(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な表示基板と、
前記表示基板に対向配置される背面基板と、
前記表示基板及び前記背面基板の隙間に形成される表示部と、
複数の前記表示部からなり、画像を表示する表示領域と、
前記表示部に内包された分散媒と、
前記表示部内の分散媒に分散された帯電粒子と
を備えた電気泳動表示媒体であって、
前記表示基板側から視認した場合の色が常に、前記表示部で表示される第１の色である第１色相部と、
前記表示基板側から視認した場合の色が常に、前記表示部で表示される色であり、且つ前記第一の色とは異なる色である第２の色である第２色相部と、
前記表示基板及び前記背面基板の表面及び内部を含む前記表示基板から前記背面基板までの間で、前記表示基板と前記背面基板との対向方向に沿って前記表示基板側から視認した場合に、前記第１色相部が表示された位置と重なる位置に配設され、その配設された位置の温度を検出する第１温度検出手段と、
前記表示基板及び前記背面基板の表面及び内部を含む前記表示基板から前記背面基板までの間で、前記表示基板と前記背面基板との対向方向に沿って前記表示基板側から視認した場合に、前記第２色相部が表示された位置と重なる位置に配設され、その配設された位置の温度を検出する第２温度検出手段と、
当該電気泳動表示媒体の温度を調節する加熱冷却手段と、
前記第１温度検出手段及び前記第２温度検出手段により検出される温度を所定の範囲内に収める制御を前記加熱冷却手段に対して行う温度制御手段と
を備えたことを特徴とする電気泳動表示媒体。
【請求項２】
前記第１色相部及び前記第２色相部は前記表示領域の外部に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の電気泳動表示媒体。
【請求項３】
前記第１色相部及び前記第２色相部は、前記表示基板と前記背面基板との間隙に、前記表示部内の分散媒と同じ分散媒を内包しており、
前記第１温度検出手段及び前記第２温度検出手段は、前記第１色相部及び前記第２色相部が分散媒を内包している位置に配設されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気泳動表示媒体。
【請求項４】
前記第１温度検出手段及び前記第２温度検出手段は前記背面基板の内部に配設されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気泳動表示媒体。
【請求項５】
前記第１の色が黒色であり、
前記第２の色が白色であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電気泳動表示媒体。
【請求項６】
設定した目標温度を記憶する目標温度記憶手段と、
前記第１温度検出手段及び前記第２温度検出手段により検出される複数の温度と前記目標温度との温度差をそれぞれ算出する温度差算出手段とを備え、
前記温度制御手段は前記温度差算出手段によって算出される前記温度差を全て所定範囲に収める制御を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電気泳動表示媒体。
【請求項７】
前記加熱冷却手段からの熱を前記表示基板及び前記背面基板の少なくとも一方に伝導する熱伝導層を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電気泳動表示媒体。
【請求項８】
前記温度制御手段における制御方式の少なくとも一部がＰＩＤ制御であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の電気泳動表示媒体。
【請求項９】
前記温度制御手段における制御方式の少なくとも一部がＰＩＤ制御であり、
前記加熱冷却手段からの熱を前記表示基板及び前記背面基板の少なくとも一方に伝導する熱伝導層と、
前記熱伝導層の温度を測定する第３温度検出手段とを備え、
前記ＰＩＤ制御は前記第３温度検出手段によって検出された温度を用いて制御を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電気泳動表示媒体。
【請求項１０】
前記加熱冷却手段にペルチェ素子を用いたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の電気泳動表示媒体
【請求項１１】
前記加熱冷却手段に前記ペルチェ素子と冷却ファンを用いたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の電気泳動表示媒体。
【請求項１２】
前記加熱冷却手段に電熱器と冷却ファンを用いたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の電気泳動表示媒体。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかに記載の電気泳動表示媒体と、
前記表示基板に設けられる透明な表示電極と、
前記背面基板に設けられる背面電極と、
前記表示電極及び前記背面電極に電圧を印加する電圧印加手段と
を備えたことを特徴とする電気泳動表示装置。
【請求項１４】
前記表示電極は、前記加熱冷却手段からの熱を前記表示部に伝導する熱伝導層として機能することを特徴とする請求項１３に記載の電気泳動表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気泳動表示媒体及び電気泳動表示装置に関し、詳細には表示媒体を所定の温度に制御できる電気泳動表示媒体及び電気泳動表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気泳動現象を利用して画像を表示する電気泳動表示媒体が知られている。この電気泳動表示媒体では、一方が透明な表示基板と、それに対向配置される背面基板とにより、当該電気泳動表示媒体の内部及び外周に沿って設けられるギャップスペーサーを介して所定間隔を設けた密閉空間が形成されている。そして、着色された帯電粒子が分散された分散媒が、前記密閉空間に充填されて、表示部が形成されている。例えば、液体分散媒に分散されている帯電粒子が、黒色の帯電粒子と、それとは異なる帯電極性である白色の帯電粒子によって構成されている場合、表示部に電界を発生させることで黒色の帯電粒子を表示基板側に移動させると、結果その表示部では黒色を表示させることができる。また、逆向きの電界を発生させることで白色を表示させることができ、この組み合わせによって所望の画像が得られる。
