因而,若持续对粒子层55施加一定的电场,则粒子60的动作在一定期间后停止。另一方面,为了使散斑不明显,需要持续粒子60相对于保持部56的动作。因此,电力源30按照使粒子层55中形成的电场经时地变化的方式施加电压。在图示例中,电力源30按照使粒子片50内生成的电场的矢量反转的方式在一对第1和第2电极41,42之间施加电压。例如,在图7的示例中,由电力源30对屏幕40的一对第1和第2电极41,42反复施加x[v]的电压和-y[v]的电压。随着这样的反转电场的施加,作为一例,粒子60能够以图22的状态为中心,在图23的状态与图21的状态之间反复动作。需要说明的是,被施加至第1和第2电极41,42的电压并不限于图7所示的电压,例如也可以为交流电压等。

如上所述,粒子60被容纳在保持部56所形成的内腔56a内。并且,在图21~图23的示例中,粒子60具有大致球状的外形。另外,容纳粒子60的内腔56a具有大致球状的内形。从而,粒子60能够以通过其中心的旋转轴线为中心,沿图21~图23的箭头线的方向进行旋转振动。另外,根据容纳粒子60的内腔56a的尺寸的不同,粒子60不仅进行反复旋转运动,还进行平移运动。进而,在内腔56a中填充溶剂57。溶剂57使粒子60相对于保持部56的动作流畅。

这样,在第5实施方式中,使屏幕40内的粒子层55中的粒子60为第1部分61、第2部分62和第3部分63的3层结构。第1部分61和第2部分62为透明的且介电常数相互不同。第3部分63被配置在第1部分61与第2部分62之间,具有光的散射或反射功能。由于第1部分61和第2部分62为透明的,因而粒子60的颜色由第3部分63的颜色决定,即使粒子60进行旋转或平移移动,粒子60的颜色也不变化,屏幕40的颜色也不会变化。由于第3部分63具有光的散射或反射功能,因而入射到粒子60的第1部分61的光能够被第3部分63散射或反射。

若在包含这样的粒子60的粒子层55的两侧配置第1和第2电极41,42、在第1和第2电极41,42之间施加交流电压,则能够使第3部分63的面方向相对于入射光的方向的倾斜角度经时地变化。由于第3部分63具有光的散射或反射特性,因而入射到第3部分63的光的散射或反射角度经时地变化,不容易辨认出散斑。

此外,根据本实施方式,在向屏幕40照射光的期间,粒子60能够在粒子层55中反复地旋转。即,粒子60能够在极小的空间中动作,使漫射特性得到有效地变化。因而,若使粒子60反复旋转,则能够在实现粒子层55和屏幕40的薄型化的同时有效地使散斑不明显。另外,在使粒子60反复旋转的情况下,如图21~图23所示,优选其角度范围小于180°。这种情况下,第1部分61能够使第3部分63主要配置在观察者侧。即,在向屏幕40照射光的期间,能够使第1部分61自观察者侧起沿着屏幕40的法线方向nd覆盖第3部分63,通过了第1部分61的光导入到第3部分63能够被第3部分63散射或反射。

(第6实施方式)

在第5实施方式中,对反射型的屏幕40的实例进行了说明,第6实施方式示出了应用于透过型的屏幕40的示例。

图24为第6实施方式的屏幕40的纵截面图。第6实施方式的屏幕40为透过型的。图24的屏幕40与图20的屏幕40相比,粒子层55内的粒子60的朝向不同。第6实施方式的粒子60与第5实施方式同样地为第1部分61、第2部分62和第3部分63的3层结构,各部分的材料也相同。

图24的粒子60将图20的粒子60反转90度而成的姿势作为基准姿势,由该基准姿势能够向双向各旋转90度。为了使图24的粒子60旋转,在粒子层55的内部需要向着与图20有90度不同的方向施加电场。因此,在本实施方式中,仅在与观察者相反的一侧以条纹状交替配置第1电极41和第2电极42,利用这些电极41,42形成向粒子层55的面方向的电场、即形成与图20有90度不同的方向的电场。更具体地说,在本实施方式中,通过在相邻的第1电极41和第2电极42之间施加交流电压,在粒子层55的面方向形成的电场周期性地转换。由此,位于对应的第1电极41和第2电极42之间的附近位置的粒子60对应于交流电压的频率而旋转。

在图24的屏幕40中,在未向第1电极41和第2电极42施加电压的初期状态下,粒子层55内的粒子60的第3部分63的面方向与粒子层55的法线方向大致平行地配置。由于第3部分63非常薄,因而入射到屏幕40的光大多数透过各粒子60的第1部分61和第2部分62。从而,位于面对与屏幕40的源自投影仪的光的入射面相反侧的面的位置的观察者能够辨认出源自投影仪的投影光。

需要说明的是,在未向第1电极41和第2电极42施加电压的初期状态下,为了使各粒子60的第3部分63的面方向与粒子层55的法线方向平行地配置,据认为例如可调整粒子60内的第1部分61、第2部分62和第3部分63的相对密度。或者也可以在第1电极和第2电极间施加规定的初期电压,使各粒子60的第3部分63的面方向在粒子层55的法线方向上对齐。

若对第1电极41和第2电极42施加交流电压,则粒子60旋转,第3部分63相对于入射光的方向的倾斜角度经时地变化。从而,由第3部分63散射或反射的光的方向也经时地变化,散斑不容易被辨认出。

