(57)【要約】  システムは、ループを形成する回転可能なシート（SH）を有する。回転可能なシートは、第1の光アドレス処理が可能な双安定ディスプレイを形成する第1の区画（SH1）、および第2の光アドレス処理が可能な双安定ディスプレイを形成する第2の区画（SH2）を有し、前記第1の区画および前記第2の区画は、電気的に分離されている。回転ユニット（SP1、SP2、M1）は、前記シート（SH）を回転させ、第1の位置（P1）では、前記第1の区画（SH1）は視認できるが、前記第2の区画（SH2）は視認できず、第2の位置（P2）では、前記第2の区画（SH2）は視認できるが、前記第1の区画（SH1）は視認できない。変化ユニット（VG1、VG2、AD、CO）は、前記第2の位置（P2）のときには、前記第2の区画（SH2）に第2の画像を表示させたまま、前記第1の区画（SH1）の第1の画像を変化させ、前記第1の位置（P1）のときには、前記第1の区画（SH1）に前記第1の画像を表示させたまま、前記第2の区画（SH2）の前記第2の画像を変化させる。
2008523436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ループを形成する回転可能なシートであって、第1の光アドレス処理が可能な双安定ディスプレイを形成する第1の区画、および第2の光アドレス処理が可能な双安定ディスプレイを形成する第2の区画を有し、前記第1の区画および前記第2の区画は、電気的に分離されている、シートと、
前記シートを回転させる回転手段であって、第1の位置では、前記第1の区画は視認できるが、前記第2の区画は視認できず、第2の位置では、前記第2の区画は視認できるが、前記第1の区画は視認できない、回転手段と、
前記第2の位置のときには、前記第2の区画に第2の画像を表示させたまま、前記第1の区画の第1の画像を変化させ、前記第1の位置のときには、前記第1の区画に前記第1の画像を表示させたまま、前記第2の区画の前記第2の画像を変化させる手段と、
を有するシステム。
【請求項２】
前記変化させる手段は、第1の電圧発生器と、第2の電圧発生器と、アドレス処理手段と、以下の手順で制御を行う制御器とを有し：
（i）前記第1の区画が前記第2の位置にあるときに、前記第1の電圧発生器によって、前記第1の区画に第1の電圧波形が供給され、該第1の電圧波形は、前記第1の区画上の前の画像を消去するための第1の部分と、前記第1の区画にアドレス電圧レベルを印加して、前記第1の区画を光学的にアドレス処理するための第2の部分とを有し、
（ii）前記回転手段によって、前記シートが前記第2の位置から前記第1の位置に回転され、前記シートが回転されている間に、前記アドレス処理手段によって、前記第1の区画が局部的にアドレス処理され、前記第1の区画に前記第1の画像が得られ、
（iii）前記第1の位置のときに、前記第2の電圧発生器によって、前記第1の区画に第2の電圧波形が供給され、該第2の電圧波形は、前記アドレス電圧レベルを保持レベルに変化させ、
前記第1の区画に前記第1の画像が維持されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
【請求項３】
前記第1の区画および前記第2の区画は：
第1の電極層、第1の静電容量を有する電気泳動層またはコレステリック組織液晶層、第2の静電容量を有する光伝導層、および第2の電極層を、この順に有するスタックを有し、
前記第1の電圧発生器は、前記第1の電極層と前記第2の電極層の間に結合され、前記第1の電圧波形の前記第1の部分の間、交互に反対極性を示す一連のパルスを供給するように配置され、
前記第2の静電容量は、前記第1の静電容量よりも大きく、前記第1の部分の間、前記第1の電圧波形は、前記電気泳動層または前記コレステリック組織液晶層に、優先的に存在するようになることを特徴とする請求項2に記載のシステム。
【請求項４】
前記第1の電圧発生器は、前記第1の電圧波形の前記第1の部分の終端での正または負のレベルが、前記第2の部分の間に、前記第2の部分の終端で前記アドレス電圧レベルにまで変化するように配置され、
前記第2の部分の終端では、前記電気泳動層の定められた光学的状態が得られ、前記電気泳動層の光学的状態は、前記電気泳動層に照射される光量に依存し、
前記第1の電圧波形の変化速度は、前記電気泳動層および前記光伝導層に電圧分離が得られるように選択され、前記電圧分離は、前記第1および前記第2の静電容量によってではなく、これらの層の各抵抗によって優先的に決定されることを特徴とする請求項3に記載のシステム。
【請求項５】
前記第2の電圧発生器は、前記第2の部分の終端で、前記第1の電圧波形の前記アドレス電圧レベルが、保持電圧レベルにまで変化するように配置され、
前記保持電圧レベルでは、前記アドレス処理手段により前記電気泳動層の前記第1の区画がアドレス処理された後に至った光学的状態が、前記電気泳動層に照射される光量とは無関係に維持され、
前記第2の電圧波形の変化速度は、前記電気泳動層および前記光伝導層に電圧分離が得られるように選定され、前記電圧分離は、前記第1および前記第2の静電容量によってではなく、これらの層の各抵抗によって優先的に決定されることを特徴とする請求項3に記載のシステム。
【請求項６】
前記アドレス処理手段は、少なくとも一つの光源を有し、前記第1の電圧波形の前記第2の部分の終端の後、前記光伝導層が選択的に照射されることを特徴とする請求項2に記載のシステム。
【請求項７】
前記制御器は、
前記少なくとも一つの光源が、ある時間（TA）の間に選択的に活性化され、前記回転手段は、前記第1の区画が前記第2の位置から前記第1の位置となるように回転制御され、
前記第1の区画がアドレス処理手段された後、前記第1の区画から前記第1の電圧発生器が外され、
前記第1の電圧発生器が前記第1の区画から外されてから、前記第1の区画に前記第2の電圧発生器が接続されるように配置されることを特徴とする請求項6に記載のシステム。
