JP5382073B2 - 表示媒体の駆動装置、駆動プログラム、及び表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示媒体の駆動装置、駆動プログラム、及び表示装置に関する。

特許文献１には、少なくとも一方が透光性を有すると共に間隙をもって対向して配置された一対の基板と、前記一対の基板間に封入された透光性を有する分散媒と、前記分散媒中に移動可能に分散され、前記基板間に形成される電界に応じて移動すると共に、互いに色及び前記基板からの離脱する力が異なる複数種類の粒子群と、を備えた画像表示媒体が開示されている。

また、特許文献２には、少なくとも一方が透光性を有すると共に、間の空間に気体が封入され又は該空間が真空に形成された一対の基板と、付与された電界により前記基板間を移動可能に前記基板の間に封入されると共に、色及び帯電特性が異なる複数種類の粒子群と、からなり、電界が付与されることにより画像表示を行う表示媒体と、該表示媒体に表示する画像の濃度に応じた電界を前記表示媒体に付与する電界付与手段と、を備えた画像表示装置が開示されている。

また、特許文献３には、少なくとも一方が透明な２枚の基板の間に色および帯電特性の異なる２種類以上の粒子を封入し、前記基板の一方または双方に設けた電極からなる電極対から前記粒子に電界を与えて、前記粒子を飛翔移動させて画像を表示する画像表示板を具備した画像表示装置であって、表示しようとする画像を形成する際に、前記電極間に印加する電界の強度、印加時間、印加回数の少なくとも１つを表示濃度に応じて調整することにより前記２種類以上の粒子が所望の比率で混合された表示状態を得るようにしたことを特徴とする画像表示装置が開示されている。

特開２００７−２４９１８８号公報 特開２００２−１３９７５２号公報 特開２００３−３２２８８０号公報

本発明は、第１の粒子を移動させた後に第１の粒子より低閾値の第２の粒子を移動させる場合と比較して、第１の粒子及び第２の粒子の駆動時間を短縮することができる表示媒体の駆動装置、駆動プログラム、及び表示装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明の表示媒体の駆動装置は、一対の基板と、前記一対の基板の基板間に封入された分散媒中に分散され、絶対値が第１の閾値以上の電圧が前記基板間に印加されることにより移動する第１の粒子群と、前記第１の粒子群と色が異なり、前記分散媒中に分散され、絶対値が前記第１の閾値より小さい第２の閾値以上の電圧が前記基板間に印加されることにより移動する第２の粒子群と、を有する表示媒体に対して、前記第２の粒子群の表示濃度に対応した前記第２の粒子群の駆動電圧を設定すると共に、前記第１の粒子群の閾値特性を段階的に変化させるための複数の初期駆動電圧のうち、前記設定した前記第２の粒子群の駆動電圧及び前記第１の粒子群の表示濃度に対応した初期駆動電圧であって、前記第１の粒子群の全て及び前記第２の粒子群の全てを前記一対の基板のうち何れかの基板に各々移動させる初期駆動電圧の電圧値及び電圧印加時間を設定する設定手段と、前記設定手段により設定された前記電圧値及び電圧印加時間の初期駆動電圧を前記基板間に印加した後、前記設定手段により設定された前記第２の粒子群の表示濃度に対応した前記第２の粒子群の駆動電圧を前記基板間に印加する電圧印加手段と、を備える。
請求項２記載の発明は、前記設定手段は、前記初期駆動電圧の電圧値として、予め定めた電圧値を設定する共に、前記初期駆動電圧の電圧印加時間として、予め定めた複数の電圧印加時間のうち、前記第２の粒子群の表示濃度に対応した前記第２の粒子群の駆動電圧及び前記第１の粒子群の表示濃度に対応した電圧印加時間を設定する。

