(57)【要約】表示部に柔軟なシートを用いる電子ペーパであって、発光素子とスイッチング素子とを表示部に実装するとともに、駆動回路を上記表示部の一端側に位置する駆動部に実装する。表示部には動作周波数は低いが、柔軟性のある有機半導体よりなる発光素子とスイッチング素子が配置される。駆動部は硬度を高くすることができるので、Ｃ−ＭＯＳ等の動作周波数の高い半導体素子を配置する。上記の構成により、切り換え時間は比較的大きいが、データ設定時間を小さくできるので、鮮明な画像を得ることができる。
2004090847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子と、
上記複数の発光素子のそれぞれのオン、オフ状態を切り換えるスイッチング部と、
上記スイッチング部を駆動する駆動回路と、
上記発光素子と上記スイッチング部とが実装される表示部と、
上記駆動回路が実装される上記表示部の一端側に位置する駆動部と、
を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
上記表示部がシート状であり、上記駆動部が、上記表示部の一端側に位置し、上記表示部よりも硬度が大である芯部に形成された請求の範囲１に記載の表示装置。
【請求項３】
上記駆動部が上記表示部の一端側に形成され、該一端側が上記駆動部の形成によって硬化して芯部となる請求の範囲２に記載の表示装置。
【請求項４】
予め上記駆動部が形成された芯材が、上記芯部として上記表示部の一端側に固着された請求の範囲２に記載の表示装置。
【請求項５】
上記表示部の一端側に上記芯部としての芯材が固着された状態で上記駆動部が形成された請求の範囲２に記載の表示装置。
【請求項６】
上記スイッチング部に、有機ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が用いられた請求の範囲２に記載の表示装置。
【請求項７】
上記駆動回路に、結晶型ＣＭＯＳ−ＩＣ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ−ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）が用いられた請求の範囲２から６のいずれかに記載の表示装置。
【請求項８】
上記芯部に、上記発光素子への電力を供給する電源供給手段が備えられた請求の範囲２から５のいずれかに記載の表示装置。
【請求項９】
上記電源供給手段は、充電池から構成された請求の範囲８に記載の表示装置。
【請求項１０】
上記電源供給手段としての充電池に対して、太陽電池またはシート状バッテリーにより充電を行うように構成された請求の範囲９に記載の表示装置。
【請求項１１】
上記芯部に、上記電源供給手段に外部からの電力を供給するためのコネクタが備えられた請求の範囲８に記載の表示装置。
【請求項１２】
上記駆動回路が上記スイッチング素子を制御するデータを設定するデータ設定部を含む請求項１に記載の表示装置。
【請求項１３】
上記スイッチング部の素子の特性と、上記データ設定部の素子の特性とが異なる請求の範囲１２に記載の表示装置。
【請求項１４】
上記素子の特性が、動作周波数である請求の範囲１３に記載の表示装置。
【請求項１５】
上記素子の特性が、動作周波数かつ素子を構成する材料の力学的な柔軟性である請求の範囲１３に記載の表示装置。
【請求項１６】
上記データ設定部の上記発光素子１素子あたりのデータ処理時間は、上記スイッチング部の上記発光素子１素子あたりの切り換え時間の１パーセント以下である請求の範囲１３に記載の表示装置。
【請求項１７】
さらに、上記データ設定部に供給する電力を制御する制御部を有し、
当該表示装置に一定時間以上データが入力されないとき、上記制御部が上記データ設定部への電力の供給を停止する請求の範囲１２に記載の表示装置。
【請求項１８】
さらに、当該表示装置に入力されたデータを上記表示部に動画像として表示する動画モードと、静止画像として表示する静止画モードとの少なくとも２つのモードに対応して上記データ設定部に供給する電力を制御する制御部と、
上記データ設定部から出力されたデータを保持すると共に、当該保持したデータを上記スイッチング部に出力するデータ保持部と、を有し、
上記静止画モードで、上記データ設定部が出力したデータを上記データ保持部が保持した後、当該表示装置にデータが入力されるまでの間、上記制御部がデータ設定部への電力の供給を停止する請求の範囲１２に記載の表示装置。
【請求項１９】
さらに、当該表示装置に供給する電力を停止する前に、上記データ保持部が保持しているデータを格納する記憶部を有し、
当該表示装置に供給する電力を全て停止した後、再度電力を供給する場合、上記制御部が上記記憶部に格納したデータを上記データ保持部に設定すると共に、電力の供給を停止する前と同じ状態で各部に電力を供給する請求の範囲１８に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】    本発明は、フレキシブルな表示媒体としての電子ペーパである表示装置に関する。
【背景技術】    近年、ペーパライクな情報伝達媒体として利用可能な表示装置である電子ペーパが提案されている。日本特開２００１−３１２２２７号公報に記載されている電子ペーパは、第１図に示すように画像が表示されるシート状の表示部２００と、当該表示部２００が接着剤等で固着される硬い素材でできた芯部３００とから構成されている。上記芯部３００には、表示部２００に電力を供給するための充電池や、画像データが記憶された記憶媒体や、ユーザが上記表示部２００に表示する画像を選択するための十字キーや決定キー等が備えられている。
また上記表示部２００は、紙と同じように折り曲げたり丸めたりすることができるように、プラスチックフィルム等の柔軟性のある素材が用いられている。この表示部２００には、マトリクス状に発光素子が設けられ、当該発光素子の発光制御には、パッシブマトリクス方式やアクティブマトリクス方式が採用されている。パッシブマトリクス方式を採用した場合、発光素子間のクロストークが発生して表示される画質が悪くなるため、近年の発光制御には、アクティブマトリクス方式を採用する場合が多くなっている。
【発明の開示】
アクティブマトリクス方式を用いて発光制御する場合、各発光素子の発光のオン、オフを切り換えるスイッチング素子や、当該スイッチング素子を制御する駆動回路等を電子ペーパ１００に実装する必要がある。
ところで、スイッチング素子や駆動回路を実装するに当たり、少なくとも下記（１）〜（３）の３条件を併せて満たしておくことが必要であると思われる。
（１）取り扱いを容易にするため、表示部が柔軟性を有すること
（２）表示部に表示される画像が鮮明であること
（３）表示される画像の切り替えがスムーズであること
本発明は、上記の（１）〜（３）を満たす表示装置（電子ペーパ）を提供することを目的とする。
以下、まず、本発明の経緯に触れ、ついで、その具体的な手段について説明する。
本発明者らは、上記の（１）〜（３）の各条件を満たすために、以下のような手順を辿って着想した。
つまり、上記（２）の条件を満たすには、（ａ）駆動回路自体の動作が安定していることが好ましく、且つ、（ｂ）電圧降下またはノイズの発生を防ぐために、発光素子に対してスイッチング素子（可能であれば駆動回路も）を可能な限り近くに配置することが好ましい。
すなわち、上記（ａ）に関し、駆動回路として、有機物の半導体に較べ、安定性の点で優れる無機物の半導体を用いる。
また、上記（ｂ）に関し、スイッチング素子として、無機物の半導体に較べ、実装の際に高温環境を必要としない有機物の半導体を用いる。このことにより、高温環境に向きづらい、柔軟性を有するシート状の表示部（上記（１）の条件）上に発光素子とスイッチング素子とを実装できるようになり、この結果、双方を極力近づけて配置できる。
纏めると、上記（２）の条件を満たすには、スイッチング素子として有機物の半導体材料を用い、一方、駆動回路として無機物の半導体材料を用いることが好ましい。
さらに、上記（３）の条件を満たすためには、駆動回路（特に、表示装置に入力された画像データをスイッチング素子を制御するデータに変換する回路）として、有機物の半導体に較べ、動作速度（動作周波数）の点で優れる無機物の半導体を用いることが好ましい。この点は、上記（２）の結果と整合している。
以上より、本発明は「有機物半導体のスイッチング素子を可撓性を持つシート状の表示部に配置し、無機物半導体の駆動回路を表示部よりも硬度が大である芯部に別々に配置する」との特徴を得るに到ったのである。
更に、上記表示部に実装された発光素子の発光制御にはアクティクブマトリクス方式が採用されており、アクティブマトリクス方式におけるスイッチング部が上記表示部に実装される。
ここで、上記駆動回路は、データ設定部とデータ保持部の他上記スイッチング素子を駆動するに必要な回路を含む。上記データ設定部は、シリアルデータとして当該表示装置に入力された画像データを、上記マトリックス状に形成された各発光素子の発光を制御する各スイッチング部に出力するデータであるパラレルデータに変換し、各スイッチング部を制御するデータとして設定する回路を指す。
この構成によれば、発光素子とスイッチング部が実装される表示部と、データ設定部が実装される駆動部とが分離されているため、上記表示部に配置される発光素子の特性及び数（画素数）並びに、スイッチング部を構成する素子の特性や、動画像又は静止画像等の表示部に表示する対象となる画像種別等に応じて最適な特性を有する素子を表示部と駆動部とで、別々に選定して実装することができる。これにより、表示部に表示される画像が鮮明で、かつ、表示される画像の切り替えがスムーズである表示装置を実現することが可能となる。
また、上記表示装置は、上記表示部と、該表示部の一端側に位置し、上記駆動部が設けられる芯部とから構成される。
上記構成においてスイッチング部には、可撓性を有する有機物の半導体が用いられている。有機物の半導体を用いたスイッチング素子は、低温環境でもシート状の表示部に実装することができる。そのためプラスチックフィルム等の柔らかいシート上にスイッチング素子を実装することが可能となる。
また、鮮明な画像を表示するため、駆動回路は、性能の高い、すなわち、動作周波数の高い結晶型ＣＭＯＳ−ＩＣ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ−ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）等で構成することが望ましい。本発明においては、結晶型ＣＭＯＳ−ＩＣ等の駆動回路を表示部となるシートのうち画像が表示されない端部に実装し、当該端部を芯部とする構成、或いは上記表示部とは別の素材である芯材に結晶型ＣＭＯＳ−ＩＣ等の駆動回路を実装し、当該芯材を芯部として上記表示部を構成するシートの一端部に固着する構成を採用している。
