(57)【要約】      （修正有）【課題】表示部の表示変更時及び表示更新時のみに通電する消費電力の少ない表示装置を提供する。【解決手段】表示装置８０は、表示の維持に電力を必要としないツイストボール式の電子ペーパーを表示部３０に用い、さらに表示変更時及びリフレッシュ動作時のみに表示装置８０への通電を行う。また、表示部３０の表示変更は電界によってなされ、ほとんど電力を消費しない。よって、表示装置８０は、表示変更時においても消費電力の低減を図ることができる。また、予め設定された時間間隔で表示装置８０へ通電し、直前の表示指示に基づいて電圧印加を行うリフレッシュ動作を行う。このため、経時による表示部３０の表示内容の減退を防止することができる。【選択図】図１
2016133698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２色相を有する微小な電気泳動素子が電圧印加によって回転することで表示内容が変化する電子ペーパを用いた表示部と、
前記表示部のセグメント毎に分割し前記表示部に所定の電圧を印加する電極部と、
前記電極部へ印加する所定の電圧を昇圧して出力する昇圧部と、
前記表示部への表示内容に対応した表示指示に基づいて前記電極部に前記昇圧部からの出力を印加する出力選択部と、を有し、
前記表示部の表示変更時及び表示更新時のみに前記昇圧部と前記出力選択部が通電することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
所定の時間間隔で昇圧部と出力選択部が稼働するリフレッシュ動作を行うとともに、
前記リフレッシュ動作時に、前記出力選択部が直前の表示指示と同じ表示指示に基づいて昇圧部からの出力を電極部に印加することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
昇圧部が、所定の間隔の第１のクロックパルス電圧と、前記第１のクロックパルス電圧とは逆相の第２のクロックパルス電圧とをコンデンサ素子に充電して昇圧するチャージ・ポンプ式の昇圧回路であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
昇圧部が、コッククロフト・ウォルトン回路を用いた昇圧回路であることを特徴とする請求項３記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２色相を有する電気泳動素子が電圧印加によって回転することで表示を行う電子ペーパを用いた表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
日本国内や海外において自動販売機が数多く普及している。また、高速道路の道路状況を表示する表示器や、様々な案内表示器が屋内外の様々な場所に数多く設置されている。そして、近年の省エネルギー化の傾向から、これら表示器においても省電力化が求められている。ここで、下記［特許文献１］には、自動販売機の表示器に比較的消費電力の少ない液晶を用いた発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−０２０８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、［特許文献１］に記載の発明のように液晶を用いた表示装置は、液晶表示の維持に電力が必要であり、省電力化のための更なる改善が望まれる。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、表示部の表示変更時及び表示更新時のみに通電する消費電力の少ない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】
【０００６】
本発明は、
（１）２色相を有する微小な電気泳動素子３２が電圧印加によって回転することで表示内容が変化する電子ペーパを用いた表示部３０と、前記表示部３０のセグメント４０（４０ａ〜４０ｆ）毎に分割し前記表示部３０に所定の電圧を印加する電極部（共通電極４２、セグメント電極４４（４４ａ〜４４ｃ））と、前記電極部へ印加する所定の電圧を昇圧して出力する昇圧部５０と、前記表示部３０への表示内容に対応した表示指示に基づいて前記電極部に前記昇圧部５０からの出力を印加する出力選択部５４と、を有し、
前記表示部３０の表示変更時及び表示更新時のみに前記昇圧部５０と前記出力選択部５４が通電することを特徴とする表示装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）所定の時間間隔で昇圧部５０と出力選択部５４が稼働するリフレッシュ動作を行うとともに、