【０００３】
このような電気泳動表示媒体において、帯電粒子の帯電特性や、液体分散媒の粘性、制御回路の安定性等、様々な特性が温度依存性を有する。よって、コントラスト等の表示特性や表示応答速度は温度に依存して変化することになる。
【０００４】
また、液体分散媒と基板との間に複数の発熱部を有する電気泳動表示媒体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この構成により、複数の表示部からなる表示領域全体を均一に加熱して、高い温度下で電気泳動表示装媒体を駆動させることを実現している。
【特許文献１】特開２００４−１７０８５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の電気泳動表示媒体では、例えば野外で利用する際、太陽光により黒色が高温になり、白色と黒色との間に温度差が発生してしまう場合があった。この温度差の影響で、黒色を表示している表示部の温度は最適な温度よりも高いが、白色を表示している表示部の温度は最適な温度よりも低い、という状況となる場合があった。このような場合、高温部と低温部のそれぞれの温度を適切に把握したうえで、電気泳動表示媒体全体を、適切な方法で適切な温度環境に調節することが困難であるという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、自動的に適切な温度環境に調節することのできる電気泳動表示媒体及び電気泳動表示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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の電気泳動表示媒体は、透明な表示基板と、前記表示基板に対向配置される背面基板と、前記表示基板及び前記背面基板の隙間に形成される表示部と、複数の前記表示部からなり、画像を表示する表示領域と、前記表示部に内包された分散媒と、前記表示部内の分散媒に分散された帯電粒子とを備えた電気泳動表示媒体であって、前記表示基板側から視認した場合の色が常に、前記表示部で表示される第１の色である第１色相部と、前記表示基板側から視認した場合の色が常に、前記表示部で表示される色であり、且つ前記第一の色とは異なる色である第２の色である第２色相部と、前記表示基板及び前記背面基板の表面及び内部を含む前記表示基板から前記背面基板までの間で、前記表示基板と前記背面基板との対向方向に沿って前記表示基板側から視認した場合に、前記第１色相部が表示された位置と重なる位置に配設され、その配設された位置の温度を検出する第１温度検出手段と、前記表示基板及び前記背面基板の表面及び内部を含む前記表示基板から前記背面基板までの間で、前記表示基板と前記背面基板との対向方向に沿って前記表示基板側から視認した場合に、前記第２色相部が表示された位置と重なる位置に配設され、その配設された位置の温度を検出する第２温度検出手段と、当該電気泳動表示媒体の温度を調節する加熱冷却手段と、前記第１温度検出手段及び前記第２温度検出手段により検出される温度を所定の範囲内に収める制御を前記加熱冷却手段に対して行う温度制御手段とを備えている。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記第１色相部及び前記第２色相部は前記表示領域の外部に配設されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記第１色相部及び前記第２色相部は、前記表示基板と前記背面基板との間隙に、前記表示部内の分散媒と同じ分散媒を内包しており、前記第１温度検出手段及び前記第２温度検出手段は、前記第１色相部及び前記第２色相部が分散媒を内包している位置に配設されたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記第１温度検出手段及び前記第２温度検出手段は前記背面基板の内部に配設されたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項５に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記第１の色が黒色であり、前記第２の色が白色であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項６に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明の構成に加え、設定した目標温度を記憶する目標温度記憶手段と、前記第１温度検出手段及び前記第２温度検出手段により検出される複数の温度と前記目標温度との温度差をそれぞれ算出する温度差算出手段とを備え、前記温度制御手段は前記温度差算出手段によって算出される前記温度差を全て所定範囲に収める制御を行うことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項７に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記加熱冷却手段からの熱を前記表示基板及び前記背面基板の少なくとも一方に伝導する熱伝導層を備えている。
【００１４】
