JP2004317550A - Display data writing device and method for displaying picture using the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ペーパー、ペーパーライクディスプレイ、リライタブルペーパーなどと呼ばれる表示媒体に、表示データを書き込む、表示データ書き込み装置及びそれを用いた画像表示方法に関する。
【0002】
【技術の背景】
近年、情報機器の発達に伴い、低消費電力で軽量薄型の表示装置が求められている。特に、低消費電力化には、バックライトや偏向板といった部品を用いない反射型表示表示装置の研究、開発が盛んに行われている。ノートPC、モバイルPCなどが益々日常の生活に取り入れられ、文章の熟読を可能にし、大量の画像データを持ち歩くために、低消費電力化、小型化、軽量化、高精細化が盛んである。その中でも、低消費電力化を目指すものとして、静止画表示を目的とした、所謂電子ペーパーの研究、開発が盛んである。
【0003】
最近、バックライトや偏向板といった部品を用いずに低消費電力で、良好な視認性の表示技術が提示されているが、かかる薄型基板を表示媒体とする場合、画像の書き換えシステムの低電圧化、低消費電力化、小型化、そして表示媒体自体の堅牢性が求められている。
【0004】
上述の表示媒体の一例として電気泳動によるものがある。各画素に設けられた電極対に電圧を印加して形成される電界による泳動粒子の電気泳動現象を利用した画像表示装置は、特許文献1〜3などに記載されている。
【0005】
一方、共通電極が中央に設けられ、両面表示可能な電気泳動シートが特許文献4などに開示されている。
【0006】
【特許文献1】
特開平10−62824号公報
【特許文献2】
特開平10−90732号公報
【特許文献3】
特開平10−149118号公報
【特許文献4】
特開2002−287180公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、表示装置は、一般に、走査電極とデータ電極とがマトリクス接続された画素を有するパッシブ型またはアクティブ型のマトリクスパネルに、走査電極用駆動回路とデータ電極用駆動回路を実装した表示パネルモジュールを構成している。これら駆動回路を画素のトランジスタとともに形成する低温ポリシリコンTFT型表示パネルのようなものもあるが、いずれにせよ、走査電極用駆動回路とデータ電極用駆動回路が製造コストの多くを占めている。
【0008】
これに対して、電極を設けることなく、表示用媒質の光学的状態を変えて、画像を表示する表示媒体もあるが、画像品質が悪く、データの書き込みに、高熱や、高い電圧を要するなど、その制御性は満足できるものではない。例えば、表示媒体の内面側に設けた電極から泳動粒子に、直接的に電界を印加する場合に比べて、表示媒体の外表面側の電極から電界を印加する場合は、1000V程度の高い電圧が必要であった。また、外部から電界を印加する場合は、粒子の泳動方向が上下方向に限られ、横方向に泳動する表示シートには、適用できないという不都合があった。
【0009】
(発明の目的)
本発明の目的は、表示媒体内部に走査電極用駆動回路やデータ電極用駆動回路を持たない安価な表示媒体であって、表示データの書き込みが容易に行える表示データ書き込み装置及びそれを用いた画像表示方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
(手段1)表示用媒質に電界を付与するための電極対を備えた画素が複数マトリクス状に配置され、前記電極対のうちの一方に接続されたライン電極端子と、前記電極対のうちの他方に接続されたデータ電極端子と、を有するシート状の表示媒体に、表示データを書き込む表示データ書き込み装置において、
表示媒体における前記ライン電極端子に離脱可能に接触して書き込み用電圧を印加するための、露出可能なライン用接触子と、前記表示媒体における前記データ電極端子に離脱可能に接触してデータ電圧を印加するための、露出可能なデータ用接触子と、を具備する書き込み器を有し、
前記表示媒体に対して、前記書き込み器を、接触させつつ、連続的又は断続的に移動しながら、前記ライン用接触子から複数の前記ライン電極端子に順次前記書き込み用電圧を印加するとともに、前記データ用接触子から複数の前記データ電極端子に選択的に前記データ電圧を印加することができるように、前記ライン用接触子と前記データ用接触子とが、同じ方向を向いて配置されていることを特徴とする。
【0011】
ここで、前記ライン用接触子から、前記書き込み用電圧を印加するに先立って、ライン検知を行うことが望ましい。こうすれば、正確な書き込みが可能となる。
【0012】
また、前記表示媒体に搭載された表示すべき画像に関連付けられたデータを提供又は処理するためのICチップとデータ通信を行う通信手段を更に有することも好ましい。こうすれば、電力を要し低速である表示データの書き込みは接触型で直接行い、消費電力が小さく高速である、その他データの通信は無線などによりICチップに別個に行うことができる。
【0013】
(手段2)シート状の表示媒体に対して、表示データ書き込み装置を接触させつつ移動することにより、前記表示媒体に表示データが書き込まれて画像が表示さる画像表示方法において、
手段1に記載の表示データ書き込み装置を用いることを特徴とする。