【請求項８】
前記少なくとも一つの光源は、走査用レーザ、または前記シートの移動方向に対して、実質的に垂直に延在する発光ダイオードの列を有することを特徴とする請求項6に記載のシステム。
【請求項９】
前記回転手段は、前記回転シートを前記ループ状に保持する第1および第2の軸と、前記第1の軸に結合され、前記第1の軸を回転させるモータとを有することを特徴とする請求項2に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第1の区画および前記第2の区画は、反対符号に帯電された粒子を有し、該粒子は、少なくとも一つの異なる光学的特性を有することを特徴とする請求項1に記載のシステム。
【請求項１１】
請求項1に記載のシステムを有する掲示板。
【請求項１２】
ループを形成する回転可能なシートの掲示板としての使用であって、
前記回転可能なシートは、第1の光アドレス処理が可能な双安定ディスプレイを形成する第1の区画と、第2の光アドレス処理が可能な双安定ディスプレイを形成する第2の区画とを有し、
前記第1の区画は、前記第2の区画から電気的に分離されていることを特徴とする、掲示板としての使用。
【請求項１３】
第1の光アドレス処理が可能な双安定ディスプレイを形成する第1の区画と、第2の光アドレス処理が可能な双安定ディスプレイを形成する第2の区画とを有し、ループを形成する回転可能なシートを有するシステムに、画像を表示させる方法であって、
前記第1の区画および前記第2の区画は、電気的に分離されており、
当該方法は、
前記シートを回転させるステップであって、第1の位置では、前記第1の区画は視認できるが、前記第2の区画は視認できず、第2の位置では、前記第2の区画は視認できるが、前記第1の区画は視認できないステップと、
前記第2の位置のときには、前記第2の区画に第2の画像を表示させたまま、前記第1の区画の第1の画像を変化させ、前記第1の位置のときには、前記第1の区画に前記第1の画像を表示させ、前記第2の区画の前記第2の画像を変化させるステップと、
を有する方法。
【請求項１４】
前記変化させるステップは、以下の手順：
（i）前記第1の区画が前記第2の位置にあるときに、前記第1の区画に第1の電圧波形が供給されるステップであって、該第1の電圧波形は、前記第1の区画上の前の画像を消去するための第1の部分と、前記第1の区画にアドレス電圧レベルを印加して、前記第1の区画を光学的にアドレス処理するための第2の部分とを有するステップと、
（ii）前記シートが前記第2の位置から前記第1の位置に回転され、前記シートが回転されている間に、アドレス処理手段によって、前記第1の区画が局部的にアドレス処理され、前記第1の区画に前記第1の画像が得られるステップと、
（iii）前記第1の位置のときに、前記第1の区画に第2の電圧波形が供給され、該第2の電圧波形は、前記アドレス電圧レベルを保持レベルに変化させ、前記第1の区画に前記第1の画像が維持されるステップと、
を有することを特徴とする請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
光学的アドレス処理は、
少なくとも一つの光ビームを発生させるステップであって、該光ビームは、前記第1の電圧波形の前記第2の部分の終端の後に、前記光伝導層に選択的に照射され、ある期間（TA）の間に、前記第1の区画は、前記第2の位置から前記第1の位置となるように回転移動される、ステップと、
前記第1の区画がアドレス処理された後、前記第1の区画への前記第1の電圧波形の供給を停止するステップと、
前記第1の区画への前記第1の電圧波形の供給停止後、前記第1の区画に前記第2の電圧波形の供給を開始するステップと、
を有することを特徴とする請求項14に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、双安定ディスプレイを有する回転可能なシートを有するシステム、このシステムを有する掲示板、ループを形成する回転可能なシートの掲示板としての使用、および回転可能な双安定ディスプレイを有するシステムに画像を表示させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許出願第2003／0011868号には、光伝導層および電気泳動層を有するカードが示されている。光伝導層のインピーダンスは、発光層から光が照射されている間は低くなる。光伝導層のインピーダンスが低くなると、印加電界によって、電気泳動層がアドレス処理され、カード上の画像が更新される。ある実施例では、発光層は、後方から開いており、直接駆動により、またはアクティブマトリクス方式によりアドレス処理される。発光層内の電気的な変化によって、ディスプレイの対応するサブ画素にわたって光学的な応答が生じ、あるいは電気的な接続により、画素全体にわたって光学的な応答が生じる。この方法では、壁かけ用または掲示板のような大きなディスプレイが得られる。掲示板は、マトリクスアドレス処理方式を介して、また後方にわたってラスタライズするレーザプロジェクタにより、あるいはディスプレイに投射するスライドプロジェクタにより、アドレス処理される。
【０００３】
国際公開第WO−2004／090624A1号には、画像を表示し保存するディスプレイ装置であって、電極間に介在された電気伝導層および電気泳動層のスタックを有する、光学的にアドレス処理することが可能な電気泳動式ディスプレイを有するディスプレイ装置が示されている。光学的アドレス処理回路は、光伝導層にアドレス処理用光を供給する。制御器は、ドライバを制御して、電極間に駆動電圧を供給し、この値は、光伝導層に照射されるアドレス処理光に応答して、電気泳動層の光学状態に変化が生じるような値にされる。次にドライバは、光伝導層に照射されるアドレス処理光の量に左右されずに、電気泳動層の光学状態が保存され得る値に、駆動電圧を変化させる。最後に、光アドレス手段の消費電力が最小限に抑制され、電気泳動層による表示画像は、電気泳動層に対する電圧の要求がない限り維持される。