なお、表示部を構成するシートの端部に駆動回路を実装する場合、駆動回路が実装された部分の硬度が高くなり、柔軟性が低下する。そこで柔軟性の低下による電子ペーパの取り扱い難くなることを防ぐために、駆動回路は表示部を構成するシートの一端側にまとめて実装することが望ましい。
また同様に、表示部を構成するシートの端部に芯材が固着された場合は、表示部として、より柔軟性を有する素材を適用し易くなるという効果がある。
以上により、プラスチックフィルム等の柔らかい素材を用いたシートの発光制御にアクティブマトリクス方式を採用しつつ、動作安定性や動作速度が良い結晶型ＣＭＯＳ−ＩＣを駆動回路として用いることができるので、柔軟なシート状の表示部に鮮明な画像を表示することができる。
また、駆動回路を芯材に実装すれば、上記表示部側のシート上に実装される部品点数を減らすことができるともに、シート上から駆動回路を排除することができので、柔らかい表示部を提供することができる。
なお、鮮明な動画像を表示する観点では、上記データ設定部の上記発光素子１素子あたりのデータ処理時間は、上記スイッチング部の上記発光素子１素子あたりの切り換え時間の１パーセント以下であることが好ましい。
ところで、上記構成の表示装置が、さらに、上記データ設定部に供給する電力を制御する制御部を有し、当該表示装置に一定時間以上データが入力されないとき、上記制御部が上記データ設定部への電力の供給を停止する構成を採用すれば、消費電力を低減し、特に、バッテリーにより当該表示装置を使用する場合には、使用可能時間を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】    第１図は、表示装置の概略図である。
第２図は、表示部の詳細を示した図である。
第３図は、芯部の内部を示した図である。
第４図は、表示部のＡ−Ａ´断面図である。
第５図は、表示部のＢ−Ｂ´断面図である。
第６図は、表示部のＣ−Ｃ´断面図である。
第７図は、表示部の一端側に駆動回路が実装された表示装置を示した図である。
第８図は、表示装置と本体の全体図である。
第９図は、表示装置の概略ブロック図である。
第１０図は、表示装置の画素数及び表示フレームレートとデータ処理時間との関係を示す図である。
第１１図は、動画表示時のアドレス期間及び点灯期間の概念図である。
第１２図は、表示装置の変形例の概略ブロック図である。
第１３図は、表示装置の変形例の表示部を詳細に示した図である。
第１４図は、表示装置の電源制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】    本発明の表示装置１００（以下、電子ペーパ１００という。）は、第１図に示すようにプラスチックフィルム等の柔軟性のあるシート状の表示部２００と、表示部２００よりも硬い素材でできた芯部３００とから構成されている。
上記表示部２００は、第２図に示すようにマトリクス状に発光素子２０１が配列され、画像を表示できるようになっている。一方上記芯部３００は、第３図に示すように表示部２００とは別の素材である芯材３１０にて構成されており、表示部２００の一端側に固着されている。上記芯材３１０は、第３図に示すように上記表示部２００に表示される画像データが記憶された記憶媒体３０３と、記憶媒体３０３に記憶された画像データを上記表示部２００に表示するために上記発光素子２０１の発光を制御する駆動回路３０１が内蔵されている。
ここで、駆動回路３０１は、後に詳述するように、シリアルデータとして当該電子ペーパ１００に入力された画像データをパラレルデータに変換して各発光素子２０１の発光を制御する各スイッチング部２２０に出力するデータを設定する、例えば、シフトレジスタからなるデータ設定部３０１１と、このパラレルデータを一時的に保持し、スイッチング部２２０に出力するラッチ回路からなるデータ保持部３０１２とで構成されている。
本実施の形態では、駆動回路３０１を結晶型ＣＭＯＳ−ＩＣで構成している場合について説明するが、駆動回路３０１を構成するトランジスタ等の種類は結晶型ＣＭＯＳ−ＩＣに限定されるものではない。
さらに上記芯材３１０の表面３１０ａには、表示部２００に画像を表示させる表示命令、画像の表示を終了させる終了命令、後述の表示モードの選択等をユーザが入力するための操作キー３０４等が設けられている。この操作キー３０４からユーザの表示命令が入力されると、上記記憶媒体３０３に記憶された画像データを表示するために、上記駆動回路３０１から各発光素子２０１のオン、オフの制御に必要な信号が送出される。この信号が発光素子２０１のオン、オフを切り換える上記表示部２００に実装されたスイッチング部２２０に送出されるようにするために、上記信号を伝送するデータ線２１１やゲート線２１２が、上記駆動回路３０１から表示部２００が固着される部分まで導出されている。
さらに、上記芯材３１０には、上記駆動回路３０１を機能させ、上記発光素子２０１に電力を供給する充電池３０２等の電源供給手段が備えられている。この充電池３０２から電力を発光素子２０１に供給するための電源供給線２１３が、充電池３０２から表示部２００が固着される部分まで導出されている。上記芯部３００の表面には、外部から充電池３０２に充電用の電力を供給するためのコネクタ３０５が備えられている。
上記充電池３０２を充電する場合は、上記コネクタ３０５とコンセントを電線で接続して行う。もちろん充電の方式は、これに限られるものでなく、例えば芯部３００を据置型の充電器に差込み、当該充電器に備えられたプラグをコンセントに差し込むことによって行ってもよい。また、充電池３０２への充電方法としては、シート状のバッテリーを利用しての充電、または太陽電池を利用しての外部からの光による充電も可能である。
一方、上記表示部２００の最下層は、第２図のＡ−Ａ´断面図である第４図、Ｂ−Ｂ´断面図である第５図、Ｃ−Ｃ´断面図である第６図に示すように、プラスチックフィルム等の柔軟性のある透明な素材できた透明シート２１０で構成されている。上記透明シート２１０の上には、発光素子２０１の発光のオン、オフを切り換えるスイッチング部２２０がマトリクス状に形成され、スイッチング部２２０の上に上述した発光素子２０１が形成されている。
本実施の形態においては、上記スイッチング部２２０は、発光素子２０１への電力供給のオン、オフの切り替えを行う駆動用ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）２２２と、上記駆動回路３０１から指示された発光素子２０１のみに電力が供給されるように上記駆動用ＴＦＴ２２２を制御するスイッチング用ＴＦＴ２２３等から構成されている。
スイッチング部２２０は、以下のようにして複数個同時に上記透明シート２１０上に形成される。
まず、上記透明シート２１０には、第２図及び第４図から第６図に示すように、上記芯部３００に設けられた駆動回路３０１からのデータ信号を各スイッチング用ＴＦＴ２２３に転送するためのデータ線２１２と、各駆動用ＴＦＴ２２２に電力を供給するための電源供給線２１３が印刷等にて形成される。
続いて、上記駆動用ＴＦＴ２２２のソース２２２Ｓを上記電源供給線２１３と接続するように形成し、上記スイッチング用ＴＦＴ２２３のソース２２３Ｓを上記データ線２１１と接続するように形成する。そして、上記駆動用ＴＦＴ２２２とスイッチング用ＴＦＴ２２３のそれぞれのソース２２２Ｓ、２２３Ｓと対向した位置にドレイン２２２Ｄ、２２３Ｄを形成する。
次に上記駆動用ＴＦＴ２２２と上記スイッチング用ＴＦＴ２２３のソース・ドレイン間に有機半導体２２４を塗布する。各スイッチング部２２０に有機半導体２２４を塗布すると、上記透明シート２１０の上面全体にゲート絶縁体２２５を塗布する。
ゲート絶縁体２２５を塗布すると、上記スイッチング用ＴＦＴ２２３のドレイン２２３Ｄに流れるデータ信号が上記駆動用ＴＦＴ２２２のゲート信号として駆動用ＴＦＴ２２２のゲート２２２Ｇに入力されるように、ドレイン２２３Ｄとゲート２２２Ｇとを接続するスイッチング信号線２１４を形成する。
スイッチング信号線２１４を形成するために、まず、上記ゲート絶縁体２２５の上面からスルーホール２２９を開けて上記スイッチング用ＴＦＴ２２３のドレイン２２３Ｄの一部を露出させる。そして、上記ドレイン２２３Ｄから上記スルーホール２２９を通して上記駆動用ＴＦＴ２２２のゲート・ドレイン間の真上に当たる上記ゲート絶縁体２２５の上面までスイッチング信号線２１４を形成する。
上記スイッチング信号線２１４の上記駆動用ＴＦＴ側の端部は、上記駆動用ＴＦＴ２２２のソース・ドレイン間の上方に位置するために、当該駆動用ＴＦＴ２２２のゲート２２２Ｇとして機能する。
スイッチング信号線２１４を形成すると、上記駆動回路３０１から芯部３００に形成されたゲート線２１１を介して送出されるゲート信号を、上記スイッチング用ＴＦＴ２２３に送出するためのゲート線２１１を上記ゲート絶縁体２２５上に形成する。そして、各スイッチング用ＴＦＴ２２３のゲート２２３Ｇを上記ゲート線２１１と接続するように形成する。
上記ゲート線２１１が形成されると、上記ゲート絶縁層２２５の上面全体を絶縁体２２６で覆う。
上記絶縁体２２６の上面には、下記のようにして発光素子２０１が設けられるため、上記駆動用ＴＦＴ２２２のソース２２２Ｓからドレイン２２２Ｄに流れた電力が、上記絶縁体２２６の上面に送出するようにしなければならない。そこで、上記絶縁層２２６の上面からスルーホール２３０を開けて、上記ドレイン２２２Ｄを露出させる。そして、当該スルーホール２３０にドレイン２２２Ｄと発光素子２０１を接続する配線２２７を形成する。
上記配線２２７が形成されると、上記スイッチング部２２０が完成となる。
上記スイッチング部２２０が完成すると、各スイッチング部２２０の上面に発光素子２０１が以下のように形成される。
なお、本実施の形態においては、発光素子として有機ＥＬを用いた場合について説明する。
各スイッチング部２２０の上面に陽極２３１となるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ）を塗布して陽極２３１を形成する。なお、上記駆動回路３０１が、各発光素子２０１の発光のオン、オフを独立して制御できるように各画素に対応するＩＴＯを塗布する際には、各スイッチング部２２０の上面に設けられた各画素のＩＴＯが相互に接触しないように塗布する。
次に、複数のスイッチング部２２０の上面に形成された陽極２３１の上面に、正孔輸送材を塗布して正孔輸送層２３２を形成する。さらに正孔輸送層２３２の上面に発光材２３３を塗布して発光層２３３を形成する。
上記発光層２３３が形成されると、上記発光層２３３の上面に電子輸送材を塗布して電子輸送層２３４を形成し、電子輸送層２３４の上面全面に各発光素子２０１に共通の陰極２３５となる金属等の材料が塗布される。さらに、表示部２００が芯材３１０に固着された際に、陰極２３５と上記芯材３１０に形成された電力供給線２１３とが接続されるように、図示しない陰極用の電力供給線を形成する。これにより陽極２３１と陰極２３５に電圧が印加されると、陽極２３１と陰極２３５に挟まれた位置の発光層２３３が発光する。
