(57)【要約】【課題】本発明の目的は、３色若しくは４色択一表示のドットを用いて、視認性が良好で、特に高い広い色再現域による多色表示が可能な表示画面を提供することにある。【解決手段】３種の３色択一表示ドット、もしくは３種の４色択一表示ドットを組み合わせてなる表示画面であって、前記３色択一表示ドットは、有彩色２色と無彩色１色が表示可能であり、前記４色択一表示ドットは、有彩色２色と無彩色２色が表示可能であり、前記有彩色２色のうちの１色は、表示可能な三原色のうちの１色であり、もう１色はその補色である表示画面。【特許請求の範囲】
【請求項１】
３種の３色択一表示ドット、もしくは３種の４色択一表示ドットを組み合わせてなる表示画面であって、
前記３色択一表示ドットは、有彩色２色と無彩色１色が表示可能であり、前記４色択一表示ドットは、有彩色２色と無彩色２色が表示可能であり、前記有彩色２色のうちの１色は、表示可能な三原色のうちの１色であり、もう１色はその補色である表示画面。
【請求項２】
三原色が、レッド、グリーン、ブルーであるか、シアン、マゼンタ、イエローである請求項１記載の表示画面。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型デジタル表示画面に関する。さらに、詳しくは、電気泳動、磁気泳動、エレクトロクロミックなどを多層化若しくは複合化した素子、多色塗り分け回転体表示素子などに代表される、３色または４色を択一表示できるドットの集合体で多色を表現する画面に関する。
【背景技術】
【０００２】
多色表示のできるデジタル表示デバイスとしては、ブラウン管ディスプレイ、プラズマディスプレイ、エレクトロルミネッセンスなどに代表される自己発光型のデバイスが多かった。また、液晶ディスプレイは自己発光こそしないものの、反射型表示デバイスとして考えると偏光フィルターやカラーフィルターを使うために原理的に入射光の一部しか反射できず結果として暗くてコントラストが低くなり、細かな文字や画像を表示するには不足する光量を補う目的でバックライトやフロントライトを使用することが一般的である。
【０００３】
これらのデジタル表示デバイスは発光するためにエネルギーを必要とし、更にある時点での表示内容を表示し続けるためにもエネルギーが必要である。ところが近年の携帯電話やＰＤＡ、ノート型パソコンをはじめとする携帯型情報端末の急激な普及により、バッテリー駆動時間を延ばすためエネルギー消費量が少なく、かつ薄型な表示デバイスが強く望まれている。
【０００４】
この要望を満たすカラーデバイスの例として、カラーフィルター付縦電気泳動方式表示デバイス、多層化横電気泳動方式表示デバイス（特許文献１〜２参照）、多色塗り分け回転体表示デバイス（特許文献３〜６参照）複合制御方式表示デバイス（特許文献７〜９参照）などが提案されている。
【０００５】
これらは自己発光しない反射型表示デバイスの一種であり、２色ないし８色択一表示の素子よりなるドットが重なることなく独立して並置されている。さらに詳しくは、５色以上の中から任意の１色を択一表示できるドットからなるデバイスの場合は、各ドットは少なくとも三原色と白表現、黒表現の中から任意の１色を表示することができ、単独のドットでピクセルを構成することも複数のドットからピクセルを構成することもでき、例えば、多層化横電気泳動方式表示デバイス（特許文献２参照）や多色塗り分け回転体表示デバイス（特許文献５〜６参照）がある。
【０００６】
また、４色の中から任意の１色を択一表示できるドットからなるデバイスで、各ドットを三原色と白表現の中から任意の１色を表示する場合は、黒表現は３個のドットがそれぞれＣＭＹ又はＲＧＢのような三原色のそれぞれを表示して初めて表現でき、例えば、多色塗り分け回転体表示デバイス（特許文献３〜４参照）がある。
【０００７】
また、任意の３色から１色を択一表示できるドットからなるデバイスの構成としては、多層化横電気泳動方式表示デバイス（特許文献１参照）、複合制御方式表示デバイス（特許文献８〜９参照）などが含まれ、必ず３個以上のドットにて画素を構成しなければカラー表示はできない。