【特許文献１】米国特許出願第2003／0011868号公報
【特許文献２】国際公開第WO−2004／090624A1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】
【０００４】
電気泳動式ディスプレイの重要な特性は、一度画像がその画素に書き込まれると、なんらかの駆動パルスが要求されるまで、この画像が長期間保持されることである。
【０００５】
光伝導層および電気泳動層の双方は、静電容量を有し、電極に印加される電圧は、レベル変化の間、容量的にタップ化される。従って、ディスプレイが活性状態の場合、この電圧は、電気泳動層に加わる電圧が十分に低く維持されるように、十分にゆっくりと上昇させる必要がある。電圧が急に上昇すると、容量分離のため、電気泳動層に加わる電圧は、極めて大きくなり、その挙動に影響を及ぼすようになる。十分にゆっくりと電圧が印加されてから、アドレス光によるデータの書き込みが開始される。電気泳動層の光学状態を変化させる可能性のある好ましくない電圧が電気泳動層に加わることを回避するため、書き込み操作の後も、やはり電圧は、ゆっくりと減少させる必要がある。これらの電圧の低速の変化は、ディスプレイの画像のリフレッシュに比較的長時間が必要となるため問題となる。
【０００６】
本発明の課題は、次の画像を提供するために必要な時間が短くなるような、回転可能な双安定ディスプレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を達成するため、本発明の第1の態様では、請求項1に記載のような、ループを形成する回転可能なシートを有するシステムが提供される。本発明の第2の課題は、請求項11に記載の掲示板を提供することである。本発明の第3の課題は、ループを形成する回転可能なシートを掲示板に使用することである。本発明の第4の課題は、請求項13に記載のような、回転可能なシートを有するシステムに、画像を表示する方法を提供することである。有意な実施例は、従属項に示されている。
【０００８】
本発明の第1の態様によるシステムは、回転可能なシートを有し、このシートは、ループを形成する。回転可能なシートのループを回転式に支持する2つの軸が存在することが好ましい。回転可能なシートは、第1の光アドレス処理が可能な双安定ディスプレイを形成する第1の区画と、第2の光アドレス処理可能な双安定ディスプレイを形成する第2の区画とを有する。第2の区画は、第1の区画から電気的に分離され、第1の区画と第2の区画に印加される電圧は、異なっても良い。例えば一つの軸に結合されたモータによって、回転ユニットは、シートを第1の位置と第2の位置の間で回転させる。第1の位置では、第1の区画は観者に視認されるが、第2の区画は見えなくなる。また第2の位置では、第2の区画は観者に視認されるが、第1の区画は見えなくなる。すなわち、観者が第2の区画を視認できる場合、第1の区画は、第2の区画の背面に隠され、視認できなくなる。
【０００９】
第2の位置では、第2の区画上の画像を観者に表示した状態のまま、変化ユニットによって、第1の区画上の画像が変更される。第1の区画上で画像が変更されると、回転可能なシートは、第1の区画が観者の方になるように回転され、第2の区画は、観者に対して見えなくなる。この場合、第2の区画上の画像は、第1の区画上の画像が観者の方に示されている間に、変化させることができる。
【００１０】
単一の静止ディスプレイを使用する従来技術とは異なり、本発明では、区画のいずれかに新たな画像が書き込まれる間、他の区画が観者に表示されている。その結果、観者は、長期間、ディスプレイ上で変化する視認画像に直面することはない。
【００１１】
本発明によるある実施例では、視認されない画像の変更は、第1の電圧発生器、第2の電圧発生器、アドレスユニット、および制御器を有する変化ユニットにより実施される。制御器は、以下の手順で制御を行う：
（i）第1の電圧発生器は、第1の区画がシートの第2の位置状態にあるときに、第1の区画に第1の電圧波形を供給する。第1の電圧波形は、第1の区画上の前の画像を消去する第1の部分と、第1の区画にアドレス電圧レベルを印加して、第1の区画を光アドレス処理する第2の部分とを有し、
（ii）回転ユニットは、シートを第1の位置から第2の位置に回転させ、アドレスユニットは、シートが回転されている間に、第1の区画に画像が得られるように第1の区画を局部的にアドレス処理し、さらに
（iii）第2の電圧発生器は、シートが第2の位置状態のときに、第1の区画に第2の電圧波形を供給し、第2の電圧波形は、アドレス電圧レベルを維持レベルに変化させ、第1の区画上の第1の画像が維持される。
【００１２】
すなわち、まず、全ての画素が同じ光学状態にされ、第1の区画上の画像が消去される。消去の後、第1の区画に加わる電圧が、第1の区画をアドレス処理することが可能となるレベルに変化する。アドレスユニットは、アドレスユニットとディスプレイとを相互に対して移動させることにより、ディスプレイに次の画像を書き込む。アドレスユニットは、第1の区画を完全には覆わないことが好ましく、特定の場合、アドレスユニットに対応するディスプレイの一部のみがアドレス処理される。この場合、未だアドレスユニットが通過していないディスプレイの位置は、まだアドレスユニットによってアドレス処理されておらず、新たな画像は表示されていない。ディスプレイの既にアドレス処理された部分では、ディスプレイの双安定性のため、アドレスユニットによって前に書き込まれた情報が維持されるが、これは、この部分に光が照射されないときだけである。ディスプレイ全体は、それが、第1の区画の回転の際に、アドレスユニットを通過する間にアドレス処理される。従って、ディスプレイは、それがアドレスユニットを完全に通過した際に、完全にアドレス処理され、新たな画像が表示される。ディスプレイの全長（アドレスユニットが通過すべきディスプレイの長さで定義される）は、ディスプレイの複雑性およびアドレスユニットの複雑性に影響を及ぼさない。