从而,在第6实施方式中,通过将粒子60在与第5实施方式有90度不同的方向旋转的状态作为粒子60的基准姿势,能够实现透过型的屏幕40。另外,通过使各粒子60在基准姿势至小于180度的范围内旋转,能够使屏幕40上的散斑不明显。

(第7实施方式)

在第1~第6实施方式中,示出了应用于反射型或透过型的屏幕40的示例,第7实施方式应用于窗或采光膜等光控制片。

图25是第7实施方式的光控制片75的纵截面图。图25的光控制片75能够用作提高采光效率的采光片。

图25的光控制片75具备光控制层71、配置在光控制层71中的一面的粘接层72、以及配置在光控制层71的另一面的保护膜73。图1的光控制片75能够藉由粘接层72层积在窗等采光设备74上。或者,本实施方式的光控制片75也可以在窗等采光设备74的内部一体地形成。

若粘接层72一直露出,则光控制片75会发生计划外的粘接,因而在将光控制片75粘接至窗等采光设备74之前,可以在粘接层72上附有未图示剥离膜。剥离膜在将光控制片75粘接至采光设备74之前被剥离。另外,保护膜73在将光控制片75粘接至采光设备74之后被剥离。在下文中,也将剥离膜和保护膜73分别简称为“层”。

粘接层72的组成物例如将选自作为热塑性树脂的聚乙烯醇缩醛树脂、乙烯乙酸乙烯酯共聚物树脂、乙烯丙烯酸共聚物树脂、聚氨酯树脂和聚乙烯醇树脂等中的一种或多种与增塑剂、抗氧化剂和紫外线屏蔽剂之类的添加剂一起混合使用,或将丙烯酸系树脂的粘着材、交联剂和稀释剂混合来形成。

光控制层71具有一对基材层51,52、设于该基材层之间的粒子层55、以及配置在基材层52的一侧的第1和第2电极41,42。粒子层55的结构与图20同样地包含复数个粒子60。各粒子60与图20和图24同样地具有第1部分61、第2部分62和第3部分63。第1部分61和第2部分62为透明的、第3部分63具有光的散射或反射功能,这与图20、图24也是同样的。

第1和第2电极41,42与第6实施方式同样地以条纹状交替配置,通过在相邻的第1和第2电极41,42之间施加规定的电压,能够在对应的第1和第2电极41,42之间形成朝向粒子层55的面方向的电场。

需要说明的是,由于第7实施方式中未照射激光、不需要使散斑不明显,因而在第1和第2电极41,42之间施加的电压也可以为直流电压。

第3部分63的面方向被配置在相对于光控制层71的层积方向倾斜的方向。由此,从配置在光控制层71的采光设备74侧的面入射的光入射到第3部分63时,该光能够向斜上方偏转(跳ね上げる)。从而,在将图25的光控制片75贴在沿垂直方向延伸的窗上的情况下,从窗入射的外光能够向室内的天花板方向偏转,能够利用自然光将室内的天花板方向照得明亮。

如图25所示,在将粒子层55内的各粒子60的第3部分63的面方向相对于光控制层71的层积方向倾斜地配置时,据信在相邻的第1和第2电极41,42之间赋予规定的初期电压。需要说明的是,通过调整粒子60内的第1部分61、第2部分62和第3部分63的相对密度,即使不施加电压,在能够将第3部分63的面方向相对于光控制层71的层积方向倾斜地配置的情况下,也可以省略电极。由此,在本实施方式中,电极不一定是必须的构成部件。

其中,在希望根据季节或时间段的不同来调整各粒子60的第3部分63的倾斜角度的情况下,第1和第2电极41,42是必须的。通过根据太阳光的入射角度调整施加至第1和第2电极41,42的电压,能够发挥出室内的防眩性、采光性和私密性中的至少一个功能。

这样,在第7实施方式中,由于在光控制片75中装入了包含具有第1部分61、第2部分62和第3部分63的粒子60的粒子层55,因而能够实现采光性、防眩性和私密性中的至少一者优异的光控制片75。

需要说明的是,能够对上述第5~第7实施方式施以各种变更。以下参照附图对变形的一例进行说明。在以下的说明和以下的说明所用的附图中,对于可与上述实施方式同样地构成的部分,使用与针对上述实施方式中的相应部分应用的符号相同的符号,并省略重复说明。

在上述的示例中,使粒子60内的第1部分61与第2部分62的体积大致相同,第3部分63配置在粒子60的大致中央附近,但第1部分61与第2部分62的体积也可以不同。图26中,第1部分61的体积大于第2部分62,第3部分63偏离粒子60的中央而设置。另外,也可以与图26相反地使第1部分61的体积小于第2部分62的体积。

若利用上述的微通道制造方法形成粒子60,在各粒子60中第1部分61和第3部分63的体积不一定是相同的,图20的粒子60与图26的粒子60可以混存,但在这种情况下,通过施加至第1电极和第2电极的交流电压,粒子60也同样地旋转,在实用上没有特别问题。

本实施方式的前提是,相比第2部分62,第1部分61配置在更靠近观察者侧。从而,优选第1部分61尽可能没有损失地捕获源自投影仪的光并导入到第3部分63中。相对于此,第2部分62可以具有光吸收功能。作为一例,第2部分62的光吸收功能可通过使第2部分62包含光吸收性的色料(具体地说,炭黑、钛黑等颜料)而得以表现出。若第2部分62具有光吸收功能,则粒子60能够利用第2部分62吸收光lc,该光lc是从与源自投影仪20的图像光la不同的方向入射的光。由第3部分63吸收的光例如能够为源自设置显示装置10的场所存在的照明装置90(参照图1)的环境光。通过选择性地吸收入射到屏幕40的图像光la以外的光lc,能够在无损于显示图像的亮度的情况下有效地改善显示图像的对比度。

