(57)【要約】画像を表示し記憶するディスプレイであって、当該ディスプレイは、電極（E1、E2）間に設置された光導電性層（PCF）と電気泳動層（EF）のスタックを有する光アドレス式電気泳動ディスプレイ（PD）を有する。光アドレス処理手段（AD）は、光導電性層（PCF）にアドレス光（AL）を供給する。制御器（CO）は、ドライバ（DR1）を制御し、該ドライバ（DR1）は、前記電極（E1、E2）間に、光導電性層（PCF）に照射されるアドレス光（AL）に応答して、電気泳動層（EF）の光学状態を変化させ得る値の駆動電圧（DV）を供給する。結果的に、光アドレス処理手段（AD）の消費電力が最小限に抑制される。
2006522950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示し記憶するディスプレイであって、
電極間に設置された光導電性層と電気泳動層のスタックを有する光アドレス式電気泳動ディスプレイと、
前記光導電性層に光学的に結合され、アドレス光を供給する光アドレス処理手段と、
前記電極間に駆動電圧を供給するドライバと、
制御器と、
を有し、該制御器は：
前記ドライバを制御し、該ドライバは、前記光導電性層に照射される前記アドレス光の量に応答して、前記電気泳動層の光学状態が変化し得る値の駆動電圧を供給し、
前記ドライバを制御し、該ドライバは、前記光導電性層に照射される前記アドレス光の量とは無関係に、前記電気泳動層の前記光学状態が記憶され得る値に、前記駆動電圧を変化させ、
前記光アドレス処理手段を制御し、該光アドレス手段および／または前記電気泳動ディスプレイの消費電力を最小限にする、ディスプレイ。
【請求項２】
前記光アドレス処理手段は、前記光アドレス式電気泳動ディスプレイに取り付けられ、単一ユニットを構成することを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項３】
前記光アドレス処理手段は、画素を有するマトリクスディスプレイであって、前記画素は、前記光導電性層の対応セルに照射される前記アドレス光を発生することを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項４】
前記マトリクスディスプレイは、複数型発光ダイオード（poly-led）ディスプレイであることを特徴とする請求項3に記載のディスプレイ。
【請求項５】
前記制御器は、前記光アドレス処理手段をオフにすることにより、前記光アドレス処理手段の消費電力を最小限にするように配置されることを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項６】
前記ドライバは、前記駆動電圧が、前記電気泳動層の前記光学状態を記憶することのできる値に変化した後に、オフにされることを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項７】
前記電気泳動層は、マイクロカプセルを有することを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項８】
前記マイクロカプセルは、予め設定された導電率を有することを特徴とする請求項7に記載のディスプレイ。
【請求項９】
前記電気泳動層は、前記マイクロカプセル間にバインダを有し、該バインダは、予め設定された導電率を有することを特徴とする請求項7に記載のディスプレイ。
【請求項１０】
前記予め設定された導電率は、薄暗い周囲光では、前記電気泳動層を横断する電圧を、前記電気泳動層の光学状態の変化が抑制されるように十分に低く維持し、前記アドレス光が照射されたときには、前記電気泳動層を横断する電圧が、前記光学状態を変化するのに十分な大きさとなるように、選定されることを特徴とする請求項8または9のいずれかに記載のディスプレイ。
【請求項１１】
光導電性層と電気泳動層のスタックを有する光アドレス式電気泳動ディスプレイに表示を行う方法であって、
前記スタックは電極間に設置され、前記光導電性層には、アドレス光を供給する光アドレス処理手段が光学的に結合され、当該方法は、
前記電極間に、前記電気泳動層の光学状態が、前記光導電性層に照射される前記アドレス光の量に応答して変化し得る値の駆動電圧を供給するステップと、
前記電気泳動層の前記光学状態を記憶し得る値の駆動電圧を供給するステップと、
