JP4696477B2 - Display medium driving apparatus and method - Google Patents
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Description
本発明は表示媒体の駆動装置及び方法に係り、特に、間隙を隔てて対向配置された一対の基板間に着色帯電粒子群が封入されて成り、一対の基板間に印加された電圧により形成される電界に応じて着色帯電粒子群が一対の基板間を移動することで表示濃度が変化する表示媒体を駆動する表示媒体の駆動装置、及び、該表示媒体の駆動装置に適用可能な表示媒体の駆動方法に関する。 The present invention relates to a display medium driving apparatus and method, and more particularly, to a colored charged particle group enclosed between a pair of substrates opposed to each other with a gap, and formed by a voltage applied between the pair of substrates. A display medium driving device for driving a display medium whose display density is changed by moving a colored charged particle group between a pair of substrates in accordance with an electric field, and a display medium applicable to the display medium driving device. The present invention relates to a driving method.
従来より、間隙を隔てて配置された一対の基板間にトナー等の着色帯電粒子(詳しくは色及び帯電の極性が異なる複数種類の粒子)を封入した構造の表示媒体が提案されている(例えば特許文献1,2を参照)。この種の表示媒体では、一対の基板間が間隙部材によって複数のセルに区画され、着色帯電粒子は個々のセル内に各々封入されており、一対の基板には、個々の画素を単位として基板間に電圧を印加可能に電極群が各々設けられている。上記の表示媒体の駆動は、液晶ディスプレイと同様に、個々の画素に対応する各電極対間に電圧を各々印加することによって成され、電圧の印加に伴って発生する電界により着色帯電粒子を基板間で移動させるクーロン力を個々の着色帯電粒子に与え、所望の色の着色帯電粒子を表示面側の基板に付着させて表示濃度を切替えることを画素単位で制御することで、表示媒体に任意の画像を表示可能とされている。
ところで、上記の表示媒体は、電極対間に電圧を印加して画像を一旦書き込むと、着色帯電粒子が所定の付着力(ファン・デル・ワールス(Van del waals)力や電気的な鏡像力等の2物体間吸引力)で基板や隣接粒子に付着している状態となり、電極対間への電圧の印加を停止しても書き込んだ画像を表示している状態が保持されるので、画像が表示されている状態を維持するための電力が不要という利点を有しているが、その一方で、書き込んだ画像を表示している状態を長期間継続すると、次の画像の書き込み時に各電極対間へ電圧を印加しても、多数のセル又は多数の画素の中に、着色帯電粒子の一部又は大部分が基板間を移動しないために表示濃度が変化しないか、印加電圧に比して表示濃度の変化が乏しいセル又は画素が生ずる、という問題がある。 By the way, in the above display medium, once an image is written by applying a voltage between a pair of electrodes, the colored charged particles have a predetermined adhesion force (Van del Waals force, electric mirror image force, etc.). The suction force between the two objects) is attached to the substrate and adjacent particles, and the written image is maintained even when the voltage application between the electrode pair is stopped. Although there is an advantage that power for maintaining the displayed state is unnecessary, on the other hand, if the state in which the written image is displayed is continued for a long period of time, each electrode pair is displayed at the time of writing the next image. Even if a voltage is applied between them, the display density does not change in some cells or many pixels because some or most of the colored charged particles do not move between the substrates. Cell or pixel with poor display density change occurs There is a problem.
これに対して特許文献1,2に記載の技術は、上記の問題について何ら考慮していないため、書き込まれた画像を長期間に亘って表示・保持している状態の表示媒体に新たな画像を書き込む際に、上記のような表示濃度変化不良のセル又は画素が発生し、この表示濃度変化不良のセル又は画素が表示画像の画質低下として視認されることがあった。
On the other hand, since the techniques described in
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、書き込まれた画像を長期間に亘って表示・保持している状態の表示媒体に新たな画像を書き込んで表示させる場合にも、表示媒体に新たに表示させる画像の高画質化を実現できる表示媒体の駆動装置及び表示媒体の駆動方法を得ることが目的である。 The present invention has been made in consideration of the above facts, and even when a new image is written and displayed on a display medium in which the written image is displayed and held for a long period of time, the display medium is also provided. It is an object of the present invention to obtain a display medium driving apparatus and a display medium driving method capable of realizing high image quality of newly displayed images.
本願発明者等は、表示濃度変化不良のセルや画素が生ずる理由について考察を行い、書き込んだ画像を表示している状態を長期間継続すると、この間に着色帯電粒子の帯電量が徐々に低下する(帯電量の低下に伴い電界から着色帯電粒子が受けるクーロン力も低下する)ことと、着色帯電粒子が一定の状態に長期間おかれることによって、個々の着色帯電粒子の基板との付着力及び隣接粒子との付着力が大きくなることで、印加電圧(電界)により与えられるクーロン力が基板や隣接粒子との付着力を上回らずに基板間を移動しない着色帯電粒子の数が増大することが原因ではないかと考え、これを確認するための実験を行った(詳細は後述)。その結果、書き込んだ画像を表示している状態を長期間継続した場合であっても、表示媒体への書き込みに先立ち、表示媒体にそれまで表示されていた画像を消去するために各電極対間に電圧を間欠印加又は交番印加するにあたって、電圧の間欠印加又は交番印加における周期を長くすることで1回当たりの電圧印加時間を長くすれば、表示濃度変化不良のセル又は画素の発生を抑制できることを確認した。 The inventors of the present application have examined the reason why a cell or pixel having a poor display density change occurs, and when the state of displaying the written image is continued for a long time, the charge amount of the colored charged particles gradually decreases during this period. (The Coulomb force that the colored charged particles receive from the electric field also decreases as the charge amount decreases) and the colored charged particles are kept in a certain state for a long period of time. This is because the adhesion force with the particles increases, and the number of colored charged particles that do not move between the substrates without the Coulomb force given by the applied voltage (electric field) exceeding the adhesion force with the substrate or adjacent particles increases. An experiment was conducted to confirm this (details will be described later). As a result, even when the written image is displayed for a long period of time, prior to writing to the display medium, each electrode pair is used to erase the image that has been displayed on the display medium. In the intermittent application or alternating application of voltage, the generation of cells or pixels with poor display density change can be suppressed by extending the period of intermittent application or alternating application of voltage to increase the voltage application time per time. It was confirmed.
請求項1の発明に係る表示媒体の駆動装置は、少なくとも一方が透光性を有すると共に間隙を隔てて対向配置された一対の基板間に着色帯電粒子群が封入されて成り、前記一対の基板間に印加された電圧により形成される電界に応じて着色帯電粒子群が前記一対の基板間を移動することで表示濃度が変化する表示媒体を駆動する表示媒体の駆動装置であって、書込対象の画像に応じた電圧を前記一対の基板間に印加することで、前記表示媒体へ前記書込対象の画像を書き込む画像書込手段と、前記画像書込手段による前記表示媒体への画像の書き込みに先立ち、前記一対の基板間に第1の周期で電圧を間欠印加又は交番印加させた後に、前記一対の基板間に、前記第1の周期よりも短い第2の周期で、前記第1の周期で間欠印加又は交番印加させる電圧よりも小さい電圧を間欠印加又は交番印加させるリフレッシュ制御手段と、を備えたことを特徴としている。 Driving device for a display media according to the invention 請 Motomeko 1, at least one is made with colored charged particles between a pair of substrates facing each other across a gap and having a light transmitting property is enclosed, the pair A display medium driving apparatus for driving a display medium in which a display density is changed by moving a colored charged particle group between the pair of substrates in accordance with an electric field formed by a voltage applied between the substrates. An image writing unit that writes the image to be written on the display medium by applying a voltage according to the image to be embedded between the pair of substrates, and an image on the display medium by the image writing unit Prior to writing, after a voltage is intermittently or alternately applied between the pair of substrates in a first period, the second period between the pair of substrates is shorter than the first period . Intermittent application or alternating application in 1 cycle Is characterized with Brighter fresh control means is intermittently applied or alternately applying a voltage lower than the voltage which, further comprising a.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記表示媒体に書き込まれている画像の表示保持時間を計測する計時手段を更に備え、前記リフレッシュ制御手段は、前記計時手段によって計測された表示保持時間が長くなるに従って、前記第1の周期を長くする、及び、前記一対の基板間に前記第1の周期で電圧の間欠印加又は交番印加している時間を長くする、及び、前記一対の基板間に前記第1の周期で間欠印加又は交番印加する電圧の大きさを大きくする、の少なくとも1つを行うことを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the information processing apparatus further includes a time measuring unit that measures a display holding time of the image written on the display medium, and the refresh control unit is measured by the time measuring unit. As the display holding time becomes longer, the first cycle is lengthened, and the time during which the voltage is intermittently applied or alternately applied in the first cycle between the pair of substrates is lengthened, and It is characterized in that at least one of increasing the magnitude of the voltage applied intermittently or alternately in the first period between the pair of substrates is performed.