(第8实施方式)

第8实施方式的显示装置10具备透过型屏幕40。显示装置10的整体构成例如与图19相同。另外,透过型屏幕40的纵截面图例如与图2相同。图27~图29是用于说明透过型屏幕的动作的图。由电力源30施加至透过型屏幕40的电压波形例如由图7这样的曲线图来表示。

本实施方式的透过型显示装置10具有:投影仪20、以及被照射源自投影仪20的图像光的透过型屏幕40。如下文所述,透过型屏幕40能够使对入射光发挥出的漫射特性经时地变化,由此能够使散斑不明显。结合这样的透过型屏幕40的功能,透过型显示装置10进一步具有电力源30和控制装置35。电力源30相对于透过型屏幕40施加电压。控制装置35调整源自电力源30的施加电压,控制透过型屏幕40的状态。另外,控制装置35还控制投影仪20的动作。作为一例,控制装置35能够为通用计算机。

例如如图3所示,投影仪20按照扫描透过型屏幕40上的整个区域的方式投射相干光。扫描以高速实施。投影仪20根据要形成的图像停止源自相干光源21的相干光的发射。即,使相干光仅投射到透过型屏幕40上的要形成图像的位置。其结果,在透过型屏幕40上形成图像。投影仪20的动作由控制装置35进行控制。

本实施方式的透过型屏幕40具有:具有复数个粒子的粒子片50、以及与电力源30连接的电极41,42。粒子片50具有一对基材51,52、以及设置在一对基材51,52之间的粒子层55。粒子层55具有多个粒子60、以及保持粒子60的保持部56。粒子60具有改变从投影仪20投射的图像光的行进方向的功能。在图示例中,粒子60具有使图像光漫射、特别是使图像光漫射透过的功能。

粒子60包含介电常数不同的第1部分61和第2部分62。因此,在将该粒子60置于电场内时,在该粒子60内产生电子偶极矩。此时,使粒子60向着该偶极矩的矢量朝向与电场的矢量正相反的位置动作。因此,在第1电极41和第2电极42之间施加电压、在位于第1电极41和第2电极42之间的粒子片50产生电场时,粒子60按照采取相对于电场稳定的姿势、即相对于电场稳定的位置和朝向的方式在内腔56a内动作。该透过型屏幕40随着具有光漫射功能的粒子60的动作而改变其漫射特性。第1部分61和第2部分62为透明的。第1部分61和第2部分62优选具有与上述第1电极41等同样的可见光透过率。

在利用微通道制造方法制造粒子60的情况下,通过调整形成连续相的二种聚合性树脂成分在合流时的速度或合流方向等、以及连续相向粒子相吐出时的速度或吐出方向等,能够调整所得到的粒子60的外径形状、粒子60中的第1部分61和第2部分62的界面的形状等。需要说明的是,在图27~图29中示出的粒子60的示例中,第1部分61的体积比例与第2部分62的体积比例相同。另外,在图27~图29中示出的粒子60的示例中,第1部分61和第2部分62的界面形成为平面状。并且,图27~图29中示出的粒子60为球状。即,在图27~图29中示出的粒子60中,第1部分61和第2部分62分别为半球状。

另外,在形成连续相的二种聚合性树脂成分包含漫射成分的情况下,能够对粒子60的第1部分61和第2部分62赋予内部漫射功能。在图27~图29的示例中,粒子60的第1部分61具有第1主部66a和分散在第1主部66a内的复数个第1漫射成分(漫射粒子)66b。同样地,第2部分62具有第2主部67a和分散在第2主部67a内的复数个第2漫射成分(漫射粒子)67b。即,图27~图29中示出的球状粒子60能够对于在第1部分61的内部行进的光和在第2部分62的内部行进的光表现出漫射功能。此处的漫射成分66b,67b是对于在粒子60内行进的光具有可通过反射或折射等而改变该光的行进方向的作用的成分。这样的漫射成分66b,67b的光漫射功能(光散射功能)例如可通过由与形成粒子60的主部66a,67a的材料具有不同折射率的材料构成漫射成分66b,67b、或者通过由可对光具有反射作用的材料构成漫射成分66b,67b而被赋予。作为与形成主部66a,67a的材料具有不同折射率的漫射成分66b,67b,可示例出树脂珠、玻璃珠、金属化合物、含有气体的多孔质物质、以及简单的气泡。优选调整添加到粒子60内的漫射成分66b,67b的量,使得入射到粒子60中的光的透过率高于入射到粒子60中的光的反射率。

需要说明的是,作为一例,粒子层55、粒子片50和透过型屏幕40能够如下进行制作。

粒子层55能够利用jp1-28259a所公开的制造方法来制造。即,首先制作将粒子60分散在聚合性硅酮橡胶中而成的油墨。接着,将该油墨利用涂布机等拉伸,进一步利用加热等使其聚合,制成片。通过以上的过程得到保持有粒子60的保持部56。接着,将保持部56在硅油等溶剂57中浸渍一定期间。通过保持部56膨润,在由硅酮橡胶形成的保持部56与粒子60之间形成被溶剂57填满的间隙。其结果,界定出容纳溶剂57和粒子60的内腔56a。如上能够制造出粒子层55。

