JP2018027676A - 円筒型電子表示デバイス書込み装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配線が簡略化され、マトリックス電極面積を大きくとることが可能となり、また、ドライバーとの接続が容易になる円筒型電子表示デバイス書込み装置および方法を提供する。【解決手段】フィルム表面上に画素電極を形成し、画素電極はフィルムに形成した貫通電極を通し裏面に接続電極を形成する。ライタードラム２２円筒内にはスイッチングを行うトランジスタ基板２４、トランジスタ基板を動作させるドライバ基板２５などが収納されている。トランジスタ基板の配線はライタードラム円筒内に露出し画素電極と貫通してつながる接続電極とブラシ状電極２１にて接触し円筒方向一列の画素電極にドライバ基板により制御された電気的信号を付与できる構成になっている。【選択図】図２

Description

本発明は、書き込み書き換え時にのみ電圧、電荷、電界など電気的変化を加え、電気的変化の無いときは、その状態を保持する電子表示デバイス（電子ペーパー等）に関する発明であり、特に電子ペーパー（表示部）と書き込み部を分離した、円筒型電子表示デバイス書込み装置および書き込み方法に関する。

高度情報化時代になり、情報の表示伝達は重要になってきた。従来表示手段としてハードコピーに代表される紙がつかわれてきたが、その使用量は情報量が多くなるに従い飛躍的に増加した。近年、この紙に代わるものとして電子ペーパーが提案されている。電子ペーパーはたとえば白、黒に塗り分けた電子遊泳材料に電圧を印加することにより、電子遊泳材料が移動し、白黒表示を行う。

図３（ａ），（ｂ）は文献１の電気泳動を用いた電子ペーパーの原理図を示したものである。
セルには透明なカプセル３０３中に正（＋）に帯電した白３０４と負（−）に帯電した黒３０５の顔料粒子がオイル３０６と共に収められている。このカプセルは電極３０７の上に隙間なく敷き詰められている。電極３０７と対向するように透明電極３０２をこのカプセル上に形成する。この２枚の電極３０７、３０２の間に電圧を印加することにより電極間に電界が発生し、白色及び黒色の顔料はオイル中を泳動する。結果、選ばれた色の顔料粒子がカプセルの表示面側に集まり、白黒の表示が行なわれる。左図では表面側の電極３０２に負の電圧が印加されたため、正（＋）に帯電した白の粒子３０４が表面に集まり白を表示し、右の図ではその反対に黒の粒子３０５が表面に集まり黒を表示している。この白黒表示は微小な電極によって作られる各画素に電圧を印加することで１画面の表示を行う。またカプセル中の顔料粒子は電界がないと簡単には動かないため、電圧を切った後も表示は維持され、印刷物のように読み取ることができる。

上記のように、電子ペーパーで表示するためには電子遊泳材料を上下電極３０７、３０２に挟み込み電圧を印加する。この電極は各画素に対し分離した画素電極で構成され、各画素電極に電圧を印加するため各画素電極に対しトランジスタを１個以上配置し、各画素に独立した電圧を印加する、いわゆるアクティブマトリックス電極を用いた駆動が用いられている。

図４はアクティブマトリックス電極を示したものである。フレキシブル基板上４００に形成されたアクティブマトリックス電極４０１で構成される。各アクティブマトリックス電極４０１は、各アクティブマトリックス電極４０１に設けられた薄膜トランジスタ４０６を介して行毎にソース配線４０３に接続され、さらにソース配線４０３はコントローラー４０７のソースドライバ回路４１０に接続される。
一方薄膜トランジスタ４０６のゲート電極は列毎にゲート配線４０２に接続され、さらにゲート配線４０２はコントローラー４０７のゲートドライバ回路４１１に接続される。

このアクティブマトリックス電極４０１を形成したフレキシブル基板４００を図５（ａ）に示すように円筒状のドラム５００に巻き付けて使用する。電極４０１がドラム基材５００表面を継ぎ目なく覆うように巻き付ける。電極の電位をコントロールするコントローラー４０７はフレキシブル基板４００の一端に実装され、その実装部はドラム基材５００に設けられたスリット５１０を通してドラム基材の内側に導かれる。この円筒ドラム５００を図５（ｂ）のように電子ペーパー５０７に押し付けながら５０３の方向に回転させる。円筒のドラム５００に巻き付けたフレキシブル基板４００上の電極４０１が電子ペーパー５０７に押し付けられ、各電極電位が電子ペーパーに書き込まれる。