【0014】
ここで、前記表示媒体に搭載された表示すべき画像に関連付けられたデータを提供又は処理するためのICチップとデータ通信を行うことが好ましい。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【0016】
(実施形態1)
図1〜図9を用いて、本発明の一実施形態による表示媒体と、そのための表示データ書き込み装置及びそれらを用いた画像表示方法について説明する。
【0017】
本実施形態では表示媒体として、電気泳動を利用したメモリ性をもつシート状の表示媒体を例にあげて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0018】
図1は、表示媒体としての表示シート11に電気的書き込み装置12を用いて表示データを書き込む様子を模式的に示しており、書き込み動作中は、ハンディスキャナーのように表示シート11上に書き込み装置12を乗せ、装置12を、表示シート11に接触させつつ、矢印方向に連続的或いは断続的に移動させて使用する。
図2は、表示データ書き込み装置と表示シートの断面構造を示す。
【0019】
図2中、表示シート11は電気泳動表示シートのような書き換え可能な電子ペーパーであり、書き込み装置12は、例えば、ハンディスキャナーのように表示シート上を移動させながら表示シートに書き込み信号を印加して表示データを書き込むために、書き込む信号を伝える電気的接点であるところの露出した接触子を有する書き込み手段21、表示シートに接して、書き込み装置12を円滑に移動可能とするための前側回転ローラ22及び後側回転ローラ23、24は表示シート11の一方の外表面に設けられた接触面を有する電極である。
また、装置12は、表示シート11の有無を検知する検知手段としての反射型フォトインタラプタ25をも、表示シートとの接触面側に、備えている。
【0020】
2組のローラ22,23にて表示シート11と、書き込み器21との間隔をある程度規制しつつ、書き込み器21を、手動などで連続的に、或いは、適当なステップで間欠的に、移動させる。この移動の間に、書き込み器21の接触子と電極24の接触面が離脱可能に接触する。接触により電気的導通がとられるので、この時に、書き込み器21から書き込み信号電圧を表示シート11に印加することにより、表示シート11内部に保持された電気泳動粒子を電界により動かして、データの書き込みを行ない、画像を表示する。表示シート11はメモリ性を有しているので、接触子が電極から離れた後も、定められた表示状態を変えることはない。
【0021】
図3は、本実施形態に用いられる書き込み手段21を横方向から見た図である。図3中、31は書き込み手段21の中央部に一列に配置された多数のデータ用接触子、32はデータ用接触子列の両端部に配置された一対のライン用接触子である。データ用接触子31、ライン用接触子32は、金属などの導電体からなる円錐、角錐などの突出部などで構成されており、書き込み信号電圧を印加するデータドライバやラインドライバに接続されている。そして、表示シート11に対して、書き込み器21を、接触させつつ、連続的又は断続的に移動しながら、ライン用接触子32から複数のライン電極端子54に順次前記書き込み用電圧を印加するとともに、データ用接触子31から複数のデータ電極端子52に選択的にデータ電圧を印加することができるように、ライン用接触子32とデータ用接触子31とが、同じ方向を向いて配置されていることを特徴とする。また、接触子の形状は、回転可能な歯車状や滑車状であってもよい。
【0022】
ここでは、データ用接触子31、ライン用接触子32は、書き込みができるように、常に、装置12の書き込み面側(図2の下方)を向いて、外部に露出している形態を例に挙げた。しかし、本発明はこの形態に限定されることはなく、非使用時にはデータ用接触子31、ライン用接触子32が保護カバーなどで覆われていて、使用時(書き込み時)に、保護カバーを手動又は自動で外して、接触子が露出する構成であっても良い。
【0023】
図4は、本実施形態の表示シートを一方の表面から見た図である。図4中、41はシートの中央部にストライプが複数平行に配置された形状をもつデータ用電極配線、42は表示シートの一方の外表面の一端部から対向する一端部に亘って配置されたストライプ形状をもつライン用電極配線である。
【0024】
このように、表示シートはマトリクス配線を持つが、データドライバやラインドライバに物理的に接続されていない、ドライバレスのマトリクス表示シートである。
【0025】
図5は、本発明の第1実施形態の表示シートの一部を拡大した図である。図5(a)中、51は電気泳動粒子層のようなメモリ性を有する表示用媒質、52は透明なデータ用電極53に接続された透明なデータ電極端子であり、データ用電極53とデータ電極端子52とで、データ用電極配線41が構成されている。54はライン用不透明電極に接続され接触子32と離脱可能に接触する接触面を提供するライン電極端子であり、ライン電極端子54とライン用不透明電極とでライン用電極配線42が構成されている。ライン用電極配線42は、表示シートの外表面の一方の端部から表示面側の絶縁性基材の内面を経て表示シートの外表面の反対側の端部に亘っている。図2における電極24は、データ電極端子52とライン電極端子54とを意味している。
【0026】