請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記第1の周期が、周波数が20Hz以下、或いは一定極性の電圧の印加時間が50ミリ秒以上となる周期に設定されていることを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the first period is set to a period in which the frequency is 20 Hz or less or the application time of a voltage having a constant polarity is 50 milliseconds or more. It is characterized by.
請求項4記載の発明は、請求項1又は請求項2記載の発明において、前記一対の基板の間隙には該間隙を複数のセルに区画する間隙部材が設けられており、前記着色帯電粒子群は前記間隙部材によって区画された個々のセル内に各々封入されていることを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the gap between the pair of substrates is provided with a gap member that divides the gap into a plurality of cells, and the colored charged particle group Are each enclosed in individual cells defined by the gap member.
請求項5記載の発明は、請求項1又は請求項2記載の発明において、前記一対の基板には、基板上の複数の画素位置で前記一対の基板間に互いに異なる電圧を印加可能に電極群が各々設けられていると共に、少なくとも透光性を有する基板側に設けられた電極群は透光性を有しており、各画素位置で対向する電極対間に電圧を印加することで、前記一対の基板間への電圧の印加が各画素位置毎に行われることを特徴としている。According to a fifth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the pair of substrates is an electrode group capable of applying different voltages between the pair of substrates at a plurality of pixel positions on the substrate. Are provided, and at least the electrode group provided on the substrate side having a light-transmitting property has a light-transmitting property, and by applying a voltage between the opposing electrode pairs at each pixel position, A voltage is applied between the pair of substrates at each pixel position.
請求項6記載の発明は、請求項1又は請求項2記載の発明において、前記一対の基板間への電圧の印加時に、前記表示媒体と別体の外部電極対が前記一対の基板を挟んで対向配置され、該外部電極対間に電圧を印加することで前記一対の基板間への電圧の印加が行われることを特徴としている。According to a sixth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, when a voltage is applied between the pair of substrates, the external electrode pair separate from the display medium sandwiches the pair of substrates. The electrodes are arranged so as to face each other, and a voltage is applied between the pair of substrates by applying a voltage between the pair of external electrodes.
請求項7記載の発明に係る表示媒体の駆動方法は、少なくとも一方が透光性を有すると共に間隙を隔てて対向配置された一対の基板間に着色帯電粒子群が封入されて成り、前記一対の基板間に印加された電圧により形成される電界に応じて着色帯電粒子群が前記一対の基板間を移動することで表示濃度が変化する表示媒体を駆動する表示媒体の駆動方法であって、前記一対の基板間に第1の周期で電圧を間欠印加又は交番印加させた後に、前記一対の基板間に、前記第1の周期よりも短い第2の周期で、前記第1の周期で間欠印加又は交番印加させる電圧よりも小さい電圧を間欠印加又は交番印加させ、続いて、書込対象の画像に応じた電圧を前記一対の基板間に印加することで、前記表示媒体へ前記書込対象の画像を書き込むことを特徴としている。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a display medium driving method comprising: a pair of colored charged particles encapsulated between a pair of substrates, at least one of which is translucent and disposed oppositely with a gap therebetween; A display medium driving method for driving a display medium in which a display density is changed by moving a colored charged particle group between the pair of substrates in accordance with an electric field formed by a voltage applied between the substrates, After intermittently applying or alternatingly applying a voltage between a pair of substrates in a first cycle, intermittently applying a voltage between the pair of substrates in a first cycle with a second cycle shorter than the first cycle. Alternatively, a voltage smaller than a voltage to be alternately applied is intermittently applied or alternately applied, and then a voltage corresponding to an image to be written is applied between the pair of substrates, whereby the writing target is applied to the display medium. Characterized by writing images To have.
請求項8記載の発明は、請求項7記載の発明において、前記表示媒体に書き込まれている画像の表示保持時間を計時手段によって計測し、計測した表示保持時間が長くなるに従って、前記第1の周期を長くする、及び、前記一対の基板間に前記第1の周期で電圧の間欠印加又は交番印加させる時間を長くする、及び、前記一対の基板間に前記第1の周期で間欠印加又は交番印加させる電圧の大きさを大きくする、の少なくとも1つを行うことを特徴としている。According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect of the invention, the display holding time of the image written on the display medium is measured by the time measuring means, and the first display holding time becomes longer as the measured display holding time becomes longer. Increasing the period, and increasing the time during which the voltage is intermittently applied or alternating applied between the pair of substrates in the first period, and intermittently applying or alternating between the pair of substrates in the first period It is characterized in that at least one of increasing the magnitude of the applied voltage is performed.
本発明は、書き込まれた画像を長期間に亘って表示・保持している状態の表示媒体に新たな画像を書き込んで表示させる場合にも、表示媒体に新たに表示させる画像の高画質化を実現できる、という優れた効果を有する。 The present invention, when displaying by writing a new image on the display medium of the condition of displaying and holding over the image written to the long-term also, high-quality images to be newly displayed on the display medium It has an excellent effect that can be realized.
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。図1には本実施形態に係る画像表示装置10が示されている。画像表示装置10は本発明に係る表示媒体としての画像表示媒体12を含んで構成されている。
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an
図2(A)に示すように、画像表示媒体12は透光性を有する表示側基板14と、該表示側基板14と間隙を隔てて対向配置された背面側基板16を備えている。表示側基板14と背面側基板16の間隙には、表示側基板14と背面側基板16の間隙を一定に保持すると共に、前記間隙を表示側基板14及び背面側基板16の表面に沿って複数のセルに区画する隔壁17が設けられている。なお、隔壁17は、例えばフォトリソグラフィー法又は印刷法等によって形成することができる。また、隔壁17の色は例えば半透明のグレーとすることができるが、他の色でもよい。