このようなこのような電子ペーパーの書き込み装置ではフレキシブル基板上に高密度で電極を作製することが必要である。また、電極はアクティブマトリックス駆動を行うために、各画素に対し配置されたトランジスタのゲート及びソース電極に接続される。
ソース及びゲート電極は順次信号電圧を印加し駆動するためのドライバＩＣに接続せれ、各ゲート及びソース電極に順次所定の信号が印加せれる。

特開２０００−１２７４７８号

従来の円筒ドラムを用いた電子ブックの書き込み装置では、マトリックス電極面積を大きくとることが望ましい。また、このマトリックス電極に電圧を順次印加するドライバが必要となりデバイスの簡略化する妨げとなっている。さらにこのドライバとの接続のためにゲート及びソース配線の引き回しが必要となり、マトリックス電極の大面積化の障害となっている。
本発明はこのような円筒ドラムを用いた電子ブックの書き込み装置のマトリックス電極の大面積化、簡略化の課題を解決し、新たな書き込み方法を提供する。

本発明では、上記の問題を解決するため、以下の装置及び方法を用いる
複数の画素電極を表面に配置させたフィルム基板を円筒状にしたライタードラムを備え、該ライタードラムを回転させることにより前記複数の電極の電圧を電子表示デバイスに転写する円筒型電子表示デバイス書込み装置において、前記複数の画素電極は前記フィルムを貫通して形成され、該複数の電極に前記ライタードラムの回転に同期して、回転方向と直交するラインの複数の電極の電圧を書き換えるドライバ回路を有する
さらに、前記フィルム上に形成された前記回転方向と直交するラインの複数の電極に接触し前記ドライバ回路からの電圧を給電する複数のブラシ状電極を備える。
また、前記円筒状のライタードラム内には前記ドライバ回路からの電圧をスイッチングするトランジスタを含むトランジスタ基板、ドライバ基板が収納されている。
上記の円筒型電子表示デバイス書込み装置は前記ライタードラムとインナーリングを含み、前記トランジスタ基板、前記ドライバ基板若しくは前記ブラシ電極は前記インナーリングに固定される。
この円筒型電子表示デバイス書込み方法としては、電子表示デバイスに書き込む信号を出力するドライバ回路は該ライタードラムの回転と同期した１列の電圧出力を出力し、該出力電圧は複数のブラシ状電極を介して画素電極に電子表示デバイスに書き込む信号を与える。

本発明によると、ドライバ基板は１列の信号のみを制御するだけで表示することができ、小規模の回路で済む。これは回転方向に画素数が増えてもトランジスタの数は幅方向画素数で決まるため、トランジスタ数の増加に伴うコスト増加、歩留まり悪化に影響を及ぼすことはない。
また、トランジスタ基板を複数列にすることで、消去と書き込みを同時に行うことができ、書き込みエラーを防ぐことができる。
さらに、ライタードラム（ＷＤ）表面は画素電極（Ｇ）のみが形成されているため、画素面積を大きくとることができ、配線の電界の影響も受けない。

本発明の画素電極の断面を示す図である。 本発明のライタードラム（ＷＤ）とトランジスタ基板（Ｔ）、ドライバ基板（Ｄ）のを接続示す断面図である。 電気泳動を用いた電子ペーパーの原理を示す図である 従来のアクティブマトリックス電極を示す図である。 従来のライタードラムの断面図である。 本発明のライタードラムの駆動方法を示す図である。 本発明のライタードラムの駆動部の断面を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

（第１の実施例）
図１は本発明の中心となる電極の断面を示す図である。フィルム１２表面１上に画素電極１０を形成し、画素電極１０はフィルム１２に形成した貫通電極を通し裏面２に接続電極１１を形成する。
図２はフィルム１２を円筒（ドラム）状にして、ライタードラム２２を形成したものである。ライタードラム２２円筒内にはスイッチングを行うトランジスタ基板２４、トランジスタ基板２４を動作させるドライバ基板２５などが収納されている。トランジスタ基板２４の配線はライタードラム２２円筒内に露出し画素電極１０と貫通してつながる接続電極１２とブラシ状電極２１にて接触し円筒方向一列の画素電極１０にドライバ基板２５により制御された電気的信号を付与できる構成になっている。
トランジスタ基板２４、ドライバ基板２５、ブラシ状電極２１はライタードラム２２内に固定され、ライタードラム２２は電子表示デバイス２０と接触しながら回転し相対的に移動できる構造になっている。
円筒方向１列の画素電極１０に電気的信号を付与したのちライタードラム２２は１画素分回転移動し、隣接する次の１列の画素電極１０に給電する。順次その動作を繰り返すことにより回転方向には制限なく、大サイズの電子表示デバイスに書き込みが可能となる。
回転方向に画素数が増えてもトランジスタの数は幅方向画素数で決まるため、トランジスタ数の増加に伴うコスト増加、歩留まり悪化に影響を及ぼすことはない。
また、トランジスタ基板２４を複数列にすることで、消去と書き込みを同時に行わせることができ、書き込みエラーを防ぐことができる。