前記アドレス処理手段を制御して、該アドレス処理手段および／または電気泳動ディスプレイの消費電力を最小限にするステップと、
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を表示し保管するディスプレイおよびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
時間とともに変化する画像を提供する、多くの種類のディスプレイがある。
【０００３】
例えばブラウン管、プラズマパネルおよびマトリクスディスプレイのような、ビデオ情報を表示するディスプレイは、ビデオ情報のフレームレートにより、画像を頻繁に更新する必要がある。これらのディスプレイは、大電力を消費する。
【０００４】
例えば電気泳動式ディスプレイのような、比較的長いインターバル間隔で情報を変化させる別のディスプレイは、固有のメモリ挙動を有し、少ない消費電力で比較的長い時間、画像を持続することができる。これは特に、そのようなディスプレイがパッシブ方式でアドレス化される場合に顕著である。しかしながら、電気泳動ディスプレイにおいてパッシブ方式でアドレス処理を行い、表示画像を変化させることは容易ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、電力をあまり消費せずに比較的長期間、表示画像を無変化のまま維持することができ、さらに表示画像を容易に変化させることの可能な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】
【０００６】
本発明の第1の態様では、請求項1に記載のディスプレイが提供される。本発明の第2の態様では、請求項11に記載の表示方法が提供される。改良実施例は、従属項に記載されている。
【０００７】
本ディスプレイは、光導電性層と電気泳動層のスタックを有する、光アドレス式電気泳動ディスプレイを有し、このスタックは電極間に設置される。光導電性層は、アドレス光によって光学的にアドレス処理される。制御器はドライバを制御し、該ドライバは、光導電性層に照射されるアドレス光に応答して、電気泳動層の光学状態が変化し得る値の駆動電圧を電極間に供給する。次に、制御器はドライバを制御し、該ドライバは、光導電性層に照射されるアドレス光の量とは無関係に、電気泳動層の光学状態を記憶し得る値に駆動電圧を変化させる。さらに制御器は、光アドレス処理手段を制御して、光アドレス処理手段の消費電力を最小限に抑制する。
【０００８】
光アドレス処理は、レーザまたは別の画像を表示するディスプレイによって行われる。これらを合わせて、アドレス式ディスプレイとも称する。
【０００９】
H.Kobayashiらの、アジアディスプレイ（Asia  Display）／IDW‘01、p1731および1732、「電荷発生材料としてヒドロキシルガリウムフタロシアニンを用いた有機光導体を利用する、新しい光アドレス式電子ペーパー」には、光アドレス式電子ペーパー媒体（Ｅペーパーともいう）が示されており、この媒体は、マイクロカプセル化コレステリック液晶（MCLCともいう）と、光感度の高い有機光導体（OPCともいう）とで構成される。このディスプレイは、MCLC層とOPC層とを有し、これらの層は、電極間に設置される。OPC層は、別の画像装置でアドレス処理される。この画像装置は、コンタクトマスクおよび均一光源であることが示されている。OPC層に光が照射されると、その位置のOPCセルのインピーダンスは低下する。MCLCセルを横断する電圧が増大し、MCLCセルの光学状態が変化する。
【００１０】
この刊行物には、OPC層に画像を放射することにより表示画像を変化させることができる旨が示されている。しかしながら、Eペーパーディスプレイと画像装置の組み合わせをどのように制御して、Eペーパーディスプレイによって表示される画像を容易に変化することの可能なディスプレイを得るのかについて、あるいはこの画像を比較的長時間、比較的小さな消費電力で持続させるのかについては示されていない。
【００１１】
