(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、基板に関連する。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、独立した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グレーレベルを生成するよう第１の状態から第２の状態へエレクトロクロミック材料の部分的切換えを行なうために、各ピクセルにて一様でない電界を生成する生成するよう、各電極に夫々印加された電圧を制御する、という手段を有するディスプレイ装置である。
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【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グレー・レベルを生成するよう第１の状態から第２の状態へ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更に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の状態にある際、第２の状態から第１の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】
予め生成したグレー・レベル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】
到達すべきグレー・レベルを予め生成されたグレー・レベル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】
所望のグレー・レベルに到達するために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にアナログのグレースケール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グレー・レベルを生成するよう第１の状態から第２の状態へ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設ける段階と、
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】
予め生成されたグレー・レベルを記憶する記憶装置手段を設ける段階と、
到達すべきグレー・レベルを以前に生成されたグレー・レベルと比較する手段を設ける段階と、
所望のグレー・レベルに到達するために各夫々の電極に印加すべき必要な電位を決定する手段を設ける段階と、
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グレースケール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グレースケール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グレースケール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っている主要な課題の一つとして、グレースケールの生成がある。
【０００３】
グレースケールを提供するための従来技術の一つのアプローチは、１つの基板上で複数のサブ電極を使用して、各ディスプレイ要素（ピクセル）を複数の部分要素に分割するというものである。例えば、１５個の電極を設け、各ディスプレイ要素を１５の部分要素に分割し、レベル１６を提供する“ＯＦＦ”状態としての１５のグレースケール・レベル及び全ての部分要素を生成するよう、夫々の部分要素の連続的切換え動作によって１６のグレースケール・レベルを達成することができる。
【０００４】
グレースケールを提供するための他の従来技術のアプローチは、平らなベースの壁と同様に、例えば凹面のような湾曲した各ディスプレイのセルの外側の壁を有する、円形ディスプレイ・セル（ピクセル）の使用を提案する。電極を持つ湾曲した壁、及び対向電極を持つ平らなベースの壁を設けることにより、異なる電極間隔をもつ場所ができると考えられる。電極が円形をしている結果、光が印加電圧における変化に均等に伝達されうるエリアの同軸径が変わる。この形式のシステムは、国際公開第９１／１５８００号パンフレット（特許文献１）に開示されている。
【特許文献１】国際公開第９１／１５８００号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、エレクトロクロミック・ディスプレイ機器にグレースケールを与える、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】
【０００６】
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。
【０００７】
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グレースケールを与える改善された方法を提供することである。
【０００８】
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。
【０００９】
本発明の更に有利な実施例は、従属項にて特定される。
【００１０】
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グレースケール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。
【００１１】
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にとなる。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ものであることが理解される。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ことが更に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】
【００１２】
添付図面中、複数の図にわたって同様の参照符号は同様の要素を意味する。
【００１３】
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、例えば背後から照明されたディスプレイのように場合によってはやはり透明であり得る第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に関連した導電性対向電極５と、を有する。ピクセル１は更に、前記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。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。このように、ディスプレイ制御装置を使うと、一様でない電界が各ピクセルで生成されてもよい。例えば図１で、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は図示する通りである。これらの一様でない電界は、第１の（望ましくは透明の）状態から第２の（図中、エレクトロクロミック材料２のより濃い領域によって示される）状態への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。一様でない電界分布のために、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、そしてピクセル１はそのエレクトロクロミック材料２の一部を濃い状態で、及びそのエレクトロクロミック材料２の一部を透明の（明るい）状態で生成されると考えられる。このような方法で、面積比グレースケールは、ピクセル１にて生成されうる。この方法で生成されたグレー・レベルは、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が夫々の電源に接続される時間によって定義される。所望のタイプのディスプレイにとって所望の状態に切り換えるために必要な時間は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、新しいグレー・レベル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。かかる場合には、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、予め生成されたグレー・レベルが記憶され、到達すべき新しいグレー・レベルが前のグレー・レベルと比較され、所望のグレー・レベル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。
【００１４】
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、その全てのエレクトロクロミック材料２を濃い状態として、ピクセル1が生成されると考えられる。
【００１５】
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に一定期間に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に近いエレクトロクロミック材料２の領域は濃い状態として、並びに、電極３、４間の中心に位置するエレクトロクロミック材料２の一部分は透明の（明るい）状態として、ピクセル1が生成されると考えられる。
【００１６】
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。かかる場合、ピクセル１は、正に帯電された電極３に最も近いエレクトロクロミック材料２の多少大きな部分は濃い状態として、並びに、０Ｖ電極４の最も近くに位置するエレクトロクロミック材料２の一部分は透明の（明るい）状態として生成されると考えられる。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。この場合のピクセル１は、正に帯電された電極３に最も近いエレクトロクロミック材料２の約半分を濃い状態として、並びに、０Ｖ電極４の最も近くに位置するエレクトロクロミック材料２の半分は透明の（明るい）状態として、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。かかる場合、ピクセル１は、正に帯電された電極３に最も近いエレクトロクロミック材料２の極一部分は濃い状態として、並びに、０Ｖ電極４の最も近くに位置するエレクトロクロミック材料２の残りの部分は透明の（明るい）状態として、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。かかる場合、ピクセル１は、全てのエレクトロクロミック材料２は透明の（明るい）状態として生成される。
【００１９】
図１乃至図７から明白である通り、本発明に従ったディスプレイのピクセル１における別個に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エレクトロクロミック材料２の適切な部分が切り換える時間を制御することで、ピクセル１におけるアナログのグレー・レベルの生成を遂行する可能性を容易にする。
【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・ディスプレイ機器にグレースケール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うる。
【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エレクトロクロミック材料２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グレースケールを生成する方法は、第１の基板６に関連した少なくとも２つの独立した電極３、４を設ける段階と、第２の基板７に関連した独立した対向電極５を設ける段階と各電極３、４、５に独立している制御可能な電圧源への夫々の接続を提供する段階と、面積比グレースケールを生成するために第１の状態から第２の状態へのエレクトロクロミック材料２の部分的切換えを行い、各ピクセル１にて一様でない電界を作り出すよう各夫々の電極３、４、５に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、グレースケール間の切換えを容易にするために、予め生成されたグレー・レベルを記憶する記憶装置手段を提供する段階と、到達すべきグレー・レベルを以前に生成されたグレー・レベルと比較する手段を提供する段階と、所望のグレー・レベル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用された通り本発明の基本的な新規の特徴を示し説明し指摘してきたが、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、開示又は記述又は提案されたいずれ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ている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】濃い状態の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】中心に位置する透明の（明るい）状態のエレクトロクロミック層の一部とともに図１のピクセルを示す概略断面図である。
【図４】濃い状態のエレクトロクロミック層の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５】濃い状態のエレクトロクロミック層の約半分とともに図１のピクセルを示す概略断面図である。
【図６】濃い状態のエレクトロクロミック層の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７】全体的に透明の（明るい）状態の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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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