次に読み取り方法について説明する。図６ａは駆動方法を示す図であり、図６ｂは駆動部の断面を示す図である。
書き込みに用いるドラムはインナーリング６０７とライタードラム６００からなる。インナーリング６０７は回転せず、トランジスタ基板６１０、ドライバ基板６０９が固定される。インナーリング６０７はベアリング６０６を介してピニオンギア６０５が配置され、ライタードラム６００はピニオンギア６０５に巻き付けるように設置される。インナーリング６０７を移動方向６０４に動かすことによりピニオンギアはラック６０２により回転し、ライタードラム６００上に形成した電極６０８が電子表示デバイス６０３と接触もしくは近接し書き込みを行う。

（作用及び効果）
本発明の円筒型電子表示デバイス書込み装置および方法を用いることにより簡単な回路で動作させることができ、安価なデバイスが実現できる。またドラム表面は画素電極のみで構成され、小規模の回路で済む。これは回転方向に画素数が増えてもトランジスタの数は幅方向画素数で決まるため、トランジスタ数の増加に伴うコスト増加、歩留まり悪化に影響を及ぼすことはない。
また、トランジスタ基板を複数列にすることで、消去と書き込みを同時に行うことができ、書き込みエラーを防ぐことができる。
さらに、ライタードラム２２表面は画素電極１０のみが形成されているため、画素面積を大きくとることができ、配線の影響も受けず、安定した出力を得ることができる。

１０ 画素電極
１１ 接続電極
１２ フィルム
２０ 表示デバイス
２１ ブラシ状電極
２２ ライタードラム
２４ トランジスタ基板
２５ ドライバ基板
３０２、３０７ 電極
３０３ 透明カプセル
３０４ 白色顔料粒子
３０５ 黒色顔料粒子
３０６ オイル
４００ フレキシブル基板
４０１ アクティブマトリックス電極
４０３ ソース配線
４０６ 薄膜トランジスタ
４０７ コントローラー
４１０ ソースドライバ回路
４１１ ゲートドライバ回路
５００ ドラム
５０７ 電子ペーパー
６００ ライタードラム
６０２ ラック
６０５ ピニオンギア
６０７ インナーリング
６０９ ドライバ基板
６１０ トランジスタ基板

Claims (5)

1. 複数の画素電極を表面に配置させたフィルム基板を円筒状にしたライタードラムを備え、該ライタードラムを回転させることにより前記複数の電極の電圧を電子表示デバイスに転写する円筒型電子表示デバイス書込み装置において、前記複数の画素電極は前記フィルムを貫通して形成され、該複数の電極に前記ライタードラムの回転に同期して、回転方向と直交するラインの複数の電極の電圧を書き換えるドライバ回路を有すること特徴とする円筒型電子表示デバイス書込み装置。
2. 請求項１項に記載の円筒型電子表示デバイス書込み装置において、前記フィルム上に形成された前記回転方向と直交するラインの複数の電極に接触し前記ドライバ回路からの電圧を給電する複数のブラシ状電極を備えた円筒型電子表示デバイス書込み装置。
3. 請求項１項若しくは２項に記載の円筒型電子表示デバイス書込み装置において、前記円筒状のライタードラム内には前記ドライバ回路からの電圧をスイッチングするトランジスタを含むトランジスタ基板、ドライバ基板が収納されることを特長とする円筒型電子表示デバイス書込み装置
4. 請求項３項に記載の円筒型電子表示デバイス書込み装置は前記ライタードラムとインナーリングを含み、前記トランジスタ基板、前記ドライバ基板若しくは前記ブラシ電極は前記インナーリングに固定されることを特長とする円筒型電子表示デバイス書込み装置
5. 複数の画素電極を表面に配置させたフィルム基板を円筒状にしたライタードラムを備え、前記ライタードラムを回転させることにより前記複数の電極の電圧を電子表示デバイスに転写する円筒型電子表示デバイス書込み装置を用い、電子表示デバイスに書き込む信号を出力するドライバ回路は該ライタードラムの回転と同期した１列の電圧出力を出力し、該出力電圧は複数のブラシ状電極を介して画素電極に電子表示デバイスに書き込む信号を与えることを特長とする円筒型電子表示デバイス書込み方法

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