本発明による請求項2に記載の実施例では、アドレス式ディスプレイと光アドレス式電気泳動ディスプレイが、単一ユニットを構成する。電気泳動ディスプレイは、Eペーパーディスプレイであっても良い。そのような単一ユニット（以降、統合ディスプレイともいう）は、統合ディスプレイで、比較的低速で変化する画像、例えば携帯用Eブックのような画像を表示させる場合に、特に好適である。そのような装置のバッテリー寿命は、市場においては極めて重要な問題である。本の新しいページが必要なときだけ、アドレス処理手段、好ましくはトリクスディスプレイが、短時間で速やかにアクティブとなり、新しい画像が形成される。統合ディスプレイの電気泳動部分がアクティブとなり、光導電性層に投射される画像により、電気泳動層は、マトリクスディスプレイによって形成される画像を承継する。統合ディスプレイのマトリクスディスプレイ部分と統合ディスプレイの電気泳動部分の両方は、オフにしたり、あるいは消費電力の極めて少ない状態にすることができる。この場合画像は、電気泳動層によって維持され、ユーザーは十分に長い時間、画像を見る（例えば文章を読む）ことができる。この期間は、実質的にバッテリーからの電力を消費せずに、数時間あるいは数日間継続させることができる。
【００１２】
請求項4に記載の本発明の実施例では、マトリクスディスプレイは、複数型発光ダイオード（poly-led）ディスプレイである。透過型アノードと多結晶発光ダイオードを有する既知のpoly-ledディスプレイを、カソードが透過型になるように変更することが好ましい。従来のpoly-ledディスプレイは、待機モード時の電力消費量が大きい。パッシブ光アドレス式電気泳動ディスプレイは、poly-ledディスプレイの背後に取り付けられ、poly-ledディスプレイがオフになった後も、poly-ledマトリクスディスプレイの画像を持続する。poly-ledマトリクスディスプレイは、パッシブ光アドレス式電気泳動ディスプレイのアドレス処理に利用される。パッシブ光アドレス式電気泳動ディスプレイ上の情報は、常に更新され、poly-ledマトリクスディスプレイは、パッシブ式ディスプレイに新しい画像をフラッシュ投射する。
【００１３】
本発明の請求項5に記載の実施例では、アドレス式ディスプレイは、画像が光アドレス式電気泳動ディスプレイに伝達されると、実質的に完全にオフにされる。従って、アドレス式ディスプレイによる消費電力は、最小限に抑えられる。
【００１４】
本発明の請求項6に記載の実施例では、光アドレス式電気泳動ディスプレイに電圧を供給するドライバは、実質的に完全にオフにされ、ディスプレイの消費電力が最小限に抑制される。
【００１５】
本発明の請求項8に記載の実施例では、マイクロカプセルに予め導電性が設定される。本発明の請求項9に記載の実施例では、マイクロカプセル同士の間にあるバインダに予め導電性が設定される。そのようなマイクロカプセルは、Eインクディスプレイとして知られており、これは、特殊な種類の電気泳動ディスプレイであって、マイクロカプセル内に電気泳動粒子あるいは電気泳動流体が含まれている。
【００１６】
導電性マイクロカプセルおよび／またはバインダを使用することには、2つの利点がある。まず第1は、光導電性層と電気泳動層の抵抗を横断する電圧の分配によって、前記層のセル／カプセルを横断する電圧を、薄暗い周囲光では、光学状態が変化しない程度に十分に小さく維持し、アドレス光が照射された際には、光学状態が変化し得る程度の大きな値にすることができることである。第2は、光導電性層と電気泳動層の一連の配置に加わる電圧を除去した後には、電気泳動層を横断する電圧は、そのキャパシタンスによって持続されないため、前記層を横断する電圧が除去され、前記層内の粒子のさらなる移動が停止されることである。
【００１７】
本発明のこれらのおよび他の態様は、実施例による以降の説明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】
【００１８】
図1には、マトリクスディスプレイと光アドレス式電気泳動ディスプレイの組み合わせを示す。図1Aには、アクティブ状態にある統合ディスプレイを示す。この状態では、マトリクスディスプレイADは画像を形成する。図1Bには、待機状態または記憶状態にある統合ディスプレイを示す。この状態では、画像が光アドレス式電気泳動ディスプレイPDに保管され、マトリクスディスプレイADは非アクティブ状態である。光アドレス式電気泳動ディスプレイPDは、前面電極E1、光導電性層または膜PCF、電気泳動（例えばeインク）層EFおよび背面電極E2を有する。マトリクスディスプレイ（またはより一般的には、光アドレス処理手段）ADは、光ALを発生するいかなるマトリクスディスプレイであっても良い。マトリクスディスプレイは、画素PIを有し、この画素は、透明前面層FLと背面層BLの間に設置される。マトリクスディスプレイADは、（部分的に）透明な背面層BLを介して光導電性層PCFと光学的に結合され、光導電性層PCFにアドレス光ALが供給される。図１では、マトリクスディスプレイは、光ALを、矢印で示す観者側と光導電性層PCFの両方に供給する。統合ディスプレイの動作については、以下に示す。