前記リフレッシュ動作時に、前記出力選択部５４が直前の表示指示と同じ表示指示に基づいて昇圧部５０からの出力を電極部に印加することを特徴とする上記（１）記載の表示装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）昇圧部５０が、所定の間隔の第１のクロックパルス電圧ＶＰＰＡと、前記第１のクロックパルス電圧ＶＰＰＡとは逆相の第２のクロックパルス電圧ＶＰＰＢとをコンデンサ素子に充電して昇圧するチャージ・ポンプ式の昇圧回路であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の表示装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
（４）昇圧部５０が、コッククロフト・ウォルトン回路を用いた昇圧回路であることを特徴とする上記（３）記載の表示装置８０を提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る表示装置は、表示の維持に電力を必要としないツイストボール式の電子ペーパーを表示部に用い、さらに表示変更時及び表示更新時（リフレッシュ動作時）のみに表示装置への通電を行うため、表示の維持に係る消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る表示装置を示す図である。
【図２】本発明に係る表示装置を自動販売機の表示部に適用した例を示す図である。
【図３】本発明に係る表示装置の表示変更動作を説明する図である。
【図４】本発明に係る表示装置に好適な昇圧部の回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る表示装置８０の実施の形態について図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る表示装置８０の模式的なブロック図である。図１に示す本発明に係る表示装置８０は、２色相を有する微小な電気泳動素子３２を内在する電子ペーパを用いた表示部３０と、この表示部３０のセグメント４０ａ、４０ｂ、４０ｃ毎に分割し表示部３０の電気泳動素子３２に所定の電圧を印加する電極部（共通電極４２及びセグメント電極４４ａ、４４ｂ、４４ｃ）と、電極部４２、４４へ印加する所定の電圧を昇圧して出力する昇圧部５０と、主制御部１２が出力する表示指示に基づいて昇圧部５０からの出力を電極部４２、４４に印加する出力選択部５４と、主制御部１２からの表示指示を出力選択部５４が対応可能な表示指示に変換する表示制御部５２と、を有している。尚、表示制御部５２、出力選択部５４、昇圧部５０は同一の基板、例えば図１に示すように表示部３０が搭載された表示基板１０に搭載しても良いし、昇圧部５０を主制御部１２側の基板や別基板に搭載しても良い。
【００１０】
表示装置８０を構成する表示部３０は、所謂ツイストボール式の電子ペーパーであり、この微小球体（ツイストボール）状の電気泳動素子３２は正極側、負極側が異なる２色で半々に着色されている。
【００１１】
また、表示部３０の一面側には表示部３０の全面に共通電極４２が設けられ、表示部３０の他面側にはセグメント４０毎に分割したセグメント電極４４ａ、４４ｂ、４４ｃが設けられる。そして、これら共通電極４２、セグメント電極４４ａ、４４ｂ、４４ｃは、それぞれ出力選択部５４に接続される。尚、表示部３０は、共通電極４２を透明電極として表示面とすることが好ましい。
【００１２】
次に、本発明に係る表示装置８０の動作を説明する。尚、ここでは表示装置８０を飲料の自動販売機に適用した例を用いて説明を行う。この場合、表示装置８０は、例えば図２に示すように、飲料が加温されていることを示す加温セグメント４０ｄと、飲料が冷却されていることを示す冷温セグメント４０ｅと、商品の価格を表示する価格表示セグメント４０ｆと、を有している。尚、電気泳動素子３２としてのツイストボールの色は、任意の２色を選択することが可能である。よって、加温セグメント４０ｄの電気泳動素子３２の一方の極側は赤色等の暖色系の色で着色し、他極側を例えば灰色等の背景色で着色する。また、冷温セグメント４０ｅの電気泳動素子３２の一方の極側は青色等の寒色系の色で着色し、他極側を背景色で着色する。さらに、価格表示セグメント４０ｆの各領域の電気泳動素子３２は一方の極側を黒色等の色で着色し、他極側を背景色で着色する。そして、表示部３０の一面側には共通電極４２（図示せず）が設けられ、加温セグメント４０ｄ、冷温セグメント４０ｅ、価格表示セグメント４０ｆの各セグメントにはそれぞれセグメント電極４４（図示せず）が設けられる。
【００１３】