【００１３】
第1の区画が完全にアドレス処理されると、今度は、第2の電圧発生器が第1の電圧発生器の役割を引き継ぎ、第1の区画に光が照射されても、第1の区画が新たな画像を維持できるように、第1の区画の電圧を保持レベルに変化させる。今度は、バックライトをオンにすることにより（透過型ディスプレイの場合）、または周囲光を第1の区画に照射できるようにすることにより（反射型ディスプレイの場合）、画像を観者の方に提供することが可能となる。
【００１４】
本発明によるある実施例では、第1の区画および第2の区画は、以下の順の層のスタックを有する：第1の電極層、電気泳動層またはコレステリック組織液晶層、光伝導層、および第2の電極層。電気泳動層は、第1の静電容量を有し、光伝導層は、第2の静電容量を有する。そのようなスタックは、国際公開第WO−2004／090624A1号に示されている。第1の電圧波形の第1の部分の間、第1の電極層と第2の電極層の間に結合された第1の電圧発生器は、交互に反対の極性を有する一連のパルスを供給する。第2の静電容量は、第1の静電容量よりも大きく、電気泳動層には、電気泳動層および光伝導層の抵抗とはおおよそ無関係に、第1の電圧波形が優先的に存在する。
【００１５】
本発明によるある実施例では、第1の電圧発生器は、第1の電圧波形の第2の部分の間に、第1の部分の終端での正または負のレベルを、アドレス電圧レベルにまで変化させる。従って、第2の部分の終端では、電気泳動層は、定められた光学的状態を有し、電気泳動層の光学的な状態は、光伝導層に照射される光によって変化する。第1の電圧波形の変化の速度は、電気泳動層および光伝導層にわたって電圧分離が得られるように選定され、これは、第1および第2の静電容量によってではなく、これらの層の各抵抗によって、優先的に決定される。従って、第1の電圧波形は、第2の部分の間、そのレベルを十分にゆっくりと変化させ、消去段階で得られた電気泳動層の光学的な状態が、実質的に維持される。
【００１６】
本発明によるある実施例では、第2の電圧発生器は、第1の電圧波形によって供給されたアドレス電圧レベルを、第2の部分の終端で保持電圧レベルにまで変化させ、この電圧レベルでは、アドレス手段が第1の区画をアドレス処理した後に到達した電気泳動層の光学的な状態が、光伝導層に照射される光量とは無関係に維持される。第2の電圧波形の変化速度は、電気泳動層と光伝導層にわたって電圧分離が得られるように選定され、これは、第1および第2の静電容量によってではなく、これらの層の各抵抗によって、優先的に定められる。従って、第2の電圧波形は、そのレベルを十分にゆっくりと変化させ、アドレス処理によって得られる電気泳動層の光学的な状態が維持される。
【００１７】
本発明によるある実施例では、第1の区画が消去され、第1の電圧発生器によって、第1の区画の電圧がアドレス電圧レベルに変化した後に、光伝導層が選択的に照射される。光伝導層の照射された位置では、光伝導層の抵抗が、電気泳動層の抵抗に比べて十分に小さくなり、アドレス電圧レベルは、電気泳動層にわたって優先的に存在し、その光学的な状態が変化する。光伝導層の照射されない位置では、その抵抗は、電気泳動層の抵抗に比べて十分に大きく、アドレス電圧レベルは、光伝導層にわたって優先的に存在する。この場合も、電気泳動層の光学的な状態は、影響を受けないか、あるいはあまり影響を受けない。次の画像は、第1の区画の第2の位置から第1の位置への移動の間に、第1の区画に書き込まれる。
【００１８】
光伝導層および電気泳動層の抵抗によって形成される直列抵抗は、大きなRC時間が生じるように大きくすることが好ましい。大きなRC時間では、光伝導層に印加される光パルスに応答して、帯電状態が生じる。帯電が放電されるまでに、ある時間が必要となる。帯電状態が存在する時間は、電気泳動層の光学的な状態の変化を決める。そのため、電気泳動層の光学的状態を変化させるために必要となる時間よりも短い期間の光パルスでも、画素のアドレス処理には十分である。
【００１９】
この光パルスによって誘起される帯電状態は、十分に長く存在する。実際の実施例では、光パルスの期間は、0.1から1msの範囲で十分であった。
【００２０】
本発明によるある実施例では、制御器は、回転ユニットによって、第1の区画が第2の位置から第1の位置に回転される期間の間に、光源を活性化させる。第1の区画がアドレス処理されると、第1の電圧発生器は、第1の区画から外され、第1の電圧発生器が第1の区画から外された後、第2の電圧発生器が第1の区画に接続される。
【００２１】
第1の電圧発生器は、静止状態で設置され、第1の区画が第2の位置にある限り、シートの回転の際に、第1の区画の端部が第1の電圧発生器を通過するまで、第1の位置と接続されることが好ましい。第2の電圧発生器は、静止状態で設置され、第1の区画の始まりが第2の電圧発生器の位置にきた際に、速やかに第1の位置と接続される。第2の電圧発生器は、第1の区画が第1の位置にある場合、それが第1の区画に接続されるように配置される必要がある。第1の区画が第1の位置にある場合、第2の電圧発生器は、アドレス電圧レベルが保持電圧レベルに変化した後に、第1の区画から分離されても良い。
【００２２】
本発明によるある実施例では、光源は、走査レーザまたはPLEDのような発光ダイオードの列を有する。これにより、単一のレーザのみ、またはダイオード列のみで済むという利点が得られる。
【００２３】
ダイオード列は、ディスプレイの移動方向に対して、実質的に垂直に延在する。列内の光源の数は、ディスプレイの解像度を決める。ディスプレイが、アドレスユニットに対して、移動方向に沿った位置にある場合、ディスプレイ上に対応する画素列が得られるように、データ列が提供され、アドレスユニットは、光源列を制御し、この位置に表示される画像に対応した光が生成される。ディスプレイの移動方向に沿った次の位置では、アドレスユニットは、この次の位置に表示される画像に対応した光が生じるように、光源を制御する。この方法では、ディスプレイがアドレスユニットに対して移動された状態で、ディスプレイに画像が一列ずつに書き込まれる。アドレスユニットは、いくつかの光源の列を有しても良く、この場合、ディスプレイ上の画素のいくつかの列が同時にアドレス処理され、記録速度が向上する。