請求項３記載の発明の表示媒体の駆動プログラムは、コンピュータを、請求項１又は請求項２記載の表示媒体の駆動装置を構成する各手段として機能させる。

請求項４記載の発明の表示装置は、一対の基板と、前記一対の基板の基板間に封入された分散媒中に分散され、絶対値が第１の閾値以上の電圧が前記基板間に印加されることにより移動する第１の粒子群と、前記第１の粒子群と色が異なり、前記分散媒中に分散され、絶対値が前記第１の閾値より小さい第２の閾値以上の電圧が前記基板間に印加されることにより移動する第２の粒子群と、を有する表示媒体と、前記請求項１又は請求項２記載の前記表示媒体の駆動装置と、を備える。

請求項１〜４記載の発明によれば、第１の粒子を移動させた後に第１の粒子より低閾値の第２の粒子を移動させる場合と比較して、第１の粒子及び第２の粒子の駆動時間を短縮することができる、という効果を有する。

表示装置を示す概略図である。 各泳動粒子の閾値特性を示す図である。 電界強度と駆動時間との関係を示す線図である。 駆動エネルギーと閾値電界強度との関係を示す線図である。 各泳動粒子の閾値特性を示す図である。 駆動エネルギーと閾値電界強度との関係を示す線図である。 マゼンダ粒子Ｍの閾値特性とシアン粒子の濃度と印加電圧との関係を示す表である。 制御部で実行される処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。作用・機能が同じ働きを担う部材には、全図面を通して同じ符合を付与し、重複する説明を省略する場合がある。また、説明を簡易化するために、適宜１つのセルに注目した図を用いて本実施形態を説明する。

また、シアン色の粒子をシアン粒子Ｃ、マゼンタ色の粒子をマゼンタ粒子Ｍ、黄色の粒子を黄色粒子Ｙと記し、各粒子とその粒子群は同じ記号（符号）によって示す。

図１（Ａ）は、本実施形態に係る表示装置を概略的に示している。この表示装置１００は、表示媒体１０と、表示媒体１０を駆動する駆動装置２０と、を備えている。駆動装置２０は、表示媒体１０の表示側電極３、背面側電極４間に電圧を印加する電圧印加部３０と、表示媒体１０に表示させる画像の画像情報に応じて電圧印加部３０を制御する制御部４０と、を含んで構成されている。

表示媒体１０は、画像表示面とされる、透光性を有する表示基板１と、非表示面とされる背面基板２と、が間隙を持って対向して配置されている。

これらの基板１、２間を定められた間隔に保持すると共に、該基板間を複数のセルに区画する間隙部材５が設けられている。

上記セルとは、背面側電極４が設けられた背面基板２と、表示側電極３が設けられた表示基板１と、間隙部材５と、によって囲まれた領域を示している。セル中には、例えば絶縁性液体で構成された分散媒６と、分散媒６中に分散された第１粒子群１１、第２粒子群１２、及び白色粒子群１３とが封入されている。

第１粒子群１１と第２粒子群１２は、色及び帯電極性が互いに異なり、一対の電極３、４間に予め定めた閾値電圧以上の電圧を印加することにより、第１粒子群１１及び第２粒子群１２がそれぞれ単独で泳動する特性を有している。一方、白色粒子群１３は、第１粒子群１１、第２粒子群１２よりも帯電量が少なく、第１粒子群１１、第２粒子群１２が何れか一方の電極側まで移動する電圧が電極間に印加されても、何れの電極側まで移動しない粒子群である。

なお、分散媒に着色剤を混合することで、泳動粒子の色とは異なる白色を表示させてもよい。

駆動装置２０（電圧印加部３０及び制御部４０）は、表示媒体１０の表示側電極３、背面側電極４間に表示させる色に応じた電圧を印加することにより、粒子群１１、１２を泳動させ、それぞれの帯電極性に応じて表示基板１、背面基板２の何れか一方に引き付ける。

電圧印加部３０は、表示側電極３及び背面側電極４にそれぞれ電気的に接続されている。また、電圧印加部３０は、制御部４０に信号授受されるように接続されている。

制御部４０は、図１（Ｂ）に示すように、例えばコンピュータ４０として構成される。コンピュータ４０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４０Ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）４０Ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４０Ｃ、不揮発性メモリ４０Ｄ、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）４０Ｅがバス４０Ｆを介して各々接続された構成であり、Ｉ／Ｏ４０Ｅには電圧印加部３０が接続されている。この場合、各色の表示に必要な電圧の印加を電圧印加部３０に指示する処理をコンピュータ４０に実行させるプログラムを、例えば不揮発性メモリ４０Ｄに書き込んでおき、これをＣＰＵ４０Ａが読み込んで実行させる。なお、プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体により提供するようにしてもよい。