また、本発明の請求項８に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記温度制御手段における制御方式の少なくとも一部がＰＩＤ制御であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項９に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記温度制御手段における制御方式の少なくとも一部がＰＩＤ制御であり、前記加熱冷却手段からの熱を前記表示基板及び前記背面基板の少なくとも一方に伝導する熱伝導層と、前記熱伝導層の温度を測定する第３温度検出手段とを備え、前記ＰＩＤ制御は前記第３温度検出手段によって検出された温度を用いて制御を行うことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項１０に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１乃至９のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記加熱冷却手段にペルチェ素子を用いたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項１１に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１乃至９のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記加熱冷却手段に前記ペルチェ素子と冷却ファンを用いたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項１２に記載の電気泳動表示装置は、請求項１乃至９のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記加熱冷却手段に電熱器と冷却ファンを用いたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項１３に記載の電気泳動表示装置は、請求項１乃至１２のいずれかに記載の電気泳動表示媒体と、前記表示基板に設けられる透明な表示電極と、前記背面基板に設けられる背面電極と、前記表示電極及び前記背面電極に電圧を印加する電圧印加手段とを備えている。
【００２０】
また、本発明の請求項１４に記載の電気泳動表示装置は、請求項１３に記載の発明の構成に加え、前記表示電極は、前記加熱冷却手段からの熱を前記表示部に伝導する熱伝導層として機能することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の請求項１に記載の電気泳動表示媒体によると、第１温度検出手段は、常に第１の色を表示している部位の温度を検出することができ、第２温度検出手段は、常に第２の色を表示している部位の温度を検出することができる。これにより、電気泳動表示媒体を照射する光による温度変化が最も大きい部位の温度と、最も小さい部位の温度を検出することができる。そして、この第１温度検出手段及び第２温度検出手段によって検出される温度を全て最適な温度の範囲内に収める制御により、加熱冷却手段が制御される。よって、当該電気泳動表示媒体を最適な温度環境にすることができる。
【００２２】
また、本発明の請求項２に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１に記載の発明の効果に加え、第１色相部及び第２色相部が表示部の外部に配設されるため、この第１色相部及び第２色相部が不良画素と間違われることがない。
【００２３】
また、本発明の請求項３に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、第１温度検出手段及び第２温度検出手段が表示基板と背面基板との間隙に配設されており、表示基板と背面基板との間隙に充填された分散媒の温度を検出することができる。その検出温度に基づいて加熱冷却手段が制御されるので、当該電気泳動表示媒体の温度環境を、液体分散媒の粘性や、液体分散媒に内包されている帯電粒子の帯電特性にとって適切な温度環境にすることができる。
【００２４】
また、本発明の請求項４に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、第１温度検出手段及び第２温度検出手段が表示基板と背面基板との対向方向に沿って表示基板側から視認した場合に、第１色相部及び第２色相部が表示された位置と重なる位置の背面基板の内部に配設され、その背面基板の内部の温度に基づいて加熱冷却手段が制御されるため、当該電気泳動表示媒体の温度環境を、背面基板に備えられた制御回路が安定するために適切な温度環境にすることができる。
【００２５】
また、本発明の請求項５に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の効果に加え、第１の色が黒色であり、第２の色が白色であるため、光の反射率が大きく異なる黒色と白色の組み合わせによって、表示領域において表示する画像や文字を鮮明に表示することができる。
【００２６】
また、本発明の請求項６に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明の効果に加え、電気泳動表示媒体を駆動するために最適な温度を目標温度として記憶し、第１温度検出手段及び第２温度検出手段によって検出される複数の温度と目標温度との温度差をそれぞれ算出し、算出した温度差を全て所定範囲に収める制御によって加熱冷却手段が制御される。よって、各検出温度が目標温度に近づき、当該電気泳動表示媒体を駆動するのに最適な温度環境にすることができる。
【００２７】
また、本発明の請求項７に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明の効果に加え、加熱冷却手段からの熱を表示基板及び背面基板の少なくとも一方に伝導する熱伝導層を備えたため、加熱冷却手段からの熱が伝導しやすくなり、効率よく温度制御を行うことができる。
【００２８】