As shown in FIG. 2A, the
図2(B)に示すように、隔壁17によって形成される個々のセルは、対向する一対の長辺と対向する一対の短辺で囲まれた長方形を基本形状とし、短辺の長さも一定とされているものの、長辺の長さ(縦横比)が不定で、長辺の延びる方向も不定(縦方向又は横方向)されている。そして個々のセルは、一対の短辺の少なくとも一方の両端に位置している一対の角部の少なくとも一方が、該角部と接する短辺の延びる方向に存在しかつ個々のセルと隣り合うセルの辺の中間部で、前記隣り合うセルと接するようにランダムに配置されている。これにより、一定以上の長さに亘って連続している隔壁17が、比較的大きなピッチで周期的に現れることを阻止することができる。そして、隔壁17がライン状のノイズパターンとして視認されることを抑制することができ、画像表示媒体10の表示品質を向上させることができる。なお、本発明におけるセルの形状及び配置は図2(B)に示した例に限られるものではなく、任意の形状及び配置を適用可能である。
As shown in FIG. 2B, each cell formed by the
また、表示側基板14のうち背面側基板16と対向する面には、第1の方向(図1の左右方向、図2(A)の紙面に垂直な方向)に延びるライン状(帯状)の透明電極22が、第1の方向と直交する第2の方向(図1の上下方向、図2(A)の左右方向)に沿って複数形成されている。また、背面側基板16のうち表示側基板14と対向する面には、第2の方向に延びるライン状の電極24が、第1の方向に沿って複数形成されている。このように、透明電極22及び電極24は画像表示媒体12を単純マトリクス方式で駆動可能に配置されている。上記のように基板14,16に電極22,24を設けることは請求項5記載の発明に対応しているが、この場合、画像表示媒体12と別体の外部電極対間に電圧を印加する場合と比較して電極間の距離を短くすることができ、同一の電界を発生させるための印加電圧を小さくすることができるので、消費電力を低減することができる。
Further, the surface of the display-
また、個々のセル内には、本発明に係る着色帯電粒子として、互いに異なる極性に帯電している黒粒子18及び白粒子20が各々所定量封入されている。なお、黒粒子18及び白粒子20としては、例えば直径が約10μmの粒子を用いることができ、黒粒子18として正に帯電した粒子を、白粒子20として負に帯電した粒子を用いることができる。本実施形態に係る画像表示媒体10では、個々のセル内が空気等の気体で満たされているが、これに代えて、透明な絶縁性液体中に帯電した白粒子及び黒粒子を分散させたものをセル内に充填してもよい。また、上記の絶縁性液体を例えば白色にし、この絶縁性液体中に帯電した黒粒子を分散させたものを用いてもよい。
In addition, a predetermined amount of
上記のように、表示側基板14と背面側基板16の間隙を隔壁17によって複数のセルに区画し、黒粒子18及び白粒子20を個々のセル内に封入することは請求項4記載の発明に対応している。この構成では、黒粒子18及び白粒子20が封入されている個々のセル内でのみ移動可能となるので、特に画像表示媒体12を立てて使用した(表示側基板14及び背面側基板16が鉛直方向に略沿うように配置して使用した)等の場合にも、基板14,16の間で黒粒子18及び白粒子20が極端に偏在した状態になることを防止することができる。
As described above, the gap of the
画像表示媒体12を単純マトリクス方式で駆動した場合、透明電極22と電極24の交差位置が各々画像表示媒体12の画素(ドット)として機能し、各交差位置において、透明電極22と電極24の間に印加される電圧(によって発生される電界)により黒粒子18及び白粒子20を基板14,16間で移動させるクーロン力を個々の黒粒子18及び白粒子20に与え、黒粒子18及び白粒子20の何れか一方を表示側基板14に付着させることで表示濃度を切替え可能とされており、これにより任意の画像を表示することが可能とされている。なお、以下では透明電極22を「行電極22」、電極24を「列電極24」と称する。
When the
また、画像表示装置10は電源装置26、制御装置28、列電極駆動部30及び行電極駆動部32を備えている。なお、電源装置26、制御装置28、列電極駆動部30及び行電極駆動部32は本発明に係る表示媒体の駆動装置に対応している。また、制御装置28はマイクロコンピュータとHDD(ハード・ディスク・ドライブ)又はフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶手段を含んで構成されており、この記憶手段には、制御装置28が後述する表示媒体駆動処理を行うための表示媒体駆動プログラムが予めインストールされている。制御装置28は電源装置26に接続されており、電源装置26から供給される電力により作動する。また、電源装置26及び制御装置28は列電極駆動部30及び行電極駆動部32に接続されている。
In addition, the
図3に示すように、電源装置26には第1のリフレッシュ用電源34、第2のリフレッシュ用電源33及び駆動用電源35が各々設けられている。図5(A)に示すように、第1のリフレッシュ用電源34は直流電源56A,56Bを備え、直流電源56Aのマイナス端子と直流電源56Bのプラス端子は互いに接続されると共に接地されている(これに代えて後述する基準電位VCLに維持するようにしてもよい)。直流電源56A,56Bは出力電圧(の絶対値)を変更可能とされており、直流電源56A,56Bの出力電圧の変更は制御装置28によって行われる。なお、図示は省略するが、直流電源56A,56Bには出力電位を安定させるための大容量のコンデンサが並列に接続されている。また、直流電源56Aのプラス端子はスイッチング部58の2個の入力端の一方に接続されており、他方の入力端は直流電源56Bのマイナス端子に接続されている。
As shown in FIG. 3, the
スイッチング部58は半導体スイッチング素子(例えばMOSFET)等で構成されており、2個の入力端を介して入力された2つの信号(電位)のうちの一方を選択的に出力するように構成されている。図示は省略するが、スイッチング部58は制御装置28に接続されており、後述する第1のリフレッシュ期間に、制御装置28によって設定された極性切替周期TL(図9参照)で出力信号(電位)が切り替わるように制御される。従って、第1のリフレッシュ用電源34からは、第1のリフレッシュ出力として、極性切替周期TLで極性が切り替わる電位(図5(A)に示す波形も参照)が出力されることになる。
The switching
第2のリフレッシュ用電源33も図5(A)に示すように構成されている。また、第2のリフレッシュ用電源33のスイッチング部58も制御装置28に接続されており、第1のリフレッシュ用電源34と同様に図5(A)に示す構成を採用することができる。第2のリフレッシュ用電源33のスイッチング部58は、後述する第2のリフレッシュ期間に、出力する信号(電位)が予め設定された極性切替周期TS(TS≪TL:図9参照)で切り替わるように制御される。従って、第2のリフレッシュ用電源33からは、第2のリフレッシュ出力として、極性切替周期TSで極性が切り替わる電位が出力されることになる。
The second
なお、本実施形態において、第1のリフレッシュ用電源34は、第1のリフレッシュ出力における極性切替周期TLが第2のリフレッシュ用電源33の第2のリフレッシュ出力における極性切替周期TSよりも長く設定されている(TL≫TS)ことに伴い、発生電位の安定度が第2のリフレッシュ用電源33よりも高くなるように構成されており、第2のリフレッシュ用電源33は、後述する第2のリフレッシュ期間に大電流が流れることに伴い、許容電流値が第1のリフレッシュ用電源34よりも大きくなるように、直流電源56A,56Bに並列に接続されたコンデンサの容量が第1のリフレッシュ用電源34よりも大容量化されている。
In the present embodiment, the first
一方、駆動用電源35は列電極駆動部30に供給する電位を発生させるための第1電源部35Aと、行電極駆動部32に供給する電位を発生させるための第2電源部35Bを含んで構成されている。第1電源部35Aは、列電極24の基準電位VCLを発生させる基準電位発生部36と、基準電位VCLを接地電位として電位差(VCH−VCL)を発生させることで高圧出力としての電位VCHを出力する高圧出力部38と、基準電位VCLを接地電位として電位差TTLを発生させることで信号電源出力としての電位(VCL+TTL)を出力する信号電源出力部40を備えている。なお、高圧出力部38にも出力電位を安定させるための大容量のコンデンサが並列に接続されている。
On the other hand, the driving
上記構成により、第1電源部35Aは高圧出力(電位VCH)、GND出力(基準電位VCL)及び信号電源出力(電位(VCL+TTL))を出力する。第1電源部35Aは列電極駆動部30に接続されており、上記各出力のうち、GND出力及び信号電源出力は列電極駆動部30に直接供給される。また、第1電源部35Aの高圧出力は切替部60に入力され、第1のリフレッシュ用電源34の第1のリフレッシュ出力及び第2のリフレッシュ用電源33の第2のリフレッシュ出力も切替部60に入力される。
With the above configuration, the first
切替部60も半導体スイッチング素子(例えばMOSFET)等で構成されており、入力された第1電源部35Aの高圧出力、第1のリフレッシュ用電源34の第1のリフレッシュ出力及び第2のリフレッシュ用電源33の第2のリフレッシュ出力の何れかを選択的に出力するように構成されている。切替部60は制御装置28に接続されており、高圧出力、第1のリフレッシュ出力及び第2のリフレッシュ出力の何れを出力するかは制御装置28によって制御される。切替部60の出力端は列電極駆動部30に接続されており、切替部60から出力された高圧出力又は第1のリフレッシュ出力は列電極駆動部30に供給される。
The switching
また、第2電源部35Bは、行電極22の基準電位VRHを発生させる基準電位発生部42と、基準電位VRHを接地電位として電位差(VRL−VRH)を発生させることで高圧出力としての電位VRLを出力する高圧出力部44と、基準電位VRHを接地電位として電位差TTLを発生させることで信号電源出力としての電位(VRH+TTL)を出力する信号電源出力部46を備えている。第2電源部35Bは行電極駆動部32に接続されており、高圧出力(電位VRL)、GND出力(基準電位VRH)及び信号電源出力(電位(VRH+TTL))が行電極駆動部32に供給される。
In addition, the second power supply unit 35B generates a reference potential V RH of the
一方、列電極駆動部30は、画像表示媒体12に設けられている列電極24の数と同数のスイッチング素子50を備えており、第1電源部35AからのGND出力(基準電位VCL)と、切替部60からの高圧出力又は第1のリフレッシュ出力又は第2のリフレッシュ出力は個々のスイッチング素子50に各々供給される。図3ではスイッチング素子50を模式的にスイッチとして示しているが、スイッチング素子50は実際には半導体スイッチング素子(例えばMOSFET等)で構成されている。個々のスイッチング素子50は、第1電源部35Aから供給された信号電源出力を電源とし、GND出力(基準電位VCL)を基準電位として動作し、オン状態では高圧出力(又は第1のリフレッシュ出力又は第2のリフレッシュ出力)を、オフ状態ではGND出力(基準電位VCL)を出力する。なお、個々のスイッチング素子50には制御装置28から供給された制御信号も入力され、個々のスイッチング素子50のオンオフは制御装置28によって制御される。