上記陰極２３５の上面には、上記発光層２３３を保護するために、絶縁体２３６が塗布される。上記絶縁体２３６が塗布されると、各スイッチング部２２０の上面に、上記発光素子２０１が完成されるとともに、上記表示部２００が完成する。
そして、上記のように形成された表示部２００と第３図に示すような芯材３１０とに設けられた上記ゲート線２１１、上記データ線２１２、上記電源供給線２１３が電気的に接続されるように上記表示部２００を上記芯材３１０に導電性接着剤等で固着する。これにより電子ペーパ１００が完成する。
なお、上記においては、上記駆動回路３０１を表示部２００とは別の物体の芯材３１０に実装した場合に説明した。このように表示部２００と別の物体である芯材３１０に駆動回路３０１を実装する理由は、表示部上に直接、駆動回路を実装する場合に較べ、表示部の柔軟性をより良好に維持しやすいと考えられるためである。
従って、もし表示部２００の柔軟性が著しく低下しなければ、表示部２００に駆動回路３０１を実装しても構わない。例えば、第７図に示すように画像が表示されない表示部２００の一端側２００ａに駆動回路３０１を実装して、当該一端側２００ａを芯部３００とするようにしてもよい。
なお、表示部２００の一端側２００ａに駆動回路３０１を実装すると、一端側２００ａの硬度が高くなるが、上述のように芯材３１０を表示部２００に固着された場合も芯材３１０が固着される一端側２００ａの硬度は高くなるので、表示部２００の一端側２００ａで芯部３００を構成しても取り扱いが悪くなるということはない。
このように表示部２００の一端側を芯部３００として構成する場合、表示部２００の一端側に上記ゲート線２１１、上記データ線２１２、上記電源供給線２１３を導出し、これに結晶型ＣＭＯＳ−ＩＣ等の駆動回路３０１をフェイスダウン等で直接接続されるようにフリップチップ実装する。これによって、表示部２００の一端側が芯部３００となる。
ここで、動画像の表示性能の観点から、スイッチング部２２０と駆動回路３０１のデータ設定部３０１１に要求される特性を、第９図〜第１１図に基づいて説明する。
第９図は、第１図〜第６図に示す電子ペーパの概略ブロック図である。また、第９図において、第３図の電力供給線２１３は、データ設定部３０１１に電力を供給するデータ設定部用供給線２１３１とスイッチング部用供給線２３１２に分割して記載し、充電池３０２は、データ設定部３０１１とスイッチング部２２０とに供給する電力のそれぞれを制御する制御部３０２１と電源部３０２２に分割して記載している。さらに、駆動回路３０１は、前述のスイッチング部２２０を制御するデータを設定するデータ設定部３０１１、及びデータ設定部３０１１が設定したデータを一時的に保持するデータ保持部３０１２として記載している。
さて、上述したように、表示部２００の柔軟性を確保するために、スイッチング部２２０は、有機ＴＦＴ等を実装することが好ましい。また、データ設定部３０１１は、スイッチング部２２０と接続する配線による電圧降下やノイズの発生を防ぐため、可能であれば表示部２００上に実装することが好ましい。
しかし、データ設定部３０１１は、上述のように、シリアルデータである画像データを受け取りパラレルデータに変換する。このため、データ設定部３０１１のデータ処理時間は、シリアルデータからパラレルデータに変換したデータ量、すなわち、シフトレジスタでデータ処理（データシフト）した回数が多くなる程大きくなる。
このため、有機ＴＦＴで構成されたスイッチング部２２０と同様の特性を有する素子でデータ設定部３０１１を構成すると、データ設定部３０１１のデータ処理時間が、スイッチング部２２０の切り換え時間に比べて著しく大きくなり、画像切り替えの速度は、データ設定部３０１１のデータ処理時間により制限されることになる。
そこで、本発明では、上記画像切り替え速度の制限を避けるために、データ設定部３０１１を構成する素子とスイッチング部２２０を構成する素子とで異なる特性を有する素子を採用し、データ設定部３０１１とスイッチング部２２０とを表示部２００と、駆動部６００とに分離して実装している。ここで、素子の特性とは、主に動作周波数とその素子を構成する材料の力学的な柔軟性を指す。
このように構成された電子ペーパの画素数、フレームレート、データ設定部３０１１でのシフト数と、スイッチング部２２０の発光素子１素子あたりの切り換え時間とデータ設定部３０１１の発光素子１素子あたりのデータ処理時間及び走査線１ラインあたりの合計処理時間との関係について第１０図、第１１図を用いて説明する。
第１１図は、６４階調表現時の１フレーム期間５０１中のアドレス期間５０２と発光素子２０１の点灯期間５０３とを示す概念図である。ここで、アドレス期間５０２とは、データ設定部３０１１及びデータ保持部３０１２が行うデータ処理とスイッチング部２２０が行う切り換え処理を行う期間である。
第１１図に示すように１フレーム期間５０１は、６つのサブフレーム（以下、サブフレームの略称としてＳＦを使用する。）からなる。これら６つのサブフレームの各点灯期間５０３の時間比は、ＳＦ１を１としたときに、ＳＦ２が２、ＳＦ３が４、ＳＦ４が８、ＳＦ５が１６、ＳＦ６が３２となっており、ＳＦ１からＳＦ６の６ビットの点灯期間５０３を制御することで６４階調の表示を実現している。
各サブフレームは、上記アドレス期間５０２と点灯期間５０３とからなる。１サブフレームのアドレス期間５０２内では、表示画素数をｍ×ｎ画素（ｍ＞ｎ）としたとき、ｍをシフトレジスタ長Ｌで割った数Ｎ回（Ｎ＝ｍ／Ｌ）のデータ設定処理（シリアルデータからパラレルデータへの変換動作）とラッチ（データ保持部３０１２でのデータ保持動作）とを繰り返し、ラッチしたデータに基づいてスイッチング部２２０の制御を行う。
ここで、画素数１２８０×５７６、水平走査周波数９０ｋＨｚ、とすれば、最大垂直走査周波数は、９０ｋＨｚ／５７６＝１５６．２５Ｈｚとなる。この最大垂直走査周波数よりも高いフレームレートでの動画像の表示はできないので、ここではフレームレート７０ｆｐｓ（１フレーム期間１４．２８ｍｓ）とする。ここで、点灯期間５０３が１フレーム期間５０１の６５％であるとすると、点灯期間５０３は１４．２８ｍｓ×６５％≒９．２８ｍｓとなる。
逆に、データ設定部３０１１のデータ処理及びスイッチング部２２０の切り換え処理は、１フレーム期間５０１から上記点灯期間５０３を引いた残りの期間で完了しなげればならない。したがって、データ設定部３０１１とスイッチング部２２０とが行う上記処理に要する時間は、１４．２８ｍｓ−９．２８ｍｓ＝５ｍｓよりも十分に小さくなければならない。ここでは、後述の理由によりラッチに要する処理時間を無視している。
さらに、高精細な画像を出力するために、上述の６４階調表示を考慮すると、１フレームは６つのサブフレームを有するので、１サブフレームあたりのアドレス期間５０２の処理時間は、５ｍｓ／６＝８３３．３μｓ以下である必要がある。
上述のように、アドレス期間５０２は、データ処理と切り換え処理からなるので、有機ＴＦＴからなるスイッチング部２２０の切り換え時間を２２μｓ（動作周波数４５ｋＨｚ）とすれば、データ処理時間の上限は、８３３．３μｓ−２２μｓ＝８１１．３μｓとなる。
また、シフトレジスタ長が１６ｂｉｔｓである場合、水平走査線の１ラインのデータ数は画素数である１２８０ｂｉｔｓであるので、１ラインあたりのシフト回数は、１２８０／１６＝８０回となる。このため、１シフトあたりのデータ設定処理は、８１１．３μｓ／８０回＝１０．１４μｓ以内に完了しなければならず、シフトレジスタ長が１６ｂｉｔｓであるので、シフトレジスタ１段あたりの処理（発光素子１素子あたりの処理）は、１０．１４μｓ／１６ｂｉｔｓ≒０．６３４μｓ以内に完了しなければならない。
以上より、データ設定部３０１１を構成する素子の動作周波数は、１．５７８ＭＨｚ以上である必要があることが理解できる（第１０図、番号１）。しかし、実際に画像表示を行うためには、データ設定部３０１１やスイッチング部２２０を構成する各素子の特性のバラツキを無視できるようにするため、データ設定部３０１１のデータ処理時間に余裕を持たせ、動作周波数が１桁以上高い素子を選定することが好ましい。このため、この例の場合は、処理時間０．０６３４μｓ以下、すなわち、動作周波数１５．７８ＭＨｚ以上の特性を有する素子を選定すれば良い。
このような１５．７８ＭＨｚ以上の動作周波数を有するデータ設定部３０１１の素子としては、例えば、上述の結晶型ＣＭＯＳ（動作周波数２０ＭＨｚ）がある。
なお、上記説明において、データ保持部３０１２が行うラッチに要する処理時間を無視したが、このラッチ処理に要する時間は、データ設定部３０１１が出力したデータの受信及び保持の動作時間であるため、上述のデータ処理時間に設けた余裕の時間内に処理することが可能である。
また、第１０図には、表示部の画素数が異なる場合に、上記と同様の手順により算出した結果を合わせて示している。
例えば、第１０図の番号２に示すように、第１０図の番号１と同一のフレームレートであっても、画素数が多くなる（３８４０×１０２４）と、データ設定部３０１１の動作周波数が４７．４ＭＨｚと高いものが必要となる。また、第１０図の番号３に示すように、フレームレートを５０ｆｐｓに低下させた場合には、データ設定部３０１１に要求される動作周波数は３３．５６ＭＨｚとなり、画素数が同一となる第１０図の番号２よりも動作周波数が低いものを用いても十分に良好な表示を行うことができる。
一方、第１０図の番号４に示すように、フレームレート７０ｆｐｓで、画素数が少なくなる（３２０×２４０）と、データ設定部３０１１の動作周波数は３．９５ＭＨｚ以上と、低い動作周波数でも良好な表示を行うことができる。
また、第１０図の番号２及び７に示すような、ＨＤ（ｈｉｇｈ  ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）画像相当の画素数に対応するような場合であっても、スイッチング部２２０の動作周波数を、例えば１００ｋＨｚに向上させることが可能となれば、データ設定部３０１１として、第１０図の番号５及び１０に示すように、動作周波数１５．５５ＭＨｚ以上の素子を選定することで、良好な表示を行うことができる。
以上説明したように、動画像を良好に表示するためのデータ設定部３０１１を構成する素子の特性は、画素数やフレームレート等に依存して変化することが理解できる。しかしながら、第１０図の番号１から４に示すいずれの場合であっても、データ設定部３０１１の発光素子１素子あたりのデータ処理時間をＴｄｒ、スイッチング部２２０の発光素子１素子あたりの切り換え時間をＴｓｗとすると、データ処理時間Ｔｄｒは、切り換え時間Ｔｓｗより非常に小さい（Ｔｄｒ≪Ｔｓｗ）ことが好ましいことが理解できる。
また、第１０図の番号６から９に示すように、シフトレジスタ長を３２ｂｉｔｓにした場合でも、データ処理時間Ｔｄｒは変わらないことが理解できる。したがって、上記の第１０図の番号１から４の場合と同様に、データ処理時間Ｔｄｒは切り換え時間Ｔｓｗより非常に小さいことが好ましい。