また、本発明の請求項８に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明の効果に加え、温度制御手段における制御方式の少なくとも一部にＰＩＤ制御を用いた。ＰＩＤ制御とは、現在値と設定値との偏差に比例した出力を出す比例動作と、その偏差の積分に比例する出力を出す積分動作と、偏差の微分に比例した出力を出す微分動作の和を出力し、目標値に向かって制御する方法であり、スムーズな制御を実現できる。このＰＩＤ制御を用いることにより、電気泳動表示媒体の温度を正確に、素早く目標温度に調節することができる。
【００２９】
また、本発明の請求項９に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明の効果に加え、熱伝導層の温度を測定する第３温度検出手段を備え、その第３温度検出手段により検出された温度を用いてＰＩＤ制御を行うため、熱伝導層の温度を正確に把握してＰＩＤ制御を行うことができる。
【００３０】
また、本発明の請求項１０に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１乃至９のいずれかに記載の発明の効果に加え、加熱冷却手段にペルチェ素子を用いており、ペルチェ素子は、直流電流を流すと片面で吸熱し、もう一方の面で放熱する特性、及び電流の向きを変えると吸熱する面と放熱する面が逆になる特性を持っているため、電流を流す方向を変えるだけで加熱と冷却を使い分けることができ、温度調節が容易にできる。
【００３１】
また、本発明の請求項１１に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１乃至９のいずれかに記載の発明の効果に加え、加熱冷却手段にペルチェ素子と冷却ファンを用いることで、ペルチェ素子が放熱する熱を効率よく外部に排出することができる。
【００３２】
また、本発明の請求項１２に記載の電気泳動表示媒体は、請求項１乃至９のいずれかに記載の発明の効果に加え、加熱冷却手段に電熱器と冷却ファンを用いることで、加熱時は電熱器を動作させ、冷却時は冷却ファンを動作させて電気泳動表示媒体の加熱と冷却を行うことができる。
【００３３】
また、本発明の請求項１３に記載の電気泳動表示装置は、請求項１乃至１２のいずれかに記載の電気泳動表示媒体に加え、表示基板に透明な表示電極を、背面基板に背面電極を、さらに表示電極及び背面電極に電圧を印加する電圧印加手段を備えたので、請求項１乃至１２のいずれかに記載の発明と同様の作用効果を奏することができる。
【００３４】
また、本発明の請求項１４に記載の電気泳動表示装置は、請求項１３に記載の発明の効果に加え、表示電極が加熱冷却手段からの熱を表示部に伝導する熱伝導層として機能するため、表示電極と熱伝導層とを別に設けるよりも、電気泳動表示装置の構成を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明に係る電気泳動表示装置を具体化した電気泳動表示装置１について、図面を参照して説明する。図１は、電気泳動表示装置１の正面図であり、図２は、図１に示す表示パネル２のＡ−Ａ線における矢視方向断面図である。
【００３６】
まず、本実施の形態の電気泳動表示装置１の物理的構成の概略について、図面を参照して説明する。図１に示すように、電気泳動表示装置１の表示パネル２は、一例として正面視が四角形の平板であり、その底面に制御装置３が配設されている。また、図２に示すように、表示パネル２は、その正面側（図２における上面側）に設けられる表示基板１０と、その背面側（図２における下面側）に設けられる背面基板１３とが対向配置されて構成されており、表示基板１０と背面基板１３との間隙に、後述する複数の表示部１５を備えている。そして、表示パネル２には、その背面側の全面に渡って熱伝導層４が備えられ、さらにその背面側には、加熱冷却手段としてペルチェ素子５が備えられている。
【００３７】
次に、図２を参照して、表示基板１０について説明する。図２に示すように、表示基板１０は、その背面側に設けられて表示部１５に電界を発生させる表示電極１１と、その正面側に設けられて紫外線を遮断する紫外線カットフィルム１２とを備えている。表示基板１０は、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ガラス等の高い透明性と高い絶縁性を発揮可能な材料により形成される。また、表示電極１１は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜、フッ素がドープされた酸化スズ膜、インジウムがドープされた酸化亜鉛膜等、電極としての役割を果たし、且つ高い透明性を発揮可能な材料により形成されている。
【００３８】
また、紫外線カットフィルム１２は、紫外線をさえぎる効果を持つ透明な材質により形成されている。本実施の形態では、表示基板１０は透明なガラス基板であり、表示電極１１は酸化インジウムスズにより形成された透明電極であり、紫外線カットフィルム１２はポリエステルにより形成された透明なフィルムである。つまり、表示基板１０、表示電極１１、紫外線カットフィルム１２は全て透明体であるから、利用者が表示基板１０の正面側（図２上方向）から表示部１５を視認可能である。そして、紫外線カットフィルム１２を設けることにより、電気泳動表示装置１を照射する光による影響を低減することができる。
【００３９】
次に、図２を参照して、背面基板１３について説明する。図２に示すように、背面基板１３の正面側に、各表示部１５に電界を発生させる背面電極１４が複数設けられている。尚、背面基板１３及び背面電極１４は、表示基板１０、表示電極１１及び紫外線カットフィルム１２とは異なり、必ずしも透明である必要はない。本実施の形態では、背面基板１３は有機ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が組み込まれたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板である。有機ＴＦＴにより、各背面電極１４ごとに電圧の印加の制御（オン／オフの切り替え）を行うことができる。また、背面電極１４は酸化インジウムスズにより形成される。