接着,利用jp2011-112792a所公开的制造方法,能够使用粒子层55制作透过型屏幕40。首先,将粒子层55用一对基材51,52覆盖,使用层压(laminate)或粘合剂等将粒子层55密封。由此制作粒子片50。接着,在粒子片50上设置第1电极41和第2电极42,进一步层积第1覆盖层46和第2覆盖层47,层积菲涅耳透镜层70,由此得到透过型屏幕40。

接下来,对于使用该透过型显示装置10显示图像时的作用进行说明。

首先,通过源自控制装置35的控制,投影仪20的相干光源21振荡出相干光。源自投影仪20的光利用未图示的扫描装置调整光路,照射至透过型屏幕40。如图3所示,未图示的扫描装置按照使光在透过型屏幕40的照射侧面40a上进行扫描的方式对该光的光路进行调整。其中,基于相干光源21的相干光的发射由控制装置35进行控制。控制装置35对应于希望在透过型屏幕40上显示的图像来停止源自相干光源21的相干光的发射。投影仪20中包含的扫描装置的动作达到人眼不可能分辨出的程度的高速。因此,观察者可同时观察到间隔着时间进行照射的被照射到透过型屏幕40上的各位置的光。

投射到透过型屏幕40上的光利用菲涅耳透镜层70偏转成大致平行光后,透过第1覆盖层46和第1电极41,到达粒子片50。该光被粒子片50的粒子60漫射同时透过粒子60,向着作为透过型屏幕40的观察者侧的各种方向发射。因此,在作为透过型屏幕40的观察者侧的各位置,能够观察到源自透过型屏幕40上的各位置的透过光。其结果,能够观察到透过型屏幕40上的与照射相干光的区域对应的图像。

另外,相干光源21可以包含发射相互不同的波长区域的相干光的复数个光源。这种情况下,控制装置35与其他光源独立地控制对应于各波长区域的光的光源。其结果,能够在透过型屏幕40上显示彩色图像。

另外,在使用相干光在屏幕上形成图像的情况下,会观察到斑点模样的散斑。据认为,散斑的原因之一是由于以激光为代表的相干光在屏幕上漫射后在光传感器面上(人的情况下为视网膜上)产生干涉图案。特别是利用光栅扫描将相干光照射到屏幕的情况下,相干光由一定的入射方向入射到屏幕上的各位置。从而,在采用光栅扫描的情况下,只要屏幕不摇动,在屏幕的各点产生的散斑波面就是不动的,在散斑图案与图像一起被观察者看见时,显示图像的画质显著变差。

另一方面,本实施方式中的透过型显示装置10的透过型屏幕40使漫射特性经时地变化。若透过型屏幕40的漫射特性发射变化,则透过型屏幕40上的散斑图案经时地变化。并且,若漫射特性的经时性变化足够高速,则散斑图案重叠并被平均化而被观察者观察到。由此能够使散斑不明显。

图示的透过型屏幕40具有一对电极41,42。该一对电极41,42与电力源30电气连接。电力源30能够对一对电极41,42施加电压。若在一对电极41,42之间施加电压,则在位于一对电极41,42之间的粒子片50形成电场。在粒子片50的粒子层55,具有介电常数不同的复数个部分61,62的粒子60以可动作状态被保持着。该粒子60由于原本就带电、或至少在粒子层55形成电场时产生偶极矩,因而对应于所形成的电场的矢量而动作。在具有改变光的行进方向的功能、例如具有漫射功能的粒子60动作时,如图27~图29所示,透过型屏幕40的漫射特性经时地变化。其结果,能够使散斑不明显。在图27~图29中,符号“la”为从投影仪20照射到透过型屏幕40的图像光,符号“lb”为由透过型屏幕40漫射的图像光。

需要说明的是,关于粒子60的第1部分61和第2部分62之间的介电常数不同,只要介电常数不同到能够表现出散斑降低功能的程度即是充分的。因此,粒子60的第1部分61和第2部分62之间的介电常数是否不同能够通过被以可动作状态保持的粒子60是否可随着电场矢量的变化而动作来进行判定。

此处,粒子60相对于保持部56动作的原理为,使粒子60的朝向和位置发生变化,以使得粒子60的电荷或偶极矩相对于电场矢量成为稳定的位置关系。因而,若持续对粒子层55施加一定的电场,则粒子60的动作在一定期间后停止。另一方面,为了使散斑不明显,需要持续粒子60相对于保持部56的动作。因此,电力源30按照使粒子层55中形成的电场经时地变化的方式施加电压。在图示例中,电力源30按照使粒子片50内生成的电场的矢量反转的方式在一对电极41,42之间施加电压。例如,在图7的示例中,由电力源30对透过型屏幕40的一对电极41,42反复施加x[v]的电压和-y[v]的电压。随着这样的反转电场的施加,作为一例,粒子60能够以图28的状态为中心,在图29的状态与图27的状态之间反复动作。需要说明的是,施加至第1和第2电极41,42的电压并不限于图7中示出的电压,也可以为例如交流电压等。