ここで、第１０図において、データ処理時間Ｔｄｒと切り換え時間Ｔｓｗの関係を、データ処理時間Ｔｄｒが最大である番号４について計算すると、データ処理時間Ｔｄｒ／切り換え時間Ｔｓｗ＝０．２５３μｓ／２２μｓ＝０．０１１５となる。したがって、動画像の表示性能の観点では、データ処理時間Ｔｄｒを切り換え時間Ｔｓｗの１％以下とすることが好ましい。
以上説明したように、表示装置を、データ設定部３３０１を含む駆動回路３０１が実装される駆動部６００とスイッチング部２２０が実装される表示部２００に分離する構成することで、データ設定部３０１１の発光素子１素子当たりのデータ処理時間が、スイッチング部２２０の切り替え時間より非常に小さくなるようにデータ設定部３０１１の素子を選定することが可能となり、最適な画像切り替え速度による画像の出力を実現することができる。
また、上記説明では、データ保持部３０１２が、データ設定部３０１１が実装されている駆動部６００に実装された構成について説明した。しかしながら、データ保持部３０１２は、第１２図と第１３図に示すように、スイッチング部２２０を構成する上記スイッチング用ＴＦＴ２２３のゲート端子２２３Ｇに接続する構成として、表示部２００に実装しても良い。なお、第１２図において、データ保持部３０１２を除く部分は第９図に示す構成と同一であり、第１３図において、データ保持部３０１２を除く部分は第４図に示す構成と同一である。
次に、上述の第１図から第６図に示す電子ペーパ１００の動作について説明する。
上述のようにして形成された電子ペーパ１００の芯部３００に設けられた操作キー３０４の１つである電源キーがユーザにて押下されると、充電池３０２から上記駆動回路３０１と、上記電源供給線２１３を介して各駆動用ＴＦＴ２２２のソース２２２Ｓと陰極２３５に電力が供給される。
上記駆動回路３０１は、電力が供給されると、上記記憶媒体３０２に記憶された画像データを取得し、当該画像データに基づいて上記ゲート信号とデータ信号を上記ゲート線２１１、データ線２１２を介して送出する。
上記スイッチング用ＴＦＴ２２３においては、ゲート信号がゲート２２３Ｇに入力されている間に、ソース２２３Ｓにデータ信号が入力された場合、当該データ信号がゲート２２３Ｇからドレイン２２３Ｄに送出される。ドレイン２２３Ｄに送出されたデータ信号は、上記スイッチング信号線２１４を介して上記駆動用ＴＦＴ２２２のゲート２２２Ｇに入力される。
ゲート２２２Ｇにデータ信号が入力されると、上記ソース２２２Ｓに供給されている電力がドレイン２２２Ｄに流れ、配線２２７を介して陽極２３１に流れる。
これにより発光素子２０１の陽極２３１に電力が供給され、当該発光素子２０１が発光する。このようにして、発光素子２０１の発光のオン、オフが制御される。
発光素子２０１から発せられた光は、第４図〜第６図に示すようにスイッチング２２０と透明シート２１０を通って表示部２００の外部に出射する。
上記電子ペーパ１００の芯部３００に、第８図に示すように複数の電子ペーパ１００を装着できる本体４００と物理的にも電気的にも着脱可能にするための端子３２０を設けて、電子ペーパ１００をルーズリーフの紙片のように用いても良い。この構成においては、本体４００と電子ペーパ１００が電気的に接続されるので、芯部３００に設けられた充電池３０２、記憶媒体３０３、操作部３０４等を本体４００に設けてもよい。
続いて、上記電子ペーパ１００において、画像データを表示部２００に表示する処理について、第１４図に基づいて説明する。また、以下の説明において、上記電子ペーパ１００は、画像データを動画像として表示する動画モードと、静止画像として表示する静止画モードとの２つのモードを有している。
まず、ユーザは、電子ペーパ１００に表示を行わせるために、第３図に示す操作キー３０４を操作して、当該電子ペーパ１００の主電源を投入する（第１４図、Ｓ１）。この操作により、画像データを表示するために必要な全ての回路、すなわち、第９図に示すデータ設定部３０１１、データ保持部３０１２、スイッチング部２２０、及び、発光素子２０１に電力が供給される。
次に、ユーザは操作キー３０４を操作して、当該電子ペーパ１００を上述の動画モード、又は、静止画モードのうちどちらのモードで動作させるかの選択を行う（第１４図、Ｓ２）。
ここで、ユーザが動画モードを選択した場合（第１４図、Ｓ３  モード１）、制御部３０２１は、データ設定部３０１１に入力されるシリアルデータの有無を確認する（第１４図、Ｓ４１）。このシリアルデータの有無の確認は、例えば、制御部３０２１が、データ設定部３０１１に入力されているシリアルデータ自体をモニタすることにより、容易に行うことができる。
上記シリアルデータの有無の確認において、シリアルデータが無い場合（第１４図、Ｓ５１Ｎｏ）、制御部３０２１は、例えば、充電池３０２からデータ設定部３０１１に電力を供給する経路に配置したスイッチ等を遮断することにより、データ設定部３０１１への電力の供給を停止する（第１４図、Ｓ１１１）。なお、シリアルデータ無しの判定は、上記制御部３０２１が予め設定された所定時間にわたってデータ設定部３０１１に入力されるシリアルデータをモニタする構成とし、当該所定時間内にシリアルデータが検出できなかった場合に、シリアルデータ無しと判定する構成としても良い。
上述のように、制御部３０２１が、データ設定部３０１１への電力の供給を停止すると、制御部３０２１は、再び、シリアルデータの有無を確認とシリアルデータの有無の判定を行う（第１４図、Ｓ４１→Ｓ５１）。従って、シリアルデータが入力されていない状況下では、データ設定部３０１１への電力の供給停止が継続される。
一方、シリアルデータの有無の判定において、シリアルデータ有りと判定された場合（（第１４図、Ｓ５１Ｙｅｓ））、制御部３０２１は、データ設定部３０１１へ電力を供給する状態、すなわち、既にデータ設定部３０１１に電力が供給されている場合は電力の供給を継続させ、データ設定部３０１１への電力の供給が停止されている場合は電力の供給を開始させる（第１４図、Ｓ６１）。
このとき、データ設定部３０１１は、シリアルデータを受け取ってシリアルデータからパラレルデータへの変換（データ設定処理）を実行し（第１４図、Ｓ７１）、当該パラレルデータをデータ保持部３０１２であるラッチ回路に出力する（第１４図、Ｓ８１）。
データ保持部３０１２は、上記パラレルデータが入力されると、データ設定部３０１１から新たなデータが入力されるまで当該データを保持する。そして、スイッチング部２２０は、データ保持部３０１２が保持しているデータに基づいて、発光素子２０１に流れる電流を制御することにより発光素子２０１の発光を制御する。
また、データ設定部３０１１がデータ保持部３０１２へのパラレルデータの出力を完了すると、制御部３０２１はユーザが操作キー３０４により画像データの表示終了を選択したか否か、すなわち、画像データの表示終了指示の有無を判定し（第１４図、Ｓ１０１）、当該終了指示がない場合には、シリアルデータの有無を確認するステップに戻り、以降の処理を行う（第１４図、Ｓ１０１Ｎｏ）。
なお、ユーザにより画像データの表示終了が選択されて、制御部が画像表示の終了指示有りと判定した場合には、画像データの表示処理を終了する（第１４図、Ｓ１０１Ｙｅｓ）。
このように、本発明によれば、シリアルデータが入力されていないときに、データ設定部３０１１への電力の供給を停止する構成であるので、電子ペーパ１００の消費電力を低減することができる。特に、電子ペーパ１００をモバイル環境等でバッテリーにより駆動する場合は、電子ペーパ１００の使用可能時間を延ばすことができる。
続いて、ユーザが静止画モードを選択した場合の動作について説明する。
モードの判定において、制御部３０２１が、静止画モードが選択されていると判定すると（第１４図、Ｓ３  モード２）、上述の動画モードの場合と同様に、シリアルデータの有無の確認を行う（第１４図、Ｓ４２）。
このとき、制御部３０２１がシリアルデータ無しと判定した場合の処理（第１４図、Ｓ５２Ｎｏ→Ｓ１１２→Ｓ４２）、及び、シリアルデータ有りと判定した場合に、データ設定部３０１１がデータ保持部３０１２にパラレルデータを出力するまでの処理は、上述の動画モードで説明した処理と同一であるのでここでの説明は省略する（第１４図、Ｓ５２Ｙｅｓ→Ｓ８２）。
データ設定部３０１１がデータ保持部３０１２へのパラレルデータの出力を完了すると、静止画モードでは動画モードと異なり、制御部３０２１がデータ設定部３０１１への電力の供給を停止する（第１４図、Ｓ９２）。
そして、制御部３０２１は画像データの表示終了指示の有無を判定し、当該終了指示がない場合には、シリアルデータの有無を確認するステップに戻り以降の処理を行い（第１４図、Ｓ１０２Ｎｏ）、終了指示がある場合には、処理を終了する（第１４図、Ｓ１０２Ｙｅｓ）。
以上説明したように、本発明では、静止画モードが選択された場合には、データ設定部３０１１がデータ保持部３０１２へのパラレルデータの出力を完了したときに、データ設定部３０１１への電力の供給を停止する。従って、動画モードの場合と同様に、消費電力を削減すると共に、バッテリー駆動時の電子ペーパの使用可能時間を延ばすという効果を奏することができる。
また、第９図に示すように、上記電子ペーパ１００において、電気的に書換可能であり、電力が供給されていない状態でもデータを保持することができるフラッシュメモリ等の記憶部３０６を備える構成とし、最後に表示した画像データ、すなわち、表示終了指示有りと判定されたときに、上記データ保持部３０１２が保持しているデータを当該記憶部３０６に格納する構成としても良い。
このようにすれば、例えば、ユーザがモバイル環境等で画像データを閲覧しているときに主電源を切ったとしても、主電源を再度投入したときに、上記記憶部３０６に格納されているデータをデータ保持部３０１２に設定することで、電源を切る前の状態から閲覧を再開できるため利便性を高めることができる。
また、上記記憶部３０６に最終に表示した画像データを記憶させるか否かを選択可能とすれば、ユーザが主電源投入時に表示部を選択的に無表示にすることができる。
【産業上の利用可能性】    本発明は、シート状の表示部に鮮明な画像を表示することができ、また、柔軟性を有するシート状の表示部を提供できるという効果を有し、電子ペーパ等の表示装置として有用である。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年10月5日(2005.10.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子と、
上記複数の発光素子のそれぞれのオン、オフ状態を切り換えるスイッチング部と、
上記スイッチング部を駆動する駆動回路と、
上記発光素子と上記スイッチング部とが実装される表示部と、
上記駆動回路が実装される上記表示部の一端側に位置する駆動部と、