On the other hand, the column
図4に示すように、列電極駆動部30は画像表示媒体12の背面側基板16に取付けられており、列電極駆動部30の個々のスイッチング素子50は、背面側基板16に形成された個々の列電極24と接続されている。従って、画像表示媒体12の個々の列電極24の電位は、接続されているスイッチング素子50のオンオフの状態に応じて高圧出力に相当する電位VCH又は第1のリフレッシュ出力に相当する電位(第1のリフレッシュ電位)又は第2のリフレッシュ出力に相当する電位(第2のリフレッシュ電位)又は基準電位VCLに切り替わることになる。
As shown in FIG. 4, the column
また、行電極駆動部32は、画像表示媒体12に設けられている行電極22の数と同数のスイッチング素子52を備えており、第2電源部35Bからの高圧出力(電位VRL)及びGND出力(基準電位VRH)は個々のスイッチング素子52に各々供給される。スイッチング素子52も実際には半導体素子(例えばMOSFET等)で構成されている。個々のスイッチング素子52は、第2電源部35Bから供給された信号電源出力を電源とし、GND出力(基準電位VRH)を基準電位として動作し、オン状態では高圧出力(電位VRL)を、オフ状態ではGND出力(基準電位VRH)を出力する。なお、個々のスイッチング素子52には制御装置28から供給された制御信号も入力され、個々のスイッチング素子52のオンオフは制御装置28によって制御される。
The row
図4に示すように、行電極駆動部32は画像表示媒体12の表示側基板14に取付けられており、行電極駆動部32の個々のスイッチング素子52は、表示側基板14に形成された個々の行電極22と接続されている。従って、画像表示媒体12の個々の行電極22の電位は、接続されているスイッチング素子52のオンオフの状態に応じて電位VRL又は基準電位VRHに切り替わることになる。
As shown in FIG. 4, the row
次に本実施形態の作用を説明する。本実施形態に係る画像表示媒体12において、特定の行電極22と特定の列電極24の間に印加する電圧(電界)の変化に対する、特定の列電極24と特定の行電極22の交差位置の画素の濃度の変化を図6に示す。図6より明らかなように、画像表示媒体12は、印加電圧(電界)が保持電圧範囲(黒粒子18及び白粒子20の移動が生じない電圧範囲)内であれば粒子が受けるクーロン力が小さいために濃度は変化せず、印加電圧(の絶対値)が保持電圧範囲を越える大きさになると、粒子が受けるクーロン力が個々の粒子の基板や隣接粒子との付着力を上回ってくるために、印加電圧の増大に対して大きな傾きで濃度が変化し、更に印加電圧(の絶対値)が閾値(図6に表示駆動電圧と表記して示す電圧)を越えると、印加電圧の増大に対する濃度の変化の傾きが小さくなる特性を有している。
Next, the operation of this embodiment will be described. In the
一方、本実施形態では、列電極24の電位を電位VCH又は基準電位VCLに切り替えると共に、行電極22の電位を電位VRL又は基準電位VRHに切り替えることで、単純マトリクス方式により画像表示媒体12を駆動するので、列電極24と行電極22の間には、画像表示媒体12の駆動時に、次の表1に示す電圧V1〜V4の何れかが印加される。
On the other hand, in the present embodiment, the potential of the
|V2|<x、|V3|<x、|V4|<x
よって
|VCH−VRH|<x、|VCL−VRL|<x、|VCL−VRH|<x
となる。また、
|V2|=(VCH−VCL)―(VRH−VCL)<x
―x<(VCH−VCL)―(VRH−VCL)<x
よって、
−2x<(VCH−VCL)<2x
同様に
−2x<(VRH−VRL)<2x
となり、画像表示媒体12の駆動時における列電極24の電位VCH/VCLの電位差、行電極22の電位VRL/VRHの電位差は、何れも保持電圧の最大値xの2倍が限度となる。従って、画像表示媒体12の駆動時に列電極24と行電極22の間に印加可能な最大電圧(電位差)は、
|V1|=(VCH−VRL)<2x+x=3x
となる(図7も参照)。
| V2 | <x, | V3 | <x, | V4 | <x
Therefore
| V CH −V RH | <x, | V CL −V RL | <x, | V CL −V RH | <x
It becomes. Also,
| V2 | = (V CH −V CL ) − (V RH −V CL ) <x
−x <(V CH −V CL ) − (V RH −V CL ) <x
Therefore,
-2x <(V CH -V CL ) <2x
Similarly, −2x <(V RH −V RL ) <2x
Thus, the potential difference between the potential V CH / V CL of the
| V1 | = (V CH −V RL ) <2x + x = 3x
(See also FIG. 7).
図6からも明らかなように、画像表示媒体12は、列電極24と行電極22の間に印加する電圧を比較的大きく(図6における表示駆動電圧を越える大きさ)した場合にも、印加電圧の増大に対して若干ではあるものの濃度が変化する特性を有しているので、画像表示媒体12に画像を書き込むに先立って画像表示媒体12の表示を消去する(全画素の表示濃度を均一化する)際に、より高い電圧を印加した方が表示画像のコントラストが向上する。このため、本実施形態では電源装置26に第2のリフレッシュ用電源33を設けており、列電極24と行電極22の間に最大駆動電圧V1(図6に示す表示駆動電圧に相当)よりも大きな電圧(図6に示す第2のリフレッシュ電圧に相当)を比較的高周波(例えば数100Hz程度)で印加するための電位を第2のリフレッシュ用電源33で発生させるようにしている(すなわち第2のリフレッシュ出力の最大電位≫VCH)。
As is clear from FIG. 6, the
但し、画像表示媒体12が、書き込まれた画像を長期間に亘って表示・保持している状態である場合、この画像表示・保持期間に黒粒子18及び白粒子20の帯電量が徐々に低下すると共に、黒粒子18及び白粒子20が一定の状態に長期間おかれることで、個々の粒子の基板14又は基板16との付着力、隣接粒子との付着力が強くなる。このため、上記のような状態の画像表示媒体12に対し、第2のリフレッシュ電圧を比較的高周波で交番印加して表示を消去した後に電圧を印加して新たな画像を書き込んだとしても、印加電圧に比して各粒子が受けるクーロン力が小さくなっている一方で、各粒子の基板や隣接粒子との付着力が大きくなっているために、表示濃度の変化が不十分となるセル又は画素が生じ、このようなセル又は画素が書込画像(表示画像)の画質低下として視認されることがある。
However, when the
このため、本実施形態に係る電源装置26には第1のリフレッシュ用電源34も設けられており、第2のリフレッシュ電圧の交番印加による画像表示媒体12の表示消去に先立ち、列電極24と行電極22の間に最大駆動電圧V1(図6に示す表示駆動電圧に相当)よりも大きく、第2のリフレッシュ電圧よりも若干大きい電圧(図6に示す第1のリフレッシュ電圧に相当)を比較的低周波(例えば20Hz以下)で印加するための電位を第1のリフレッシュ用電源34で発生させるようにしている(すなわち第1のリフレッシュ出力の最大電位>第2のリフレッシュ出力の最大電位≫VCH)。
For this reason, the
そして、書込対象の画像を表す画像データ(例えば書込対象の画像の各画素階調値を2値(例えば白/黒)で表す画像データ)が外部装置(図示省略)から制御装置28に入力されると、制御装置28は、入力された画像データをHDD等の記憶手段に一時記憶させた後に、画像表示媒体12に画像を書き込むために、記憶手段にインストールされている表示媒体駆動プログラムに従い図8に示す表示媒体駆動処理を実行する。なお、表示媒体駆動処理におけるステップ100〜ステップ126は、後述するステップ132と共に本発明に係る第1のリフレッシュ制御手段及び第2のリフレッシュ制御手段に対応する処理であり、上記各処理を実行する制御装置28は、本発明に係るリフレッシュ制御手段(詳しくは請求項2に記載のリフレッシュ制御手段)として機能することになる。また、表示媒体駆動処理は請求項7,8に記載の表示媒体の駆動方法にも対応している。
Then, image data representing the image to be written (for example, image data representing each pixel gradation value of the image to be written in binary (for example, white / black)) from the external device (not shown) to the
この表示媒体駆動処理では、入力された画像データが表す画像の画像表示媒体12への書き込みに先立ち、画像表示媒体12をリフレッシュする処理として、画像表示媒体12に前回画像を書き込んでからの経過時間に応じて設定した比較的長い極性切替周期TLで画像表示媒体12の全画素に第1のリフレッシュ電圧を交番印加した後に、比較的短い極性切替周期TSで画像表示媒体12の全画素に第2のリフレッシュ電圧を交番印加する処理を順に行う。すなわちステップ100では、画像表示媒体12に前回画像を書き込んだ際にメモリ等に記憶された書込日時を取得し、画像表示媒体12に前回画像を書き込んでからの経過時間として、取得した書込日時と現在の日時との差を演算する。
In this display medium driving process, an elapsed time since the previous image was written to the
次のステップ102では、ステップ100で演算した前回の画像書き込みからの経過時間に基づき、第1のリフレッシュ電圧の交番印加における極性切替周期TL、電圧V、印加回数を設定する。詳細は後述するが、本願発明者等が実施した実験によれば、画像書き込み時に印加される電圧に対して表示濃度の変化が不十分となるセル又は画素を生じさせないためには、前回の画像書き込みからの経過時間が長くなるに従って、第1のリフレッシュ電圧の交番印加における極性切替周期TL(パルス幅)を長くする、第1のリフレッシュ電圧の印加回数を多くする、第1のリフレッシュ電圧の大きさを大きくする、の少なくとも1つを行う必要があることが確認されている。このため、ステップ102では前回の画像書き込みからの経過時間が長くなるに従って、第1のリフレッシュ電圧の交番印加における極性切替周期TLが長くなり、第1のリフレッシュ電圧の印加回数が多くなり、第1のリフレッシュ電圧(電圧V)の大きさが大きくなるように、極性切替周期TL、電圧V、印加回数を設定する。
In the next step 102, based on the elapsed time from the previous image writing calculated in