【００１９】
制御器COは、制御信号CS1およびCS2を発生する。制御信号CS1は、ドライバDR1の制御に利用され、ドライバDR1は、光アドレス式電気泳動ディスプレイEFの電極E1とE2の間に駆動電圧DVを供給する。制御信号CS2は、ドライバDR2の制御に利用され、このドライバは、マトリクスディスプレイADを駆動する。
【００２０】
ドライバDR1は、電極E1、E2の間に、光導電性層PCFに照射されるアドレス光ALの量に応答して、電気泳動層EFの光学状態が変化し得る値の駆動電圧DVを提供する。光導電性層PCFに対して透明な、マトリクスディスプレイADの画素PIによって構成される画像は、電気泳動層EFの光学状態を、その画像に対応するように変化させる。次に、ドライバDR1は、光導電性層PCFに照射されるアドレス光ALの量とは無関係に、電気泳動層EFの光学特性が記憶され得る値に駆動電圧DVを変化させる。従って、マトリクスディスプレイADの画像は、電気泳動式ディスプレイPDに保管される。結果的に、マトリクスディスプレイADの消費電力が最小化される。
【００２１】
統合ディスプレイは、画像を長時間、光アドレス式電気泳動ディスプレイPDに保管することができ、マトリクスディスプレイADでは、（実質的に）電力消費が生じない。画像が変更されると、マトリクスディスプレイADは、短時間だけアクティブな状態となり、電気泳動ディスプレイPDに新しい画像が伝達される。従って、電気泳動ディスプレイPDの情報は、消費電力を最小限に維持したまま、容易に変更することができる。
【００２２】
図1Aでは、可視光ALは、マトリクスディスプレイADによって発生する。図1Bでは、可視光ELは、電気泳動ディスプレイELによって生じ、マトリクスディスプレイADは、透明モードにある。マトリクスディスプレイADと電気泳動ディスプレイPDは、位置の置換が可能である。マトリクスディスプレイADがアクティブな場合、その光は、電気泳動ディスプレイを透過し、観者に届く。マトリクスディスプレイADが非アクティブな状態の場合、その光学状態とは無関係に、観者には、電気泳動ディスプレイPDに保管された画像が直接視認される。
【００２３】
電気泳動層EFと光導電性層PCFの位置を交換することも可能である。
【００２４】
図2には、レーザースキャナと光アドレス式電気泳動ディスプレイの組み合わせを示す。この場合、電気泳動ディスプレイPDは、レーザースキャナLADによってアドレス処理される。レーザースキャナLADは、光アドレス式電気泳動ディスプレイPDに沿ってレーザービームLBを走査する。レーザービームLBの強度は、光導電性層PCFに画像が記録されるように制御される。レーザーアドレス化電気泳動ディスプレイPDの動作は、マトリクスディスプレイADによってアドレス処理される光アドレス式電気泳動ディスプレイPDと同様である。まず、電気泳動ディスプレイPDは、光導電性層PCFの局部的な導電率によって、電気泳動層EFの光学状態が定められるような状態にされる。次に、レーザースキャナLADがアクティブとなり、電気泳動ディスプレイPDに沿って走査され、光導電性層PCFに画像が伝達される。この場合、電気泳動式ディスプレイPDは、電気泳動層EFの光学状態が、光導電性層PCFの局部的な導電率とは無関係に保管されるような状態にされる。レーザースキャナLADは非アクティブであり、結果的に消費電力が最小化される。また、レーザースキャナLADは、電気泳動ディスプレイPDに画像を保管するために必要な短い期間だけアクティブとなる。
【００２５】