を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
上記表示部がシート状であり、上記駆動部が、上記表示部の一端側に位置し、上記表示部よりも硬度が大である芯部に形成された請求の範囲１に記載の表示装置。
【請求項３】
上記駆動部が上記表示部の一端側に形成され、該一端側が上記駆動部の形成によって硬化して芯部となる請求の範囲２に記載の表示装置。
【請求項４】
予め上記駆動部が形成された芯材が、上記芯部として上記表示部の一端側に固着された請求の範囲２に記載の表示装置。
【請求項５】
上記表示部の一端側に上記芯部としての芯材が固着された状態で上記駆動部が形成された請求の範囲２に記載の表示装置。
【請求項６】
上記スイッチング部に、有機ＴＦＴ（Thin Film transistor）が用いられた請求の範囲２に記載の表示装置。
【請求項７】
上記駆動回路に、結晶型ＣＭＯＳ-ＩＣ（complementary Metal Oxide Semiconductor - integrated circuit）が用いられた請求の範囲２から６のいずれかに記載の表示装置。
【請求項８】
上記芯部に、上記発光素子への電力を供給する電源供給手段が備えられた請求の範囲２から５のいずれかに記載の表示装置。
【請求項９】
上記電源供給手段は、充電池から構成された請求の範囲８に記載の表示装置。
【請求項１０】
上記電源供給手段としての充電池に対して、太陽電池またはシート状バッテリーにより充電を行うように構成された請求の範囲９に記載の表示装置。
【請求項１１】
上記芯部に、上記電源供給手段に外部からの電力を供給するためのコネクタが備えられた請求の範囲８に記載の表示装置。
【請求項１２】
上記駆動回路が上記スイッチング素子を制御するデータを設定するデータ設定部を含む請求項１に記載の表示装置。
【請求項１３】
上記スイッチング部の素子の特性と、上記データ設定部の素子の特性とが異なる請求の範囲１２に記載の表示装置。
【請求項１４】
上記素子の特性が、動作周波数である請求の範囲１３に記載の表示装置。
【請求項１５】
上記素子の特性が、動作周波数かつ素子を構成する材料の力学的な柔軟性である請求の範囲１３に記載の表示装置。
【請求項１６】
上記データ設定部の上記発光素子１素子あたりのデータ処理時間は、上記スイッチング部の上記発光素子１素子あたりの切り換え時間の１パーセント以下である請求の範囲１３に記載の表示装置。
【請求項１７】
さらに、上記データ設定部に供給する電力を制御する制御部を有し、
当該表示装置に一定時間以上データが入力されないとき、上記制御部が上記データ設定部への電力の供給を停止する請求の範囲１２に記載の表示装置。
【請求項１８】
さらに、当該表示装置に入力されたデータを上記表示部に動画像として表示する動画モードと、静止画像として表示する静止画モードとの少なくとも２つのモードに対応して上記データ設定部に供給する電力を制御する制御部と、
上記データ設定部から出力されたデータを保持すると共に、当該保持したデータを上記スイッチング部に出力するデータ保持部と、を有し、
上記静止画モードで、上記データ設定部が出力したデータを上記データ保持部が保持した後、当該表示装置にデータが入力されるまでの間、上記制御部がデータ設定部への電力の供給を停止する請求の範囲１２に記載の表示装置。
【請求項１９】
さらに、当該表示装置に供給する電力を停止する前に、上記データ保持部が保持しているデータを格納する記憶部を有し、
当該表示装置に供給する電力を全て停止した後、再度電力を供給する場合、上記制御部が上記記憶部に格納したデータを上記データ保持部に設定すると共に、電力の供給を停止する前と同じ状態で各部に電力を供給する請求の範囲１８に記載の表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブルな表示媒体としての電子ペーパである表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ペーパライクな情報伝達媒体として利用可能な表示装置である電子ペーパが提案されている。日本特開２００１−３１２２２７号公報に記載されている電子ペーパは、第１図に示すように画像が表示されるシート状の表示部２００と、当該表示部２００が接着剤等で固着される硬い素材でできた芯部３００とから構成されている。上記芯部３００には、表示部２００に電力を供給するための充電池や、画像データが記憶された記憶媒体や、ユーザが上記表示部２００に表示する画像を選択するための十字キーや決定キー等が備えられている。
【０００３】
また上記表示部２００は、紙と同じように折り曲げたり丸めたりすることができるように、プラスチックフィルム等の柔軟性のある素材が用いられている。この表示部２００には、マトリクス状に発光素子が設けられ、当該発光素子の発光制御には、パッシブマトリクス方式やアクティブマトリクス方式が採用されている。パッシブマトリクス方式を採用した場合、発光素子間のクロストークが発生して表示される画質が悪くなるため、近年の発光制御には、アクティブマトリクス方式を採用する場合が多くなっている。
【特許文献１】特開２００１−３１２２２７号公報
【発明の開示】
【０００４】
アクティブマトリクス方式を用いて発光制御する場合、各発光素子の発光のオン、オフを切り換えるスイッチング素子や、当該スイッチング素子を制御する駆動回路等を電子ペーパ１００に実装する必要がある。
【０００５】
ところで、スイッチング素子や駆動回路を実装するに当たり、少なくとも下記（１）〜（３）の３条件を併せて満たしておくことが必要であると思われる。
（１）取り扱いを容易にするため、表示部が柔軟性を有すること
（２）表示部に表示される画像が鮮明であること
（３）表示される画像の切り替えがスムーズであること
本発明は、上記の（１）〜（３）を満たす表示装置（電子ペーパ）を提供することを目的とする。
【０００６】
以下、まず、本発明の経緯に触れ、ついで、その具体的な手段について説明する。
【０００７】
本発明者らは、上記の（１）〜（３）の各条件を満たすために、以下のような手順を辿って着想した。
【０００８】
つまり、上記（２）の条件を満たすには、（ａ）駆動回路自体の動作が安定していることが好ましく、且つ、（ｂ）電圧降下またはノイズの発生を防ぐために、発光素子に対してスイッチング素子（可能であれば駆動回路も）を可能な限り近くに配置することが好ましい。
【０００９】
すなわち、上記（ａ）に関し、駆動回路として、有機物の半導体に較べ、安定性の点で優れる無機物の半導体を用いる。
【００１０】
また、上記（ｂ）に関し、スイッチング素子として、無機物の半導体に較べ、実装の際に高温環境を必要としない有機物の半導体を用いる。このことにより、高温環境に向きづらい、柔軟性を有するシート状の表示部（上記（１）の条件）上に発光素子とスイッチング素子とを実装できるようになり、この結果、双方を極力近づけて配置できる。
【００１１】
纏めると、上記（２）の条件を満たすには、スイッチング素子として有機物の半導体材料を用い、一方、駆動回路として無機物の半導体材料を用いることが好ましい。
【００１２】
さらに、上記（３）の条件を満たすためには、駆動回路（特に、表示装置に入力された画像データをスイッチング素子を制御するデータに変換する回路）として、有機物の半導体に較べ、動作速度（動作周波数）の点で優れる無機物の半導体を用いることが好ましい。この点は、上記（２）の結果と整合している。
【００１３】
以上より、本発明は「有機物半導体のスイッチング素子を可撓性を持つシート状の表示部に配置し、無機物半導体の駆動回路を表示部よりも硬度が大である芯部に別々に配置する」との特徴を得るに到ったのである。
【００１４】
更に、上記表示部に実装された発光素子の発光制御にはアクティクブマトリクス方式が採用されており、アクティブマトリクス方式におけるスイッチング部が上記表示部に実装される。
【００１５】
ここで、上記駆動回路は、データ設定部とデータ保持部の他上記スイッチング素子を駆動するに必要な回路を含む。上記データ設定部は、シリアルデータとして当該表示装置に入力された画像データを、上記マトリックス状に形成された各発光素子の発光を制御する各スイッチング部に出力するデータであるパラレルデータに変換し、各スイッチング部を制御するデータとして設定する回路を指す。
【００１６】
この構成によれば、発光素子とスイッチング部が実装される表示部と、データ設定部が実装される駆動部とが分離されているため、上記表示部に配置される発光素子の特性及び数（画素数）並びに、スイッチング部を構成する素子の特性や、動画像又は静止画像等の表示部に表示する対象となる画像種別等に応じて最適な特性を有する素子を表示部と駆動部とで、別々に選定して実装することができる。これにより、表示部に表示される画像が鮮明で、かつ、表示される画像の切り替えがスムーズである表示装置を実現することが可能となる。
【００１７】
また、上記表示装置は、上記表示部と、該表示部の一端側に位置し、上記駆動部が設けられる芯部とから構成される。
【００１８】
上記構成においてスイッチング部には、可撓性を有する有機物の半導体が用いられている。有機物の半導体を用いたスイッチング素子は、低温環境でもシート状の表示部に実装することができる。そのためプラスチックフィルム等の柔らかいシート上にスイッチング素子を実装することが可能となる。
【００１９】
また、鮮明な画像を表示するため、駆動回路は、性能の高い、すなわち、動作周波数の高い結晶型ＣＭＯＳ-ＩＣ（complementary Metal Oxide Semiconductor - integrated circuit）等で構成することが望ましい。本発明においては、結晶型ＣＭＯＳ-ＩＣ等の駆動回路を表示部となるシートのうち画像が表示されない端部に実装し、当該端部を芯部とする構成、或いは上記表示部とは別の素材である芯材に結晶型ＣＭＯＳ−ＩＣ等の駆動回路を実装し、当該芯材を芯部として上記表示部を構成するシートの一端部に固着する構成を採用している。
【００２０】
なお、表示部を構成するシートの端部に駆動回路を実装する場合、駆動回路が実装された部分の硬度が高くなり、柔軟性が低下する。そこで柔軟性の低下による電子ペーパの取り扱い難くなることを防ぐために、駆動回路は表示部を構成するシートの一端側にまとめて実装することが望ましい。
【００２１】
また同様に、表示部を構成するシートの端部に芯材が固着された場合は、表示部として、より柔軟性を有する素材を適用し易くなるという効果がある。
【００２２】
以上により、プラスチックフィルム等の柔らかい素材を用いたシートの発光制御にアクティブマトリクス方式を採用しつつ、動作安定性や動作速度が良い結晶型ＣＭＯＳ-ＩＣを駆動回路として用いることができるので、柔軟なシート状の表示部に鮮明な画像を表示することができる。
【００２３】
また、駆動回路を芯材に実装すれば、上記表示部側のシート上に実装される部品点数を減らすことができるともに、シート上から駆動回路を排除することができので、柔らかい表示部を提供することができる。