【００４０】
次に、図２を参照して、表示部１５について説明する。図２に示すように、表示電極１１と背面電極１４との間にはスペーサ１７が設けられている。スペーサ１７は、表示パネル２の外周に沿って配設されており、表示電極１１と背面基板１３とスペーサ１７との間に密閉空間が形成されている。そして、当該密閉空間は、さらに隔壁１８により複数の領域に区画されており、この区画された領域が表示部１５を形成している。また、先述した背面電極１４は複数の均一な形状に区分けされており、電気泳動表示装置１の画素は、区分けされた１つの背面電極１４に対応して形成されている。尚、１つの画素に複数の表示部１５が含まれていてもよく、逆に１つの表示部１５に複数の画素が含まれていてもよい。また、本実施の形態では、均一な形状に区分けされた背面電極１４と、全ての画素に対して共通の表示電極１１を備えるが、背面電極１４を全ての画素に共通な電極とし、表示電極１１を均一な形状に区分けして複数の画素を形成してもよい。また、単純マトリックス駆動電極のように、電気泳動表示媒体において周知の電極を形成してもよいことはいうまでもない。また、スペーサ１７及び隔壁１８は一体に形成されていてもよく、これらは光硬化性樹脂により形成されればよい。本実施の形態では、スペーサ１７及び隔壁１８は共にエポキシ系光硬化性樹脂により形成されている。
【００４１】
また、表示部１５の内部には分散媒２０、黒色帯電粒子２１、白色帯電粒子２２が充填されている。分散媒２０としては、高絶縁性を発揮可能で、かつ粘性の低い、アルコール類、炭化水素、シリコーンオイル等を利用できる。本実施の形態では、炭化水素系絶縁性溶媒に少量のアルコールを添付して使用した。また、黒色帯電粒子２１及び白色帯電粒子２２は、分散媒２０中において帯電可能な材料が用いられ、有機化合物や無機化合物からなる顔料や染料、もしくは顔料や染料を合成樹脂で包んだものからなる。本実施の形態では、黒色帯電粒子２１にカーボンブラック含有ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂粒子を使用し、白色帯電粒子２２に酸化チタン含有ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂粒子を使用している。そして、黒色帯電粒子２１と白色帯電粒子２２とは、正あるいは負に相異なるように帯電していればよく、本実施の形態では黒色帯電粒子２１が正に、白色帯電粒子２２が負に帯電している。
【００４２】
次に、図２を参照して、表示パネル２に配設されている熱伝導層４及びペルチェ素子５について説明する。図２に示すように、表示パネル２の背面側には、その全面に渡って熱伝導層４が設けられ、さらにその背面側にはペルチェ素子５が設けられている。ペルチェ素子とは、Ｐ型とＮ型の熱電半導体を銅電極にはんだ付けした構造の平板であり、直流電流を流すと片面で吸熱し、もう一方の面で放熱する特性と、直流電流を流す方向を逆にすると放熱面と吸熱面が逆になる特性とを有する。よって、ペルチェ素子５に直流電流を流すことで加熱及び冷却を行うことができ、背面基板１３とペルチェ素子５との間に熱伝導層４が設けられているため、ペルチェ素子５からの熱を背面基板１３の全面に効率よく伝導することができる。
【００４３】
次に、図２を参照して、表示パネル２の内部に配設されている黒色用温度測定部３０及び白色用温度測定部４０について説明する。図２に示すように、表示電極１１と背面基板１３との間隙における、複数の表示部１５からなる表示領域の外部に、黒色用温度測定部３０及び白色用温度測定部４０が設けられている。これらは表示領域の外部に配設されるため、不良画素と間違われることがない。黒色用温度測定部３０の表示基板１０側には黒色フィルム３１が、白色用温度測定部４０の表示基板１０側には白色フィルム４１がそれぞれ設けられており、利用者が表示基板１０の正面側（図２上方向）から視認した場合の色は、黒色用温度測定部３０は常に黒色であり、白色用温度測定部４０は常に白色である。そして、黒色用温度測定部３０及び白色用温度測定部４０の内部には、表示部１５の内部に充填されているものと同じ分散媒２０が充填されている。
【００４４】
また、黒色用温度測定部３０内で背面基板１３に当接する位置に、第１黒色用温度センサ３２が配設されている。そして、背面基板１３における黒色用温度測定部３０と隣り合っている部分、すなわち、表示基板１０と背面基板１３との対向方向に沿って正面側から視認した場合に、黒色フィルム３１と背面基板１３が重なる部分で熱伝導層４に当接する位置に、第２黒色用温度センサ３３が配設されている。このような構造により、第１黒色用温度センサ３２は、常に黒色を表示している表示部１５における分散媒２０の温度を間接的に検出することができ、第２黒色用温度センサ３３は、背面基板１３における常に黒色を表示している表示部１５と隣り合った部分の温度を間接的に検出することができる。仮に、実際に表示部１５の内部に温度センサを配設した場合、黒色帯電粒子２１及び白色帯電粒子２２の表示部１５内における移動に影響を与え、コントラストが悪化する恐れがある。また、背面基板１３における表示部１５と隣り合った部分には、コンデンサや複雑な構造の有機ＴＦＴが組み込まれているため、この部分に実際に温度センサを配設するのは困難である。しかし、本実施の形態の構造によるとこのような問題が発生しない。
【００４５】
また、白色用温度測定部４０内で背面基板１３に当接する位置に、第１白色用温度センサ４２が配設されている。そして、背面基板１３における白色用温度測定部４０と隣り合っている部分、すなわち、表示基板１０と背面基板１３との対向方向に沿って正面側から視認した場合に、白色フィルム４１と背面基板１３が重なる部分で熱伝導層４に当接する位置に、第２白色用温度センサ４３が配設されている。これにより、第１白色用温度センサ４２は、常に白色を表示している表示部１５における分散媒２０の温度を間接的に検出することができ、第２白色用温度センサ４３は、背面基板１３における常に白色を表示している表示部１５と隣り合った部分の温度を間接的に検出することができる。
