JP4910837B2 - Twist ball, display device, and twist ball driving method - Google Patents
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Description
本発明は、ツイストボールと、当該ツイストボールを備えた表示装置と、ツイストボール駆動方法とに関する。 The present invention relates to a twist ball, a display device including the twist ball, and a twist ball driving method.
従来、電子ペーパー等の表示装置として、ツイストボールディスプレイが知られている。このツイストボールディスプレイにおいては、図11に示すように、表面を2つの着色領域101,102に等分されたツイストボール(ジリコンボールとも称する)100がマトリックス状などに配設されており、各ツイストボール100を電界の印加によって回転させ、表面側(図中の上側)に何れか一方の着色領域101(102)を向けさせることによって2値画像を表示するようになっている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記特許文献1に記載のツイストボールディスプレイでは、ツイストボール100を180°回転させることによって表示色の切り替えを行うため、切り替えが遅くなってしまう。
However, in the twist ball display described in
本発明の課題は、従来と比較して高速で表示色を切り替えることのできるツイストボールと、表示装置と、ツイストボール駆動方法とを提供することである。 An object of the present invention is to provide a twist ball, a display device, and a twist ball driving method capable of switching display colors at a higher speed than conventional.
請求項1記載の発明は、回転することによって所定方向への表示色の切り替えを行うツイストボールであって、
周方向に隣り合う複数の着色領域と、
回転中心を挟んで前記各着色領域と対をなし、当該着色領域の表示色ごとに帯電の異なる複数の帯電領域とを備え、
前記各着色領域は、互いに異なる表示色で着色されており、中央同士の中心角が180°未満であり、
前記複数の着色領域は、前記回転中心に対し球体の表面を放射状に3以上に分割して設けられており、
前記帯電領域は、前記着色領域の内側層として、或いは前記着色領域と同一層として設けられていることを特徴とする。
The invention according to
A plurality of colored regions adjacent in the circumferential direction;
Paired with each of the colored regions across the rotation center, and a plurality of charged regions with different charge for each display color of the colored region,
Each of the colored regions is colored with a different display color, the central angle between the centers is less than 180 °,
The plurality of colored regions are provided by dividing the surface of the sphere radially into three or more with respect to the rotation center,
The charged region is provided as an inner layer of the colored region or as the same layer as the colored region .
請求項2記載の発明は、表示装置であって、
請求項1に記載の複数のツイストボールと、
所定の側から各ツイストボールに対して電界をそれぞれ印加する複数の電極と、
この各電極による電界の印加を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記ツイストボールに対し前記電極から電界を印加させることにより、当該ツイストボールによる表示色を切り替えることを特徴とする。
The invention according to
A plurality of twist balls according to
A plurality of electrodes for applying an electric field to each twist ball from a predetermined side;
Control means for controlling the application of the electric field by each electrode,
The control means includes
The display color of the twist ball is switched by applying an electric field from the electrode to the twist ball .
請求項3記載の発明は、ツイストボール駆動方法であって、請求項1に記載のツイストボールに対し電界を印加することにより、当該ツイストボールによる表示色を切り替えることを特徴とする。
The invention described in
本発明によれば、周方向に隣り合う各着色領域は互いに異なる表示色が着色されており、中央同士の中心角が180°未満であるので、表示色の切り替えを行う場合の回転角度が180°未満となる。従って、従来と比較して、高速で表示色を切り替えることができる。 According to the present invention, the colored regions adjacent to each other in the circumferential direction are colored with different display colors, and the central angle between the centers is less than 180 °, so that the rotation angle when switching the display color is 180. Less than °. Therefore, the display color can be switched at a higher speed than in the conventional case.