【００２４】
なお、鮮明な動画像を表示する観点では、上記データ設定部の上記発光素子１素子あたりのデータ処理時間は、上記スイッチング部の上記発光素子１素子あたりの切り換え時間の１パーセント以下であることが好ましい。
【００２５】
ところで、上記構成の表示装置が、さらに、上記データ設定部に供給する電力を制御する制御部を有し、当該表示装置に一定時間以上データが入力されないとき、上記制御部が上記データ設定部への電力の供給を停止する構成を採用すれば、消費電力を低減し、特に、バッテリーにより当該表示装置を使用する場合には、使用可能時間を延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の表示装置１００（以下、電子ペーパ１００という。）は、第１図に示すようにプラスチックフィルム等の柔軟性のあるシート状の表示部２００と、表示部２００よりも硬い素材でできた芯部３００とから構成されている。
【００２７】
上記表示部２００は、第２図に示すようにマトリクス状に発光素子２０１が配列され、画像を表示できるようになっている。一方上記芯部３００は、第３図に示すように表示部２００とは別の素材である芯材３１０にて構成されており、表示部２００の一端側に固着されている。上記芯材３１０は、第３図に示すように上記表示部２００に表示される画像データが記憶された記憶媒体３０３と、記憶媒体３０３に記憶された画像データを上記表示部２００に表示するために上記発光素子２０１の発光を制御する駆動回路３０１が内蔵されている。
【００２８】
ここで、駆動回路３０１は、後に詳述するように、シリアルデータとして当該電子ペーパ１００に入力された画像データをパラレルデータに変換して各発光素子２０１の発光を制御する各スイッチング部２２０に出力するデータを設定する、例えば、シフトレジスタからなるデータ設定部３０１１と、このパラレルデータを一時的に保持し、スイッチング部２２０に出力するラッチ回路からなるデータ保持部３０１２とで構成されている。
【００２９】
本実施の形態では、駆動回路３０１を結晶型ＣＭＯＳ-ＩＣで構成している場合について説明するが、駆動回路３０１を構成するトランジスタ等の種類は結晶型ＣＭＯＳ-ＩＣに限定されるものではない。
【００３０】
さらに上記芯材３１０の表面３１０ａには、表示部２００に画像を表示させる表示命令、画像の表示を終了させる終了命令、後述の表示モードの選択等をユーザが入力するための操作キー３０４等が設けられている。この操作キー３０４からユーザの表示命令が入力されると、上記記憶媒体３０３に記憶された画像データを表示するために、上記駆動回路３０１から各発光素子２０１のオン、オフの制御に必要な信号が送出される。この信号が発光素子２０１のオン、オフを切り換える上記表示部２００に実装されたスイッチング部２２０に送出されるようにするために、上記信号を伝送するゲート線２１１やデータ線２１２が、上記駆動回路３０１から表示部２００が固着される部分まで導出されている。
【００３１】
さらに、上記芯材３１０には、上記駆動回路３０１を機能させ、上記発光素子２０１に電力を供給する充電池３０２等の電源供給手段が備えられている。この充電池３０２から電力を発光素子２０１に供給するための電源供給線２１３が、充電池３０２から表示部２００が固着される部分まで導出されている。上記芯部３００の表面には、外部から充電池３０２に充電用の電力を供給するためのコネクタ３０５が備えられている。
【００３２】
上記充電池３０２を充電する場合は、上記コネクタ３０５とコンセントを電線で接続して行う。もちろん充電の方式は、これに限られるものでなく、例えば芯部３００を据置型の充電器に差込み、当該充電器に備えられたプラグをコンセントに差し込むことによって行ってもよい。また、充電池３０２への充電方法としては、シート状のバッテリーを利用しての充電、または太陽電池を利用しての外部からの光による充電も可能である。
【００３３】
一方、上記表示部２００の最下層は、第２図のＡ−Ａ´断面図である第４図、Ｂ−Ｂ´断面図である第５図、Ｃ―Ｃ´断面図である第６図に示すように、プラスチックフィルム等の柔軟性のある透明な素材できた透明シート２１０で構成されている。上記透明シート２１０の上には、発光素子２０１の発光のオン、オフを切り換えるスイッチング部２２０がマトリクス状に形成され、スイッチング部２２０の上に上述した発光素子２０１が形成されている。
【００３４】
本実施の形態においては、上記スイッチング部２２０は、発光素子２０１への電力供給のオン、オフの切り替えを行う駆動用ＴＦＴ（Thin Film transistor）２２２と、上記駆動回路３０１から指示された発光素子２０１のみに電力が供給されるように上記駆動用ＴＦＴ２２２を制御するスイッチング用ＴＦＴ２２３等から構成されている。
【００３５】
スイッチング部２２０は、以下のようにして複数個同時に上記透明シート２１０上に形成される。
【００３６】
まず、上記透明シート２１０には、第２図及び第４図から第６図に示すように、上記芯部３００に設けられた駆動回路３０１からのデータ信号を各スイッチング用ＴＦＴ２２３に転送するためのデータ線２１２と、各駆動用ＴＦＴ２２２に電力を供給するための電源供給線２１３が印刷等にて形成される。
【００３７】
続いて、上記駆動用ＴＦＴ２２２のソース２２２Ｓを上記電源供給線２１３と接続するように形成し、上記スイッチング用ＴＦＴ２２３のソース２２３Ｓを上記データ線２１２と接続するように形成する。そして、上記駆動用ＴＦＴ２２２とスイッチング用ＴＦＴ２２３のそれぞれのソース２２２Ｓ、２２３Ｓと対向した位置にドレイン２２２Ｄ、２２３Ｄを形成する。
【００３８】
次に上記駆動用ＴＦＴ２２２と上記スイッチング用ＴＦＴ２２３のソース・ドレイン間に有機半導体２２４を塗布する。各スイッチング部２２０に有機半導体２２４を塗布すると、上記透明シート２１０の上面全体にゲート絶縁体２２５を塗布する。
【００３９】
ゲート絶縁体２２５を塗布すると、上記スイッチング用ＴＦＴ２２３のドレイン２２３Ｄに流れるデータ信号が上記駆動用ＴＦＴ２２２のゲート信号として駆動用ＴＦＴ２２２のゲート２２２Ｇに入力されるように、ドレイン２２３Ｄとゲート２２２Ｇとを接続するスイッチング信号線２１４を形成する。
【００４０】
スイッチング信号線２１４を形成するために、まず、上記ゲート絶縁体２２５の上面からスルーホール２２９を開けて上記スイッチング用ＴＦＴ２２３のドレイン２２３Ｄの一部を露出させる。そして、上記ドレイン２２３Ｄから上記スルーホール２２９を通して上記駆動用ＴＦＴ２２２のソース・ドレイン間の真上に当たる上記ゲート絶縁体２２５の上面までスイッチング信号線２１４を形成する。
【００４１】
上記スイッチング信号線２１４の上記駆動用ＴＦＴ側の端部は、上記駆動用ＴＦＴ２２２のソース・ドレイン間の上方に位置するために、当該駆動用ＴＦＴ２２２のゲート２２２Ｇとして機能する。
【００４２】
スイッチング信号線２１４を形成すると、上記駆動回路３０１から芯部３００に形成されたゲート線２１１を介して送出されるゲート信号を、上記スイッチング用ＴＦＴ２２３に送出するためのゲート線２１１を上記ゲート絶縁体２２５上に形成する。そして、各スイッチング用ＴＦＴ２２３のゲート２２３Ｇを上記ゲート線２１１と接続するように形成する。
【００４３】
上記ゲート線２１１が形成されると、上記ゲート絶縁体２２５の上面全体を絶縁体２２６で覆う。
【００４４】
上記絶縁体２２６の上面には、下記のようにして発光素子２０１が設けられるため、上記駆動用ＴＦＴ２２２のソース２２２Ｓからドレイン２２２Ｄに流れた電力が、上記絶縁体２２６の上面に送出するようにしなければならない。そこで、上記絶縁体２２６の上面からスルーホール２３０を開けて、上記ドレイン２２２Ｄを露出させる。そして、当該スルーホール２３０にドレイン２２２Ｄと発光素子２０１を接続する配線２２７を形成する。
【００４５】
上記配線２２７が形成されると、上記スイッチング部２２０が完成となる。
【００４６】
上記スイッチング部２２０が完成すると、各スイッチング部２２０の上面に発光素子２０１が以下のように形成される。
【００４７】
なお、本実施の形態においては、発光素子として有機ＥＬを用いた場合について説明する。
【００４８】
各スイッチング部２２０の上面に陽極２３１となるＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）を塗布して陽極２３１を形成する。なお、上記駆動回路３０１が、各発光素子２０１の発光のオン、オフを独立して制御できるように各画素に対応するＩＴＯを塗布する際には、各スイッチング部２２０の上面に設けられた各画素のＩＴＯが相互に接触しないように塗布する。
【００４９】
次に、複数のスイッチング部２２０の上面に形成された陽極２３１の上面に、正孔輸送材を塗布して正孔輸送層２３２を形成する。さらに正孔輸送層２３２の上面に発光材２３３を塗布して発光層２３３を形成する。
【００５０】
上記発光層２３３が形成されると、上記発光層２３３の上面に電子輸送材を塗布して電子輸送層２３４を形成し、電子輸送層２３４の上面全面に各発光素子２０１に共通の陰極２３５となる金属等の材料が塗布される。さらに、表示部２００が芯材３１０に固着された際に、陰極２３５と上記芯材３１０に形成された電力供給線２１３とが接続されるように、図示しない陰極用の電力供給線を形成する。これにより陽極２３１と陰極２３５に電圧が印加されると、陽極２３１と陰極２３５に挟まれた位置の発光層２３３が発光する。
【００５１】
上記陰極２３５の上面には、上記発光層２３３を保護するために、絶縁体２３６が塗布される。上記絶縁体２３６が塗布されると、各スイッチング部２２０の上面に、上記発光素子２０１が完成されるとともに、上記表示部２００が完成する。
【００５２】
そして、上記のように形成された表示部２００と第３図に示すような芯材３１０とに設けられた上記ゲート線２１１、上記データ線２１２、上記電源供給線２１３が電気的に接続されるように上記表示部２００を上記芯材３１０に導電性接着剤等で固着する。これにより電子ペーパ１００が完成する。
【００５３】
なお、上記においては、上記駆動回路３０１を表示部２００とは別の物体の芯材３１０に実装した場合に説明した。このように表示部２００と別の物体である芯材３１０に駆動回路３０１を実装する理由は、表示部上に直接、駆動回路を実装する場合に較べ、表示部の柔軟性をより良好に維持しやすいと考えられるためである。
【００５４】
従って、もし表示部２００の柔軟性が著しく低下しなければ、表示部２００に駆動回路３０１を実装しても構わない。例えば、第７図に示すように画像が表示されない表示部２００の一端側２００ａに駆動回路３０１を実装して、当該一端側２００ａを芯部３００とするようにしてもよい。
【００５５】