【００４６】
次に、図３乃至図５を参照して、電気泳動表示装置１の電気的構成について説明する。図３は、電気泳動表示装置１の電気的構成を示すブロック図であり、図４は、電気泳動表示装置１のＲＯＭ５１の記憶エリアの概念図であり、図５は、電気泳動表示装置１のＲＡＭ５２の記憶エリアの概念図である。
【００４７】
図３に示すように、電気泳動表示装置１の制御装置３には、電気泳動表示装置１の主制御を司るＣＰＵ５０が設けられている。そして、ＣＰＵ５０には、制御プログラム等を記憶したＲＯＭ５１と、メモリカード５４から画像データを取得するためのメモリカードインターフェース５３と、メモリカードインターフェース５３を介して取得した画像データやパラメータ、フラグ等を記憶するＲＡＭ５２と、表示パネル２を駆動して画像の表示態様を制御する表示制御部５６と、４つの温度センサによって検出される温度データを取得するための温度センサインターフェース５７と、ペルチェ素子５の動作を制御する温度制御部５８と、電気泳動表示装置１に電源を供給する電源５９とがバス６０を介して接続されている。また、有機ＴＦＴを介して各背面電極１４に接続されたチャンネルＣＨ１及び表示電極１１に接続されたチャンネルＣＨ２を制御して、各表示部１５への電界の発生を司るＣＨ１・ＣＨ２ドライバ５５が表示制御部５６に接続されている。尚、制御装置３におけるＣＰＵ５０が、画像の表示態様の制御や後述する温度制御等、電気泳動表示装置１における様々な動作を制御する。
【００４８】
次に、図４を参照して、電気泳動表示装置１のＲＯＭ５１の記憶エリアについて説明する。図４に示すように、ＲＯＭ５１には、電気泳動表示装置１の動作を制御するための制御プログラムや、画像を表示するための画像表示制御プログラムや、黒色帯電粒子２１及び白色帯電粒子２２を分散媒２０中で均等に分散させるリフレッシュ動作を制御するためのリフレッシュ動作制御プログラム等を記憶したプログラム記憶エリア１０１が設けられている。また、プログラムの実行に必要な設定や初期値、データ等の情報を記憶したプログラム関係情報記憶エリア１０２と、電気泳動表示装置１が動作するために最適な温度を記憶する目標温度記憶エリア１０３とが設けられている。さらに、ＲＯＭ５１には、図示外の各種記憶エリアが設けられている。
【００４９】
次に、図５を参照して、電気泳動表示装置１のＲＡＭ５２の記憶エリアについて説明する。図５に示すように、ＲＡＭ５２には、メモリカード５４（図３参照）から取得した画像データを記憶する画像データ記憶エリア１０４と、４つの温度センサによって検出される温度データを記憶する検出温度記憶エリア１０５と、各温度センサによって検出される温度と、ＲＯＭ５１における目標温度記憶エリア１０３（図４参照）に記憶されている温度との温度差をそれぞれ記憶する算出温度差記憶エリア１０６等が設けられている。ここで、算出温度差記憶エリア１０６に記憶される温度差はＣＰＵ５０によって算出される。また、温度制御部５８を司るＣＰＵ５０は、算出温度差記憶エリア１０６に記憶されている温度差を設定範囲に収める制御を行う。
【００５０】
次に、図６に示すフローチャート、及び図７を参照して、本発明の要部である温度制御処理について説明する。図６は、電気泳動表示装置１における温度制御処理のフローチャートであり、図７は、温度制御処理による制御結果の一例を示したグラフである。
【００５１】
以下説明するフローチャートにおける「中心温度」とは、図７における第１黒色用温度センサ３２による検出温度１Ａ、第２黒色用温度センサ３３による検出温度１Ｂ、第１白色用温度センサ４２による検出温度１Ｃ、第２白色用温度センサ４３による検出温度１Ｄのうち、最も高い温度と最も低い温度との中心の温度であり、図７のグラフの時間０及び時間Ｔ１ではＲで表される。また、「設定温度範囲」とは、ＲＯＭ５１の目標温度記憶エリア１０３に記憶されている目標温度から所定範囲内であることを示し、本実施の形態では目標温度が３０℃であり、設定温度範囲は２７℃以上３３℃未満である。尚、設定温度範囲の下限温度を２７℃未満に設定すると、液体分散媒の溶媒粘性が強くなり、表示部の表示応答速度が遅くなって表示画像が最高品質ではなくなる。また、設定温度範囲の上限温度を３３℃以上に設定すると、有機ＴＦＴのオフ時のリーク電流が増加することによって、表示画像が最高品質ではなくなる。ただし、この設定温度範囲は表示画質の設定基準や使用する材質に応じて適宜変更してもよい。
【００５２】
まず、電気泳動表示装置１の制御装置３には、図示外の温度制御モードスイッチが備えられており、使用者はこの温度制御モードスイッチを操作することにより、温度制御モードを実行するか否かを選択できる。温度制御モードスイッチがオンになっている場合に電気泳動表示装置１の電源を投入すると、もしくは電気泳動表示装置１の電源が入っている場合に温度制御モードスイッチをオフからオンに切り替えると、図６に示すフローチャートの温度制御処理が開始される。まず、４つの温度センサ３２、３３、４２、４３による温度検出を行い（Ｓ１）、４つの検出温度のうち、最も高い温度と最も低い温度との中心温度、すなわち図７における制御開始時の１Ａの温度と１Ｄの温度との中心温度Ｒが２７℃以上３３℃未満の範囲内に収まっていなければ（Ｓ２：ＮＯ）、その中心温度Ｒが２７℃未満であるか３３℃以上であるかの判断が行われる（Ｓ３）。中心温度Ｒが２７℃未満であれば（Ｓ３：ＹＥＳ）、ペルチェ素子５を駆動させて加熱処理を行う（Ｓ４）。加熱処理とは、ペルチェ素子５の熱伝導層４に当接している面が放熱を行うようにペルチェ素子５に電流を流し、当該電気泳動表示媒体１を加熱する処理である。図７に示す例では、温度制御処理開始時における１Ａの温度と１Ｄの温度との中心温度Ｒが３３℃以上であるため（Ｓ３：ＮＯ）、冷却処理を行う（Ｓ５）。冷却処理とは、先述した加熱処理と反対方向の電流をペルチェ素子５に流し、当該電気泳動表示媒体１を冷却する処理である。冷却処理中は、４つの温度センサによる検出温度は全て下降する。そして、温度制御モードスイッチがオフにされていなければ（Ｓ８：ＮＯ）、Ｓ２へ戻り、中心温度が２７℃以上３３℃未満の範囲内に収まるまで（Ｓ２：ＹＥＳ）（図７における時間０から時間Ｔ１までの間）、加熱処理（Ｓ４）又は冷却処理（Ｓ５）が続けられる。
