(57)【要約】別個にアドレス可能な複数のピクセルを有するディスプレイ装置である。各ピクセルは、第１の基板と、第２の基板と、第１の基板と第２基板との間に配置されたポリエレクトロクロミック材料を有する。少なくとも２つの独立した電極は、基板に関連付けられる。１つの独立した導電性対向電極は、第２の基板に関連付けられる。各電極は、独立して制御可能な電源に夫々接続される。ディスプレイ装置は、面積比で定められたピクセルの色状態を生成するよう第１の色状態から第２の色状態へポリエレクトロクロミック材料の部分的切換えを行うために、各ピクセルにて一様でない電界を生成するよう各電極に夫々印加される電圧を制御する手段を有する。
2005535929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
独立してアドレス可能な複数のピクセルを有するディスプレイ装置であって、
前記ピクセルは、
第１の基板と、
第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置されたポリエレクトロクロミック材料と、
前記第１の基板と関連した少なくとも２つの独立した電極と、
前記第２の基板と関連付した独立した対向電極と、
を有し、
各電極は、独立して制御可能な電源に夫々接続され、
面積比で定められたピクセルの色状態を生成するよう第１の色状態から第２の色状態へポリエレクトロクロミック材料の部分的切替えを行うために、各ピクセルにて一様でない電界を生成するよう各電極に夫々印加された電圧を制御する手段を有するディスプレイ装置。
【請求項２】
電圧が各電極に夫々印加される時間を制御する手段を更に有する、請求項１記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
第２の色状態にある際、第２の色状態から第１の色状態へのリセットを行うために、前記ピクセルの各電極に夫々印加される電圧を制御する手段を更に有する、請求項１記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
予め生成した色状態を記憶するための記憶装置を更に有する、請求項１記載のディスプレイ装置。
【請求項５】
到達すべき色状態を予め生成された色状態と比較する手段を更に有する、請求項４記載のディスプレイ装置。
【請求項６】
所望の色状態に到達するよう各電極に夫々印加されるべき必要な電位を決定する手段を更に有する、請求項５記載のディスプレイ装置。
【請求項７】
第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置されたポリエレクトロクロミック材料とを有する、ディスプレイ装置のピクセル内のアナログの色状態を生成する方法であって、
第１の基板に関連した少なくとも２つの独立した電極を設ける段階と、
第２の基板に関連した独立した対向電極を設ける段階と、
各電極を、独立した制御可能な電源に夫々接続する段階と、
面積比で定められたピクセルの色状態を生成するよう第１の色状態から第２の色状態へポリエレクトロクロミック材料の部分的切換えを行うために、各ピクセルにて一様でない電界を生成するよう各電極に夫々印加された電圧を制御する手段を提供する段階と、
を有する方法。
【請求項８】
各電極に電圧が夫々印加される時間を制御する段階を更に有する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
予め生成された色状態を保存する記憶装置手段を提供する段階と、
到達すべき色状態を予め生成された色状態と比較する手段を提供する段階と、
所望の色状態に到達するために各電極に夫々印加すべき必要な電位を決定する手段を提供する段階と、
を更に有する、請求項７記載の方法。
【請求項１０】
デジタル・コンピュータの内部メモリに直接ロード可能なコンピュータ・プログラム製品であって、前記製品がコンピュータ上で実行されている際、
エレクトロクロミック・ディスプレイ装置における独立してアドレス可能なピクセルの少なくとも２つの独立した電極を、独立して制御可能な電源に接続させる段階と、
各ピクセルにおける一様でない電界を生成するために各電極に夫々印加される電圧の制御を行う段階と、
各電極に電圧を夫々印加する時間を制御する段階と、
を行わせるソフトウェア・コード部分を有するコンピュータ・プログラム製品。
【請求項１１】
コンピュータで読み取り可能な記録媒体上に記録されたコンピュータ・プログラム製品であって、
エレクトロクロミック・ディスプレイ装置の別個にアドレス可能なピクセルの少なくとも２つの独立した電極に、独立して制御可能な電源への接続を提供する段階と、
各ピクセルで一様でない電界を生成するために各電極に夫々印加された電圧を制御する段階と、
各電極に電圧を夫々印加する時間を制御する段階と、