ライン用電極配線42は、画素電極を兼ねている不透明透明電極によって、電気泳動粒子層51の表面側に所定の電位を与える。データ用電極配線41は、もう一方の画素電極を兼ねている透明なデータ用電極53によって、電気泳動粒子層51の裏面側に所定の電位を与える。
【0027】
ライン電極端子54にライン用接触子32を接触させ、これと同時にデータ電極端子52にデータ用接触子31を接触させる。そして、データ書き込み用の電圧がそれら接触子31、32から、透明電極55とデータ用電極53からなる一対の画素電極対に印加される。これが、画素の表示状態を切り替える閾値を越える電圧であると、画素の光学的状態が変化する。その原理は周知のとおりである。図5(a)の形態では、画像はデータ用電極配線41側が表面となり、こちらから画像が視認できる。
【0028】
一方、図5(b)は、ライン用電極配線42の一部を透明電極55として、そちら側を画像が視認できる表面とした形態の表示シートの断面を示している。
【0029】
図5の(a)又は(b)いずれの表示シートであっても、ライン用接触子32に接触され閉回路が構成されたライン用電極配線42上の画素のみがデータ書き込み用の対象画素となるので、接触するライン用電極配線42を時系列的に順次切り替えれば、全ての画素にデータを線順次で書き込むことができる。
【0030】
また、両端にあるライン電極端子54に2つのライン用接触子32を同時に接触させ、その時の電気的状態を検知すれば、データを書き込むべき画素のライン(走査線)を検出することができる。
【0031】
よって、後述するように、ライン位置を検出した後に、書き込み電圧を印加する工程を、表示シート11上を連続的又は断続的に装置12を移動させながら繰り返せば、シート搬送と線順次書き込みの同期をとることができ、誤書き込み防止にもなる。
【0032】
データ電極端子52やライン電極端子54は、スパッタリングやCVDなどの気相堆積法や電界めっき又は無電界めっきなどのめっき法、導電性ペーストを用いた塗布法などにより形成されたCr、Ni、Al、Cu、Au、Agなどの金属或いはそれらを一成分とする合金などの導電体からなる。特にデータ電極端子52は、接触子との接触面が列方向に連続したストライプ状の露出面をもつものであっても良く、ライン電極と重なる部分のみを露出させ、接触面が列方向に断続的に露出した構成であってもよい。但し、データ電極端子52側を画像を認識するための表面とする場合には、表示画面上のデータ用電極配線を酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化イリジウム、或いはITOなどの透明導電体で形成すべきである。
【0033】
本発明に用いられる表示用媒質51は、分散媒中に電気泳動粒子を分散してなる電気泳動層であってもよいし、あるいは、帯電特性と色とが異なる少なくとも2つの表面を有する着色粒子を多数配列してなる着色粒子層であってもよい。
【0034】
勿論、本発明に用いられる表示用媒質51は、電気泳動現象を利用したものに限らず用いられる。例えば、高分子分散型液晶、コレステリック液晶、といった液晶表示媒体、エレクトロクロミック表示媒体、などであってもよい。メモリ性を有する表示用媒質は、後述する様に、素子構成が簡単になることから、特に好ましく用いられる。
【0035】
各種電極が形成され、表示用媒質を保持するために用いられる基材としては、ガラスや樹脂のリジッド又はフレキシブルなシートが好ましく用いられる。画像を表示する側の基材さえ透明であれば、それ以外は、不透明の基材を用いることもできる。
【0036】
図6を参照して、本発明に用いられるライン駆動電圧波形、及びデータ電圧波形について説明する。
【0037】
図6中、61は一周期分のライン駆動電圧波形、62は画像の消去用電圧、63は画像表示のためのデータ書き込み用電圧、64は、ライン検知用電圧である。このライン駆動電圧波形61は一行に並んだ画素の光学的状態を定めるためのライン選択のための波形であり、いわゆる走査側の信号に相当する。
【0038】
この波形61は、一対のライン用接触子32の片側から出力される。
【0039】
まず、片側のライン用接触子32から、ライン検知用電圧64が出力されている。
【0040】
もし両方のライン用接触子32と、ライン用電極配線42がそれぞれ接触している時ライン検知用電圧64を出力していないほうのライン用接触子32から、ライン電極検知部分64の電圧が検出される。
【0041】
この電圧が検出されたら、まず消去用電圧62を印加し、1ライン上の画素の表示を、その時の表示状態に係らず、全黒状態にする。次に、データ書き込み用電圧63を印加し、その時に同時に、データ用接触子31から各データ用電極配線にデータ電圧66が印加されているので、この電圧63及び電圧66の合成電圧により該当画素の表示状態が定められる。つまり、合成電圧が白を表示するための閾値電圧を越えていれば、黒状態に消去された画素は白状態に遷移する。67は必要に応じて設けられる補償電圧であり、表示用媒質や画素構造が直流電圧の印加によって、特性が劣化する場合に用いられる。
【0042】
このような動作をシートを送りながら、1ライン毎に繰り返し行うことで、選択されたライン上の画素にデータを書き込むことができる。ライン検出は、上述したような電気的信号の検出以外に、選択すべきラインを光学的に検知する方法で代用することもできる。
【0043】
図7は、本発明に用いられる画素構成を示す模式図である。
【0044】