【００２４】
レーザは、単一列を走査しても良く、双安定ディスプレイ全体の区画のアドレス処理が可能となる。ディスプレイは、走査レーザビームまたは静止状態で設置されたダイオード列に沿って移動するためである。また、レーザは、区画が隠された位置に保持されている際に、区画全体に沿って走査されても良い。発光ダイオードの列は、区画が隠された位置に留まっている期間の間、区画の一部または区画全体に沿って移動することが可能である。ダイオードが完全な列を形成することは、重要ではなく、ダイオードは、区画が隠れた（第2の）位置から、視認できる（第1の）位置に移動する際に、区画の移動方向と垂直な方向に移動しても良い。
【００２５】
このように、アドレスユニットは、ディスプレイを局部的にアドレス処理するためにのみ必要となるため、アドレスユニットを単純化することができる。アドレスユニットは、ディスプレイの全長には依存しない。ディスプレイの全長は、回転移動の方向でのディスプレイの寸法として定められる。回転方向と垂直な方向のディスプレイの寸法は、幅と呼ばれる。幅は、ディスプレイの全長よりも長くすることが可能である。そのようなアドレスユニットは、掲示板等、極めて大きな表示面積が使用される場合に、特に有意である。
【００２６】
ディスプレイの方に光を誘導するアドレスユニットの使用は、ディスプレイに接触せずに、ディスプレイをアドレス処理できる点で有意である。ディスプレイは、その表面がアドレス処理装置による摩擦を受けずに、回転移動することができる。
【００２７】
ディスプレイの動きとアドレス処理装置のアドレス処理とは、同期され、ディスプレイの正確な位置に情報が書き込まれる。想定される同期のための方法は、国際公開第WO−2004／090624A1号に記載されている。
【００２８】
本発明による実施例では、電気泳動式ディスプレイは、例えばイーインク（Eインク）のような、異なる光学特性を有する反対符号に帯電された粒子を有する。ディスプレイは、白黒ディスプレイであっても、（フル）カラーディスプレイであっても良い。通常の場合、黒および白の2つの境界光学状態（limit  optical  state）のみが使用され、あるいは、これに加えてグレースケールが形成される。カラーディスプレイは、同一のセル内に、混合された異なる色の粒子を有しても良く、あるいは異なる色のための異なるセルを有しても良い。
【００２９】
本発明のこれらのおよび他の態様は、以降に示す実施例を参照することにより明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
異なる図面において、同じ部材には同じ参照符号が付されている。
【００３１】
図1には、光学的にアドレス処理される回転可能な双安定ディスプレイを示す。本発明によるこの実施例では、アドレス処理装置ADは、光ALを発生する光源LSを有する。双安定ディスプレイRDは、層のスタックを有し、これらの層は、光源LS側から見て、次の順番となっている：上部電極E1、表示物質DL、光伝導層PL、および底部電極E2である。あるいは、光伝導層PLは、上部電極E1と表示物質DLの間に介在していても良い。
【００３２】
上部電極E1は、透明導電性ITO層であることが好ましい。表示物質DLは、双安定ディスプレイとしての作動に適したいかなる物質であっても良い。双安定ディスプレイは、電圧が印加されていない場合、光学的な状態が変化しないディスプレイである。双安定ディスプレイの一例は、電気泳動式ディスプレイおよびコレステリック組織LCDである。光伝導層PLは、特定の位置での抵抗が、この特定の位置に照射される光量によって変化する材料を有する。底部電極は、導電層であり、金属またはITO層であることが好ましい。
【００３３】
光ALに対して感度を有する、ディスプレイRDのあるモードでは、上部電極E1と底部電極E2の間に電圧が印加される。光伝導層PLの特定の位置に光ALが照射されると、その伝導性は、局部的に増大する。この特定の位置では、上部と底部の導電層E1およびE2の間に印加された電圧の大部分は、表示物質DLにわたって存在し、その光学的な状態が影響を受ける。光伝導層PLに光が照射されない場合、その抵抗は、表示物質DLの抵抗に対して極めて大きくなる。上部電極E1と底部電極E2の間の電圧は、実質的に、光伝導層PLにわたって生じ、表示物質DLには実質的に、電圧は生じず、表示物質DLの光学的な状態は、変化しない。
【００３４】
従って、好ましくは、列状またはマトリクス状の光源D1乃至DNを有する光源LSを有する、単純なアドレス処理装置ADを用いて、表示物質DLの光学的な状態を選択的に変化させることが可能となる。光源D1乃至DNの組を駆動することにより、ディスプレイRD上の対応する画素組がアドレス処理される。アドレス処理装置ADは、ディスプレイRDの小さな領域のみをアドレス処理する必要がある。ディスプレイRDは、これがアドレス処理装置ADに沿って移動するため、完全にアドレス処理される。アドレス処理装置ADは、一列の画素を一度にアドレス処理することが好ましい。画素の列は、実質的にディスプレイRDの移動方向DMに対して垂直に延伸し、ディスプレイRDの幅を完全に網羅する。これにより、ディスプレイRDがアドレス処理装置ADに沿って移動した状態で、ディスプレイRDを列毎にアドレス処理することが可能となる。アドレス処理装置ADがディスプレイRDの幅を完全に網羅しない場合、アドレス処理装置ADは、例えば、従来のプリンタヘッドのように、実質的に方向DMに対して垂直な方向に移動しても良い。
【００３５】