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。
図1は、本発明に係る表示装置1の概略構成を示す概念図である。
この図に示すように、表示装置1は、いわゆるツイストボールディスプレイであり、画像の表示を行う表示部2と、当該表示部2を制御する制御部3とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of a
As shown in this figure, the
表示部2は、裏面側(図中下側)に配設されたフレキシブル基板21と、表面側(図中上側)に配設されたガラス基板22とを有している。
The
このうち、フレキシブル基板21は、板状の部材であり、可撓性を有している。フレキシブル基板21の表面には、表示領域内にマトリックス状に配設された複数の画素電極23,…と、各画素電極23を独立制御可能なように制御部3に接続する電気配線(図示せず)とが設けられている。
Among these, the
また、ガラス基板22は、透明な板状の部材であり、フレキシブル基板21と平行に配設されている。このガラス基板22の裏面には、1枚の透明電極24が設けられている。
The
透明電極24は、ガラス基板22上にITO(Indium-Tin Oxide)等を蒸着して形成された透明な電極であり、全ての画素電極23にまたがる1枚の電極として各画素電極23,…に対向して配置されている。また、この透明電極24は、共通電極25を介して制御部3に接続されており、共通電極25と同電位に維持されている。
The
以上のフレキシブル基板21及びガラス基板22の間には、図2(a)に示すように、溶媒26が封入されており、当該溶媒26中には、各画素電極23に対向してツイストボール4が配設されている。
A
なお、本実施の形態においては、ガラス基板22の裏面はツイストボール4の表面に沿う形状となっており、各ツイストボール4の横方向への移動を制限するようになっている。また、この図2(a)や、後述の図4〜図7では、表示部2の主な構成要素、例えばフレキシブル基板21等については断面を図示しているが、ツイストボール4については側面を図示している。
In the present embodiment, the back surface of the
ツイストボール4は、印加される電界により回転して表示色を切り替えるものであり、本実施の形態においては、電界が印加されない場合には回転しないようフレキシブル基板21やガラス基板22等によって保持されている。
The
このツイストボール4は、図2(a)〜(c)に示すように、表示色の着色領域として2つの白色領域5,5と、2つの黒色領域6,6とを球体40に有している。より詳細には、これら白色領域5及び黒色領域6はX方向(図の表裏方向)に対して球体40を周方向に4等分して交互に設けられている。つまり、白色領域5,5同士と、黒色領域6,6同士とはそれぞれ回転中心、つまり球体40の中心Pに対して互いに反対側に設けられた状態となっており、周方向に隣り合う白色領域5及び黒色領域6の各中央同士の中心角θは90°となっている。
As shown in FIGS. 2A to 2C, the
また、ツイストボール4は、回転中心を挟んで各着色領域と対をなす帯電領域50,60を有している。
ここで、帯電領域50は、正に帯電した領域であり、白色領域5と対をなしている。この帯電領域50は、回転中心に対して一方の白色領域5の反対側、つまり他方の白色領域5の側に設けられており、当該他方の白色領域5と同一層をなしている。
Further, the
Here, the
また、帯電領域60は、負に帯電した領域であり、黒色領域6と対をなしている。この帯電領域60は、回転中心に対して一方の黒色領域6の反対側、つまり他方の黒色領域6の側に設けられており、当該他方の黒色領域6と同一層をなしている。
The
なお、以上説明した表示部2において、ツイストボール4以外の構成要素としては、例えば上記特許文献1のものを用いることができる。また、ツイストボール4の白色領域5、黒色領域6、帯電領域50,60の構成物質としては、公知のものを用いることができる。
In addition, in the
また、上述の図1に示すように、制御部3は、CPU3a,ROM3b、RAM3c及び走査回路3dなどを備えており、表示すべき画像データに基づいて透明電極24,画素電極23に駆動電圧を供給することにより、各ツイストボール4に対して独立に電界を印加し、ツイストボール4による表示色を切り替えるようになっている。
As shown in FIG. 1 described above, the
より詳細には、図3(a)に示すように、制御部3は、ツイストボール4による表示色を切り替える場合に、以下の式(1)で表される時間T90だけ各ツイストボール4に対し透明電極24,画素電極23から電界を印加させるようになっている。但し、式(1)中、「t180」は、図3(d)に示すように、電界の印加によってツイストボール4が180°回転するのに要する時間である。また、「θ」は、周方向に隣り合う白色領域5及び黒色領域6の各中央同士の中心角であり、本実施の形態においては90°である。
More specifically, as shown in FIG. 3A, when the display color of the
T90=t180×θ/180
=t180/2 (1)
T 90 = t 180 × θ / 180
= T 180/2 (1)
続いて、本発明に係るツイストボール駆動方法として、表示装置1の動作を説明する。