電圧印加部３０は、表示側電極３及び背面側電極４に電圧を印加するための電圧印加装置であり、制御部４０の制御に応じた電圧を表示側電極３及び背面側電極４に印加する。

本実施形態では、一例として背面側電極４を接地し、表示側電極３に電圧を印加する場合について説明する。

図２には、背面側電極４をグランド（０Ｖ）として表面側電極３に電圧を印加した場合に基板間に印加される電界強度（Ｖ／μｍ）と、各粒子群による表示濃度との関係（閾値特性）を示したものである。図２では、シアン粒子Ｃの閾値特性を５０Ｃ、マゼンダ粒子Ｍの閾値特性を５０Ｍで表わしている。なお、本実施形態では、一例としてマゼンダ粒子Ｍが負に帯電し、シアン粒子Ｃが正に帯電されたものとして説明する。

図２に示すように、背面基板２側の負に帯電されたマゼンダ粒子Ｍが表示基板１側へ移動開始する電界強度（閾値電界強度）は＋Ｖ_ＭＬであり、全てのマゼンダ粒子Ｍが表示基板１側に移動終了する電界強度（閾値電界強度）は＋Ｖ_ＭＨである。また、表示基板１側のマゼンダ粒子Ｍが背面基板２側へ移動開始する電界強度（閾値電界強度）は−Ｖ_ＭＬであり、全てのマゼンダ粒子Ｍが背面基板２側に移動終了する電界強度（閾値電界強度）は−Ｖ_ＭＨである。

従って、＋Ｖ_ＭＬ以上の電界強度が基板間に印加されることにより背面基板２側のマゼンダ粒子が表示基板１側へ移動開始し、＋Ｖ_ＭＨ以上の電界強度が基板間に印加されることにより全てのマゼンダ粒子Ｍが表示基板１側に移動する。また、−Ｖ_ＭＬ以下の電界強度が基板間に印加されることにより表示基板１側のマゼンダ粒子Ｍが背面基板２側へ移動開始し、−Ｖ_ＭＨ以下の電界強度が基板間に印加されることにより全てのマゼンダ粒子Ｍが背面基板２側に移動する。

また、背面基板２側のシアン粒子Ｃが表示基板１側へ移動開始する電界強度（閾値電界強度）は−Ｖ_ＣＬであり、全てのシアン粒子Ｃが表示基板１側に移動終了する電界強度（閾値電界強度）は−Ｖ_ＣＨである。また、表示基板１側のシアン粒子Ｃが背面基板２側へ移動開始する電界強度（閾値電界強度）は＋Ｖ_ＣＬであり、全てのシアン粒子Ｃが背面基板２側に移動終了する電界強度（閾値電界強度）は＋Ｖ_ＣＨである。

従って、−Ｖ_ＣＬ以下の電圧を印加することで背面基板２側のシアン粒子Ｃが表示基板１側へ移動開始し、−Ｖ_ＣＨ以下の電界強度が基板間に印加されることにより全てのシアン粒子Ｃが表示基板１側に移動する。また、＋Ｖ_ＣＬ以上の電圧を印加することで表示基板１側のシアン粒子Ｃが背面基板２側へ移動開始し、＋Ｖ_ＣＨ以上の電界強度が基板間に印加されることにより全てのシアン粒子Ｃが背面基板２側に移動する。

ここで、電界強度と粒子の駆動時間（粒子の移動時間）との関係は、図３に示すような関係となる。図３では、マゼンダ粒子Ｍの電界強度と粒子の駆動時間との関係を示す特性を特性５２Ｍ、シアン粒子Ｃの電界強度と粒子の駆動時間との関係を示す特性を特性５２Ｃで表している。図３に示すように、基板間に印加される電界強度が大きいほど、駆動時間は短くなる。また、閾値電界強度が小さい粒子ほど、駆動時間も短い。