【００５３】
そして、図７に示す一例の時間Ｔ１における温度検出結果のように、中心温度Ｒが２７℃以上３３℃未満に収まれば（Ｓ２：ＹＥＳ）、４つの温度センサ３２、３３、４２、４３によって検出される４つの検出温度が全て２７℃以上３３℃未満の範囲内に収まっているか否かの判断が行われる（Ｓ６）。設定温度範囲内に収まっていない検出温度があれば、ペルチェ素子５を駆動させて、全ての温度検出結果が設定温度範囲内に収まるまで（図７における時間Ｔ１から時間Ｔ３までの間）、温度一定制御を行う（Ｓ７）。図７に示す例の時間Ｔ２のように、設定温度範囲内に収まっていない検出温度が１つでもあれば、この温度一定制御（Ｓ７）が続行される。そして、図７に示す例の時間Ｔ３における温度検出結果のように、全ての検出温度が２７℃以上３３℃未満の範囲内に収まると（Ｓ６：ＹＥＳ）、この温度一定制御が終了する。これにより、表示パネル２の全体が最適な温度環境に調節される。そして、温度制御モードスイッチがオフに切り替えられると（Ｓ８：ＹＥＳ）、図６に示すフローチャートの温度制御処理が終了する。
【００５４】
次に、温度一定制御（Ｓ７）について説明する。温度一定制御（Ｓ７）におけるペルチェ素子５の動作を制御する制御方式には、ＰＩＤ制御が用いられている。ＰＩＤ制御とは、現在値と設定値との偏差に比例した出力を出す比例動作と、その偏差の積分に比例する出力を出す積分動作と、偏差の微分に比例した出力を出す微分動作との和を出力し、目標値に向かって制御する方式である。比例制御により微妙な制御を加えることが出来るので、細かく目標値に近づけることが可能であるが、これだけでは現在値と設定値との間の僅かな誤差が消えないため、積分動作によりこの僅かな誤差を消す。そして、微分動作によると、外乱等による変化の度合いに応じて、偏差の少ないうちに大きな修正動作を加えることで、制御結果が大きく変動するのを防ぐことができる。この制御方式によると、スムーズな制御を実現できる。よって、温度一定制御（Ｓ７）においてこのＰＩＤ制御を用いることにより、各温度センサにより検出される温度を正確に、素早く設定温度範囲内に収めることができる。
【００５５】
また、温度一定制御（Ｓ７）において熱伝導層４の温度を把握する手段として、第２白色用温度センサ４３（図２参照）による検出温度を用いる。第２白色用温度センサ４３は、気温や光等の外乱の影響が少なく、且つ熱伝導層４に当接しているため、熱伝導層４の温度を測定するのに適している。すなわち、第２白色用温度センサ４３が本発明における「第３温度検出手段」として機能する。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態の電気泳動表示装置１では、常に黒色を表示している表示部１５における分散媒２０の温度と、常に白色を表示している表示部１５における分散媒２０の温度を間接的に検出し、この２つの検出温度が共に２７℃以上３３℃未満の範囲内に収まるようにペルチェ素子５を制御する。複数の表示部１５において、光の影響で最も温度が高くなるのは常に黒色を表示している表示部１５であり、対して最も温度が高くならないのは常に白色を表示している表示部１５である。そして、この２つの温度を設定温度範囲内に収めるようにペルチェ素子５の駆動を制御すると、複数の表示部１５に分散された全ての分散媒２０の温度が設定温度範囲内に収まる。従って、分散媒２０の粘性や、分散媒２０に分散されている黒色帯電粒子２１及び白色帯電粒子２２の帯電特性等、温度依存性を有する特性が変化することがない。
【００５７】
また、背面基板１３における、常に黒色を表示している表示部１５と隣り合う部分の温度と、常に白色を表示している表示部１５と隣り合う部分の温度を間接的に検出する。そして、この２つの検出温度が共に２７℃以上３３℃未満の範囲内に収まるようにペルチェ素子５を制御すると、有機ＴＦＴが組み込まれた背面基板１３の全体が設定温度範囲内に収まる。従って、有機ＴＦＴの特性や、背面基板に組み込まれた制御回路の安定性等の温度依存性を有する特性が変化することがない。結果、温度依存性を有する様々な特性が変化して、表示特性や表示応答速度の悪化を引き起こすことのない電気泳動表示装置１を実現できる。
【００５８】
尚、本実施の形態における黒色用温度測定部３０が「第１色相部」に該当し、白色用温度測定部４０が「第２色相部」に該当する。また、第１黒色用温度センサ３２及び第２黒色用温度センサ３３が「第１温度検出手段」に該当し、第１白色用温度センサ４２及び第２白色用温度センサ４３が「第２温度検出手段」に該当する。また、ペルチェ素子５、及び当該ペルチェ素子５の動作の制御を行うＣＰＵ５０が「温度制御手段」に該当し、３０℃という目標温度を記憶するＲＯＭ５１内の目標温度記憶エリア１０３が「目標温度記憶手段」に該当し、各温度センサと目標温度との温度差を算出するＣＰＵ５０が「温度差算出手段」に該当する。
【００５９】
尚、本発明は、以上詳述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。
【００６０】