図4は、表示装置1が全てのツイストボール4による表示色を「白」から「黒」に切り替える場合の動作を説明するための概念図である。なお、図示を簡略化するため、この図4や、後述の図5〜図8等では、複数の画素電極23を一体化して図示しており、また、溶媒26などの図示を省略している。
Next, the operation of the
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining an operation when the
まず、図4(a)に示すように、ツイストボール4が表面側に白色領域5を向け、ガラス基板22を介して表示色「白」を表示している状態から、制御部3が透明電極24,画素電極23に対して駆動電圧の供給を開始して、透明電極24を0V電位(アース電位)、画素電極23をプラス電位とする。これにより、画素電極23から透明電極24に向かう電界がツイストボール4に印加され、図4(b)に示すように、当該ツイストボール4は帯電領域60(黒色領域6)を画素電極23に対向させるよう回転を始める。
First, as shown in FIG. 4A, the
次に、上記式(1)で表される時間T90(=t180/2)だけ制御部3が駆動電圧の供給を継続すると、図4(c)に示すように、ツイストボール4が帯電領域60(黒色領域6)を画素電極23に対向させる一方、表面側に黒色領域6を向けて表示色「黒」を表示した状態となる。
このように、周方向に隣り合う白色領域5,黒色領域6の中央同士の中心角θ、つまり、表示色の切り替えを行う場合のツイストボール4の回転角度が90°であるため、時間T90(=t180/2)だけ電界が印加されることによって、表示色の切り替えが行われる。
Next, when the
Thus, since the central angle θ between the centers of the
そして、時間T90が経過した時点で制御部3が駆動電圧の供給を停止する。これにより、ツイストボール4は表示色「黒」を表示した状態で溶媒26中に保持される。
Then, when the time T 90 has elapsed, the
次に、上記と同様にして図4(c)の状態から、制御部3が透明電極24,画素電極23に対して駆動電圧の供給を開始して、透明電極24をプラス電位、画素電極23を0V電位、つまり透明電極24に対してマイナス電位とする。これにより、透明電極24から画素電極23に向かう電界がツイストボール4に印加され、図4(c)に示すように、当該ツイストボール4は帯電領域50(白色領域5)を画素電極23に対向させるよう回転を始める。
Next, in the same manner as described above, from the state of FIG. 4C, the
次に、上記式(1)で表される時間T90だけ制御部3が駆動電圧の供給を継続すると、図4(a)に示すように、ツイストボール4が帯電領域50(白色領域5)を画素電極23に対向させる一方、表面側に白色領域5を向けて表示色「白」を表示した状態となる。
Next, when the
そして、時間T90が経過した時点で制御部3が駆動電圧の供給を停止する。これにより、ツイストボール4は表示色「白」を表示した状態で溶媒26中に保持される。
Then, when the time T 90 has elapsed, the
以降、表示色の切り替えタイミングごとに上記の動作を繰り返すことにより、表示装置1による表示色が「白」,「黒」の間で交互に切り替わる。
Thereafter, by repeating the above operation at each display color switching timing, the display color of the
以上の表示装置1によれば、時間T90(=t180/2)で表示色の切り替えを行うことができるため、時間t180で表示色を切り替える従来の場合と比較して、高速で表示色を切り替えることができる。
According to the
また、白色領域5,黒色領域6は球体の表面を4分割して設けられているので、白色領域5及び黒色領域6が計2つしかない場合、つまり、ツイストボール4を順次逆向きに回転させないと表示色を交互に切り替えることができない場合と異なり、ツイストボール4を順次同じ向きに回転させることによっても表示色を交互に切り替えることができる。従って、高速で交互に表示色を切り替える場合に、ツイストボール4を一旦止めることなく、慣性を利用して同じ方向に回転させることができるため、より高速で表示色を切り替えることができる。
Further, since the
<第1変形例>
続いて、上記実施形態の第1変形例について説明する。なお、上記実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
<First Modification>
Then, the 1st modification of the said embodiment is demonstrated. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to the said embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
図1に示すように、本変形例における表示装置1Aは、表示部2A及び制御部3Aを備えている。
このうち、表示部2Aは、ツイストボール4Aを有している。
As shown in FIG. 1, the
Among these, the
このツイストボール4Aの白色領域5及び黒色領域6は、図5(a)に示すように、X方向に対して球体40を周方向に6等分して交互に設けられている。つまり、白色領域5と黒色領域6とは回転中心Pに対して互いに反対側に設けられた状態となっており、周方向に隣り合う白色領域5及び黒色領域6の各中央同士の中心角は60°となっている。