なお、極性切替周期TL、電圧V、印加回数は、前回の画像書き込みからの経過時間の変化に対して連続的に変化するように設定してもよいし、前回の画像書き込みからの経過時間の変化に対して段階的に変化するように設定してもよい。また、前回の画像書き込みからの経過時間の変化に対して極性切替周期TL、電圧V及び印加回数の各々を常に変化させる必要はなく、例えば経過時間tがt1〜t2(t2>t1)の範囲内の値であれば経過時間tに応じて極性切替周期TLを変化させ、経過時間tがt2〜t3(t3>t2)の範囲内の値であれば経過時間tに応じて極性切替周期TL及び印加回数を変化させ、経過時間tがt3〜t4(t4>t3)の範囲内の値であれば経過時間tに応じて電圧Vを変化させる等、本発明を逸脱しない範囲内で任意の設定方法を適用できる。またステップ104では、第1のリフレッシュ用電源34の出力電圧がステップ102で設定した電圧Vに一致するように、第1のリフレッシュ用電源34の直流電源56A,56Bの出力電圧を変更する。
The polarity switching period T L , the voltage V, and the number of times of application may be set so as to change continuously with respect to the change in the elapsed time from the previous image writing, or the elapsed time from the previous image writing. You may set so that it may change in steps with respect to this change. Further, it is not always necessary to change each of the polarity switching period T L , the voltage V, and the number of application times with respect to the change in the elapsed time since the previous image writing. For example, the elapsed time t is t 1 to t 2 (t 2 > t 1) according to the elapsed time t when the value within the range of changing the polarity switching period T L, the elapsed time t is equal a value in the range of t 2 ~t 3 (t 3> t 2) elapsed time by changing the polarity switching period T L and the number of applications depending on t, the elapsed time t is t 3 ~t 4 (t 4> t 3) the voltage V according to the elapsed time t when the value within the range of Any setting method can be applied within a range that does not depart from the present invention. In
ステップ106では第1のリフレッシュ用電源34からの第1のリフレッシュ出力が所定の極性になるように、第1のリフレッシュ用電源34のスイッチング部58を切り替える。また、ステップ108では列電極駆動部30の各スイッチング素子50を各々オンさせ、ステップ110では、第1のリフレッシュ用電源34からの第1のリフレッシュ出力が列電極駆動部30に供給されるように切替部60を制御する。これにより、画像表示媒体12の行電極22と列電極24の各交差位置(各画素位置)において、行電極22と列電極24の間に第1のリフレッシュ電圧が所定の極性で印加される。次のステップ112では、先のステップ102で設定した極性切替周期TLが経過したか否か判定し、判定が肯定される迄ステップ112を繰り返す。ステップ112の判定が肯定されるとステップ114へ移行し、極性切替周期TLに相当する期間の第1のリフレッシュ電圧の印加を、先のステップ102で設定した印加回数だけ行ったか否か判定する。判定が否定された場合はステップ116へ移行し、第1のリフレッシュ用電源34からの第1のリフレッシュ出力が所定の極性と逆の極性となるように、第1のリフレッシュ用電源34のスイッチング部58を切り替えた後にステップ112に戻る。
In
これにより、例として図9に「第1のリフレッシュ期間」と表記して示すように、画像表示媒体12の行電極22と列電極24の各交差位置(各画素位置)において、行電極22と列電極24の間に、比較的長い極性切替周期TLで極性が切り替わる第1のリフレッシュ電圧が印加される。
As a result, as shown as “first refresh period” in FIG. 9 as an example, at each intersection position (each pixel position) between the
画像表示媒体12の各粒子のサイズ・形状・帯電量にはばらつきがあり、各粒子の基板14又は基板16との付着状態や隣接粒子との付着状態もばらついている(例えば粒子が基板に疎らに付着している状態もあれば、粒子が基板に密集して付着している状態、粒子同士は付着しているものの基板には付着していない状態もある等)。このため、基板や隣接粒子との付着力の大きさ(粒子が移動し始めるクーロン力の閾値)は個々の粒子毎に相違しており、或る極性の第1のリフレッシュ電圧が印加されると、まずは、電界が発生することで受けるクーロン力(このクーロン力の大きさ自体も粒子の帯電量に応じて変化する)が基板や隣接粒子との付着力を上回った粒子のみが基板14,16間を移動し始める。また、移動し始めた粒子が一方の基板に到達すると、この粒子は、発生電界によって受けるクーロン力が付着力を上回っていないために一方の基板に付着している状態で保持されている粒子に衝突し、この衝突の衝撃力により、衝突された粒子の一部は一方の基板や隣接粒子との付着力が低減されて一方の基板や隣接粒子との付着が引き剥がされ、他方の基板へ移動し始める。そして、これらの粒子が他方の基板に到達し、他方の基板に付着保持されている粒子と衝突することで、上記と同様の現象が生ずる。この現象が繰り返されることで、略全ての粒子が移動されることになる(これを「叩き出し効果」と称する)。
The size, shape, and charge amount of each particle of the
ここで、各粒子が受けるクーロン力が基板や隣接粒子との付着力よりも十分に大きい場合には、第1のリフレッシュ電圧の印加が開始された時点で直ちに多数の粒子が移動を開始するので、略全ての粒子の基板や隣接粒子との付着が引き剥がされた状態となる迄の所要時間は短くて済むが、画像表示媒体12に前回画像を書き込んでからの経過時間が長い場合には、各粒子の帯電量が低下している一方で各粒子の基板や隣接粒子との付着力は強くなっているので、クーロン力が基板や隣接粒子との付着力を上回っている粒子は一部のみで、かつクーロン力と付着力との差も僅か、という状態になっている。このため、第1のリフレッシュ電圧の印加が開始された時点で移動を開始する粒子の数が少なく、粒子の衝突によって付着が引き剥がされる粒子の数も少なくなるので、略全ての粒子の基板や隣接粒子との付着が引き剥がされた状態となる迄の所要時間も長くなる。
Here, when the Coulomb force received by each particle is sufficiently larger than the adhesion force with the substrate and adjacent particles, a large number of particles start moving immediately when the application of the first refresh voltage is started. The time required until almost all particles adhere to the substrate and adjacent particles can be shortened, but when the elapsed time since the previous image was written on the
これに対して本実施形態では、前回の画像書き込みからの経過時間が長くなるに従って、第1のリフレッシュ電圧の交番印加における極性切替周期TLが長くなり、第1のリフレッシュ電圧の印加回数が多くなり、第1のリフレッシュ電圧(電圧V)の大きさが大きくなるように、極性切替周期TL、電圧V、印加回数を設定しているので、画像表示媒体12が、画像が前回書き込まれてから比較的長い時間が経過している状態である場合にも、略全ての粒子の基板や隣接粒子との付着が引き剥がされた状態となる迄の間、一定の極性の第1のリフレッシュ電圧の継続して印加されることになり、基板や隣接粒子との付着の引き剥がしを略全ての粒子について確実に行うことができる。
In contrast, in this embodiment, in accordance with the elapsed time from the image writing the last longer, the polarity switching period T L Ri is long in the alternating application of the first refresh voltage, the number of applications of the first refresh voltage many of Ri, as the magnitude of the first refresh voltage (voltage V) increases, the polarity switching period T L, since the setting of the voltage V, application times, the
また本実施形態では、前回の画像書き込みからの経過時間が短くなるに従って第1のリフレッシュ電圧の印加回数が少なくなると共に、前回の画像書き込みからの経過時間が短い場合であっても第2のリフレッシュ電圧よりも電圧の大きさが大きくなるように、第1のリフレッシュ電圧(電圧V)の大きさが設定されているので、画像表示媒体12が、画像が前回書き込まれてからさほど時間が経過していない状態である場合には、第1のリフレッシュ電圧の印加を短時間で完了させることができ、第1のリフレッシュ期間が比較的短いにも拘らず、基板や隣接粒子に強い付着力で付着している粒子の引き剥がしを確実に行うことができる。