【０００８】
任意の２色から１色を択一表示できるドットからなるデバイスの場合は本発明の範囲ではないが、その構成としては、カラーフィルター付縦電気泳動方式表示デバイスなどが含まれ、必ず３個以上のドットにて画素を構成しなければカラー表示はできない。
【０００９】
３色以上の中から択一表示できるデバイスの色彩の表現方法に関しては、シアン／グリーン／白の三色、マゼンタ／ブルー／白の三色、イエロー／レッド／白の三色からそれぞれ択一で表示する能力を有す３種類のドットから構成されるピクセルによるもの（特許文献１）レッド／黒／白の三色、グリーン／黒／白の三色、ブルー／黒／白の三色からそれぞれ択一で表示する能力を有す３種類のドットから構成されるピクセルによるもの（特許文献９）各ドットがレッド／グリーン／ブルーの三原色から択一表示能力を有するもの（特許文献８）、各ドットがさらにそれに白も加えた４色から択一表示できるもの（特許文献４）各ドットがシアン／マゼンタ／イエローと白の４色から択一表示できるもの（特許文献３）それに黒も加えた５色から択一表示できるもの（特許文献２）さらにそれにグリーンも加えた６色から択一表示できるもの（特許文献５）さらに、レッドとブルーも加えた８色から択一表示できるもの（特許文献６）などが提案された。
【００１０】
ブラウン管ディスプレイのような発光型のフルカラー表示方法では、加法混色の３色、つまりレッド、グリーン、ブルーを用いる。実際には加法混色の３色を全てＯＦＦにした実質的な黒色と、上記３色との掛け合わせでフルカラーを表現している。一方、自己発光しない反射型のフルカラー表示方法としてはオフセットなどの印刷が一般的であり、減法混色の３色と黒を加えた４色、つまりシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色を印刷では基本的な色の組み合わせとして用いている。実際には白色であることが多い被印刷体の地色と、上記４色との掛け合わせでフルカラーを表現している。
【００１１】
２色択一表示のドットを用いて多色を表現しようとすると、複数種類の２色択一表示ドットが必要で、通常は反射型デバイスという観点から、印刷と同じ色の組み合わせを用いる事が多かった。つまり、シアンと紙の地色に相当する白色、同様にマゼンタと白色、イエローと白色の３種類の２色択一ドット又は、ブラックと白色を加えた４種類の２色択一表示ドットを用いる事が多い。
【００１２】
この場合、３種類又は４種類のドットを１個ずつ集めた物がカラー表示の最小単位、つまりピクセルとなる。１ピクセルでの表示を考えた場合、例えばマゼンタを表示するには、３又は４種類のドットのうち１種はマゼンタを、他の２又は３個は白色を表示することになる。このことは、彩度が低く白っぽいマゼンタ表示しか得られないことを意味している。シアン、イエローの場合も同様である。また、一番暗い色を表示する場合は、１ピクセルの各ドットは３ドット構成の場合はシアン、マゼンタ、イエローを、４ドット構成の場合はシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックを表示することになるが、印刷のようにブラックインキのみで表現するのと比べて明るく、黒らしくない黒表現になってしまう。
【００１３】
以上のことから判るように、２色択一表示のドットを用いて多色を表現する場合に印刷と同じ色の組み合わせを用いると、黒表現は明るく、色表現は白っぽくなるという問題があった。つまりコントラスト比が低い表示画面しか得られない。表示媒体から人間が情報を得るには、文字からと画像からとに大別されるが、人間が画像を認識する場合、色彩表現が重要な位置を占め、文字を認識する場合はコントラストが重要な位置を占めている。
【００１４】