図7(a)は、黒表示の画素の断面を、図7(b)は、白表示の画素の断面を模式的に示している。図7において、271は上側透明基板からなる絶縁性の基材、55は透明電極、273は絶縁性液体を満たしたマイクロカプセル、274は白色の泳動粒子、53はデータ電極、276は下側基板からなる絶縁性の基材である。
【0045】
全黒状態への消去時においては、白色泳動粒子274が下側に移動し滞留することで、黒の光学的状態を呈する。
【0046】
データ書き込み時において、閾値以上の電圧が印加されると、白色泳動粒子274が上側に移動して滞留し、上側から見ると白色の光学的状態を呈することとなる。
【0047】
以上は、図5の(b)の形態の場合を例示したが、図5(a)の形態を採用する場合には、図7の符号53をライン電極、符号55をデータ電極とすることになる。
【0048】
図8、図9を参照して、本発明の一実施形態による表示データ書き込み装置について説明する。
【0049】
図8は、前述した表示媒体と表示データ書き込み装置とを用いた画像表示方法のフローチャートを、図9は、表示データ書き込み装置の駆動制御系のブロックを示す。
【0050】
図9中、31と32は図3と同じ、81は外部から書き込むべきデータを送出するPCなどの画像データ出力機器、82は、入力インタフェース、83はデータを加工すると同時に本装置全体を制御する制御装置としてのMPU、84はデータを一時記憶するメモリとしてのRAM、85はMPUのプログラムを格納するメモリとしてのROM、86はローラの回転を検知するエンコーダ、87はデータ用接触子31に加えるデータ電圧波形を発生するデータドライバ、88はライン接触子32に加えるライン駆動電圧波形を発生するラインドライバ、89は、ライン検知用電圧64を検知するラインセンサ、90は電子ペーパー11に接触して、書き込み器21の移動を円滑にするための回転ローラ(22、23)、94はシートセンサである。
【0051】
図8に示すように、ステップ71において、外部機器81から入力インタフェース82を通して、書き込み指示及び書き込むべき画像データを受け取る。MPUでは、書き込むべきデータをRAM84に展開する。
【0052】
次に、ステップ72において、表示シートの存在を反射型インタラプタ93にて光学的に検知し、シートセンサ94で表示シート有りを示す検知信号を発生する。
【0053】
表示シート上に書き込み装置12が置かれると、反射型インタラプタ93のLEDから出射した光が表示シート11で反射して、その反射光を反射型インタラプタ93のフォトセンサで検出する。この検出光が光電変換され表示シートの存在がシートセンサ94にて判定される。
【0054】
表示シートが検出されるとほぼ同時にステップ73にて、ラインドライバ88をONして、片側のライン用接触子32から電圧64を供給する。装置12の移動によりライン用接触子32が表示シートのライン電極端子に接触すると、片方のライン用接触子32に供給されているライン検知用電圧が透明電極55を通じて、もう片方のライン用接触子32に伝わる。この電圧をラインセンサー89を用いてMPUが検知する。検知するとステップ75にて、MPUがラインドライバ88に命令を出して、ラインドライバ88から表示シート11のライン上の画素を消去する消去用電圧62が出力される。
【0055】
次に、ステップ76にて、ラインドライバ88から表示シート11に書き込むデータ書き込み用電圧63を出力する。あらかじめ、データドライバ87には、RAMから1ライン目の画素の表示データを転送しておき、この時に同時に白表示すべき画素に対応した各データ用接触子31に出力することで、1ライン目のデータが表示シートに書き込まれる。
【0056】
書き込み装置12を移動させつつ、ステップ77にて、表示シートの末端がシートセンサ94にて検知されるまで、ステップ74から76を繰り返す。この時、表示シートから検知されるライン数がインクリメントするたびに、RAMから転送するデータのライン数もインクリメントする。
【0057】
このようにして、表示シートへの書き込み動作が完了する。
【0058】
以上説明した本実施形態によれば、まず表示媒体は、所謂ドライバICを持たないので、安価に製造可能であり、大量消費に適した紙の代替物に適している。
【0059】
絶縁性基材の外側に設けられた電極や接触子から表示用媒質に直接電界を印加する場合は、高電圧を必要としたが、本実施形態の表示媒質に近い部分に電極があるので、低電圧にて高い電界が印加でき、省電力な書き込み装置を提供できる。
【0060】
必要に応じて、シート内部にTFTを構成すれば、短時間の書き込みにて長時間一定電圧を印加することが可能であり、表示書き込み時間を格段に速くすることもできる。
【0061】
電気泳動粒子に対する電界の印加方向は、上下方向ばかりでなく自由に設定できるので、後述するように、横方向に粒子が泳動する表示シートでも実現可能である。
【0062】
上下の電極がシート内部に固定されているので、表示は安定しシートは折り曲げにも耐え得る。
【0063】
(実施形態2)
本実施形態は、図7とは異なる画素構造を採用した表示媒体である。それ以外の構成は実施形態1とほぼ同じである。
【0064】
図10は、電気泳動表示装置の別形態の素子構成の断面を示しており、(a)は白表示状態を、(b)は黒表示状態を示している。
【0065】