需要说明的是,粒子60被容纳在保持部56所形成的内腔56a内。并且,在图27~图29的示例中,粒子60具有大致球状的外形。另外,容纳粒子60的内腔56a具有大致球状的内形。从而,粒子60能够以在与图27~图29的纸面正交的方向延伸的旋转轴线ra为中心进行旋转振动。其中,根据容纳粒子60的内腔56a的尺寸的不同,粒子60不仅进行反复旋转运动,还进行平移运动。进而,在内腔56a填充溶剂57。溶剂57使粒子60相对于保持部56的动作流畅。

在以上说明的本实施方式中,透过型屏幕40具有:粒子层55,其具有包含介电常数不同的透明的第1部分61和透明的第2部分62、以及分散在第1部分61和第2部分62中的复数个漫射成分66b,67b的复数个粒子60;以及电极41,42,其形成用于通过施加电压而驱动粒子层55的粒子60的电场。在该透过型屏幕40中,若在第1电极41和第2电极42之间施加电压,则在粒子层55形成电场。此时,粒子60对应于所形成的电场而动作。并且,若具有改变光的行进方向的功能、例如具有漫射功能的粒子60动作,则透过型屏幕40的漫射特性经时地变化。因而,通过在对透过型屏幕40照射光的期间在粒子层55形成电场、使粒子60动作,能够有效地使散斑不明显。这样的透过型屏幕40能够使用例如上述的制造方法比较容易地制造。此外,该透过型屏幕40还适于大型屏幕,并且耐久性和动作的稳定性优异,进而还容易控制。

另外,根据本实施方式,介电常数不同的第1部分61和第2部分62形成为透明的。因而,即使粒子60的朝向、姿势、位置发生变化,透过型屏幕40的颜色也不会变化。由此,在显示图像时,不会感知为透过型屏幕40的色调发生变化。其结果,还能够有效地避免伴随透过型屏幕40的颜色变化的画质劣化。需要说明的是,在电场内能够动作且为透明的粒子60可通过使第1部分61和第2部分62由同一种合成树脂材料形成、且在第1部分61和第2部分62中的一者中混入可赋予带电性的添加剂来制造。因而,该有用的透过型屏幕40用粒子60可容易地制造。

此外,根据本实施方式,在向透过型屏幕40照射光的期间,粒子60能够在粒子层55中反复地旋转。即,粒子60能够在极小的空间中动作,从而可使漫射特性有效地变化。因而,若使粒子60反复旋转,则能够在实现粒子层55和透过型屏幕40的薄型化的同时有效地使散斑不明显。

如上述的实施方式所说明,通过改变施加至一对电极41,42的施加电压,能够使粒子60动作。并且,通过调整施加电压的变化范围和施加电压的中心电压等,能够控制粒子60的动作范围、该动作范围内的中心位置处的粒子60的姿势。

需要说明的是,能够对上述实施方式施加各种变更。以下参照附图对变形的一例进行说明。在以下的说明和以下的说明中使用的附图中,对于可与上述实施方式同样地构成的部分,使用与针对上述实施方式中的相应部分应用的符号相同的符号,并省略重复说明。

粒子60的第1部分61和第2部分62的体积比例可以不同。即,第1部分61在粒子60中所占的体积比例与第2部分62在粒子60中所占的体积比例可以不同。

(第9实施方式)

图30~图33为用于说明本发明的第9实施方式的图。图30为示出本实施方式的显示装置的图,图31为用于说明向屏幕照射图像光的照射方法的图。

如图30~图31所示,显示装置10具备投影仪20、以及带太阳能电池的屏幕(带光电转换面板的屏幕)70。带太阳能电池的屏幕70具有由投影仪20向显示侧面40a照射图像光来显示图像的屏幕40、以及太阳能电池面板(光电转换面板)80。如下文所述,屏幕40能够使对入射光发挥出的漫射特性经时地变化,由此能够使散斑不明显。太阳能电池面板80被配置在与屏幕40的显示侧面40a相反的一侧,被照射透过了屏幕40的光。结合这样的屏幕40和太阳能电池面板80的功能,带太阳能电池的屏幕70进一步具有电源装置30和控制装置35。电源装置30基于太阳能电池面板80发出的电力而生成施加电压,对屏幕40施加该施加电压。电源装置30例如能够为将太阳能电池面板80发出的电力转换成交流的施加电压的dc-ac转换器。控制装置35控制施加电压,对屏幕40的状态进行控制。

本实施方式的屏幕40具有:具有复数个粒子的粒子片50、以及与电源装置30连接的电极41,42。第1电极41在粒子片50的一个主面上呈面状扩展,第2电极42在粒子片50的另一主面上呈面状扩展。图示的屏幕40还具有:覆盖第1电极41且形成屏幕40的一侧的最外表面的第1覆盖层46、以及覆盖第2电极42且形成屏幕40的另一侧的最外表面的第2覆盖层47。

在图示例中,屏幕40构成反射型的屏幕。投影仪20将图像光照射到由第1覆盖层46形成的显示侧面40a。图像光透过屏幕40的第1覆盖层46和第1电极41,其后在粒子片50中漫反射。其结果,位于屏幕40的显示侧面40a的对面的观察者能够观察到图像。

粒子片50具有一对基材51,52、以及设置在一对基材51,52之间的粒子层55。粒子层55具有多个粒子60、以及保持粒子60的保持部56。粒子60例如如图4~图6所示包含介电常数不同的第1部分61和第2部分62。因而,若将该粒子60置于电场内,则在该粒子60内产生电子偶极矩。此时,使粒子60向着该偶极矩的矢量朝向与电场的矢量正相反的位置动作。因此,在第1电极41和第2电极42之间施加电压、在位于第1电极41和第2电极42之间的粒子片50中产生电场时,粒子60按照采取相对于电场稳定的姿势、即相对于电场稳定的位置和朝向的方式在内腔56a内动作。该屏幕40随着具有光漫射功能的粒子60的动作而改变其漫射特性。