ところが既に述べたように従来一般的であった減法混色の組み合わせであるシアン／ホワイト、マゼンタ／ホワイト、イエロー／ホワイト３種類の２色択一ドット又は、ブラック／ホワイトを加えた４種の２色択一表示ドットによる表示では、白っぽく淡い色しか表現できなかった。例えるならば、このことは湯気で曇った眼鏡を通して見ているような画像しか表示できないことを意味しており、人間には見づらい画像となる。
【００１５】
以上より、よりよい画像を表示するためには、各ドットが３色以上表示できることが望まれる。最近、５色以上の色から択一表示が可能なドットによる並置デバイスとして横電気泳動層積層方式表示デバイス（特許文献２）と多色塗り分け回転体表示デバイス（特許文献５〜６）が提案されている。
【００１６】
このうち、横電気泳動層積層方式表示デバイスにて、５色以上の択一表示を行うためには、４層以上の横電気泳動層を積層せねばならず、構造が極めて複雑であるばかりか、視野角が積層するに従って狭くなるという欠点がある。このため、５色以上の横電気泳動層積層方式表示デバイスは、ディスプレイの真正面に見える部分の色は正しく表現されるが、目から少し離れた、斜めに見る部分は変色して、正しい画像が見えないという問題が生じる。
【００１７】
多色塗り分け回転体表示デバイスは、回転体を円周方向に等分した区画をそれぞれ特定の色に塗り分け、その１区画のみ表面から見える窓の下に設置し、３６０°を等分した一定角度ごとに停止できるよう磁場又は電場にて回転を制御した、デバイスである。従って、択一可能な色数が増えても、積層することはないので、厚みや視野角の変化はない。しかし、各ドットの間隔は、回転体の直径よりも必ず大きくなる。然るに択一する色数が増えるに従って、ドットの幅は回転体の円周を色数で等分したものになり、２色の場合が最大で、回転体の直径と比較して同じ幅、すなわち回転体の軸を含む平面で切った断面積の１００％、３色の場合８６％強、４色の場合７０％強、６色の場合５０％、８色の場合３５％程度となる。実際には周囲にも回転体同士の間にスペースが必要なので、前述したパーセンテージより開口率は小さく、更に、表示窓の開口率が色数の増加に従って減少し、マトリックスばかりが増加する。このことから、多色塗り分け回転体表示デバイスでも、現実的な構成は４色択一程度までであることがわかる。
【特許文献１】特開２００２−３５０９０３号公報
【特許文献２】特開２００２−３３３６４３号公報
【特許文献３】特開平０５−１８８８７２号公報
【特許文献４】特開平１０−２１４０４８号公報
【特許文献５】特開２０００−１４８０４７号公報
【特許文献６】特開２０００−１４８０４９号公報
【特許文献７】特開平９−５００５２号公報
【特許文献８】特開平１０−１６１１６１号公報
【特許文献９】特開２００２−２７７９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
以上から、１ドットあたり３色又は４色択一表示のドットを用いて、広くバランスのよい色再現域とコントラストの高い表現力を兼ね備えたカラー表示デバイスの構成法が望まれていた。
【００１９】
本発明の目的は、３色又は４色択一表示のドットを用いて、広くバランスのよい色再現域及び十分なコントラストを有す、多色表示が可能な表示画面の構成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、３種の３色択一表示ドット、もしくは３種の４色択一表示ドットを組み合わせてなる表示画面であって、前記３色択一表示ドットは、有彩色２色と無彩色１色が表示可能であり、前記４色択一表示ドットは、有彩色２色と無彩色２色が表示可能であり、前記有彩色２色のうちの１色は、表示可能な三原色のうちの１色であり、もう１色はその補色である表示画面に関する。
【００２１】
また、本発明は、三原色が、レッド、グリーン、ブルーであるか、シアン、マゼンタ、イエローである上記表示画面に関する。
【発明の効果】
【００２２】