各画素は一対の電極296、297を有しており、黒色の泳動粒子292が正極に帯電している場合(a)では、泳動粒子292が対向電極296近傍に集中し、観察者からは、絶縁層294か、あるいは、表示電極297(絶縁層294が透明の場合)の色が概ね認識される。また、(b)では、泳動粒子292は表示電極297上に広がって配置し、観察者からは、泳動粒子の黒色が概ね認識される。
【0066】
例えば黒い泳動粒子を用いてデータの書き換えを行う場合、図10(b)の状態(黒表示状態)で、一対の電極296・297間に適度な駆動電圧を駆動電源298から印加することで、図10(a)の状態(白表示状態)へ過渡的に変化する。すなわち、画素内で泳動粒子が占有する面積が変化することで白表示状態と黒表示状態とその中間の諧調表示状態が示される。
【0067】
この場合は、ライン用電極配線及びデータ電極配線となる一対の電極が基材293の内面側に設けられているので、それら一対の電極を層間絶縁膜を用いて基材293上にマトリクス配線を形成し、基材293の裏面、つまり外表面に図4のようなデータ電極端子を列に沿って複数平行に設け、端部にライン電極端子を配列すればよい。データ電極端子駆動電圧の印加方法は、実施形態1や2の場合と同様である。
【0068】
本発明においては、粒子の色は、黒又は白に限定されることはなく、これ以外の色の分散媒と粒子の組み合わせであってもよい。例えば、白色粒子の変わりにRGBの各色の粒子をそれぞれ用いれば、カラー表示することも可能である。あるいは、黒色液体の代わりに、YMC色の液体をそれぞれ用いれば、カラー表示することも可能である。
【0069】
本発明は、電極を持つ表示シートと、マトリクス配線の駆動が行えるドライバを持つ書き込み装置の組み合わせであれば、いろいろなものに応用が可能である。
【0070】
例えば、カードサイズの表示シートとカード書き込み装置を使用すれば、店ごとの顧客管理などに応用でき、カードサイズの表示シートと書き込み装置を使用すれば、購買記録や残高表示などが行える店舗の顧客管理を兼ねた会計システムなどに適用できる。
【0071】
更に、この表示シートに非接触で高速のデータ通信が可能のICチップを搭載し、当該ICチップに課金情報や課金情報保護用のデータを格納し、データ書き込み装置にICチップとデータ通信する通信手段を搭載して、周知の課金処理を行う。そして、課金処理の状態を画像データとして生成し、それを基に表示媒体を駆動すれば、課金処理の状態(利用料金又は残金状態など)を表示媒体に表示することができる。このようなシステムは、表示機能付きのICキャッシュカードシステム又はICプリペイドカードシステム、つまり、ICチップと通信手段が交信を行い、ICチップが提供又は処理したデータに関連付けられた画像を書き込み装置が生成し、それを表示媒体に表示する課金機能をもつ画像表示方法を実現できる。特に、ICチップまたは表示シートに無線通信用のアンテナを形成し、表示データの書き込み中に、別途、無線で書き込み装置とデータ通信できるようにすることも好ましいものである。
【0072】
或いは、書き込み装置側に画像メモリを持たせ、そのメモリに格納された画像を表示媒体に書き込めば、書類を例えば1000枚持ち歩く必要もなく、また、ノートPCの様な堅牢性と軽量性に欠ける機器を持ち歩く必要もなく、所望の読み物を持ち運び、好きなところで閲覧する、といった行為も可能になる。
【0073】
【発明の効果】
本発明によれば、表示媒体内部に走査電極用駆動回路やデータ電極用駆動回路を持たない安価な表示媒体に表示データの書き込みが容易に行える表示データ書き込み装置及びそれを用いた画像表示方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による表示媒体と表示データ書き込み装置の概観を示す模式図である。
【図2】本発明の一実施形態による表示媒体と表示データ書き込み装置の断面構造を示す模式図である。
【図3】本発明に用いられる書き込み手段の一例を示す模式的側面図である。
【図4】本発明に用いられる表示媒体の模式的平面図である。
【図5】本発明に用いられる表示媒体の一部分の模式的断面図である。
【図6】本発明に用いられるライン駆動電圧波形とデータ電圧波形を示す図である。
【図7】本発明に用いられる表示媒体の画素構造の一例を示す模式的断面図である。
【図8】本発明に用いられる表示データ書き込み装置の動作を説明するフローチャートを示す図である。
【図9】本発明に用いられる表示データ書き込み装置の概略ブロック図である。
【図10】本発明に用いられる表示媒体の画像構造の別の例を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
11 表示シート(表示媒体)
12 書き込み装置
21 書き込み器
31 データ用接触子
32 ライン用接触子
41 データ用電極配線
42 ライン用電極配線
51 表示用媒質
52 データ電極端子
53 データ用電極
54 ライン電極端子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a display data writing device for writing display data on a display medium called electronic paper, paper-like display, rewritable paper, or the like, and an image display method using the same.