接下来对太阳能电池面板80进行说明。太阳能电池面板80为将由受光面80a接收的光转换成电气能量的发电装置。太阳能电池面板80的受光面80a的面积可以与屏幕40的入射侧面40a的面积大致相等。另外,太阳能电池面板80优选被设置在透过屏幕40的光的大部分入射到受光面80a的位置。由此能够提高发电效率。太阳能电池面板80能够使用各种形态的部件。例如,包含由单晶硅或多晶硅等形成的平板状的硅基板的硅系太阳能电池、染料增感型太阳能电池、薄膜太阳能电池、黄铜矿系太阳能电池等能够作为太阳能电池面板80使用。太阳能电池面板80的转换效率优选在来自投影仪20的光的波长带达到最大。

接下来对使用该显示装置10显示图像时的作用进行说明。本实施方式中的显示装置10的屏幕40使漫射特性经时地变化。若屏幕40上的漫射特性变化,则使屏幕40上的散斑图案经时地变化。并且,若漫射特性的经时性变化足够高速,则散斑图案重叠并被平均化而被观察者观察到。由此能够使散斑不明显。

图示的屏幕40具有一对电极41,42。该一对电极41,42与电源装置30电气连接。电源装置30能够基于太阳能电池面板80发出的电力向一对电极41,42施加电压。若在一对电极41,42之间施加电压,则在位于一对电极41,42之间的粒子片50中形成电场。在粒子片50的粒子层55,具有介电常数不同的复数个部分61,62的粒子60以可动作状态被保持着。该粒子60由于在最开始带电、或至少在粒子层55形成电场时产生偶极矩,因而对应于所形成的电场的矢量而动作。在具有改变光的行进方向的功能、例如具有反射功能或漫射功能的粒子60动作时,如图4~图6所示,屏幕40的漫射特性经时地变化。其结果,能够使散斑不明显。在图4~图6以及后述提及的图10和图12中,符号“la”为从投影仪20照射到屏幕40的图像光,符号“lb”为由屏幕40漫射的图像光。

需要说明的是,关于粒子60的第1部分61和第2部分62之间的介电常数不同,只要介电常数不同到能够表现出散斑降低功能的程度即是充分的。因此,粒子60的第1部分61和第2部分62之间的介电常数是否不同能够通过被以可动作状态保持的粒子60是否可随着电场矢量的变化而动作来进行判定。

此处,粒子60相对于保持部56动作的原理为,使粒子60的朝向和位置发生变化,以使得粒子60的电荷或偶极矩相对于电场矢量成为稳定的位置关系。因而,若持续对粒子层55施加一定的电场,则粒子60的动作在一定期间后停止。另一方面,为了使散斑不明显,需要持续粒子60相对于保持部56的动作。因此,电源装置30按照使粒子层55中形成的电场经时地变化的方式施加电压。即,控制装置35按照使粒子60在粒子层55中动作的方式控制施加电压。在图示例中,电源装置30按照使粒子片50内生成的电场的矢量反转的方式在一对电极41,42之间施加电压。例如,在图7的示例中,由电源装置30对屏幕40的一对电极41,42反复施加x[v]的电压和-y[v]的电压。随着这样的反转电场的施加,作为一例,粒子60能够以图5的状态为中心,在图4的状态与图6的状态之间反复动作。需要说明的是,被施加至第1和第2电极41,42的电压并不限于图7所示的电压,也可以为例如交流电压等。

需要说明的是,粒子60被容纳在保持部56所形成的内腔56a内。并且,在图4~图6的示例中,粒子60具有大致球状的外形。另外,容纳粒子60的内腔56a具有大致球状的内形。从而,粒子60能够以在与图4~图6的纸面正交的方向延伸的旋转轴线ra为中心进行旋转振动。其中,根据容纳粒子60的内腔56a的尺寸的不同,粒子60不仅进行反复旋转运动,还进行平移运动。进而,在内腔56a填充溶剂57。溶剂57使粒子60相对于保持部56的动作流畅。

在以上说明的本实施方式中,屏幕40具有:粒子层55,其具有包含介电常数不同的第1部分61和第2部分62的粒子60;以及电极41,42,其形成用于通过供给由太阳能电池面板80发出的电力而驱动粒子层55的粒子60的电场。在该屏幕40中,若在第1电极41和第2电极42之间施加电压,则在粒子层55形成电场。此时,粒子60对应于所形成的电场而动作。并且,若具有改变光的行进方向的功能、例如具有反射功能或漫射功能的粒子60动作,则屏幕40的漫射特性经时地变化。因而,通过在对屏幕40照射光的期间在粒子层55形成电场、使粒子60动作,能够有效地使散斑不明显。这样的屏幕40能够使用例如上述的制造方法比较容易地制造。此外,该屏幕40还适于大型屏幕,并且耐久性和动作的稳定性优异,进而还容易控制。