In the present embodiment, the number of times the first refresh voltage is applied decreases as the elapsed time from the previous image writing decreases, and the second refresh is performed even when the elapsed time from the previous image writing is short. as the magnitude of the voltage is greater than the voltage, than the size of the first refresh voltage (voltage V) is set, the
このように、本実施形態では前回の画像書き込みからの経過時間に応じて、第1のリフレッシュ電圧の印加時間(極性切替周期TL×印加回数)が最適化される(請求項2記載の発明に相当)ので、基板や隣接粒子と強い付着力で付着している粒子の引き剥がしを確実に行うことができる一方で、リフレッシュ(第1のリフレッシュ電圧の印加)に必要以上の時間がかかることを防止することができる。
Thus, in the embodiment according to the elapsed time from the previous image writing, the application time of the first refresh voltage (polarity switching period T L × number of times of application) is optimized (the invention of
極性切替周期TLに相当する期間の第1のリフレッシュ電圧の印加を先に設定した印加回数だけ行うと、ステップ114の判定が肯定されてステップ118へ移行し、続いて画像表示媒体12の表示を消去するために、第2のリフレッシュ用電源33からの第2のリフレッシュ出力が所定の極性になるように、第2のリフレッシュ用電源33のスイッチング部58を切り替える。またステップ120では、第2のリフレッシュ用電源33からの第2のリフレッシュ出力が列電極駆動部30に供給されるように切替部60を制御する。これにより、画像表示媒体12の行電極22と列電極24の各交差位置(各画素位置)において、行電極22と列電極24の間に第2のリフレッシュ電圧が印加される。次のステップ122では予め設定された極性切替周期TSが経過したか否か判定し、判定が肯定される迄ステップ122を繰り返す。ステップ122の判定が肯定されるとステップ124へ移行し、極性切替周期TSに相当する期間の第2のリフレッシュ電圧の印加を所定回行ったか否か判定する。判定が否定された場合はステップ126へ移行し、第2のリフレッシュ用電源33からの第2のリフレッシュ出力が所定の極性と逆の極性となるように、第2のリフレッシュ用電源33のスイッチング部58を切り替えた後にステップ122に戻る。
When the application of the first refresh voltage in the period corresponding to the polarity switching period T L is performed for the preset number of times, the determination in step 114 is affirmed and the process proceeds to step 118, and then the display on the
これにより、例として図9に「第2のリフレッシュ期間」と表記して示すように、画像表示媒体12の行電極22と列電極24の各交差位置(各画素位置)において、行電極22と列電極24の間に、比較的短い極性切替周期TSで極性が切り替わる第2のリフレッシュ電圧が交番印加されることになり、前述した第1のリフレッシュ電圧の印加により基板や隣接粒子と付着している状態から引き剥がされた黒粒子18及び白粒子20が、第2のリフレッシュ電圧の印加に伴って生ずる交番電界により基板14,16間を多数回往復移動することで、粒子同士が多数回衝突して粒子の摩擦帯電が成されると同時に、粒子配置の均一化(個々のセル内における粒子配置の疎密の解消)も成され、表示濃度の均一性が向上されることになる。
As a result, as shown as “second refresh period” in FIG. 9 as an example, at each intersection position (each pixel position) between the
上記のようにして画像表示媒体12のリフレッシュが完了すると(画像表示媒体12への極性切替周期TLでの第1のリフレッシュ電圧の印加・極性切替周期TSでの第2のリフレッシュ電圧の印加を順に行うと)、ステップ124の判定が肯定されてステップ128へ移行し、HDD等の記憶手段に一時記憶させた画像データの読み出しを行う。そしてステップ130では、画像表示媒体12の全面が所定の表示濃度(例えばより濃度の低い白に相当する表示濃度)となっている状態で、第1電源部35Aからの高圧出力が列電極駆動部30に供給されるように切替部60を制御し、かつ、記憶手段から読み出した画像データに基づき、列電極駆動部30の各スイッチング素子50及び行電極駆動部32の各スイッチング素子52を各々オンオフさせることで、単純マトリクス方式により画像表示媒体12に画像を書き込む。
When the refresh of the
すなわち、制御装置28は、まず行電極駆動部32の各スイッチング素子52のうち、特定の行電極22(書込行電極)に接続されたスイッチング素子52のみをオンさせる(他のスイッチング素子52はオフ状態とする)。これにより、特定の行電極22(書込行電極)のみが電位VRHに切り替わり、他の行電極22は基準電位VRLのまま維持される。また制御装置28は、前述の画像データから、書込行電極と各列電極24との交差位置に相当する各画素のデータを抽出し、抽出したデータが表す各画素の階調値(濃度)が白か黒かに応じて、列電極駆動部30の各スイッチング素子50のオンオフを制御する(例えば階調値が黒の画素についてのみスイッチング素子50をオンする等)。
That is, the
これにより、接続されているスイッチング素子50がオンされた列電極24は電位VCHに切り替わるので、該列電極24と書込行電極との交差位置に位置している画素に電圧V1(表1参照)が印加されることで発生する電界により、黒粒子18及び白粒子20がクーロン力を受けて基板14,16間を移動し、黒粒子18及び白粒子20の何れか一方が表示側基板14に付着することで、該画素の表示濃度が変化する。また、接続されているスイッチング素子50がオフされている列電極24は基準電位VCLとされるので、該列電極24と書込行電極との交差位置に位置している画素には電圧V3(表1参照)が印加されることになり、該画素の表示濃度の変化は生じない。
As a result, the
なお、この間、書込行電極以外の各行電極22と各列電極24との交差位置に相当する各画素は、上述のように列電極24は電位VCH又は基準電位VCLとされるものの、行電極22が基準電位VRLのまま維持されているために電圧V3又は電圧V4が印加されることになる(図9も参照)ので、前記各画素は表示濃度が変化しない状態で維持される。
During this period, each pixel corresponding to the intersection position of each
制御装置28は、特定の行電極22に接続されたスイッチング素子52をオンさせてから所定時間が経過する毎に、書込行電極を別の行電極22に切り替えて上記処理を行うことを繰り返す。これにより、行電極22が単純マトリクス方式における走査電極として用いられ、列電極がデータ電極として用いられることになり、書込対象の画像が画像表示媒体12に書き込まれることになる。なお、上述したステップ128,130は本発明に係る画像書込手段に対応する処理であり、上記処理を行う制御装置28は本発明に係る画像書込手段として機能する。以上のようにして画像表示媒体12への画像の書き込みを完了すると、ステップ132で現在の日時を今回の画像書き込み日時としてメモリ等に記憶させた後に表示媒体駆動処理を終了する。なお、ステップ132は前述のステップ100と共に請求項2に記載の計時手段に対応している。
The
このように、本実施形態では、電極24,22の間に表示駆動電圧V1よりも大きい第1のリフレッシュ電圧を比較的長い極性切替周期TLで交番印加し、電極24,22の間に表示駆動電圧V1よりも大きい第2のリフレッシュ電圧を比較的短い極性切替周期TSで交番印加した後に、画像の書き込みを行っているので、画像書き込み時に印加される電圧に対して表示濃度の変化が不十分となるセル又は画素が生じることを防止できると共に、画像書き込み時の画像表示媒体12の表示濃度が全面に亘って均一とされているので、画像表示媒体12に表示される画像の画質を向上させることができる。
Thus, in the present embodiment, a first refresh voltage higher than the display drive voltage V1 is alternately applied between the
また本実施形態では、前回の画像書き込みからの経過時間が長くなるに従って、第1のリフレッシュ電圧の交番印加における極性切替周期TLが長くなり、第1のリフレッシュ電圧の印加回数が多くなり、第1のリフレッシュ電圧(電圧V)の大きさが大きくなるように、極性切替周期TL、電圧V、印加回数を設定しているので、画像表示媒体12が、画像が前回書き込まれてから比較的長い時間が経過している状態である場合にも、上記の第1のリフレッシュ電圧の交番印加により、画像書き込み時に印加される電圧に対して表示濃度の変化が不十分となるセル又は画素が生じることを確実に防止することができる。
Further, in this embodiment, as the elapsed time from the previous image writing becomes longer, the polarity switching period TL in the alternating application of the first refresh voltage becomes longer, the number of times of application of the first refresh voltage increases, Since the polarity switching period T L , the voltage V, and the number of times of application are set so that the refresh voltage (voltage V) of 1 is increased, the
なお、第1のリフレッシュ用電源34及び第2のリフレッシュ用電源は図5(A)に示す構成に限定されるものではなく、例えば図5(B)に示すように、正弦波(他の波形でもよい)の交流電圧を出力する交流電源64で構成してもよい。また画像表示媒体12は、画像の書き込みに先立つ表示消去時に同一極性の電圧を間欠的に繰り返し印加した場合、例として図10に示すように、電圧の印加回数の増加に伴って表示濃度が若干変化し(より濃度の低い白又は濃い黒により近い濃度となり)、結果として表示画像のコントラストが向上するという特性を有している。上記特性に基づき、第2のリフレッシュ電圧として同一極性の電圧を間欠的に繰り返し印加可能なように第2のリフレッシュ用電源34を構成してもよい。
Note that the first