なお、表示部２００の一端側２００ａに駆動回路３０１を実装すると、一端側２００ａの硬度が高くなるが、上述のように芯材３１０を表示部２００に固着された場合も芯材３１０が固着される一端側２００ａの硬度は高くなるので、表示部２００の一端側２００ａで芯部３００を構成しても取り扱いが悪くなるということはない。
【００５６】
このように表示部２００の一端側を芯部３００として構成する場合、表示部２００の一端側に上記ゲート線２１１、上記データ線２１２、上記電源供給線２１３を導出し、これに結晶型ＣＭＯＳ−ＩＣ等の駆動回路３０１をフェイスダウン等で直接接続されるようにフリップチップ実装する。これによって、表示部２００の一端側が芯部３００となる。
【００５７】
ここで、動画像の表示性能の観点から、スイッチング部２２０と駆動回路３０１のデータ設定部３０１１に要求される特性を、第９図〜第１１図に基づいて説明する。
【００５８】
第９図は、第１図〜第６図に示す電子ペーパの概略ブロック図である。また、第９図において、第３図の電力供給線２１３は、データ設定部３０１１に電力を供給するデータ設定部用供給線２１３１とスイッチング部用供給線２１３２に分割して記載し、充電池３０２は、データ設定部３０１１とスイッチング部２２０とに供給する電力のそれぞれを制御する制御部３０２１と電源部３０２２に分割して記載している。さらに、駆動回路３０１は、前述のスイッチング部２２０を制御するデータを設定するデータ設定部３０１１、及びデータ設定部３０１１が設定したデータを一時的に保持するデータ保持部３０１２として記載している。
【００５９】
さて、上述したように、表示部２００の柔軟性を確保するために、スイッチング部２２０は、有機ＴＦＴ等を実装することが好ましい。また、データ設定部３０１１は、スイッチング部２２０と接続する配線による電圧降下やノイズの発生を防ぐため、可能であれば表示部２００上に実装することが好ましい。
【００６０】
しかし、データ設定部３０１１は、上述のように、シリアルデータである画像データを受け取りパラレルデータに変換する。このため、データ設定部３０１１のデータ処理時間は、シリアルデータからパラレルデータに変換したデータ量、すなわち、シフトレジスタでデータ処理（データシフト）した回数が多くなる程大きくなる。
【００６１】
このため、有機ＴＦＴで構成されたスイッチング部２２０と同様の特性を有する素子でデータ設定部３０１１を構成すると、データ設定部３０１１のデータ処理時間が、スイッチング部２２０の切り換え時間に比べて著しく大きくなり、画像切り替えの速度は、データ設定部３０１１のデータ処理時間により制限されることになる。
【００６２】
そこで、本発明では、上記画像切り替え速度の制限を避けるために、データ設定部３０１１を構成する素子とスイッチング部２２０を構成する素子とで異なる特性を有する素子を採用し、データ設定部３０１１とスイッチング部２２０とを表示部２００と、駆動部６００とに分離して実装している。ここで、素子の特性とは、主に動作周波数とその素子を構成する材料の力学的な柔軟性を指す。
【００６３】
このように構成された電子ペーパの画素数、フレームレート、データ設定部３０１１でのシフト数と、スイッチング部２２０の発光素子１素子あたりの切り換え時間とデータ設定部３０１１の発光素子１素子あたりのデータ処理時間及び走査線１ラインあたりの合計処理時間との関係について第１０図、第１１図を用いて説明する。
【００６４】
第１１図は、６４階調表現時の１フレーム期間５０１中のアドレス期間５０２と発光素子２０１の点灯期間５０３とを示す概念図である。ここで、アドレス期間５０２とは、データ設定部３０１１及びデータ保持部３０１２が行うデータ処理とスイッチング部２２０が行う切り換え処理を行う期間である。
【００６５】
第１１図に示すように１フレーム期間５０１は、６つのサブフレーム（以下、サブフレームの略称としてＳＦを使用する。）からなる。これら６つのサブフレームの各点灯期間５０３の時間比は、ＳＦ１を１としたときに、ＳＦ２が２、ＳＦ３が４、ＳＦ４が８、ＳＦ５が１６、ＳＦ６が３２となっており、ＳＦ１からＳＦ６の６ビットの点灯期間５０３を制御することで６４階調の表示を実現している。
【００６６】
各サブフレームは、上記アドレス期間５０２と点灯期間５０３とからなる。１サブフレームのアドレス期間５０２内では、表示画素数をｍ×ｎ画素（ｍ＞ｎ）としたとき、ｍをシフトレジスタ長Ｌで割った数Ｎ回（Ｎ＝ｍ／Ｌ）のデータ設定処理（シリアルデータからパラレルデータへの変換動作）とラッチ（データ保持部３０１２でのデータ保持動作）とを繰り返し、ラッチしたデータに基づいてスイッチング部２２０の制御を行う。
【００６７】
ここで、画素数１２８０×５７６、水平走査周波数９０ｋＨｚ、とすれば、最大垂直走査周波数は、９０ｋＨｚ／５７６＝１５６．２５Ｈｚとなる。この最大垂直走査周波数よりも高いフレームレートでの動画像の表示はできないので、ここではフレームレート７０ｆｐｓ（１フレーム期間１４．２８ｍｓ）とする。ここで、点灯期間５０３が１フレーム期間５０１の６５％であるとすると、点灯期間５０３は１４．２８ｍｓ×６５％≒９．２８ｍｓとなる。
【００６８】
逆に、データ設定部３０１１のデータ処理及びスイッチング部２２０の切り換え処理は、１フレーム期間５０１から上記点灯期間５０３を引いた残りの期間で完了しなげればならない。したがって、データ設定部３０１１とスイッチング部２２０とが行う上記処理に要する時間は、１４．２８ｍｓ-９．２８ｍｓ=５ｍｓよりも十分に小さくなければならない。ここでは、後述の理由によりラッチに要する処理時間を無視している。
【００６９】
さらに、高精細な画像を出力するために、上述の６４階調表示を考慮すると、１フレームは６つのサブフレームを有するので、１サブフレームあたりのアドレス期間５０２の処理時間は、５ｍｓ／６=８３３．３μs以下である必要がある。
【００７０】
上述のように、アドレス期間５０２は、データ処理と切り換え処理からなるので、有機ＴＦＴからなるスイッチング部２２０の切り換え時間を２２μｓ（動作周波数４５ｋＨｚ）とすれば、データ処理時間の上限は、８３３．３μｓ−２２μｓ=８１１．３μsとなる。
【００７１】
また、シフトレジスタ長が１６ｂｉｔｓである場合、水平走査線の１ラインのデータ数は画素数である１２８０ｂｉｔｓであるので、１ラインあたりのシフト回数は、１２８０／１６＝８０回となる。このため、１シフトあたりのデータ設定処理は、８１１．３μｓ／８０回＝１０．１４μs以内に完了しなければならず、シフトレジスタ長が１６ｂｉｔｓであるので、シフトレジスタ１段あたりの処理（発光素子１素子あたりの処理）は、１０．１４μs／１６ｂｉｔｓ≒０．６３４μs以内に完了しなければならない。
【００７２】
以上より、データ設定部３０１１を構成する素子の動作周波数は、１．５７８ＭＨｚ以上である必要があることが理解できる（第１０図、番号１）。しかし、実際に画像表示を行うためには、データ設定部３０１１やスイッチング部２２０を構成する各素子の特性のバラツキを無視できるようにするため、データ設定部３０１１のデータ処理時間に余裕を持たせ、動作周波数が１桁以上高い素子を選定することが好ましい。このため、この例の場合は、処理時間０．０６３４μs以下、すなわち、動作周波数１５．７８ＭＨｚ以上の特性を有する素子を選定すれば良い。
【００７３】
このような１５．７８ＭＨｚ以上の動作周波数を有するデータ設定部３０１１の素子としては、例えば、上述の結晶型ＣＭＯＳ（動作周波数２０ＭＨｚ）がある。
【００７４】
なお、上記説明において、データ保持部３０１２が行うラッチに要する処理時間を無視したが、このラッチ処理に要する時間は、データ設定部３０１１が出力したデータの受信及び保持の動作時間であるため、上述のデータ処理時間に設けた余裕の時間内に処理することが可能である。
【００７５】
また、第１０図には、表示部の画素数が異なる場合に、上記と同様の手順により算出した結果を合わせて示している。
【００７６】
例えば、第１０図の番号２に示すように、第１０図の番号１と同一のフレームレートであっても、画素数が多くなる（３８４０×１０２４）と、データ設定部３０１１の動作周波数が４７．４ＭＨｚと高いものが必要となる。また、第１０図の番号３に示すように、フレームレートを５０ｆｐｓに低下させた場合には、データ設定部３０１１に要求される動作周波数は３３．５６ＭＨｚとなり、画素数が同一となる第１０図の番号２よりも動作周波数が低いものを用いても十分に良好な表示を行うことができる。
【００７７】
一方、第１０図の番号４に示すように、フレームレート７０ｆｐｓで、画素数が少なくなる（３２０×２４０）と、データ設定部３０１１の動作周波数は３．９５ＭＨｚ以上と、低い動作周波数でも良好な表示を行うことができる。
【００７８】
また、第１０図の番号２及び７に示すような、ＨＤ（high definition）画像相当の画素数に対応するような場合であっても、スイッチング部２２０の動作周波数を、例えば１００ｋＨｚに向上させることが可能となれば、データ設定部３０１１として、第１０図の番号５及び１０に示すように、動作周波数１５．５５ＭＨｚ以上の素子を選定することで、良好な表示を行うことができる。
【００７９】
以上説明したように、動画像を良好に表示するためのデータ設定部３０１１を構成する素子の特性は、画素数やフレームレート等に依存して変化することが理解できる。しかしながら、第１０図の番号１から４に示すいずれの場合であっても、データ設定部３０１１の発光素子１素子あたりのデータ処理時間をＴｄｒ、スイッチング部２２０の発光素子１素子あたりの切り換え時間をＴｓｗとすると、データ処理時間Ｔｄｒは、切り換え時間Ｔｓｗより非常に小さい（Ｔｄｒ≪Ｔｓｗ）ことが好ましいことが理解できる。
【００８０】
また、第１０図の番号６から９に示すように、シフトレジスタ長を３２ｂｉｔｓにした場合でも、データ処理時間Ｔｄｒは変わらないことが理解できる。したがって、上記の第１０図の番号１から４の場合と同様に、データ処理時間Ｔｄｒは切り換え時間Ｔｓｗより非常に小さいことが好ましい。
【００８１】
ここで、第１０図において、データ処理時間Ｔｄｒと切り換え時間Ｔｓｗの関係を、データ処理時間Ｔｄｒが最大である番号４について計算すると、データ処理時間Ｔｄｒ／切り換え時間Ｔｓｗ＝０．２５３μｓ／２２μs＝０．０１１５となる。したがって、動画像の表示性能の観点では、データ処理時間Ｔｄｒを切り換え時間Ｔｓｗの１％以下とすることが好ましい。
【００８２】
以上説明したように、表示装置を、データ設定部３０１１を含む駆動回路３０１が実装される駆動部６００とスイッチング部２２０が実装される表示部２００に分離する構成することで、データ設定部３０１１の発光素子１素子当たりのデータ処理時間が、スイッチング部２２０の切り替え時間より非常に小さくなるようにデータ設定部３０１１の素子を選定することが可能となり、最適な画像切り替え速度による画像の出力を実現することができる。
【００８３】