をコンピュータに行わせるコンピュータで読み取り可能なプログラム・コードの手段を有するコンピュータ・プログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、エレクトロクロミック・ディスプレイ装置の分野に関連し、特にかかるディスプレイ装置にフルカラーを提供するための方法及び装置に係る。より詳細には、本願はエレクトロクロミック・ディスプレイ装置にアナログのイントリンシック・フルカラー（ａｎａｌｏｇ  ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ  ｆｕｌｌ  ｃｏｌｏｒ）を提供するための効率的なシステムに係る。また本願は、コンピュータ・プログラム製品がコンピュータ上で実行されている際に、エレクトロクロミック・ディスプレイ機器にアナログのイントリンシック・フルカラーを提供する、システム及び方法を達成するためのソフトウェア・コード部分を有するコンピュータ・プログラム製品に係る。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロクロミック・ディスプレイ装置が、電子ペーパー型ディスプレイの候補として研究されている。しかしながら、今日の市販の電子ディスプレイ技術では切換えスピードが遅く且つ電力消費量も多く、ディスプレイ市場のニーズには見合っていない。最近、性能の改善に向け、化学的に変更されたナノ構造のメソフォラス・フィルム等のナノ材料の使用の傾向がある。かかる材料の使用は、期待のできる結果を示している。しかしながら、エレクトロクロミック・ディスプレイに関して残る主要な課題の一つとして、色の生成がある。
【０００３】
マルチカラーのエレクトロクロミック・ディスプレイを提供するための従来技術の一つのアプローチは、ディスプレイ側電極と対向電極の間に印加される電圧範囲を利用して、ディスプレイのセルにおいて２色よりも多くの色を達成し、ディスプレイのセルの色を変更させることを提言している。この形式のシステムは、米国特許第４、３７１、２３６号（特許文献１）に開示されている。
【特許文献１】米国特許第４、３７１、２３６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、エレクトロクロミック・ディスプレイ機器にフルカラーを与える、改善された装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題は、請求項１に記載の本発明に従った装置によって解決される。
【０００６】
本発明の更なる課題は、エレクトロクロミック・ディスプレイ機器にフルカラーを与える改善された方法を提供することである。
【０００７】
本課題は、請求項７に記載の本発明に従った方法によって解決される。
【０００８】
本発明の更にもう一つの課題は、コンピュータ・プログラム製品がコンピュータ上で実行されている際に、エレクトロクロミック・ディスプレイ機器にフルカラーを提供する装置及び方法を達成するためのソフトウェア・コード部分を有する改良されたコンピュータ・プログラム製品を提供することである。
【０００９】
本課題は、請求項１０に特定される通り、コンピュータ・プログラム製品によって解決される。
【００１０】
本発明の更に有利な実施例は、従属項にて特定される。
更に本発明の他の課題及び特性は、添付図面と合わせてなされる次の詳細な説明によって明らかとなる。しかしながら、図面は単に図解を目的として書かれたものであり本発明の範囲を定義するものではなく、範囲の定義は添付の特許請求の範囲を参照すべきであることが理解される。更に、図面は必ずしも一定の縮尺で描かれたものではなく、特に指示のない限り、単に概念的にこの中に記述された構成及び手順を図解することを意図したものである、と理解されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
添付図面中、複数の図面にわたって同様の参照符号は同様の要素を意味する。
【００１２】
図１は、第１の実施例に従った、エレクトロクロミック・ディスプレイのピクセル１の概略断面図を示す。エレクトロクロミック・ディスプレイの各ピクセルは、ピクセル間でのクロストークを避けるために、別個にアドレス可能であり、電気的又は物理的のいずれかで互いに分離できる。ピクセル１は、望ましくは透明でありガラス等の材料から作られた或いはプラスチック板から作られた第１の基板６と、例えばバックライト・ディスプレイのように場合によってはやはり透明であってもよい第２の基板７と、第１の基板６と第２の基板７との間に配置されたポリエレクトロクロミック材料２と、第１の基板６に関連し望ましくは透明である少なくとも２つの独立した導電性電極３、４と、第２の基板７に関連付けられる導電性対向電極５と、を有する。ピクセル１は更に、前記ポリエレクトロクロミック材料２及び前記対向電極５と接触する透明の電解材料を有する。ポリエレクトロクロミック材料はエレクトロクロミック溶液であり、酸化状態によってＲＧＢ（赤色、緑色、青色）又はＣＭＹ（シアン、マゼンタ、イエロー）のような原色を発生することができる。複数のポリエレクトロクロミック材料がかかる特徴をもつことは、当業者には知られている。各電極３、４、５は、独立して制御可能な電圧源（図示せず）に夫々接続される。