また、図４に示すように、粒子が一方の基板から他方の基板へ移動開始する電界強度の絶対値をＶ_Ｌ、全ての粒子が一方の基板から他方の基板へ移動終了する電界強度の絶対値をＶ_Ｈとすると、粒子を移動させるための駆動エネルギーによって閾値電界強度は変動し、駆動エネルギーが小さいほど、閾値電界強度も小さくなる。例えばマゼンダ粒子Ｍの閾値特性が、図４に示すように駆動エネルギーがＡの場合の閾値特性であって図２に示す閾値特性５０Ｍであったとする。そして、例えば電圧値を固定にして電圧印加時間を短くすることで駆動エネルギーを図４に示す駆動エネルギーＢにした場合、駆動エネルギーＢは駆動エネルギーＡよりも小さいので、閾値特性は、図２に示すように、閾値特性５０Ｍから５０Ｍ’にシフトする。また、図３に示すように、マゼンダ粒子Ｍの電界強度と粒子の駆動時間との関係を示す特性は、特性５２Ｍ’のようになる。

図５には、マゼンダ粒子Ｍを移動させる際に印加する電圧の電圧値を固定し、電圧印加時間を変化させることで閾値特性を４段階に変化させた場合の閾値特性を示した。同図では、マゼンダ粒子Ｍの閾値特性をＶ_ｔｈＭ３、Ｖ_ｔｈＭ２、Ｖ_ｔｈＭ１、Ｖ_ｔｈＭ０、シアン粒子Ｃの閾値特性をＶ_ｔｈＣで示している。

図６には、マゼンダ粒子Ｍの閾値特性Ｖ_ｔｈＭ３、Ｖ_ｔｈＭ２、Ｖ_ｔｈＭ１、Ｖ_ｔｈＭ０と駆動エネルギーとの関係を示した。ここでは、駆動エネルギーは、表示側電極３に電圧値Ｖ_Ｍ３の電圧を印加した場合の電圧印加時間である。

図６に示すように、閾値特性Ｖ_ｔｈＭ３は、電圧値Ｖ_Ｍ３、電圧印加時間ｔ_Ｍ３３の電圧を表示側電極３に印加した場合の閾値特性である。また、閾値特性Ｖ_ｔｈＭ２は、電圧値Ｖ_Ｍ３、電圧印加時間ｔ_Ｍ３２の電圧を表示側電極３に印加した場合の閾値特性である。また、閾値特性Ｖ_ｔｈＭ１は、電圧値Ｖ_Ｍ３、電圧印加時間ｔ_Ｍ３１の電圧を表示側電極３に印加した場合の閾値特性である。また、閾値特性Ｖ_ｔｈＭ０は、電圧値Ｖ_Ｍ３、電圧印加時間ｔ_Ｍ３０の電圧を表示側電極３に印加した場合の閾値特性である。そして、図６に示すように、ｔ_Ｍ３３＞ｔ_Ｍ３２＞ｔ_Ｍ３１＞ｔ_Ｍ３０である。

また、図７には、シアン粒子Ｃの濃度（Ｃ濃度）Ｄ_Ｃ０〜Ｄ_Ｃ３、Ｃ濃度をＤ_Ｃ０〜Ｄ_Ｃ３にする場合に表示側電極３に印加すべき電圧（Ｃ電圧）Ｖ_Ｃ０〜Ｖ_Ｃ３、及びマゼンダ粒子Ｍの濃度（Ｍ濃度）Ｄ_Ｍ０〜Ｄ_Ｍ３の対応関係を、マゼンダ粒子Ｍの閾値特性Ｖ_ｔｈＭ３、Ｖ_ｔｈＭ２、Ｖ_ｔｈＭ１、Ｖ_ｔｈＭ０毎に示した。