As shown in FIG. 5A, the
また、ツイストボール4Aの正の帯電領域50は、白色領域5と対をなしており、回転中心に対して白色領域5の反対側、つまり黒色領域6の側に設けられ、当該黒色領域6と同一層をなしている。
The
また、負の帯電領域60は、黒色領域6と対をなしており、回転中心に対して黒色領域6の反対側、つまり白色領域5の側に設けられ、当該白色領域5と同一層をなしている。
The negatively charged
また、制御部3Aは、図3(b)に示すように、ツイストボール4Aによる表示色を切り替える場合に、時間T60=t180/3(=t180×60/180)だけ各ツイストボール4Aに対し透明電極24,画素電極23から電界を印加させるようになっている。
Further, as shown in FIG. 3B, the
このような表示装置1Aによれば、図5(a)〜(c)に示すように、制御部3Aが時間T60だけ駆動電圧の供給を継続することによって表示色が切り替えられるため、より高速で表示色を切り替えることができる。
According to such a
<第2変形例>
続いて、上記実施形態の第2変形例について説明する。なお、上記実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
<Second Modification>
Then, the 2nd modification of the said embodiment is demonstrated. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to the said embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
図1に示すように、本変形例における表示装置1Bは、表示部2B及び制御部3Bを備えている。
このうち、表示部2Bは、ツイストボール4Bを有している。
As shown in FIG. 1, the
Among these, the
このツイストボール4Bの白色領域5及び黒色領域6は、図6(a)に示すように、X方向に対して球体40を周方向に8等分して交互に設けられている。つまり、白色領域5,5同士と、黒色領域6,6同士とはそれぞれ回転中心Pに対して互いに反対側に設けられた状態となっており、周方向に隣り合う白色領域5及び黒色領域6の各中央同士の中心角は45°となっている。
As shown in FIG. 6A, the
また、ツイストボール4Bの正の帯電領域50は、白色領域5と対をなしており、回転中心Pに対して白色領域5の反対側、つまり他の白色領域5の側に設けられ、当該他の白色領域5と同一層をなしている。
The
また、負の帯電領域60は、黒色領域6と対をなしており、回転中心Pに対して黒色領域6の反対側、つまり他の黒色領域6の側に設けられ、当該他の黒色領域6と同一層をなしている。
The negatively charged
また、制御部3Bは、図3(c)に示すように、ツイストボール4Bによる表示色を切り替える場合に、時間T45=t180/4(=t180×45/180)だけ各ツイストボール4Bに対し透明電極24,画素電極23から電界を印加させるようになっている。
Further, as shown in FIG. 3C, when the display color of the
このような表示装置1Bによれば、図6(a)〜(c)に示すように、制御部3Aが時間T45だけ駆動電圧の供給を継続することによって表示色が切り替えられるため、より高速で表示色を切り替えることができる。
According to such a
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 The embodiments to which the present invention can be applied are not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施の形態及び変形例においては、ツイストボール4(4A,4B)は白色領域5及び黒色領域6を表面に有することとして説明したが、図7(a)示すように、更に赤色領域7Aや青色領域7B等、他の着色領域を有することとしても良い。ここで、図7(a)〜(c)では、白色領域5、黒色領域6、赤色領域7A及び青色領域7BはX方向に対して球体40の表面を周方向に8等分して設けられており、周方向に隣り合う領域の各中央同士の中心角は45°となっているため、時間T45=t180/4(=t180×45/180)だけ各ツイストボール4に対し透明電極24,画素電極23から電界を印加させることにより、表示色を切り替えて4値のカラー画像を表示させることができる。
For example, in the embodiment and the modification described above, the twist ball 4 (4A, 4B) has been described as having the
また、白色領域5及び黒色領域6はX方向に対して球体40を周方向に4等分して設けられていることとして説明したが、図8(a)に示すように、等分された4つの領域のうち、隣り合う2つの領域にのみ設けられることとしても良い。この場合には、帯電領域50は回転中心Pに対して白色領域5の反対側にのみ設けられ、帯電領域60は回転中心に対して黒色領域6の反対側にのみ設けられる。このような場合であっても、表示色の切り替えを行う場合の回転角度が180°未満、具体的には90°となるため、従来と比較して高速で表示色を切り替えることができる。