[0002]
[Background of technology]
In recent years, with the development of information equipment, a light-weight and thin display device with low power consumption has been demanded. In particular, in order to reduce power consumption, research and development of a reflective display device that does not use components such as a backlight and a polarizing plate are actively performed. Notebook PCs, mobile PCs, and the like are increasingly used in daily life, and low power consumption, small size, light weight, and high definition are being actively used in order to enable the perusal of text and carry a large amount of image data. Among them, research and development of so-called electronic paper for the purpose of still image display have been actively pursued in order to reduce power consumption.
[0003]
Recently, a display technology with low power consumption and good visibility without using components such as a backlight and a polarizing plate has been proposed. However, when such a thin substrate is used as a display medium, a low voltage of an image rewriting system is required. There is a demand for low power consumption, miniaturization, and robustness of the display medium itself.
[0004]
As an example of the above-mentioned display medium, there is one based on electrophoresis. Image display devices utilizing the electrophoretic phenomenon of migrating particles by an electric field formed by applying a voltage to an electrode pair provided in each pixel are described in
[0005]
On the other hand, an electrophoretic sheet provided with a common electrode at the center and capable of displaying images on both sides is disclosed in Patent Document 4 and the like.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-10-62824 [Patent Document 2]
JP-A-10-90732 [Patent Document 3]
JP 10-149118 A [Patent Document 4]
JP 2002-287180 A
[Problems to be solved by the invention]
However, a display device generally includes a display panel module in which a scan electrode drive circuit and a data electrode drive circuit are mounted on a passive or active matrix panel having pixels in which scan electrodes and data electrodes are connected in a matrix. Make up. There is a low-temperature polysilicon TFT type display panel in which these drive circuits are formed together with pixel transistors, but in any case, the scan electrode drive circuit and the data electrode drive circuit occupy much of the manufacturing cost.
[0008]
On the other hand, some display media display images by changing the optical state of the display medium without providing electrodes, but the image quality is poor, and high heat or high voltage is required for writing data. , Its controllability is not satisfactory. For example, when an electric field is applied from the electrode on the outer surface of the display medium, a voltage as high as about 1000 V is higher than when an electric field is applied directly to the migrating particles from the electrode provided on the inner surface of the display medium. Was needed. In addition, when an electric field is applied from the outside, the migration direction of the particles is limited to the vertical direction, and there is a disadvantage that the method cannot be applied to a display sheet that migrates in the horizontal direction.
[0009]
(Object of the invention)
An object of the present invention is an inexpensive display medium having no scan electrode driving circuit or data electrode driving circuit inside a display medium, a display data writing device capable of easily writing display data, and an image using the same. It is to provide a display method.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
(Means 1) A plurality of pixels each having an electrode pair for applying an electric field to the display medium are arranged in a matrix, and a line electrode terminal connected to one of the electrode pairs; A data electrode terminal connected to the other, a display data writing device that writes display data to a sheet-shaped display medium having:
An exposing line contact for detachably contacting the line electrode terminal of the display medium to apply a writing voltage, and detachably contacting the data electrode terminal of the display medium to apply a data voltage. And an exposing data contactor for applying.
For the display medium, while contacting the writer, while moving continuously or intermittently, while sequentially applying the write voltage to the plurality of line electrode terminals from the line contact, The line contact and the data contact are arranged in the same direction so that the data voltage can be selectively applied to the plurality of data electrode terminals from the data contact. It is characterized by the following.
[0011]
Here, it is preferable to perform line detection before applying the write voltage from the line contact. In this case, accurate writing can be performed.
[0012]
It is preferable that the apparatus further includes a communication unit that performs data communication with an IC chip mounted on the display medium for providing or processing data associated with an image to be displayed. In this case, writing of display data, which requires power and is low speed, can be directly performed by a contact type, low power consumption is high speed, and other data communication can be separately performed to the IC chip by wireless or the like.
[0013]
(Means 2) An image display method in which display data is written on the display medium by moving the display data writing device while contacting the display medium with the sheet-like display medium, and an image is displayed.
The display data writing device according to the first aspect is used.
[0014]
Here, it is preferable to perform data communication with an IC chip for providing or processing data associated with an image to be displayed, which is mounted on the display medium.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0016]
(Embodiment 1)
A display medium according to an embodiment of the present invention, a display data writing device therefor, and an image display method using them will be described with reference to FIGS.
[0017]
In the present embodiment, as a display medium, a sheet-like display medium having a memory property using electrophoresis will be described as an example, but the present invention is not limited to this.
[0018]
FIG. 1 schematically shows a state in which display data is written on a
FIG. 2 shows a sectional structure of the display data writing device and the display sheet.