そして、作業者等が自動販売機本体に商品を入れ、自動販売機本体の主制御部１２に商品価格及び温度指示（加温か冷却か）を入力する。これにより、自動販売機本体の主制御部１２は、自動販売機本体の各部の設定を変更するとともに、表示装置８０の表示制御部５２、出力選択部５４に通電し稼働させる。そして、上記の入力内容と対応した表示指示を表示制御部５２に出力する。また、主制御部１２は、これと並行して昇圧部５０に所定のクロックパルス電圧を出力する。主制御部１２からの表示指示を受けた表示制御部５２は、この表示指示を出力選択部５４に則した表示指示に変換して出力選択部５４に出力する。また、昇圧部５０は主制御部１２からのクロックパルス電圧を電気泳動素子３２の回転に十分な所定の電圧に昇圧して出力選択部５４に出力する。
【００１４】
そして、出力選択部５４は表示制御部５２からの表示指示に基づいて共通電極４２及び各セグメント電極４４の正負を選択し電圧印加を行う。ここで例えば図３（ａ）に示す表示状態において、セグメント４０ｂ、４０ｃの電気泳動素子３２を反転させるとする。尚、図３では電気泳動素子３２の白色側を負極とし、斜線側を正極とする。この場合、出力選択部５４は、図３（ｂ）に示すように、共通電極４２とセグメント電極４４ａを負極電位（−）とし、反転させるセグメント４０ｂ、４０ｃのセグメント電極４４ｂ、４４ｃに昇圧部５０からの出力（例えば＋８０Ｖ）を印加し正極電位（＋）とする。これにより、共通電極４２とセグメント電極４４ｂ、４４ｃとの間には電圧が印加され電界が生じる。この電界により、セグメント４０ｂ、４０ｃの電気泳動素子３２は負極の白色側が正極電位にあるセグメント電極４４ｂ、４４ｃ側に引き寄せられて回転し、同時に正極の斜線側が負極電位にある共通電極４２側となる。尚、共通電極４２とセグメント電極４４ａが共に負極電位であるセグメント４０ａには電界が生じず、セグメント４０ａの電気泳動素子３２は現状を維持する。これにより、セグメント４０ｂ、４０ｃがセグメント４０ａとは異なる色となり、表示部３０による表示が行われる。尚、この電気泳動素子３２の回転は電界によってなされ電流の流下は微量のため、ほとんど電力を消費しない。よって、本発明に係る表示装置８０は、表示変更時においても消費電力の低減を図ることができる。
【００１５】
そして、表示部３０の表示変更が終了すると、主制御部１２は表示制御部５２、出力選択部５４、昇圧部５０への通電を停止する。これにより、共通電極４２、セグメント電極４４間の電界は消滅する。しかしながら、電気泳動素子３２は電界が消滅した後も電圧印加時の状態を維持し、表示部３０による表示は電力を消費することなく継続して行われる。
【００１６】
次に、図３（ｂ）に示す表示状態において、セグメント４０ｃの電気泳動素子３２のみを反転させるとする。この場合、出力選択部５４は、図３（ｃ）に示すように、共通電極４２とセグメント電極４４ｂに昇圧部５０からの出力を印加して正極電位（＋）とする。また、セグメント電極４４ａ、４４ｃを負極電位（−）とする。これにより、共通電極４２とセグメント電極４４ａ、４４ｃとの間には電圧が印加され電界が生じる。この電界により、特にセグメント４０ｃの電気泳動素子３２は負極の白色側が正極電位にある共通電極４２側に引き寄せられて回転し、同時に正極の斜線側が負極電位にあるセグメント電極４４ｃ側となる。また、負極の白色側が共通電極４２側（＋）に位置するセグメント４０ａと、共通電極４２とセグメント電極４４ｂとが同電位（＋）にあるセグメント４０ｂは現状を維持する。これにより、セグメント４０ａ、４０ｃが同色になり、セグメント４０ｂのみが異なる色となる。これにより、表示部３０による表示が行われる。
【００１７】
そして、表示部３０の表示変更が終了すると、主制御部１２は表示制御部５２、出力選択部５４、昇圧部５０への通電を停止する。これにより、共通電極４２、セグメント電極４４間の電界は消滅する。しかしながら、電気泳動素子３２は電界が消滅した後も電圧印加時の状態を維持し、表示部３０による表示は電力を消費することなく継続して行われる。尚、上記の例において、表示が変化しないセグメント４０ａには必ずしも電圧印加を行う必要はないが、表示指示の簡略化と表示のリフレッシュの観点から、これら表示変更が行われないセグメント４０に関しても電圧印加を行うことが好ましい。
【００１８】
そして、図２において、例えば加温された飲料に対応する表示部３０は加温セグメント４０ｄの電気泳動素子３２の赤色側の極が表示側に位置し、冷温セグメント４０ｅの背景色側の極が表示側に位置するように電圧印加が行われる。また、反対に冷却された飲料に対応する表示部３０は、冷温セグメント４０ｅの電気泳動素子３２の青色側の極が表示側に位置し、加温セグメント４０ｄの背景色側の極が表示側に位置するように電圧印加が行われる。これにより、加温された飲料と対応する表示部３０は、加温セグメント４０ｄが赤色となり白抜きの「あったか〜い」の文字が表示されるとともに、冷温セグメント４０ｅは背景色となって「つめた〜い」の文字が目視不能となる。反対に冷却された飲料と対応する表示部３０は、冷温セグメント４０ｅが青色となり白抜きの「つめた〜い」の文字が表示されるとともに、加温セグメント４０ｄは背景色となって「あったか〜い」の文字が目視不能となる。また、価格表示セグメント４０ｆは商品価格と対応するように黒色もしくは背景色となり、￥１５０、￥１００等の価格表示が行われる。