また、上記説明では、データ保持部３０１２が、データ設定部３０１１が実装されている駆動部６００に実装された構成について説明した。しかしながら、データ保持部３０１２は、第１２図と第１３図に示すように、スイッチング部２２０を構成する上記スイッチング用ＴＦＴ２２３のゲート端子２２３Ｇに接続する構成として、表示部２００に実装しても良い。なお、第１２図において、データ保持部３０１２を除く部分は第９図に示す構成と同一であり、第１３図において、データ保持部３０１２を除く部分は第４図に示す構成と同一である。
【００８４】
次に、上述の第１図から第６図に示す電子ペーパ１００の動作について説明する。
【００８５】
上述のようにして形成された電子ペーパ１００の芯部３００に設けられた操作キー３０４の１つである電源キーがユーザにて押下されると、充電池３０２から上記駆動回路３０１と、上記電源供給線２１３を介して各駆動用ＴＦＴ２２２のソース２２２Ｓと陰極２３５に電力が供給される。
【００８６】
上記駆動回路３０１は、電力が供給されると、上記記憶媒体３０２に記憶された画像データを取得し、当該画像データに基づいて上記ゲート信号とデータ信号を上記ゲート線２１１、データ線２１２を介して送出する。
【００８７】
上記スイッチング用ＴＦＴ２２３においては、ゲート信号がゲート２２３Ｇに入力されている間に、ソース２２３Ｓにデータ信号が入力された場合、当該データ信号がソース２２３Ｓからドレイン２２３Ｄに送出される。ドレイン２２３Ｄに送出されたデータ信号は、上記スイッチング信号線２１４を介して上記駆動用ＴＦＴ２２２のゲート２２２Ｇに入力される。
【００８８】
ゲート２２２Ｇにデータ信号が入力されると、上記ソース２２２Ｓに供給されている電力がドレイン２２２Ｄに流れ、配線２２７を介して陽極２３１に流れる。
【００８９】
これにより発光素子２０１の陽極２３１に電力が供給され、当該発光素子２０１が発光する。このようにして、発光素子２０１の発光のオン、オフが制御される。
【００９０】
発光素子２０１から発せられた光は、第４図〜第６図に示すようにスイッチング２２０と透明シート２１０を通って表示部２００の外部に出射する。
【００９１】
上記電子ペーパ１００の芯部３００に、第８図に示すように複数の電子ペーパ１００を装着できる本体４００と物理的にも電気的にも着脱可能にするための端子３２０を設けて、電子ペーパ１００をルーズリーフの紙片のように用いても良い。この構成においては、本体４００と電子ペーパ１００が電気的に接続されるので、芯部３００に設けられた充電池３０２、記憶媒体３０３、操作部３０４等を本体４００に設けてもよい。
【００９２】
続いて、上記電子ペーパ１００において、画像データを表示部２００に表示する処理について、第１４図に基づいて説明する。また、以下の説明において、上記電子ペーパ１００は、画像データを動画像として表示する動画モードと、静止画像として表示する静止画モードとの２つのモードを有している。
【００９３】
まず、ユーザは、電子ペーパ１００に表示を行わせるために、第３図に示す操作キー３０４を操作して、当該電子ペーパ１００の主電源を投入する（第１４図、Ｓ１）。この操作により、画像データを表示するために必要な全ての回路、すなわち、第９図に示すデータ設定部３０１１、データ保持部３０１２、スイッチング部２２０、及び、発光素子２０１に電力が供給される。
【００９４】
次に、ユーザは操作キー３０４を操作して、当該電子ペーパ１００を上述の動画モード、又は、静止画モードのうちどちらのモードで動作させるかの選択を行う（第１４図、Ｓ２）。
【００９５】
ここで、ユーザが動画モードを選択した場合（第１４図、Ｓ３  モード１）、制御部３０２１は、データ設定部３０１１に入力されるシリアルデータの有無を確認する（第１４図、Ｓ４１）。このシリアルデータの有無の確認は、例えば、制御部３０２１が、データ設定部３０１１に入力されているシリアルデータ自体をモニタすることにより、容易に行うことができる。
【００９６】
上記シリアルデータの有無の確認において、シリアルデータが無い場合（第１４図、Ｓ５１Ｎｏ）、制御部３０２１は、例えば、充電池３０２からデータ設定部３０１１に電力を供給する経路に配置したスイッチ等を遮断することにより、データ設定部３０１１への電力の供給を停止する（第１４図、Ｓ１１１）。なお、シリアルデータ無しの判定は、上記制御部３０２１が予め設定された所定時間にわたってデータ設定部３０１１に入力されるシリアルデータをモニタする構成とし、当該所定時間内にシリアルデータが検出できなかった場合に、シリアルデータ無しと判定する構成としても良い。
【００９７】
上述のように、制御部３０２１が、データ設定部３０１１への電力の供給を停止すると、制御部３０２１は、再び、シリアルデータの有無を確認とシリアルデータの有無の判定を行う（第１４図、Ｓ４１→Ｓ５１）。従って、シリアルデータが入力されていない状況下では、データ設定部３０１１への電力の供給停止が継続される。
【００９８】
一方、シリアルデータの有無の判定において、シリアルデータ有りと判定された場合（（第１４図、Ｓ５１Ｙｅｓ））、制御部３０２１は、データ設定部３０１１へ電力を供給する状態、すなわち、既にデータ設定部３０１１に電力が供給されている場合は電力の供給を継続させ、データ設定部３０１１への電力の供給が停止されている場合は電力の供給を開始させる（第１４図、Ｓ６１）。
【００９９】
このとき、データ設定部３０１１は、シリアルデータを受け取ってシリアルデータからパラレルデータへの変換（データ設定処理）を実行し（第１４図、Ｓ７１）、当該パラレルデータをデータ保持部３０１２であるラッチ回路に出力する（第１４図、Ｓ８１）。
【０１００】
データ保持部３０１２は、上記パラレルデータが入力されると、データ設定部３０１１から新たなデータが入力されるまで当該データを保持する。そして、スイッチング部２２０は、データ保持部３０１２が保持しているデータに基づいて、発光素子２０１に流れる電流を制御することにより発光素子２０１の発光を制御する。
【０１０１】
また、データ設定部３０１１がデータ保持部３０１２へのパラレルデータの出力を完了すると、制御部３０２１はユーザが操作キー３０４により画像データの表示終了を選択したか否か、すなわち、画像データの表示終了指示の有無を判定し（第１４図、Ｓ１０１）、当該終了指示がない場合には、シリアルデータの有無を確認するステップに戻り、以降の処理を行う（第１４図、Ｓ１０１Ｎｏ）。
【０１０２】
なお、ユーザにより画像データの表示終了が選択されて、制御部が画像表示の終了指示有りと判定した場合には、画像データの表示処理を終了する（第１４図、Ｓ１０１Ｙｅｓ）。
【０１０３】
このように、本発明によれば、シリアルデータが入力されていないときに、データ設定部３０１１への電力の供給を停止する構成であるので、電子ペーパ１００の消費電力を低減することができる。特に、電子ペーパ１００をモバイル環境等でバッテリーにより駆動する場合は、電子ペーパ１００の使用可能時間を延ばすことができる。
【０１０４】
続いて、ユーザが静止画モードを選択した場合の動作について説明する。
【０１０５】
モードの判定において、制御部３０２１が、静止画モードが選択されていると判定すると（第１４図、Ｓ３  モード２）、上述の動画モードの場合と同様に、シリアルデータの有無の確認を行う（第１４図、Ｓ４２）。
【０１０６】
このとき、制御部３０２１がシリアルデータ無しと判定した場合の処理（第１４図、Ｓ５２Ｎｏ→Ｓ１１２→Ｓ４２）、及び、シリアルデータ有りと判定した場合に、データ設定部３０１１がデータ保持部３０１２にパラレルデータを出力するまでの処理は、上述の動画モードで説明した処理と同一であるのでここでの説明は省略する（第１４図、Ｓ５２Ｙｅｓ→Ｓ８２）。
【０１０７】
データ設定部３０１１がデータ保持部３０１２へのパラレルデータの出力を完了すると、静止画モードでは動画モードと異なり、制御部３０２１がデータ設定部３０１１への電力の供給を停止する（第１４図、Ｓ９２）。
【０１０８】
そして、制御部３０２１は画像データの表示終了指示の有無を判定し、当該終了指示がない場合には、シリアルデータの有無を確認するステップに戻り以降の処理を行い（第１４図、Ｓ１０２Ｎｏ）、終了指示がある場合には、処理を終了する（第１４図、Ｓ１０２Ｙｅｓ）。
【０１０９】
以上説明したように、本発明では、静止画モードが選択された場合には、データ設定部３０１１がデータ保持部３０１２へのパラレルデータの出力を完了したときに、データ設定部３０１１への電力の供給を停止する。従って、動画モードの場合と同様に、消費電力を削減すると共に、バッテリー駆動時の電子ペーパの使用可能時間を延ばすという効果を奏することができる。
【０１１０】
また、第９図に示すように、上記電子ペーパ１００において、電気的に書換可能であり、電力が供給されていない状態でもデータを保持することができるフラッシュメモリ等の記憶部３０６を備える構成とし、最後に表示した画像データ、すなわち、表示終了指示有りと判定されたときに、上記データ保持部３０１２が保持しているデータを当該記憶部３０６に格納する構成としても良い。
【０１１１】
このようにすれば、例えば、ユーザがモバイル環境等で画像データを閲覧しているときに主電源を切ったとしても、主電源を再度投入したときに、上記記憶部３０６に格納されているデータをデータ保持部３０１２に設定することで、電源を切る前の状態から閲覧を再開できるため利便性を高めることができる。
【０１１２】
また、上記記憶部３０６に最終に表示した画像データを記憶させるか否かを選択可能とすれば、ユーザが主電源投入時に表示部を選択的に無表示にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明は、シート状の表示部に鮮明な画像を表示することができ、また、柔軟性を有するシート状の表示部を提供できるという効果を有し、電子ペーパ等の表示装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】表示装置の概略図である。
【図２】表示部の詳細を示した図である。
【図３】芯部の内部を示した図である。
【図４】表示部のＡ−Ａ´断面図である。
【図５】表示部のＢ−Ｂ´断面図である。
【図６】表示部のＣ-Ｃ´断面図である。
【図７】表示部の一端側に駆動回路が実装された表示装置を示した図である。
【図８】表示装置と本体の全体図である。
【図９】表示装置の概略ブロック図である。
【図１０】表示装置の画素数及び表示フレームレートとデータ処理時間との関係を示す図である。
【図１１】動画表示時のアドレス期間及び点灯期間の概念図である。
【図１２】表示装置の変形例の概略ブロック図である。
【図１３】表示装置の変形例の表示部を詳細に示した図である。
【図１４】表示装置の電源制御処理を示すフローチャートである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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