[0019]
In FIG. 2, a
In addition, the
[0020]
While the distance between the
[0021]
FIG. 3 is a diagram of the
[0022]
Here, the
[0023]
FIG. 4 is a view of the display sheet of the present embodiment as viewed from one surface. In FIG. 4,
[0024]
As described above, the display sheet is a driverless matrix display sheet which has matrix wiring but is not physically connected to a data driver or a line driver.
[0025]
FIG. 5 is an enlarged view of a part of the display sheet according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 5A,
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
On the other hand, FIG. 5B shows a cross section of a display sheet in which a part of the
[0029]
Regardless of the display sheet shown in FIG. 5A or 5B, only the pixel on the
[0030]
In addition, if the two
[0031]
Therefore, as described later, if the process of applying the write voltage after detecting the line position is repeated while moving the
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
Of course, the
[0035]
A rigid or flexible sheet of glass or resin is preferably used as a substrate on which various electrodes are formed and which is used to hold a display medium. As long as the substrate on which an image is displayed is transparent, an opaque substrate can be used otherwise.
[0036]
With reference to FIG. 6, the line drive voltage waveform and the data voltage waveform used in the present invention will be described.
[0037]
6, reference numeral 61 denotes a line drive voltage waveform for one cycle, 62 denotes a voltage for erasing an image, 63 denotes a voltage for writing data for image display, and 64 denotes a line detection voltage. The line drive voltage waveform 61 is a line selection waveform for determining the optical state of the pixels arranged in one row, and corresponds to a so-called scanning-side signal.
[0038]
This waveform 61 is output from one side of the pair of
[0039]
First, a line detection voltage 64 is output from one of the
[0040]
If both the
[0041]
When this voltage is detected, first, the erasing voltage 62 is applied, and the display of the pixels on one line is set to the all black state regardless of the display state at that time. Next, a data writing voltage 63 is applied. At the same time, a data voltage 66 is applied from the
[0042]
By repeating such an operation for each line while feeding the sheet, data can be written to the pixels on the selected line. The line detection may be replaced by a method of optically detecting a line to be selected, in addition to the detection of an electric signal as described above.
[0043]
FIG. 7 is a schematic diagram showing a pixel configuration used in the present invention.
[0044]
FIG. 7A schematically shows a cross section of a pixel for black display, and FIG. 7B schematically shows a cross section of a pixel for white display. 7,
[0045]
At the time of erasure to the all-black state, the white
[0046]
At the time of data writing, when a voltage equal to or higher than the threshold is applied, the white
[0047]
In the above, the case of the embodiment of FIG. 5B is exemplified. However, when the embodiment of FIG. 5A is adopted, the
[0048]
A display data writing device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0049]
FIG. 8 is a flowchart of an image display method using the display medium and the display data writing device described above, and FIG. 9 is a block diagram of a drive control system of the display data writing device.
[0050]
9, 31 and 32 are the same as in FIG. 3, 81 is an image data output device such as a PC for sending data to be written from the outside, 82 is an input interface, 83 is a device that processes data and simultaneously controls the entire device. MPU as a control device, 84 as a RAM as a memory for temporarily storing data, 85 as a ROM as a memory for storing a program of the MPU, 86 as an encoder for detecting the rotation of the roller, 87 as an addition to the data contact 31 A data driver that generates a data voltage waveform, 88 is a line driver that generates a line drive voltage waveform to be applied to the
[0051]
As shown in FIG. 8, in step 71, a write instruction and image data to be written are received from an
[0052]
Next, in step 72, the presence of the display sheet is optically detected by the
[0053]
When the
[0054]
At almost the same time when the display sheet is detected, at
[0055]
Next, at
[0056]
While moving the
[0057]
Thus, the writing operation on the display sheet is completed.
[0058]
According to the above-described embodiment, the display medium does not have a so-called driver IC, so that it can be manufactured at low cost and is suitable as a substitute for paper suitable for mass consumption.
[0059]
When directly applying an electric field to the display medium from an electrode or a contact provided outside the insulating base material, a high voltage was required, but since the electrode is located near the display medium of the present embodiment, A high electric field can be applied at a low voltage, and a power-saving writing device can be provided.
[0060]
If a TFT is formed inside the sheet as required, a constant voltage can be applied for a long time by writing in a short time, and the display writing time can be remarkably shortened.
[0061]
The direction in which the electric field is applied to the electrophoretic particles can be freely set not only in the vertical direction but also in a display sheet in which the particles migrate in the horizontal direction, as described later.
[0062]
Since the upper and lower electrodes are fixed inside the sheet, the display is stable and the sheet can withstand bending.
[0063]
(Embodiment 2)
This embodiment is a display medium employing a pixel structure different from that of FIG. Other configurations are almost the same as the first embodiment.
[0064]
10A and 10B show a cross section of an element configuration of another embodiment of the electrophoretic display device, wherein FIG. 10A shows a white display state and FIG. 10B shows a black display state.