【００１９】
次に、本発明に係る表示装置８０に好適な昇圧部５０の構成を説明する。本発明に係る表示装置８０に好適な昇圧部５０は、所定の間隔の第１のクロックパルス電圧と、前記第１のクロックパルス電圧とは逆相の第２のクロックパルス電圧とをコンデンサ素子に充電して昇圧するチャージ・ポンプ式の昇圧回路を用いることが好ましく、中でもコッククロフト・ウォルトン回路を用いることが特に好ましい。
【００２０】
ここで、コッククロフト・ウォルトン回路を用いた本発明に好適な昇圧部５０の回路図を図４に示す。図４に示す昇圧部５０は、周知のコッククロフト・ウォルトン回路を用いた昇圧回路であり、主制御部１２から所定の間隔の第１のクロックパルス電圧ＶＰＰＡと、この第１のクロックパルス電圧とは逆相の第２のクロックパルス電圧ＶＰＰＢが入力する。そして、第１のクロックパルス電圧ＶＰＰＡ、第２のクロックパルス電圧ＶＰＰＢが交互に入力することで昇圧部５０のコンデンサ素子が多段的に充電、昇圧され、入力電圧の整数倍の電圧を出力選択部５４に出力する。尚、図４に示す昇圧部５０は４倍の昇圧回路を構成しており、第１のクロックパルス電圧ＶＰＰＡ、第２のクロックパルス電圧ＶＰＰＢを２０Ｖとした場合、出力選択部５４には入力電圧の４倍の８０Ｖの電圧が出力する。尚、前述のように昇圧部５０への第１のクロックパルス電圧ＶＰＰＡ、第２のクロックパルス電圧ＶＰＰＢの入力は、表示部３０の表示変更時及び後述のリフレッシュ動作時にのみ行われ、その他の本体の通常動作時には入力することはない。
【００２１】
尚、昇圧部５０を表示部３０の近傍もしくは表示部３０が搭載された表示基板１０に搭載する構成では、昇圧部５０から延びる高圧配線の長さを短くすることが可能となり、感電や漏電の危険性が低減し安全性が向上するとともに、高電圧のスイッチングノイズを抑制して本体各部の動作安定性の向上を図ることができる。
【００２２】
また、主制御部１２は所定の時間間隔、例えば数日間隔や週１回、月１回等の予め設定された間隔で表示制御部５２、出力選択部５４、昇圧部５０を稼働させリフレッシュ動作を行う。この際、主制御部１２は直前の表示変更もしくはリフレッシュ動作を行った時と同じ表示指示を表示制御部５２に出力する。表示制御部５２はこの表示設定を受けて、直前の表示指示と同じ表示指示を出力選択部５４に出力する。これにより、出力選択部５４は直前の表示指示と同じ表示指示に基づいて共通電極４２及びセグメント電極４４への電圧印加を行う。これにより、表示部３０の表示は更新され、経時による表示内容の減退が防止される。
【００２３】
以上のように、本発明に係る表示装置８０は、表示の維持に電力を必要としないツイストボール式の電子ペーパーを表示部３０に用い、さらに表示変更時及び表示更新時（リフレッシュ動作時）のみに表示装置８０への通電を行うため、表示の維持に係る消費電力を大幅に低減することができる。また、本発明の表示部３０の表示変更は電界によってなされ、ほとんど電力を消費しない。よって、本発明に係る表示装置８０は、表示変更時においても消費電力の低減を図ることができる。
【００２４】
また、本発明に係る表示装置８０は、予め設定された時間間隔で表示装置８０へ通電し、直前の表示指示に基づいて電圧印加を行うリフレッシュ動作を行う。このため、経時による表示部３０の表示内容の減退を防止することができる。
【００２５】
尚、ここでは表示装置８０を飲料の自動販売機に適用した例を説明したが、本発明は自動販売機の表示部に限らず、道路情報の表示器、店舗や公共施設の案内表示、期間（時間）限定のフリーＷｉ−Ｆｉ（登録商標）区域の掲示、その他、注意、警告等の表示板等、如何なる表示器に用いても良い。
【００２６】
また、本例で示した表示装置８０の各部の構成、回路図等は一例であり上記の例に限定されるわけでは無く、本発明は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００２７】
３０    表示部
３２    電気泳動素子
４０（４０ａ〜４０ｆ）  セグメント
４２    共通電極（電極部）
４４（４４ａ〜４４ｃ）  セグメント電極（電極部）
５０    昇圧部
５４    出力選択部
８０    表示装置
ＶＰＰＡ  第１のクロックパルス電圧
ＶＰＰＢ  第２のクロックパルス電圧
【図１】
2016133698.tif 000003
【図２】
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【図３】
2016133698.tif 000005
【図４】
2016133698.tif 000006