Moreover, although the white area |
また、白色領域5及び黒色領域6はX方向に対して球体40の表面を周方向に等分して設けられていることとして説明したが、図9(a)に示すように、球体4を回転中心Pに対し放射状に分割して設けられていることとしても良い。更に、球体40の表面を放射状に分割して着色領域を設ける場合には、図10に示すように、各領域に対して白色や黒色のほか、黄色、紺色、赤色、紫色、茶色、青色、橙色、緑色などの着色を施しても良い。
Moreover, although the white area |
また、帯電領域50,60が白色領域5や黒色領域6などの着色領域と同一層として設けられることとして説明したが、着色領域の内側層として設けられることとしても良い。
In addition, although it has been described that the charging
また、1つのツイストボール4が1つの画素電極23に対向して配設されることとして説明したが、例えば、表示装置1が7セグメントによって数字を表示する装置である場合には、複数のツイストボール4が1つのセグメント電極に対向して配設されることとしても良い。
In addition, it has been described that one
1 表示装置
3 制御部(制御手段)
4 ツイストボール
5 白色領域(着色領域)
6 黒色領域(着色領域)
7A 赤色領域(着色領域)
7B 青色領域(着色領域)
23 画素電極(電極)
24 透明電極(電極)
40 球体
50,60 帯電領域
DESCRIPTION OF
4
6 Black area (colored area)
7A Red area (colored area)
7B Blue area (colored area)
23 Pixel electrode (electrode)
24 Transparent electrode (electrode)
40
Claims (3)
周方向に隣り合う複数の着色領域と、
回転中心を挟んで前記各着色領域と対をなし、当該着色領域の表示色ごとに帯電の異なる複数の帯電領域とを備え、
前記各着色領域は、互いに異なる表示色で着色されており、中央同士の中心角が180°未満であり、
前記複数の着色領域は、前記回転中心に対し球体の表面を放射状に3以上に分割して設けられており、
前記帯電領域は、前記着色領域の内側層として、或いは前記着色領域と同一層として設けられていることを特徴とするツイストボール。 A twisting ball that switches the display color in a predetermined direction by rotating,
A plurality of colored regions adjacent in the circumferential direction;
Paired with each of the colored regions across the rotation center, and a plurality of charged regions with different charge for each display color of the colored region,
Each of the colored regions is colored with a different display color, the central angle between the centers is less than 180 °,
The plurality of colored regions are provided by dividing the surface of the sphere radially into three or more with respect to the rotation center,
The twist ball , wherein the charging region is provided as an inner layer of the colored region or as the same layer as the colored region .
所定の側から各ツイストボールに対して電界をそれぞれ印加する複数の電極と、
この各電極による電界の印加を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記ツイストボールに対し前記電極から電界を印加させることにより、当該ツイストボールによる表示色を切り替えることを特徴とする表示装置。 A plurality of twist balls according to claim 1 ;
A plurality of electrodes for applying an electric field to each twist ball from a predetermined side;
Control means for controlling the application of the electric field by each electrode,
The control means includes
By applying an electric field from the electrode to the twisting ball display device characterized by switching a display color by the twisting ball.
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