図５に示すように、シアン粒子Ｃの閾値特性Ｖ_ｔｈＣとマゼンダ粒子Ｍの閾値特性Ｖ_ｔｈＭ２、Ｖ_ｔｈＭ１、Ｖ_ｔｈＭ０とはクロスする。このため、図７に示すように、マゼンダ粒子Ｍの閾値特性がＶ_ｔｈＭ２、Ｖ_ｔｈＭ１、Ｖ_ｔｈＭ０の何れかの場合は、Ｃ電圧を変化させると、すなわちＣ濃度を変化させると、これに応じてマゼンダ粒子Ｍの濃度も変化する。

従って、表示すべきシアン粒子Ｃの濃度及びマゼンダ粒子Ｍの濃度に応じて、マゼンダ粒子Ｍの閾値特性を設定することにより、シアン粒子Ｃ及びマゼンダ粒子Ｍが同時に駆動され、シアン粒子Ｃ及びマゼンダ粒子Ｍを別々に駆動する場合と比較して駆動時間が短縮される。

例えば、図７の一点鎖線及び点線の枠で示したように、表示すべきシアン粒子Ｃの濃度がＤ_Ｃ１、表示すべきマゼンダ粒子Ｍの濃度がＤ_Ｍ２の場合は、マゼンダ粒子Ｍの閾値特性Ｖ_ｔｈＭ０を選択すればよい。これにより、シアン粒子Ｃ及びマゼンダ粒子Ｍが同時に駆動され、シアン粒子Ｃの濃度がＤ_Ｃ１、マゼンダ粒子Ｍの濃度がＤ_Ｍ２となる。

次に、制御部４０のＣＰＵ４０Ａで実行される制御について図８に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、ステップＳ１０では、表示媒体１００に表示させるべき画像の画像情報を例えばＩ／Ｏ４０Ｅを介して図示しない外部装置から取得する。

ステップＳ１２では、シアン粒子Ｃの表示濃度に応じたシアン粒子ＣのＣ電圧を設定する。例えば、表示すべきシアン粒子Ｃの濃度がＤ_Ｃ１の場合は、図７に示すように、Ｃ電圧Ｖ_Ｃ１を設定する。

ステップＳ１４では、シアン粒子ＣのＣ電圧を印加したときにマゼンダ粒子Ｍが所望の表示濃度となる閾値特性を設定する。例えば、表示すべきシアン粒子Ｃの濃度がＤ_Ｃ１、すなわち印加すべきＣ電圧がＶ_Ｃ１で、所望のマゼンダ粒子Ｍの濃度がＤ_Ｍ２の場合は、図７に示すように、マゼンダ粒子Ｍの閾値特性Ｖ_ｔｈＭ０を設定する。

ステップＳ１６では、ステップＳ１４で設定した閾値特性に応じた初期駆動電圧を表示側電極３に印加する。具体的には、例えば閾値特性Ｖ_ｔｈＭ０が設定された場合には、電圧値Ｖ_Ｍ３、電圧印加時間ｔ_Ｍ３０の電圧を表示側電極３に印加するように電圧印加部３０に設定する。これにより、全てのマゼンダ粒子Ｍが背面基板２側へ移動すると共に、全てのシアン粒子Ｃが表示基板１側へ移動する。また、マゼンダ粒子Ｍの閾値特性はＶ_ｔｈＭ０となる。

ステップＳ１８では、シアン粒子Ｃの表示濃度に応じた電圧であると共にマゼンダ粒子Ｍの表示濃度に応じた電圧を表示側電極３に印加する。例えばシアン粒子Ｃの表示濃度がＤ_Ｃ１の場合には、図５、７に示すように、電圧Ｖ_Ｃ１を表示側電極３に印加するように電圧印加部３０に設定する。これにより、シアン粒子Ｃ及びマゼンダ粒子Ｍが同時に駆動され、シアン粒子Ｃの表示濃度はＤ_Ｃ１に、マゼンダ粒子Ｍは閾値特性Ｖ_ｔｈＭ０で駆動されるので表示濃度はＤ_Ｍ２となる。