アドレス処理装置ADが可動式の場合、もはや画素の解像度Pは、アドレス処理装置ADの光源LSの間隔には制限されなくなる。例えば、ディスプレイRD全体が、アドレス処理装置ADから僅かにずらされた位置で2回、アドレス処理装置ADに沿って移動する場合、解像度は、2倍となる。第1および第2の位置は、ディスプレイに対するこれらの位置が交互になるように、ディスプレイの転がり方向にずれていることが好ましい。
【００３６】
あるいは、光源LSは、図5に示すように、走査用レーザLADを有しても良い。
【００３７】
ディスプレイRDの構成は、極めて簡単であり、マトリクスディスプレイは不要となり、上部電極E1および底部電極E2は、それぞれ、ディスプレイの上部および底部を完全に覆う。区画化された交差電極、および画素を個々にアドレス化する活性素子を使用することが不要となる。しかしながら、これは、本発明とは無関係である：また、画素化構造を有するディスプレイにおいて、アドレス時間の短縮が実現される。例えば、光伝導層と電気泳動材料の間に、浮遊導電性パッドが配置されても良く、これにより、グレーレベルの精度が向上する。
【００３８】
図2には、光学的にアドレス処理することが可能な電気泳動式ディスプレイを示す。光学的にアドレス処理することが可能な電気泳動式ディスプレイのこの実施例は、次の一連の層のスタックを有する：後方フォイルBF、後方電極E2、電気泳動層EF、光伝導層PL、前方電極E1、および前方フォイルFFである。他の光学的にアドレス処理することが可能な電気泳動式ディスプレイも可能である。示された電気泳動式ディスプレイの実施例では、電気泳動層EFは、マイクロカプセルMCと、このマイクロカプセルMCの間にあるバインダRBを有する。そのような電気泳動式ディスプレイは、Eインク（電子インク）ディスプレイとも呼ばれ、電気泳動層EFは、Eインク層とも呼ばれる。マイクロカプセルMCには、着色粒子OP1およびOP2が充填される。示されたディスプレイでは、各マイクロカプセルMCは、白と黒の粒子OP1およびOP2を有し、これらの粒子は、反対符号に帯電されている。粒子OP1とOP2とは、電圧の供給、さらにはマイクロカプセルMCにわたる電界によって、マイクロカプセルMC内を移動する。
【００３９】
前方電極E1と後方電極E2の間に供給される電圧は、光伝導フォイルPLおよび電子インク層EFの配置を横断するようにして生じる。光伝導フォイルPLの特定の位置に光が照射された場合、光伝導フォイルPLの伝導度は、増大する。この特定の位置では、電極E1およびE2の間に印加される電圧の主要な部分は、電気泳動層EFにわたって存在する。電気泳動層にわたる電圧によって生じた電界は、帯電粒子OP1およびOP2を移動させ、この位置では、マイクロカプセルの光学的な状態が影響を受ける。
【００４０】
Eインクディスプレイの他にも、多くの他の種類の電気泳動式ディスプレイが存在する。例えば、SiPix社の電気泳動式ディスプレイでは、着色液体中に、正に帯電された粒子のみが存在する。あるいは、ブリジストン（Bridgestone）社の電気泳動式ディスプレイでは、大気システム中に、2種類の異なる粒子が存在する。また、面内切り替えが可能である：粒子は、異なる領域の2つの電極の間の面内を移動する。大きな電極は、透明であり、バックライトが存在する。バックライトは、反射モードでのディスプレイの作動時に、周囲光が不十分な場合にオンにされる。
【００４１】
光伝導フォイルPLおよび電気泳動層EFの双方は、静電容量を有し、電極E1とE2の間に印加された電圧は、レベルが変化する間、容量的にタップ化される。従って、ディスプレイが活性化された際、この電圧は、電気泳動層EFにわたる電圧が十分に低い状態に維持されるように、十分にゆっくりと上昇させる必要がある。電圧が急速に上昇すると、電気泳動層EFにわたる電圧は、容量分離のため極めて大きくなり、電気泳動層EFの光学的な状態に影響が生じる。十分にゆっくりと電圧が印加された後、アドレス処理光を用いて、データの書き込みが開始される。電圧は、書き込み操作の後も同様に、ゆっくりと減少され、電気泳動層EFの光学的な状態に影響を及ぼす恐れのある好ましくない電圧が、電気泳動層EFに加わることが回避される。
【００４２】
この容量分離を利用して、表示を消去することも可能である。十分に大きな電圧を、十分に速く印加した場合、電気泳動層EFは、一つの境界光学状態に変化する。例えば、黒と白の粒子が使用されている場合、電気泳動層EFは、完全に黒または白になる。これにより、ディスプレイRDがアドレス処理装置ADに対して移動された際に、アドレス処理装置ADがディスプレイRDに情報を書き込む前に、ディスプレイRDに、明確な初期状態がもたらされる。
【００４３】
また、電気泳動層EFの静電容量は、電気泳動層EFに加わる電圧がゆっくりとしか放出されないという問題につながる。すなわち、電極E1とE2にわたる電圧を除去した後にも、未だマイクロカプセルMCには電圧が存在し、マイクロカプセルの光学的な状態がさらに変化する。
【００４４】
単なる一例として示せば、実際の実施例では、電気泳動層EFは、Eインク層であり、厚さは、50μｍである。光伝導層PLの厚さは、Eインク層の厚さの10倍未満である。光伝導体の抵抗と面積の積は、暗状態では10MΩm2であり、照射状態では10kΩm2である。Eインクの抵抗と面積の積は、200  kΩm2である。より一般的には、Eインクの静電容量は、実質的に光導体よりも低いことが好ましい。Eインクと光導体の両方の抵抗は、極めて高く、これにより大きな時定数が得られ、光導体の抵抗は、照射されない場合には、Eインクの値よりも大きくされ、照射される場合には、Eインクの値よりも小さくされる。
【００４５】
図3A〜3Bには、本発明によるシステムの実施例を概略的に示す。このシステムは、ループ状に配置された回転可能なシートを有し、さらに第1および第2の位置の両方に、第1の光アドレス処理の可能な双安定ディスプレイを形成する第1の区画と、第2の光アドレス処理の可能な双安定ディスプレイを形成する第2の区画と、を有する。