ディスプレイ装置は、例えばマイクロプロセッサを有してもよい電子式ディスプレイ制御装置のような各電極３、４、５に夫々印加された電圧を制御する手段（図示せず）を有する。例として、電極４及び対向電極５に０Ｖが印加されていると同時に、約２Ｖの電圧が電極３に印加されている場合の電界線を、図１に示す。これらの不均一な電界は、第１の色状態から第２の色状態へのポリエレクトロクロミック材料２の部分的な切換えを引き起こすと考えられる（図中では、ポリエレクトロクロミック材料２の異なるグレー・レベル領域によって示される）。不均一な電界分布のために、電荷の流れは初期的には、正に帯電された電極３に近い領域に集中すると考えられる。結果として、この領域は最初に切り換わり、且つ、ピクセル１はそのポリエレクトロクロミック材料２の一部を第１の色で、及びそのポリエレクトロクロミック材料２の一部をほかの色で生成されると考えられる。もし更なる電荷が、正に帯電された電極により近い領域を通ることが可能であれば、印加電圧が充分に高いという条件下では、他の第３の色への更なる変化が予想されうる。色を変化させる領域は帯電電子の横分布によって定義され、電界分布によって決定される。このような方法で、例えばピンクのような多くの色合いがピクセル１にて生成されうる。この方法で生成された色は、ポリエレクトロクロミック材料２に到達する電荷の総量によって、従って、ピクセル１の電極３、４、５が、電源に夫々接続される時間によって、定義される。より高い電圧の負荷又は更に長時間の使用は、ポリエレクトロクロミック材料２が更なる色状態へ変化することを引き起こす可能性がある。好適なタイプのディスプレイにとって所望の状態への切換えに必要な時間は１秒未満である。消去即ちリセットは、極性を変更することで容易に行うことができる。かかるリセットは、全ての可能なグレー・レベルを生成しうる基準状態を定義するために利用することができる。リセットが使用されない場合、新しい色状態に到達するために正確な電荷（又は放電）量を供給する前に、ピクセルの以前の状態を記憶することが必要であると考えられる。この場合には、エレクトロクロミック・ディスプレイは記憶装置の手段（図示せず）を有し、その記憶装置では生成された以前の色状態が記憶され、到達すべき新しい色状態が前の色状態と比較され、所望の色状態に到達するために印加されるべき必要な電荷（放電）が決定される。
【００１３】
図２は、負電位が長時間対向電極５に与えられると同時に０Ｖが電極３及び４に印加されている場合のピクセル１を示す。この場合、ピクセル１は、その全てのポリエレクトロクロミック材料２を第１の色として、生成されると考えられる。かかる状態は、リセット状態として利用されうる。
【００１４】
図３では、対向電極５に０Ｖが印加されると同時に中度の正電位が電極３及び4に一定期間与えられている場合のピクセル１を示す。この場合、ピクセル１は、正に帯電された電極３及び４に近いポリエレクトロクロミック材料２の領域は第１の色として、且つ、電極３、４間の中心に位置するポリエレクトロクロミック材料２の一部分は第２の色として、ピクセル１は生成されると考えられる。
【００１５】
図４では、０Ｖが電極４に印加されると同時に、図３の場合と比較して少々強度の正電位が同じ期間電極３に与えられ、０Ｖが対向電極５に印加される場合のピクセル１を示す。この場合、ピクセル１のうち、正に帯電された電極３に最も近いポリエレクトロクロミック材料２の多少大きな部分は第１の色として、且つ、０Ｖ電極４の最も近くに位置するポリエレクトロクロミック材料２の一部分は第２の色として、ピクセル１が生成されると考えられる。
【００１６】
図５では、０Ｖが電極４に印加されると同時に、図３及び図４の陽電位範囲間の正電位が電極３に与えられ、０Ｖが対向電極５に印加される場合のピクセル１を示す。この場合、ピクセル１は、正に帯電された電極３に最も近いポリエレクトロクロミック材料２の約半分を第１の色として、且つ、０Ｖ電極４の最も近くに位置するポリエレクトロクロミック材料２の半分は第２の色として、ピクセル１が生成されると考えられる。
【００１７】
図６は、０Ｖが電極４に印加されると同時に、図２の場合と同様の中度の正電位が電極３に与えられ、対向電極５にも０Ｖが印加される場合のピクセル１を示す。この場合、ピクセル１のうち、正に帯電された電極３に最も近いポリエレクトロクロミック材料２の小さな一部分は第１の色として、且つ、０Ｖ電極４の最も近くに位置するポリエレクトロクロミック材料２の残りの部分は第２の色として、ピクセル1が生成されると考えられる。図６に示されている状態は本質的に、図１に示されている状態と対応する。
【００１８】
図７は、０Ｖが電極３及び４に印加され、正電位が対向電極５に与えられる場合のピクセル１を示す。この場合、ピクセル１は、全てのそのポリエレクトロクロミック材料２を第２の色として生成される。この状態はリセット状態としても使用されうる。
【００１９】