図3には、光アドレス式電気泳動ディスプレイの実施例をさらに詳しく示す。光アドレス式電気泳動ディスプレイは、以下の層が積層されたスタックを有する：背面膜BF、背面電極E2、電気泳動層EF、光導電性膜PCF、前面電極E1および前面膜FFである。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間にあるバインダRBを有する。マイクロカプセルMCには、着色粒子が充填されている。このディスプレイでは、各マイクロカプセルMCは、白と黒の粒子を有し、これらは反対側に帯電される。電圧の印加によって、粒子はマイクロカプセルMC内を移動し、マイクロカプセルMC内に電場が生じる。前面電極E1と背面電極E2の間に印加される電圧は、光導電性膜PCFとeインク層EFの一連の配置にわたって生じる。光が光導電性膜PCFの特定の箇所に照射された場合、光導電性膜PCFの導電性が増大する。この特定の箇所では、電極E1とE2の間に印加された電圧の大部分は、電気泳動層EFを横断するように存在し、その箇所でのマイクロカプセルの光学状態は、この電圧によって定められる。
【００２６】
光導電性膜PCFと電気泳動層の両方は、キャパシタンスを有するため、電極E1とE2に印加される電圧は、値が変化する間、容量的にタップされる。従って、ディスプレイがアクティブ状態にされた場合、この電圧は、電気泳動層を横断する電圧が十分に低く維持されるように、十分にゆっくりと増大させる必要がある。電圧が急激に増大すると、容量分離によって、電気泳動層を横断する電圧は、極めて大きくなり、電気泳動層の挙動に影響を及ぼす。電圧が十分にゆっくりと印加された場合、アドレス光によるデータの記録が開始される。記録動作の後、電圧は再びゆっくりと減少し、電気泳動層を横切る電圧が、電気泳動層の光学的挙動に影響を及ぼす好ましくない電圧となることが回避される。
【００２７】
この容量分離をディスプレイの消去に利用することも可能である。十分に高い電圧が、十分に迅速に印加された場合、電気泳動層は、その光学的な限界状態のいずれかに変化する。例えば黒および白の粒子が用いられた場合、電気泳動層は、完全に黒くなるか、完全に白くなる。
【００２８】
また、eインク層EFのキャパシタンスには、電気泳動層EFを横断する電圧が、ゆっくりとしかリークされないという欠点がある。すなわち、電極E1とE2を横断する電圧が除去されてからも、マイクロカプセルMCを横断する電圧が残るため、マイクロカプセルの光学状態が変化する。
【００２９】
これらの両欠点は、マイクロカプセルMCおよび／またはバインダRBに予め導電性を付与しておくことにより軽減される。予め付与される電気泳動層EFの抵抗は、容量的な分離の影響を低減させるように選択することができる。この予め付与される抵抗は、電気泳動層EFを横断する電圧の降下を増大させる。
【００３０】
上記の実施例は、単なる例示であって、本発明を限定するものではないことに留意する必要がある。当業者には、添付の特許請求の範囲の記載から逸脱しないで、多くの代替実施例が考案され得る。
【００３１】
特許請求の範囲では、括弧で示される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」という言葉およびその活用形は、請求項に記載された構成物またはステップ以外のものの存在を否定するものではない。「一つの」という冠詞は、そのような構成物が複数存在することを排除するものではない。本発明は、いくつかの明確な構成物を有するハードウェア手段によって実施されても良く、適切にプログラム化されたコンピュータによって実施されても良い。いくつかの手段を列挙している装置の請求項では、これらの手段のいくつかは、単独で、あるいはハードウェアの同じ部品によって実施されても良い。ある手段が別の従属項にも記載されているということだけで、これらの手段を組み合わせて利用することが有意ではないと解してはならない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１Ａ】マトリクスディスプレイと光アドレス式電気泳動ディスプレイの組み合わせを示す図である。
【図１Ｂ】マトリクスディスプレイと光アドレス式電気泳動ディスプレイの組み合わせを示す図である。
【図２】レーザースキャナと光アドレス式電気泳動ディスプレイの組み合わせを示す図である。
【図３】詳細な光アドレス式電気泳動ディスプレイの実施例を示す図である。
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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