公知の色の組み合わせである、シアン／グリーン／ホワイト、マゼンタ／ブルー／ホワイト、イエロー／レッド／ホワイト３種の３色択一表示ドットによる表示よりも、本発明の色の組み合わせであるシアン／レッド／ホワイト、マゼンタ／グリーン／ホワイト、イエロー／ブルー／ホワイトの３種の３色択一表示ドットを採用することにより、色再現域を広げることができ、良好な多色表示ができる表示画面を構成することが可能となった。また、公知の色の組み合わせである、シアン／マゼンタ／イエロー／ホワイトの４色択一表示ドット３個による表示やレッド／グリーン／ブルー／ホワイトの４色択一表示ドット３個による表示と比べ、本発明の色の組み合わせであるシアン／レッド／ブラック／ホワイト、マゼンタ／グリーン／ブラック／ホワイト、イエロー／ブルー／ブラック／ホワイトの３種の４色択一表示ドットを採用することにより、際立ったコントラストの向上が得られるとともに、色表現域が十分に広いとともに原色の表現の鮮やかさに偏らず、バランスの取れた自然な色表現が可能であることが明らかになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明で用いられる４色択一表示ドットは、公知の電気泳動、磁気泳動、エレクトロクロミックなどを多層化若しくは複合化した素子、多色塗り分け回転体表示素子など表示で用いられる表示ドットをそのまま用いることができる。
【００２４】
本発明は、色再現域の広い表示画面を与えるために、三原色のうちの一つたる有彩色およびその各々の有彩色の補色及び無彩色を択一表示する、３種類のドットを組み合わせて用いることを特徴とする。
【００２５】
また、三原色のうちの一つたる有彩色およびその各々の有彩色の補色及び無彩色から択一表示する３種類のドットを用いることによって、表現できる色の範囲を格段に向上させることができる。
【００２６】
３色択一表示ドットで用いられる無彩色は、３種とも同じ無彩色であることが望ましく、用途に応じてその明度が決定される。通常は、ホワイトが推奨される。
【００２７】
また、４色択一表示ドットに用いられる２つの無彩色は、３種とも同じ無彩色のペアであることが望ましく、それぞれの明度は、用途に応じて決定される。通常は、明度差が最大になるような無彩色のペアが選ばれる。具体的には、ホワイトとブラックのペアが推奨される。
【００２８】
これらは表示できる色で区別されるものであって、素子自体の大きさや形状が異なってもよい。また、大きさや形状の変化に伴って色目が本発明の効果を損なわない範囲で変化していてもよい。また、素子の数も、種類によって数の多少が生じていても構わない。また、表示ドットの配列は、いかなる配列でもよい。
【００２９】
本発明で好ましく用いられる表示ドットの種類は、３色択一表示ドットでは、シアン／レッド／ホワイト、マゼンタ／グリーン／ホワイト、イエロー／ブルー／ホワイトの３種類又はシアン／レッド／ブラック、マゼンタ／グリーン／ブラック、イエロー／ブルー／ブラックの３種類が挙げられる。
【００３０】
又、４色択一表示ドットでは、シアン／レッド／ブラック／ホワイト、マゼンタ／グリーン／ブラック／ホワイト、イエロー／ブルー／ブラック／ホワイトの３種類が挙げられる。
【００３１】
この３種の表示ドットを用いることにより、広い色再現域、十分なコントラストを与えることが可能となり、表現力が向上する。
【実施例１】
【００３２】
本発明の効果を評価するため、比較例１として特許文献１に記載された色の組み合わせであるシアン／グリーン／ホワイト、マゼンタ／ブルー／ホワイト、イエロー／レッド／ホワイト３種の３色択一表示ドットによる表示と、比較例２として特許文献３に記載された色の組み合わせであるシアン／マゼンタ／イエロー／ホワイトの４色択一表示ドット３個による表示と、比較例３として特許文献４に記載された色の組み合わせであるレッド／グリーン／ブルー／ホワイトの４色択一表示ドット３個による表示と、実施例１として本発明の色の組み合わせの一つであるシアン／レッド／ホワイト、マゼンタ／グリーン／ホワイト、イエロー／ブルー／ホワイトの３種の３色択一表示ドットによる表示と、実施例２として本発明の色の組み合わせの他の一つであるシアン／レッド／ブラック／ホワイト、マゼンタ／グリーン／ブラック／ホワイト、イエロー／ブルー／ブラック／ホワイトの３種の４色択一表示ドットによる表示の実験を行なった。