例えば図5(C)に示す第2のリフレッシュ用電源33は、2個の入力端の一方が直流電源66のプラス端子に接続されると共に他方が接地され、2個の入力端を介して入力された2つの信号(電位)のうちの一方を選択的に出力するスイッチング素子68を含んで構成されており、出力する信号(電位)が周期的に切り替わるように図示しない制御部によって制御される。従って、図5(C)に示す第2のリフレッシュ用電源33から第2のリフレッシュ出力として出力される電位は、一定の極性の高電位又は接地電位に交互に切り替わり(図5(C)に示す波形も参照)、この第1のリフレッシュ出力を列電極駆動部30に供給することで、画像表示媒体12の行電極22と列電極の24に同一極性の第2のリフレッシュ電圧を間欠的に繰り返し印加することができる。なお、第1のリフレッシュ電圧についても、交番印加に代えて、同一極性の電圧を間欠的に繰り返し印加するようにしてもよいことは言うまでもない。
For example, in the second
また、上記では前回の画像書き込みからの経過時間が長くなるに従って、第1のリフレッシュ電圧の交番印加における極性切替周期TLが長くなり、第1のリフレッシュ電圧の印加回数が多くなり、第1のリフレッシュ電圧(電圧V)の大きさが大きくなるように、第1のリフレッシュ電圧の交番印加における極性切替周期TL、電圧V、印加回数を設定していたが、これに限定されるものではなく、第1のリフレッシュ電圧の交番印加における極性切替周期TL、電圧V、印加回数を予め固定的に定めてもよい。請求項1記載の発明はこの態様も権利範囲に含むものである。
In the above, as the elapsed time from the previous image writing becomes longer, the polarity switching period T L in the alternating application of the first refresh voltage becomes longer, the number of times of application of the first refresh voltage increases, and the first The polarity switching period T L , voltage V, and number of times of application of the first refresh voltage are alternately set so that the magnitude of the refresh voltage (voltage V) is increased. However, the present invention is not limited to this. The polarity switching period T L , the voltage V, and the number of times of application of the first refresh voltage in alternating application may be fixedly determined in advance. The invention described in
また、上記では画像表示媒体12のリフレッシュとして、比較的長い極性切替周期TLで電圧を交番印加した後に、比較的短い極性切替周期TSで電圧を交番印加している。ここで、比較的短い極性切替周期TSで電圧を交番印加することは、画像表示媒体12の表示濃度を全面に亘って均一にすることが主目的であるが、このとき黒粒子18及び白粒子20の一部が基板や隣接粒子と強い付着力で付着していると、比較的短い極性切替周期TSで電圧を交番印加しても画像表示媒体12の表示濃度が均一にならないことも考えられる。このため、上記のように、比較的長い極性切替周期TLで電圧を交番印加した後に、比較的短い極性切替周期TSで電圧を交番印加する(第1の周期が第2の周期よりも長く設定されている)ことで、着色帯電粒子の基板や隣接粒子との付着の引き剥がしが成された後に、画像表示媒体の全面に亘る表示濃度の均一化が成されることになるので、表示濃度をより精度良く均一化することができ、表示画像の更なる高画質化を実現することができる。
Further, in the above as a refresh of the
また、上記では本発明に係る表示媒体として、単純マトリクス方式での駆動を前提とした構造の電極が設けられた画像表示媒体12を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、アクティブマトリクス方式での駆動を前提とした構造を有する表示媒体にも適用可能であることは言うまでもない。
In the above description, the display medium according to the present invention has been described by way of example of the
また、上記では本発明に係る表示媒体として、基板14,16の対向面に電極22、24が形成された構成の画像表示媒体12を例に説明したが、これに限定されるものではなく、基板に電極が形成されていない構成の画像表示媒体を用いてもよい。この場合、画像表示媒体のリフレッシュ及び画像書き込み時に、画像表示媒体とは別体の外部電極対群を画像表示媒体の近傍に配置し、この外部電極対群間に電圧を印加することで、画像表示媒体のリフレッシュ及び画像書き込みを行うことができる。この態様は請求項6記載の発明に対応しているが、この態様では、表示媒体に電極群を設ける必要が無くなるので表示媒体を安価に構成できるという効果を有する。
In the above description, the
次に本願発明者等が実施した実験の結果について説明する。この実験では、表示ドット数が32×32ドットの画像表示媒体に所定画像を書き込み、所定時間(表示保持時間)放置し、画像表示媒体の全ドット(画素)に所定の大きさ・周波数の交番電圧を所定パルス数だけ印加して画像表示媒体のリフレッシュを行った後に、画像表示媒体12への所定画像の書き込みを再度行い、表示濃度不良が生じたドットの数をカウントすることを、表示保持時間及びリフレッシュ条件(印加電圧の大きさ、周波数及び印加パルス数)を変化させながら繰り返した。この実験におけるリフレッシュ条件及び表示保持時間と実験結果(ドット不良の発生状況)を次の表2に示す。
Next, the results of experiments conducted by the inventors will be described. In this experiment, a predetermined image is written on an image display medium having a display dot number of 32 × 32 dots, left for a predetermined time (display holding time), and all dots (pixels) of the image display medium are alternating with a predetermined size and frequency. After refreshing the image display medium by applying a voltage for a predetermined number of pulses, writing the predetermined image to the
一方、表2に「本発明」と表記している各リフレッシュ条件は交番電圧の周波数を20Hz以下(周期が50m秒以上)としているが、交番電圧の周波数を20Hz以下にするとドット不良改善効果が認められる。すなわち、周波数が20Hz、印加電圧の大きさが±210V、印加パルス数が5パルスの条件は、周波数が400Hz、印加電圧の大きさが±280V、印加パルス数が10パルスとした条件と比較して印加電圧の大きさが小さいにも拘らずドット不良発生状況は同じであり、ドット不良改善効果が生じていることが理解できる。また、周波数が10Hz(周期が100m秒)、印加電圧の大きさが±210V、印加パルス数が5パルスの条件では表示保持時間が12時間でもドット不良は生じておらず、周波数が1Hz(周期が1秒)、印加電圧の大きさが±210V、印加パルス数が5パルスの条件では表示保持時間が48時間でもドット不良は生じておらず、周波数が1Hz、印加電圧の大きさが±280V、印加パルス数が3パルスの条件では表示保持時間が168時間でもドット不良は生じていないので、顕著なドット不良改善効果が生じていることが明らかである。 On the other hand, in each refresh condition described as “present invention” in Table 2, the frequency of the alternating voltage is set to 20 Hz or less (the cycle is 50 ms or more). Is recognized. In other words, the condition where the frequency is 20 Hz, the applied voltage is ± 210 V, and the number of applied pulses is 5 pulses is compared with the condition where the frequency is 400 Hz, the applied voltage is ± 280 V, and the applied pulse number is 10 pulses. Thus, it can be understood that the dot defect occurrence situation is the same even though the applied voltage is small, and the dot defect improvement effect is produced. Also, when the frequency is 10 Hz (cycle is 100 ms), the applied voltage is ± 210 V, and the number of applied pulses is 5 pulses, no dot defect occurs even if the display holding time is 12 hours, and the frequency is 1 Hz (cycle) 1 second), under the condition that the applied voltage is ± 210 V and the number of applied pulses is 5 pulses, no dot failure occurs even with a display holding time of 48 hours, the frequency is 1 Hz, and the applied voltage is ± 280 V. Under the condition where the number of applied pulses is 3, no dot defect occurs even when the display holding time is 168 hours, so it is clear that a remarkable dot defect improvement effect is produced.