另外,根据本实施方式,由于带太阳能电池的屏幕70具备太阳能电池面板80,因而能够省略用于驱动粒子层55的粒子60的单独的电源(商用电源等)的确保、或者能够省略用于由该单独的电源向屏幕40供给电力的配线的设置。另外,由于使用源自投影仪20的光进行发电,因而也不需要对太阳能电池面板80照射另外的发电用照明光等。这样的带太阳能电池的屏幕70对设置场所选择的自由度极高,能够用于各种用途。即,即使在难以确保电源或难以设置配线的场所以及难以确保发电用照明光的场所也能够设置带太阳能电池的屏幕70。

另外,根据本实施方式,包含介电常数不同的第1部分61和第2部分62的粒子60形成为单色。因而,即使粒子60的朝向、姿势、位置发生变化,屏幕40也具有一定的颜色。由此,在显示图像时,不会感知为屏幕40的色调发生变化。其结果,还能够有效地避免伴随屏幕40的颜色变化的画质劣化。需要说明的是,在电场内能够动作且具有单色的粒子60可通过使第1部分61和第2部分62由同一种合成树脂材料形成、且在第1部分61和第2部分62中的一者混入可赋予带电性的添加剂来制造。因而,该有用的屏幕40用粒子60可容易地制造。

此外,根据本实施方式,在向屏幕40照射光的期间,粒子60能够在粒子层55中反复地旋转。即,粒子60能够在极小的空间中动作,从而可使漫射特性有效地变化。因而,若使粒子60反复旋转,则能够在实现粒子层55和屏幕40的薄型化的同时有效地使散斑不明显。另外,在使粒子60反复旋转的情况下,如图4~图6所示,优选其角度范围小于180°。这种情况下,能够使第1部分61和第2部分62中的一者主要位于观察者侧。即,在向屏幕40照射光的期间,能够使第1部分61自观察者侧起沿着屏幕40的法线方向nd覆盖第2部分62的至少一部分。从而,即使是在第1部分61和第2部分62并未严格地为相同颜色的情况下,也能够在使粒子60动作的同时显示图像的期间屏幕40的色调变化不易被有效地感知到。

如上述的实施方式所说明,通过改变向一对电极41,42施加的施加电压,能够使粒子60动作。并且,通过调整施加电压的变化范围和施加电压的中心电压等,能够控制粒子60的动作范围、该动作范围内的中心位置的粒子60的姿势。

需要说明的是,能够对上述实施方式施加各种变更。以下参照附图对变形的一例进行说明。在以下的说明和以下的说明中使用的附图中,对于可与上述实施方式同样地构成的部分,使用与针对上述实施方式中的相应部分应用的符号相同的符号,并省略重复说明。

源自投影仪20的光可以包含可见光和不可见光。不可见光可包含红外光和紫外光中的至少任一种。这种情况下,太阳能电池面板80的转换效率在该不可见光的波长带处可以为最大。由此,太阳能电池面板80除了能够利用图像显示中使用的可见光发电外,还能够利用不可见光发电,因而能够增大发电电力。另外,还能够使太阳能电池面板80的选择面变宽。

另外,太阳能电池面板80的配置位置并不限于上述示例,也可以为从投影仪20的位置看不与屏幕40重叠的位置。即,例如,如图32、图33所示,太阳能电池面板80可以在屏幕40的面方向与屏幕40并列配置,由投影仪20直接被照射光。对于配置太阳能电池面板80的具体位置、太阳能电池面板80的形状没有特别限定,从观察者看可以配置在屏幕40的上方、下方或侧方等,在上方和侧方等可以配置成l字型,也可以围绕屏幕40的显示侧面40a来配置。另外,对太阳能电池面板80的受光面80a的面积没有特别限定,如上所述只要能够产生比较小的电力即可,因而优选该受光面80a的面积小于屏幕40的显示侧面40a的面积。

如图32所示,投影仪20可以将利用激光形成的第1光照射至屏幕40、同时将与第1光的波长带不同的波长带的第2光照射至太阳能电池面板80。第1光包含可见光。第2光包含可见光与不可见光中的至少任一种。即,投影仪20可以包含发射第1光的光源和发射第2光的光源,利用第1光反复扫描屏幕40上的整个区域,同时利用第2光反复扫描太阳能电池面板80上的整个区域。光栅扫描方式的投影仪20能够利用第2光精确地扫描太阳能电池面板80上的整个区域,同时第2光的损失也较少。利用这样的构成,在第1光对屏幕40的显示侧面40a上进行扫描的期间,太阳能电池面板80能够持续地向屏幕40供给电力。太阳能电池面板80的转换效率优选在所照射的第2光的波长带处呈最大。由此,能够有效地发电。

需要说明的是,投影仪20也可以不扫描第2光而利用第2光持续照射太阳能电池面板80上的规定的区域。由此能够简化投影仪20的构成。另外,第2光可以利用激光形成,也可以不利用激光形成。

另外,如图33所示,投影仪20可以将利用激光形成的光交替照射到屏幕40和太阳能电池面板80。具体地说,投影仪20扫描屏幕40上的整个区域后,按照反复进行扫描太阳能电池面板80上的整个区域的动作的方式投射相干光。这种情况下,电源装置30具备蓄积由太阳能电池面板80发出的电力的蓄电功能。由此,在屏幕40上进行扫描的期间,即使太阳能电池面板80不发电,电源装置30也能够将以前发电时蓄积的电力供给至电极41,42。需要说明的是,相干光可以仅包含可见光,也可以包含可见光和不可见光。另外,扫描方向并不限于图示例,例如也可以为与图33的扫描方向交叉的方向。