図１乃至図７から明白である通り、本発明によるディスプレイのピクセル１における独立で制御可能な複数の電極の使用は、夫々の電極３、４、５に与えられる電位及びポリエレクトロクロミック材料２の適切な部分の切換えを行う時間を制御することで、ピクセル１におけるアナログの色状態の生成を遂行する可能性を容易にする。各ピクセルに２つよりも多い電極を提供することにより、ピクセルにおける確定された色のより広い領域を定義するために、追加の電極を使用することが可能である。かかる方法によって、単一のピクセル内で２色より多い色を生成することもまた可能であろう。このことは図８中において、ピクセルを図７の状態までリセットさせることから始まり、０Ｖを対向電極５に、中電圧を電極３に、それより高い電圧を電極４に印加することにより、２色の追加の色の領域が電極３、４付近で生成され、ゆえにピクセル内で３つの別個の色の領域が色状態に提供されている、ことを示している。
【００２０】
マイクロプロセッサを有する電子ディスプレイ制御装置を使用する場合、ソフトウェア・コード部分を有するコンピュータ・プログラム製品は、前記コンピュータ・プログラム製品が制御装置のマイクロプロセッサ上で実行されている際に、エレクトロクロミック・ディスプレイ機器のピクセルに種々の色状態を提供する、本発明に従って与えられた電位を制御するために使用されてもよい。
【００２１】
第１の基板６と、第２の基板７と、第１の基板６及び第２の基板７との間に配置されたポリエレクトロクロミック材料２と、を有するディスプレイ装置のピクセル１においてアナログの色状態を生成する方法は、第１の基板６に関連した少なくとも二つの独立した電極３、４を提供する段階と、第２の基板７に関連した独立した対向電極５を提供する段階と、各電極３、４、５に独立して制御可能な電圧源への夫々の接続を提供する段階と、面積比で定められたピクセルの色状態を生成するよう第１の色状態から第２の色もしくはそれ以上の色状態へとポリエレクトロクロミック材料２の部分的切換えを行うために、各ピクセル１にて一様でない電界を作り出すよう各電極３、４、５に夫々印加された電圧を、制御する手段を提供する段階と、を有する。前記方法はまた、各電極３、４、５に電圧を夫々印加する間の時間を制御する手段を提供する段階も可能とする。前記方法は又、色状態間の切換えを容易にするために、予め生成された色状態を記憶する記憶装置手段を提供する段階と、到達すべき色状態を予め生成された色状態と比較する手段を提供する段階と、所望の色状態に到達するために各電極に夫々与えるべき所要電位を決定する手段を提供する段階と、を提案する。
【００２２】
このように、実施するための最良の形態に適した本発明について、基本的な新規の特徴を示し且つ説明し且つ指摘してきたが、当然のことながら、当業者によって本発明の精神から逸脱することなく、形式及び図示の装置の詳細及び装置の操作において様々な省略及び置換及び変更がなされる可能性がある。例えば、同一の結果に達するために、実質的に同一の様式で実質的に同一の機能を果たす構成物及び／又は方法段階の全ての組み合わせが、本発明の範囲内であることは明確に意図されている。更に、本発明の開示されたいずれかの様式又は実施例に関連して、図示及び／又は記述された、構造及び／又は構成物及び／又は方法段階が、開示或いは記述或いは提案されたいずれかの様式又は実施例にて、設計上の選択の一般的な事項として組み込まれる可能性がある、と認識されるべきである。ゆえに、当該文書に添付された請求項の範囲によって示されたもののみに制限されると意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】電界線が図示された本発明の第１の実施例による、ディスプレイ装置の１つのピクセルを示す概略断面図である。
【図２】第１の色のポリエレクトロクロミック層全体とともに図１のピクセルを示す概略断面図である。
【図３】中心に位置する第２の色のポリエレクトロクロミック層の一部及び第１の色のリム部分とともに図１のピクセルを示す概略断面図である。
【図４】第１の色のポリエレクトロクロミック層の大きい部分及び第２の色のより小さい部分とともに図１のピクセルを示す概略断面図である。
【図５】第１の色のポリエレクトロクロミック層の約半分及び第２の色の半分とともに図１のピクセルを示す概略断面図である。
【図６】第１の色のポリエレクトロクロミック層の小さい部分及び第２の色のより大きい部分とともに図１のピクセルを示す概略断面図である。
【図７】全体的に第２の色のポリエレクトロクロミック層とともに図１のピクセルを示す概略断面図である。
【図８】個別に第１、第２及び第３の色の３部分に夫々分けられたポリエレクトロクロミック層とともに図１のピクセルを示す概略断面図である。
【図１】
2005535929.tif 000003
【図２】
2005535929.tif 000004
【図３】
2005535929.tif 000005
【図４】
2005535929.tif 000006
【図５】
2005535929.tif 000007
【図６】
2005535929.tif 000008
【図７】
2005535929.tif 000009
【図８】
2005535929.tif 000010
【国際調査報告】
2005535929.tif 000011
2005535929.tif 000012
2005535929.tif 000013