【００４６】
図3Aおよび3Bの両方には、第1の軸SP1と第2の軸SP2の周囲に、ループ状に配置された回転可能なシートSHが示されている。回転可能なシートSHは、第1の光アドレス処理可能な双安定ディスプレイである第1の区画SH1と、第2の光アドレス処理可能な双安定ディスプレイである第2の区画SH2とを有する。第1の区画SH1と第2の区画SH2の電極層は、電気的に分離されている。
【００４７】
モータM1は、第1の軸を駆動し、前記シートSHをループ状に回転させる。図3Bには、シートSHの第1の位置P1が示されており、ここでは、第1の区画SH1は、観者VIに視認されるが、第2の区画SH2は、観者VIには見えない。図3Aには、シートSHの第2の位置P2が示されており、ここでは、第2の区画SH2は、観者VIによって視認されるが、第1の区画SH1は、観者には見えない。観者VIから視認できる区画は、可視区画とも称される。この可視区画は、第1または第2の区画SH1、SH2のいずれかであり、シートSHの位置に依存する。観者VIから視認できない区画は、更新区画とも称される。この更新区画は、第1または第2の区画SH1、SH2のいずれかであり、シートSHの位置に依存する。
【００４８】
さらに、システムは、電圧発生器VG1、電圧発生器VG2、アドレスユニットAD、および制御器COを有する。制御器COは、電圧発生器VG1、電圧発生器VG2およびアドレスユニットADに、それぞれ、制御信号CS1、CS2、CS3を供給する。
【００４９】
図4A乃至4Cには、図3に示すシステムを明確にするための波形を示す。図4Aには、電圧発生器VG1によって供給される波形VW1が示されており、図4Bには、アドレスユニットADによって供給されるデータ電圧DVが示されており、図4Cには、電圧発生器VG2によって供給される波形VW2が示されている。
【００５０】
時間t0では、図3Aに示すように、シートSHが第2の位置P2にあると仮定する。電圧発生器VG1は、第1の区画SH1に電圧波形VW1を供給する。第1の位置では、第1の区画SH1は、更新区画とも称される。観者VIからは見えないこの区画では、画像が更新されるからである。また、第2の区画SH2は、可視区画SH2とも称される。
【００５１】
電圧波形VW1は、第1の部分TRを有し、この部分は、時間t0から時間t1まで続き、更新区画SH1の前の画像を消去するため、反対の極性のパルスを有する。更新区画SH1を、この区画を消去することが可能な光で満たす必要はない。電圧波形VW1は、第2の部分TUを有し、この部分は、時間t1から時間t3まで続き、第1の部分TRの終端t1でのレベルから、更新区画SH1がアドレスユニットADで光アドレス処理され得るアドレス電圧レベルADLまで、ゆっくりと変化する。このアドレス電圧レベルADLは、最後のリセットレベルの反対の極性を有する必要がある。最後のリセットレベルは、ディスプレイを一つの境界光学状態に変化させる。アドレス段階の間、画素の光学的な状態を、他の境界光学状態に変化させることが可能である。負に帯電された白の粒子と正に帯電された黒の粒子を有するEインクディスプレイでは、消去パルスは、負の電圧で終わることが好ましく、これにより、ディスプレイは、黒くなる。ここで、アドレス電圧レベルADLは、正であり、選択された画素は、アドレス段階の間、その光状態が白くなる方向に変化する。最後のリセット段階のレベルから、アドレスレベルへの変化は、十分にゆっくりとなされ、これにより、電気泳動層DLと光導体PLの静電容量の静電結合により、電気泳動層DLに加わる電圧降下が著しく大きくなることが回避される。一例としてのみ示せば、実際の実施例では、層の厚さおよび抵抗と面積の積が前述の値の場合、電圧変化の勾配は、0.75V／sよりも小さくされる。すなわち、30Vのスイングの場合、全上昇時間は、40sとなる。従来技術の方法では、これは、観者VIに黒（境界光学状態の一方）の画像が示されている間に、40sのポーズが存在することを意味する。本発明では、観者に対して有益な画像が存在しない期間は、シートSHが回転され、更新区画が更新位置から可視位置に回転されるまでの、著しく短い時間である。更新区画の消去は、可視区画が観者に示されている期間のうちに実施される。更新位置から可視位置への更新区画の回転の間に、画像が書き込まれると、観者には、すぐに画像が示され、この画像は、可視領域の開始時点からその終端まで移動する。
【００５２】
電圧波形VW1がアドレス電圧レベルADLを有するようになる時間t3では、モータM1が矢印DMで示された方向にシートSHを回転させ始め、アドレスユニットADは、シートSHがアドレスユニットADに沿って移動する間、更新区画SH1を局部的にアドレス処理する。時間t4では、更新区画SH1全体がアドレス処理され、更新区画SH1に、新たな画像が書き込まれる。更新区画SH1全体のアドレス化に必要な時間は、更新時間TAと称される。時間t4では、電圧発生器VG1は、更新区画SH1から外される。更新時間TAの間、アドレスユニットADは、単一の画素または画素群を光アドレス処理する。消去期間TRの後に得られた光学的な状態を維持する必要のある画素には、照射がなされない。消去時間の後に得られた光学的な状態を変更する必要のある画素には、照射が行われる。双安定ディスプレイ自身は、必ずしも画素構造を有する必要はないことに留意する必要がある。照射光スポットの寸法は、画素領域を定める。光源Ｄ1乃至DNの列を有する光源LSによって、光アドレス処理が実施される場合、更新区画を列毎にアドレス処理することが可能となる。各列の画素は、ライン期間TLの間に、同時にアドレス処理される。
【００５３】
図3Bに示すように、シートが位置P1となるように回転された際の時間t5では、更新区画SH1は、可視位置に移動され、以下、これは、可視区画SH1と称される。時間t5では、電圧発生器VG2が可視区画SH1に接続され、アドレス電圧レベルADLを有する電圧波形VW2が供給される。このアドレス電圧レベルADLは、時間t5から時間t6まで続く期間TDの間に、保持レベルHOLまでゆっくりと変化する。保持レベルHOLは、可視区画SH1の画像を、可視区画SH1に照射される光と独立に維持することが可能なレベルである。