次に、図８を参照して、本実施の形態の変形例１について説明する。図８は、加熱冷却手段として電熱器７０、冷却ファン７１、空洞部７２、開閉弁７３を用いた電気泳動表示装置１の変形例１の断面図である。図８に示すように、加熱冷却手段として、電熱器７０と、冷却ファン７１とを組み合わせて用いてもよい。この変形例１では、電熱器７０と冷却ファン７１との間に空洞部７２を設け、空洞部７２を形成する枠の一部に開閉弁７３を設けて、冷却ファン７１による外部との空気の出入りが容易にできる構成となっている。また、本実施の形態では、分散媒２０に黒色帯電粒子２１及び白色帯電粒子２２の２種類の帯電粒子を分散したが、用いる帯電粒子を１種類にしてもよい。変形例１では、黒色帯電粒子２１のみが分散された白色の分散媒２５を表示部１５内に充填した。この場合、白色フィルム４１（図２参照）を設けなくても、白色用温度測定部４０は常に白色を表示する。また、変形例１における電熱器７０に代えてペルチェ素子５を用いてもよい。さらに、変形例１では、背面基板１３が加熱冷却手段からの熱を伝導する構成となっている。この場合の背面基板１３の材質は、基板としての役割を果たし、且つ熱を伝導する役割を果たす材質により形成されればよい。変形例１では、背面基板１３は、ステンレスであるＳＵＳにより形成されている。
【００６１】
次に、図９を参照して、本実施の形態の変形例２について説明する。図９は、熱伝導層４とペルチェ素子５とを表示パネル２の右側面に配設し、表示電極１１がペルチェ素子５からの熱を伝導する、電気泳動表示装置１の変形例２の断面図である。図９に示すように、変形例２では、表示電極１１が加熱冷却手段からの熱を伝導する構成となっている。この場合の表示電極１１の材質は、電極としての役割を果たし、且つ熱を伝導する役割を果たす材質により形成されればよく、変形例２の表示電極１１は酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）により形成されている。また、変形例２では、熱伝導層４や、熱を伝導する電極の温度を検出する熱伝導層用温度センサ８０が設けられている。この場合、熱伝導層用温度センサ８０による検出温度は、先述した温度一定制御（Ｓ７、図６参照）のＰＩＤ制御において用いられる。尚、この熱伝導層用温度センサ８０が本発明における「第３温度検出手段」に該当する。
【００６２】
また、本実施の形態では、第１の色として黒色を、第２の色として白色を用いたが、他の色の組み合わせを用いてもよい。また、配設する温度センサの個数は任意に変更が可能であり、配設する黒色用温度測定部３０及び白色用温度測定部４０の個数も任意に変更が可能である。また、本実施の形態では、表示基板１０に表示電極１１を備え、背面基板１３に背面電極１４を備えたが、２つの電極と電圧印加手段とを備えた電圧印加装置と、それのみでは電圧を印加する手段を持たない電気泳動表示媒体とが分けられていてもよい。この場合は、電気泳動表示媒体を電圧印加装置の２つの電極間に配置して駆動させる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明に係る電気泳動表示媒体及び電気泳動表示装置は、表示部を備えた様々な電子機器に適用される。例えば、電子ペーパー等が挙げられる。電子ペーパーとは、紙のように薄く、紙に近い視認性の表示画質を有するリライタブルシートからなる本体と表示ユニットとを備えており、この表示ユニットが先述の電気泳動表示装置により構成される。
【００６４】
また、モバイル型コンピュータのように、操作部と一体となった装置の表示部に用いてもよい。このような場合、操作部から操作された内容の信号に基づいて、表示部に所望の画像が表示される。その他、携帯電話や電子ブック、テレビ、電卓等の電子機器に具備される表示部として適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】電気泳動表示装置１の正面図である。
【図２】図１に示す表示パネル２のＡ−Ａ線における矢視方向断面図である。
【図３】電気泳動表示装置１の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】電気泳動表示装置１のＲＯＭ５１の記憶エリアの概念図である。
【図５】電気泳動表示装置１のＲＡＭ５２の記憶エリアの概念図である。
【図６】電気泳動表示装置１における温度制御処理のフローチャートである。
【図７】温度制御処理による制御結果の一例を示したグラフである。
【図８】加熱冷却手段として電熱器７０、冷却ファン７１、空洞部７２、開閉弁７３を用いた電気泳動表示装置１の変形例１の断面図である。
【図９】熱伝導層４とペルチェ素子５とを表示パネル２の右側面に配設し、表示電極１１がペルチェ素子５からの熱を伝導する、電気泳動表示装置１の変形例２の断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１    電気泳動表示装置
２    表示パネル
３    制御装置
４    熱伝導層
５    ペルチェ素子
１０    表示基板
１１    表示電極
１３    背面基板
１４    背面電極
１５    表示部
２０    分散媒
２１    黒色帯電粒子
２２    白色帯電粒子
３０    黒色用温度測定部
３１    黒色フィルム
３２    第１黒色用温度センサ
３３    第２黒色用温度センサ
４０    白色用温度測定部
４１    白色フィルム
４２    第１白色用温度センサ
４３    第２白色用温度センサ
５０    ＣＰＵ
５１    ＲＯＭ
５２    ＲＡＭ
５８    温度制御部
７０    電熱器
７１    冷却ファン
１０３    目標温度記憶エリア
１０５    検出温度記憶エリア
１０６    算出温度差記憶エリア
【図１】
0004720580.tif 000002
【図２】
0004720580.tif 000003
【図３】
0004720580.tif 000004
【図４】
0004720580.tif 000005
【図５】
0004720580.tif 000006
【図６】
0004720580.tif 000007
【図７】
0004720580.tif 000008
【図８】
0004720580.tif 000009
【図９】
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