在该图32、图33的示例的情况下,第2电极42也可以不透明。从而,第2电极42可由例如铝或铜等金属薄膜形成。由金属膜形成的第2电极42在反射型的屏幕40还能够作为反射图像光的反射层发挥功能。

另外,在上述的实施方式中,示出了将屏幕40构成为反射型屏幕的示例,但并不限于该例,在图32、图33所示的太阳能电池面板80与屏幕40并列配置的情况下,屏幕40也可以构成为透过型屏幕。在透过型的屏幕40中,由于第2电极42、第2覆盖层47和第2基材52与第1电极41、第1覆盖层46和第1基材51同样地构成为透明的,并具有与上述的第1电极41、第1覆盖层46和第1基材51同样的可见光透过率。另外,优选调整添加到粒子60内的漫射成分66b,67b的量,使得入射到粒子60中的光的透过率高于入射到粒子60中的光的反射率。

在利用上述的微通道制造方法形成粒子60时,在各粒子60中第1部分61和第2部分62的体积比不一定是一样的,也可以混存体积比不同的粒子60,即使在这样的情况下,通过施加至第1电极和第2电极的交流电压,粒子60也同样地旋转,因而在实用上没有特别问题。

此外,在上述的实施方式中,在合成树脂的聚合中使用具有正带电性的单体或具有负带电性的单体来制作单色的粒子60,示出了该粒子60带电的示例,但并不限于该例。具有在溶剂57中的带电特性不同的复数部分的粒子60使用公知的材料利用各种方法合成。例如可以将由性能不同的材料构成的板状体二层层积,将该层积体粉碎成所期望的尺寸,由此来制作粒子60。具有带电特性的材料例如在合成树脂中添加电荷控制剂即可。作为带电赋予添加剂的示例,可以采用在抗静电剂中使用的在以聚烷撑二醇为主成分的聚合物中复合化高氯酸锂等而成的离子导电性赋予剂。

此外,在上述的实施方式中,示出了粒子60为球体的示例,但并不限于该例。粒子60也可以具有旋转椭球体、立方体、长方体、锥体、圆筒体等外形。若为具有球体以外的外形的粒子60,则通过使该粒子60动作,不论该粒子60的内部漫射能力如何,能够由于该粒子60的表面反射而引起屏幕40的漫射特性的经时变化。

此外,粒子片50、粒子层55和粒子60可以利用与上述实施方式中说明的制造方法不同的方法进行制造。另外,粒子60只要被保持在相对于保持部56能够动作,也可以不设置溶剂57。

此外,在上述的实施方式中,示出了屏幕40的层积结构的一例,但并不限于此,在屏幕40也可以设置期待发挥出特定功能的其他功能层。另外,也可以使1个功能层发挥出2种以上的功能,例如,第1覆盖层46、第2覆盖层47、第1基材51、第2基材52等可以作为该功能层发挥作用。作为功能层被赋予的功能,可以示例出防反射(ar)功能、具有耐擦伤性的硬膜(hc)功能、紫外线屏蔽(反射)功能、防污功能等。

进而,在上述的实施方式中,对于投影仪20利用光栅扫描方式向屏幕40投射光的示例进行了说明,但并不限于该例。投影仪20也可以利用光栅扫描方式以外的方式,例如可以在各瞬间向屏幕40的整个区域投射图像光。在使用这样的投影仪20的情况下也会发生散斑,但通过使用上述的屏幕20,屏幕40的漫射波面经时地变化,从而能够有效地使散斑不明显。此外,还能够与背景技术一节中说明的国际公开2012/033174中公开的投影仪、即图像光向屏幕各位置的入射角能够经时地变化的投影仪组合来使用上述的屏幕20。利用该投影仪能够有效地降低散斑,通过将该投影仪与上述屏幕组合,能够更为有效地使散斑不明显。

此外,在上述的各实施方式中,示出了第1电极41和第2电极42形成为面状并按照夹持粒子层55的方式进行配置的示例,但并不限于该例。第1电极41和第2电极42中的一者以上可以形成为条纹状。例如,在图34的示例中,第1电极41和第2电极42这两者形成为条纹状。即,第1电极41具有延伸成线状的复数个线状电极部41a,复数个线状电极部41a在与其长度方向正交的方向排列。第2电极42也与第1电极41同样地具有延伸成线状的复数个线状电极部42a,复数个线状电极部42a在与其长度方向正交的方向排列。在图34的示例中,形成第1电极41的复数个线状电极部41a和形成第2电极42的复数个线状电极部42a均配置在粒子片50的与观察者相反一侧的面上。并且,形成第1电极41的复数个线状电极部41a和形成第2电极42的复数个线状电极部42a沿着同一排列方向交替排列。利用图34所示的第1电极41和第2电极42,也能够通过由电力源30施加电压而在粒子片50的粒子层55形成电场。

需要说明的是,以上说明了对于上述各实施方式的若干变形例,但当然也能够将多个变形例适当地组合进行适用。

符号说明

ra旋转轴线、10显示装置、20投影仪、21相干光源、30电力源、35控制装置、40屏幕、40a显示侧面、41第1电极、42第2电极、46第1覆盖层、47第2覆盖层、50粒子片、51第1基材、52第2基材、55粒子层、56保持部、56a内腔、57溶剂、60粒子、61第1部分、62第2部分、63第3部分、66a第1主部、66b第1漫射成分、67a第2主部、67b第2漫射成分、70菲涅耳透镜层、75光控制片、80太阳能电池面板、90照明装置。

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