【００３３】
当該実験では、オフセット印刷の校正に使用される市販の校正機（コニカグラフィックイメージング社  デジタルコンセンサスプロ）を用いて画面表示をシミュレートした。本発明は、画像表示手段によらないため、このシミュレーションにおいても、本発明の効果を確認することができる。
【００３４】
校正機で画面表示をシミュレートできるように、校正機の複数ピクセルで表示画面の１ドットに対応するような画像を作成した。使用した校正機の出力解像度は２４００ｄｐｉであり、約４２μｍ四方のドットを再現できた。比較例１では３種類の３色択一表示ドット（シアン／グリーン／ホワイト、マゼンタ／ブルー／ホワイト、イエロー／レッド／ホワイト）が各１個ずつをこの順に配置した３ドット×１ドットの配列とし、比較例２では４色択一表示ドット（シアン／マゼンタ／イエロー／ホワイト）が３個を配置した３ドット×１ドットの配列とし、比較例３では４色択一表示ドット（レッド／グリーン／ブルー／ホワイト）が３個を配置した３ドット×１ドットの配列とした。実施例１に関しては、３種類の３色択一表示ドット（Ｃ／Ｒ／Ｗ、Ｍ／Ｇ／Ｗ、Ｙ／Ｂ／Ｗ）各１個ずつをこの順に配置した３ドット×１ドットの配列、及び実施例２では３種類の４色択一表示ドット（Ｃ／Ｒ／Ｋ／Ｗ、Ｍ／Ｇ／Ｋ／Ｗ、Ｙ／Ｂ／Ｋ／Ｗ）各１個ずつをこの順に配置した３ドット×１ドットの配列とした。
【００３５】
各実験において、１ピクセルで表示可能な全ての色を表示し、それらを測色機で測定して、最も明るい色と、最も暗い色の明度からコントラストを求めた。更に各例から、ＲＧＢ及びＣＭＹの最適な表現からなる６角形をＬ＊ａ＊ｂ＊等色空間のａ＊ｂ＊平面で求め、色再現域を比較した。
【００３６】
実験による実施例１〜２、比較例１〜３の色再現性の測定結果を図１に示す。
【００３７】
図１に示すように、比較例１は全体的に白っぽく彩度は低い、また、比較例２〜３は、三原色のみ高い彩度を示すものの、中間色は著しく原点に近く、白っぽく、濁った色になる。従って、三原色を単色でベタ塗りした表現では鮮やかな色表現が可能だが、写真のような多様な中間色で表示される自然画の表示には不向きであることがわかる。一方、実施例１〜２は、三原色は比較例２〜３ほど原点から離れていないが、中間色も同じ様に、原点から十分な距離にあり、中間色を多用する自然画の表現にも適していることがわかる。
【００３８】
実験による実施例１〜２、比較例１〜３のコントラスト測定結果を表１に示す。
本発明の色の組み合わせであるシアン／レッド／ホワイト、マゼンタ／グリーン／ホワイト、イエロー／ブルー／ホワイトからなる実施例１のコントラストは比較例１と比べて遜色のないものであった。色表現が比較例よりはるかによいことを勘案すれば、同じ３色択一ドットでありながら、性能は著しく改善されたといえる。本発明の色の組み合わせであるシアン／レッド／ブラック／ホワイト、マゼンタ／グリーン／ブラック／ホワイト、イエロー／ブルー／ブラック／ホワイトからなる実施例２のコントラストは、比較例２〜３よりも高いコントラストが得られた。
【００３９】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系で色相を表すａ＊ｂ＊座標平面において実施例１〜２、比較例１〜３が表示できる最大の彩度のシアン、ブルー、マゼンタ、レッド、イエロー、グリーンの６色のａ＊ｂ＊座標をプロットしたものを表し、原点は無彩色で、原点から遠いほど彩度が高く、鮮やかであることを示す。
【図１】
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