【００５４】
期間TDの外側の電圧波形VW2のレベルでは、電圧波形VW2が、維持すべき画像を示す区画から外されているため、このレベルは、あまり関係はない。図4Cに示すように、電圧発生器VG1および電圧発生器VG2は、同じ主発生器（図示されていない）に接続されたり、外されたりすることが好ましい。この主発生器は、消去期間TRの間、消去パルスを供給し、期間TUの間、上昇電圧を供給し、アドレス期間TAの間、アドレス電圧レベルを供給し、期間TDの間、下降電圧を供給する。電圧発生器VG1は、期間TR、TUおよびTAの間、主電圧発生器に接続され、時間t4または時間t5から始まり、次の期間TRでの次のサイクルが始まる時間t7まで続く期間TOの間は、外される。電圧発生器VG2は、時間t2から時間t6まで続く期間の間、主電圧発生器に接続されていても良いが、少なくとも期間TDの間は、接続される必要がある。
【００５５】
時間t7では、次のサイクルが開始され、今度は、区画SH2が見えない位置にあり、更新区画SH2と呼ばれ、区画SH1は、可視位置となる。時間t7から時間t8まで続く消去期間TRの間、更新区画SH2上の画像は、消去される。時間t8では、期間TUが再び開始され、今度は更新区画SH2に供給される電圧波形VW1が上昇する。実際には、前述の同じ手順が繰り返されるが、この場合、更新区画は、区画SH1ではなく区画SH2となる。
【００５６】
図5には、走査用レーザを有するアドレスユニットを示す。レーザスキャナLADは、光アドレス処理可能な電気泳動式ディスプレイRDに沿って、レーザビームLBを走査する。レーザビームLBの強度は、光伝導層PLに書き込まれる画像に対応するように制御される。レーザアドレス処理される電気泳動ディスプレイRDの操作は、光源列D1乃至DNによってアドレス処理される光アドレス処理電気泳動式ディスプレイRDの操作と同様である。まず、電気泳動式ディスプレイRDは、光伝導層PLの局部的な伝導性によって、電気泳動層DLの光学的な状態が決まるような状態にされる。次に、レーザスキャナLADが活性化され、電気泳動式ディスプレイRDに沿ってレーザが走査され、画像が、光伝導層PLさらには電気泳動層Dlに転送される。ここで、電気泳動式ディスプレイRDは、電気泳動層DLの光学的な状態が、光伝導層PLの局部的な伝導性とは独立して保存されるような状態にされる。レーザスキャナLADは、レーザビームLBをラインに沿って走査し、電気泳動式ディスプレイRDは、このラインに対して垂直な方向に動かされる。図5では、電気泳動式ディスプレイRDは、移動方向を示した矢印DMに対応するように移動する。
【００５７】
ディスプレイRDの画素またはディスプレイRD上の画素と称される場合、これは、ディスプレイRDにハードウェアのセルが存在しなければならないことを意味するものではないことに留意する必要がある。ディスプレイRDは、均一な構成を有しても良い。また、画素Pは、単に、別の光源LS、電極AD1またはアドレス処理装置ADの機械的なスライダMSを用いたディスプレイRDのアドレス処理のために存在するディスプレイRDの領域を示すために称される。
【００５８】
前述の実施例は、例示であって、本発明を限定するものではなく、当業者は、特許請求の範囲の記載から逸脱しないで、多くの代替実施例を構成することができることに留意する必要がある。
【００５９】
請求項において、括弧内に示されたいかなる参照符号も、請求項を限定するものと解してはならない。「有する」という用語およびその変化形は、請求項に記載されたもの以外の素子またはステップの存在を排斥するものではない。素子の前の「一つの」という用語は、そのような素子が複数あることを排斥するものではない。本発明は、いくつかの別個の素子を有するハードウェアによって実施されても良く、適当なプログラム化コンピュータによって実施されても良い。装置の請求項では、いくつかの手段が記載されているが、これらのいくつかの手段は、同一のハードウェアによって具体化されても良い。単に、いくつかの手段が複数の異なる従属項に記載されているという事実だけで、これらの手段の組み合わせ使用が有意ではないと解してはならない。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】光学的にアドレス処理される回転可能な双安定ディスプレイを示した図である。
【図２】光学的にアドレス処理される電気泳動式ディスプレイを示した図である。
【図３Ａ】第1の位置における、ループ状に配置された回転可能なシートを有するとともに、第1の光学的にアドレス処理することが可能な双安定ディスプレイを形成する第1の区画と、第2の光学的にアドレス処理することが可能な双安定ディスプレイを形成する第2の区画とを有する、本発明によるシステムの実施例を概略的に示した図である。
【図３Ｂ】第2の位置における、ループ状に配置された回転可能なシートを有するとともに、第1の光学的にアドレス処理することが可能な双安定ディスプレイを形成する第1の区画と、第2の光学的にアドレス処理することが可能な双安定ディスプレイを形成する第2の区画とを有する、本発明によるシステムの実施例を概略的に示した図である。
【図４Ａ】図3に示すシステムを説明するための波形を示した図である。
【図４Ｂ】図3に示すシステムを説明するための波形を示した図である。
【図４Ｃ】図3に示すシステムを説明するための波形を示した図である。
【図５】走査用レーザを有するアドレスユニットを示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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