このように、本実施形態では、表示すべきシアン粒子Ｃの濃度及びマゼンダ粒子Ｍの濃度に応じて、マゼンダ粒子Ｍの閾値特性を設定し、設定した閾値特性に応じた初期駆動電圧を表示側電極３に印加した後、シアン粒子Ｃ及びマゼンダ粒子Ｍの表示濃度に応じた電圧を表示側電極３に印加する。これにより、シアン粒子Ｃ及びマゼンダ粒子Ｍが同時に駆動されるため、シアン粒子Ｃ及びマゼンダ粒子Ｍを別々に駆動する場合と比較して駆動ステップが一つ減るため、駆動時間が短縮される。

なお、本実施形態では、電圧値を固定して電圧印加時間を変更にすることでマゼンダ粒子Ｍの閾値特性を変更する場合について説明したが、電圧印加時間を固定にして電圧値を変更することでマゼンダ粒子Ｍの閾値特性を変更するようにしてもよい。

また、本実施形態では、粒子群がマゼンダ粒子Ｍとシアン粒子Ｃの２種類の場合について説明したが、粒子の種類は３種類以上でもよい。例えば、粒子群がマゼンダ粒子Ｍ、シアン粒子Ｃ、黄色粒子Ｙの３種類の場合についても本発明は適用される。

１ 表示基板
２ 背面基板
３ 表示側電極
４ 背面側電極
５ 間隙部材
６ 分散媒
１０ 表示媒体
１１ 第１泳動粒子（群）
１２ 第２泳動粒子（群）
１３ 白色粒子（群）
２０ 駆動装置
３０ 電圧印加部（電圧印加手段）
４０ 制御部（設定手段）
１００ 表示装置
Ｃ シアン粒子（群）
Ｍ マゼンタ粒子（群）

Claims (4)

1. 一対の基板と、前記一対の基板の基板間に封入された分散媒中に分散され、絶対値が第１の閾値以上の電圧が前記基板間に印加されることにより移動する第１の粒子群と、前記第１の粒子群と色が異なり、前記分散媒中に分散され、絶対値が前記第１の閾値より小さい第２の閾値以上の電圧が前記基板間に印加されることにより移動する第２の粒子群と、を有する表示媒体に対して、
   前記第２の粒子群の表示濃度に対応した前記第２の粒子群の駆動電圧を設定すると共に、前記第１の粒子群の閾値特性を段階的に変化させるための複数の初期駆動電圧のうち、前記設定した前記第２の粒子群の駆動電圧及び前記第１の粒子群の表示濃度に対応した初期駆動電圧であって、前記第１の粒子群の全て及び前記第２の粒子群の全てを前記一対の基板のうち何れかの基板に各々移動させる初期駆動電圧の電圧値及び電圧印加時間を設定する設定手段と、
   前記設定手段により設定された前記電圧値及び電圧印加時間の初期駆動電圧を前記基板間に印加した後、前記設定手段により設定された前記第２の粒子群の表示濃度に対応した前記第２の粒子群の駆動電圧を前記基板間に印加する電圧印加手段と、
   を備えた表示媒体の駆動装置。
2. 前記設定手段は、前記初期駆動電圧の電圧値として、予め定めた電圧値を設定する共に、前記初期駆動電圧の電圧印加時間として、予め定めた複数の電圧印加時間のうち、前記第２の粒子群の表示濃度に対応した前記第２の粒子群の駆動電圧及び前記第１の粒子群の表示濃度に対応した電圧印加時間を設定する
   請求項１記載の表示媒体の駆動装置。
3. コンピュータを、請求項１又は請求項２記載の表示媒体の駆動装置を構成する各手段として機能させるための表示媒体の駆動プログラム。
4. 一対の基板と、前記一対の基板の基板間に封入された分散媒中に分散され、絶対値が第１の閾値以上の電圧が前記基板間に印加されることにより移動する第１の粒子群と、前記第１の粒子群と色が異なり、前記分散媒中に分散され、絶対値が前記第１の閾値より小さい第２の閾値以上の電圧が前記基板間に印加されることにより移動する第２の粒子群と、を有する表示媒体と、
   前記請求項１又は請求項２記載の前記表示媒体の駆動装置と、
   を備えた表示装置。

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