[0065]
Each pixel has a pair of
[0066]
For example, when data is rewritten using black electrophoretic particles, an appropriate driving voltage is applied between the pair of
[0067]
In this case, since a pair of electrodes serving as the line electrode wiring and the data electrode wiring are provided on the inner surface side of the base material 293, the pair of electrodes are formed on the base material 293 using an interlayer insulating film. Then, a plurality of data electrode terminals as shown in FIG. 4 may be provided in parallel on the back surface, that is, the outer surface of the base material 293, along the columns, and the line electrode terminals may be arranged at the ends. The method of applying the data electrode terminal drive voltage is the same as in the first and second embodiments.
[0068]
In the present invention, the color of the particles is not limited to black or white, but may be a combination of a dispersion medium and particles of other colors. For example, color display can be performed by using particles of each color of RGB instead of white particles. Alternatively, color display can be performed by using a YMC liquid instead of a black liquid.
[0069]
The present invention can be applied to various combinations of a display sheet having electrodes and a writing device having a driver capable of driving matrix wiring.
[0070]
For example, if a card-size display sheet and a card writing device are used, it can be applied to customer management for each store, etc., and if a card-size display sheet and a writing device are used, purchase records and balance display can be performed by store customers. It can be applied to accounting systems that also serve as management.
[0071]
Further, an IC chip capable of high-speed non-contact data communication is mounted on the display sheet, billing information and data for protecting billing information are stored in the IC chip, and a data writing device performs data communication with the IC chip. A known charging process is performed by mounting the means. Then, if the state of the billing process is generated as image data and the display medium is driven based on the image data, the state of the billing process (such as the usage fee or the balance) can be displayed on the display medium. Such a system is an IC cash card system or an IC prepaid card system with a display function, that is, the IC chip communicates with the communication means, and the writing device generates an image associated with the data provided or processed by the IC chip. However, it is possible to realize an image display method having a billing function of displaying it on a display medium. In particular, it is also preferable that an antenna for wireless communication is formed on an IC chip or a display sheet so that data communication with a writing device can be separately performed wirelessly during writing of display data.
[0072]
Alternatively, if the writing device has an image memory and the image stored in the memory is written on the display medium, there is no need to carry around, for example, 1000 documents, and lacks the robustness and lightness of a notebook PC. There is no need to carry the device, and it is also possible to carry the desired reading material and browse it anywhere.
[0073]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is provided a display data writing apparatus capable of easily writing display data on an inexpensive display medium having no scan electrode driving circuit or data electrode driving circuit inside the display medium, and an image display method using the same. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overview of a display medium and a display data writing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a display medium and a display data writing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic side view showing an example of a writing unit used in the present invention.
FIG. 4 is a schematic plan view of a display medium used in the present invention.
FIG. 5 is a schematic sectional view of a part of a display medium used in the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a line drive voltage waveform and a data voltage waveform used in the present invention.
FIG. 7 is a schematic sectional view showing an example of a pixel structure of a display medium used in the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating the operation of the display data writing device used in the present invention.
FIG. 9 is a schematic block diagram of a display data writing device used in the present invention.
FIG. 10 is a schematic sectional view showing another example of the image structure of the display medium used in the present invention.
[Explanation of symbols]
11 Display sheet (display medium)
12
Claims (5)
表示媒体における前記ライン電極端子に離脱可能に接触して書き込み用電圧を印加するための、露出可能なライン用接触子と、前記表示媒体における前記データ電極端子に離脱可能に接触してデータ電圧を印加するための、露出可能なデータ用接触子と、を具備する書き込み器を有し、
前記表示媒体に対して、前記書き込み器を、接触させつつ、連続的又は断続的に移動しながら、前記ライン用接触子から複数の前記ライン電極端子に順次前記書き込み用電圧を印加するとともに、前記データ用接触子から複数の前記データ電極端子に選択的に前記データ電圧を印加することができるように、前記ライン用接触子と前記データ用接触子とが、同じ方向を向いて配置されていることを特徴とする表示データ書き込み装置。A plurality of pixels each including an electrode pair for applying an electric field to the display medium are arranged in a matrix, and a line electrode terminal connected to one of the electrode pairs and a pixel electrode connected to the other of the electrode pairs. A data electrode terminal, and a display data writing device that writes display data to a sheet-shaped display medium having:
An exposing line contact for detachably contacting the line electrode terminal of the display medium to apply a writing voltage, and detachably contacting the data electrode terminal of the display medium to apply a data voltage. And an exposing data contactor for applying.
For the display medium, while contacting the writer, while moving continuously or intermittently, while sequentially applying the write voltage to the plurality of line electrode terminals from the line contact, The line contact and the data contact are arranged in the same direction so that the data voltage can be selectively applied to the plurality of data electrode terminals from the data contact. A display data writing device characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載の表示データ書き込み装置を用いることを特徴とする画像表示方法。An image display method in which display data is written on the display medium and an image is displayed by moving the display data writing device while contacting the display medium with a sheet,
An image display method using the display data writing device according to claim 1.
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2003
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