また本願発明者等は、ドット不良改善効果が得られる交番電圧の周波数を確認するために、印加電圧の大きさを±210V、印加パルス数を10パルスに固定し、表示保持時間が各値のときにドット不良が生じない最大周波数(最短の周期)を確認する実験を行った。この実験の結果を図11に示す。図11ではドット不良が生じない最大周波数をパルス幅(=極性切替周期、一定の極性の電圧を印加している時間)として示しているが、表示後経過時間(表示保持時間)が5時間を越えるとドット不良が生じない最短のパルス幅が急に変化しており、最短でもパルス幅を50m秒(=周波数20Hz、周期100m秒)にまで長くしないとドット不良を解消できないことが理解できる。
Further, the inventors of the present application fixed the magnitude of the applied voltage to ± 210 V, the number of applied pulses to 10 pulses, and the display holding time for each value in order to confirm the frequency of the alternating voltage at which the dot defect improvement effect can be obtained. An experiment was conducted to confirm the maximum frequency (shortest cycle) at which no dot defect occurred. The results of this experiment are shown in FIG. In FIG. 11, the maximum frequency at which no dot defect occurs is shown as a pulse width (= polarity switching period, time during which a voltage with a constant polarity is applied), but the elapsed time after display (display holding time) is 5 hours. If it exceeds, the shortest pulse width at which no dot defect occurs is abruptly changed, and it can be understood that the dot defect cannot be eliminated unless the pulse width is increased to 50 msec (=
従って、ドット不良の許容度合い、想定している表示保持時間の長さ、印加電圧の大きさ、リフレッシュに要する時間の許容長さ等の条件にも依るものの、リフレッシュ時に印加する交番電圧は、例えば請求項3にも記載したように、周波数が20Hz以下、パルス幅(極性切替周期)が50m秒以上となる周期(≧100m秒)であることが好ましく、周波数が10Hz以下、パルス幅が100m秒以上となる周期(≧200m秒)であることがより好ましい。これにより、交番電圧を印加している期間に着色帯電粒子の基板や隣接粒子との付着の引き剥がしがより確実に行われることになり、ドット不良の抑制・表示画像の更なる高画質化を実現できる。なお、画像書き込み時には画像表示媒体の表示濃度が均一であることが好ましいことを考慮すると、先述の実施形態でも説明したように、上記のように低周波の交番電圧を印加した後に、比較的高周波の交番電圧(例えば周波数が400Hz、印加電圧の大きさが±210V、印加パルス数が10パルスの交番電圧)を更に印加することが望ましい。
Therefore, although depending on conditions such as the tolerance of defective dots, the length of the assumed display holding time, the magnitude of the applied voltage, and the allowable length of time required for refresh, the alternating voltage applied during refresh is, for example, As described in
また本願発明者等は、ドット不良改善効果が得られる交番電圧の印加パルス数を確認するために、交番電圧の周波数を1Hzに固定し、表示保持時間が各値のときにドット不良が生じない最小の印加パルス数(最短の印加時間)を、印加電圧の大きさが±210Vの場合と±280Vの場合について各々確認する実験を行った。この実験の結果を図12及び図13に示す。図12及び図13からも明らかなように、表示後経過時間(表示保持時間)が或る値を越えるとドット不良が生じない最小の印加パルス数(最短の印加時間)は単調増加しており、表示後経過時間が或る値を越えている場合にドット不良の発生を抑制するためには、表示後経過時間の増大に応じて印加パルス数を増加させることが好ましいことが理解できる。 Further, the inventors of the present application fixed the frequency of the alternating voltage to 1 Hz in order to confirm the number of applied pulses of the alternating voltage at which the dot defect improving effect is obtained, and no dot defect occurs when the display holding time is each value. Experiments were conducted to confirm the minimum number of applied pulses (the shortest application time) when the applied voltage was ± 210 V and ± 280 V, respectively. The results of this experiment are shown in FIGS. As is clear from FIG. 12 and FIG. 13, when the elapsed time after display (display holding time) exceeds a certain value, the minimum number of applied pulses (shortest applied time) at which dot defects do not occur monotonically increases. In order to suppress the occurrence of dot defects when the elapsed time after display exceeds a certain value, it can be understood that the number of applied pulses is preferably increased in accordance with the increase in elapsed time after display.
また図13を図12と比較しても明らかなように、印加電圧の大きさを大きくすると、ドット不良が生じない最小の印加パルス数(最短の印加時間)の単調増加が生ずる表示後経過時間(表示保持時間)の閾値が大きくなると共に、ドット不良が生じない最小の印加パルス数も小さくなり、これに伴って交番電圧の印加時間(リフレッシュに要する時間)も短くなる。従って、印加電圧の大きさ及び印加パルス数(交番電圧の印加時間)は「印加電圧の小ささ」及び「リフレッシュに要する時間の許容長さ」の各条件のうち何れを優先するか等に応じて定めればよい。 Further, as apparent from comparison of FIG. 13 with FIG. 12, when the magnitude of the applied voltage is increased, the post-display elapsed time in which the minimum number of applied pulses (shortest applied time) does not cause a dot defect occurs monotonically. As the threshold of (display holding time) increases, the minimum number of applied pulses that do not cause dot defects also decreases, and accordingly, the application time of alternating voltage (time required for refresh) also decreases. Therefore, the magnitude of the applied voltage and the number of applied pulses (alternating voltage application time) depend on which one of the conditions of “small applied voltage” and “allowable length of time required for refresh” is prioritized. Can be determined.
10 画像表示装置
12 画像表示媒体
14 表示側基板
16 背面側基板
18 黒粒子
20 白粒子
22 行電極
24 列電極
26 電源装置
28 制御装置
30 列電極駆動部
32 行電極駆動部
33 第2のリフレッシュ用電源
34 第1のリフレッシュ用電源
35 駆動用電源
38 高圧出力部
60 切替部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
書込対象の画像に応じた電圧を前記一対の基板間に印加することで、前記表示媒体へ前記書込対象の画像を書き込む画像書込手段と、
前記画像書込手段による前記表示媒体への画像の書き込みに先立ち、前記一対の基板間に第1の周期で電圧を間欠印加又は交番印加させた後に、前記一対の基板間に、前記第1の周期よりも短い第2の周期で、前記第1の周期で間欠印加又は交番印加させる電圧よりも小さい電圧を間欠印加又は交番印加させるリフレッシュ制御手段と、
を備えたことを特徴とする表示媒体の駆動装置。 At least one is light-transmitting and a group of colored charged particles is enclosed between a pair of substrates opposed to each other with a gap therebetween, in accordance with an electric field formed by a voltage applied between the pair of substrates. A display medium driving device for driving a display medium in which a display density is changed by moving a colored charged particle group between the pair of substrates,
Image writing means for writing the image to be written to the display medium by applying a voltage according to the image to be written between the pair of substrates;
Prior to writing an image on the display medium by the image writing means, a voltage is intermittently or alternately applied between the pair of substrates at a first period, and then the first substrate is interposed between the pair of substrates. in a second period shorter than the period, the Brighter fresh control means voltage is intermittently applied or alternately applying less than the voltage for intermittently applied or alternately applied in the first period,
A display medium driving apparatus comprising:
前記リフレッシュ制御手段は、前記計時手段によって計測された表示保持時間が長くなるに従って、前記第1の周期を長くする、及び、前記一対の基板間に前記第1の周期で電圧の間欠印加又は交番印加している時間を長くする、及び、前記一対の基板間に前記第1の周期で間欠印加又は交番印加する電圧の大きさを大きくする、の少なくとも1つを行うことを特徴とする請求項1記載の表示媒体の駆動装置。The refresh control means lengthens the first period as the display holding time measured by the time measuring means becomes longer, and intermittent application or alternation of voltage between the pair of substrates in the first period. The at least one of increasing the applied time and increasing the magnitude of the voltage that is intermittently applied or alternately applied in the first period between the pair of substrates is performed. The display medium driving device according to claim 1.
前記一対の基板間に第1の周期で電圧を間欠印加又は交番印加させた後に、前記一対の基板間に、前記第1の周期よりも短い第2の周期で、前記第1の周期で間欠印加又は交番印加させる電圧よりも小さい電圧を間欠印加又は交番印加させ、
続いて、書込対象の画像に応じた電圧を前記一対の基板間に印加することで、前記表示媒体へ前記書込対象の画像を書き込む
ことを特徴とする表示媒体の駆動方法。 At least one is light-transmitting and a group of colored charged particles is enclosed between a pair of substrates opposed to each other with a gap therebetween, in accordance with an electric field formed by a voltage applied between the pair of substrates. A display medium driving method for driving a display medium in which a display density is changed by moving a colored charged particle group between the pair of substrates,
After intermittently applying or alternatingly applying a voltage between the pair of substrates at a first period, intermittently at the first period between the pair of substrates at a second period shorter than the first period. Apply a voltage smaller than the voltage to be applied or alternating applied intermittently or alternately applied,
Subsequently, a voltage corresponding to an image to be written is applied between the pair of substrates to write the image to be written on the display medium.
計測した表示保持時間が長くなるに従って、前記第1の周期を長くする、及び、前記一対の基板間に前記第1の周期で電圧の間欠印加又は交番印加させる時間を長くする、及び、前記一対の基板間に前記第1の周期で間欠印加又は交番印加させる電圧の大きさを大きくする、の少なくとも1つを行うことを特徴とする請求項7記載の表示媒体の駆動方法。 The display holding time of the image written on the display medium is measured by the time measuring means,
As the measured display holding time becomes longer, the first cycle is lengthened, and the time during which the voltage is intermittently or alternately applied between the pair of substrates in the first cycle is lengthened, and the pair The display medium driving method according to claim 7 , wherein at least one of increasing a magnitude of a voltage to be intermittently applied or alternately applied in the first period between the substrates is performed .
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