JP5151318B2 - 表示制御装置および表示体 - Google Patents
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Description
ている。電子ペーパーは低消費電力であることが要求される。そのため、電子ペーパーに
は電気泳動ディスプレイ(Electrophoretic Display、以下「EPD」という)のような
記憶性表示体が用いられる。ここで、記憶性表示体とは、電力を供給しなくても表示を維
持できる表示体をいう。
情報(例えば、新聞記事・報告書・文献など)を閲覧する用途に用いられる電子ペーパー
においては、特定の文字部分に重ねて色をつけるマーキング表示や、特定の文字の下に色
の線を引くアンダーライン表示をしたいという要求がある。
タ方式によれば、複数の色(例えば赤・緑・青の3色)のカラーフィルタを有する画素が
並べられる(以下このように画素を配置することを「配置混色方式」という)。配置混色
方式によれば、データにおける1つの画素を表示するのに、表示体の3つの画素が用いら
れる。すなわち、総画素数が同一の表示体を用いることを考えると、カラー表示は単色表
示と比較して解像度が1/3に低下するという問題がある。また、詳しくは触れないが、
反射率が低下するという問題もある。
許文献1は、EPDの上に有機EL(Electroluminescence)ディスプレイを積層する技
術を開示している。特許文献2は、EPDの上にEPDより高速表示可能な表示装置を積
層する技術を開示している。いずれの文献も、「表示の描き換えが遅い」というEPDの
欠点を補うための技術を開示している。
表示体をEPDの上に積層するものである。
これに対し本発明は、より低消費電力でカラー表示を行う表示体を提供する。
定波長の色を表示する記憶性表示素子を有する第1の表示体に対し、前記第1の表示体の
表示の制御に用いられ、所定の制御タイミングで電圧値が切り替わる第1の信号を出力す
る第1の制御手段と、前記第1の表示体の上に配置され、コレステリック液晶分子を有し
、前記コレステリック液晶分子が所定の配向状態にあるときに前記所定波長と異なる波長
の光を反射する液晶層を有する第2の表示体に対し、前記制御タイミングに基づいて定め
られるタイミングで、前記コレステリック液晶分子の配向状態を変化させる電圧値を有す
る第2の信号を出力する第2の制御手段とを有する表示制御装置を提供する。
この表示制御装置によれば、制御タイミングに基づいて定められるタイミングで第2の
信号が出力される。
ングの後所定時間は前記コレステリック液晶分子の配向状態をホメオトロピック配向にす
る電圧値を有する信号を出力し、前記所定時間の経過後は前記コレステリック液晶分子の
配向状態をフォーカルコニック配向にする電圧値を有する信号を出力してもよい。
この表示制御装置によれば、コレステリック液晶分子の配向状態は、制御タイミングの
後、所定時間ホメオトロピック配向となった後フォーカルコニック配向となる。
イミングと一致しないタイミングで、前記第2の信号の電圧値を切り換えてもよい。
この表示制御装置によれば、第1の信号と第2の信号の電圧値が切り替わるタイミング
は一致しない。
動表示素子であり、前記制御タイミングは、前記第1の信号の電圧値が、前記第1の表示
体の全面を前記所定の色に変化させるリセット電圧に切り替わるタイミングであり、前記
第2の制御手段は、前記制御タイミング後、前記第1の信号の電圧値が前記リセット電圧
である間は、前記コレステリック液晶分子の配向状態をホメオトロピック配向以外の配向
にする信号を出力してもよい。
この表示制御装置によれば、電気泳動表示素子にリセット電圧が印加されている間は、
コレステリック液晶分子の配向状態はホメオトロピック配向以外の配向となる。
記憶性表示素子を有する第1の表示体と、前記第1の表示体の上に配置され、コレステリ
ック液晶分子を有し、前記コレステリック液晶分子が所定の配向状態にあるときに前記所
定波長と異なる波長の光を反射する液晶層を有する第2の表示体とを有する表示体を提供
する。
この表示体によれば、第2の表示体が第1の表示体と異なる色を表示する。
晶層を有し、前記複数のコレステリック液晶層の各々が、それぞれ異なる波長の光を反射
してもよい。
この表示体によれば、第2の表示体が複数の色を表示する。
表示体の解像度よりも低くてもよい。
この表示体によれば、第2の表示体は第1の表示体よりも低解像度である。
図1は、一実施形態に係る情報表示装置10の構成を示す図である。情報表示装置10
は、メモリ(図示略)に記憶した情報を表示する装置、例えば電子ペーパーである。表示
制御部100は、表示体200を駆動する装置である。図1においては、本実施形態の説
明に必要な構成のみ示しているが、情報表示装置10はこれ以外にも、制御装置、記憶装
置、入力装置などを有している。
イ(Cholesteric Liquid Crystal Display、以下「Ch−LCD」という)220(第2
の表示体)の2つの表示体を有する表示体である。図1には示されていないが、EPD2
10およびCh−LCD220は、情報表示装置10の厚さ方向、すなわち、表示面に垂
直な方向に積層されている。
部120(第2の制御手段)の2つの駆動部を有する。EPD駆動部110は、EPD2
10の表示を制御するため所定の制御タイミングで電圧値が切り替わる制御信号(第1の
信号)を出力する。Ch−LCD駆動部120は、Ch−LCD220の表示を制御する
ため、制御タイミングに基づいて定められるタイミングで電圧値が切り替わる制御信号(
第2の信号)を出力する。CPU130は、情報表示装置10の構成要素を制御する制御
装置である。CPU130が持つ機能のうち、ここでは特にEPD駆動部110およびC
h−LCD駆動部120を制御する機能について説明するため、図1においてCPU13
0を表示制御部100の要素として示している。しかし、CPU130が有する機能はこ
れに限定されるものではない。表示制御部100の詳細は後述する。
D220は、EPD210の上に配置される。Ch−LCD220は、コレステリック液
晶分子を有する表示体である。コレステリック液晶分子を含むコレステリック液晶層22
3は、ガラス基板221およびガラス基板225に挟まれている。ガラス基板221の下
面には、データ電極(列電極)222が設けられている。ガラス基板225の上面には、
走査電極(行電極)224が設けられている。表示体200を上からみたときにデータ電
極222と走査電極224が交差する位置に対応して画素が形成される。1つの画素にお
いて、コレステリック液晶層223には、データ電極222と走査電極224の電位差に
相当する電圧が印加される。コレステリック液晶層223に印加される電圧(より正確に
いうと電力)によって、コレステリック液晶分子の配向が決まる。コレステリック液晶分
子は、その配向状態に応じて特定の波長の光(例えば赤)を反射する。ここでコレステリ
ック液晶層223には、カイラル剤(螺旋誘起剤)が添加されている。カイラル剤の濃度
を調整することにより、コレステリック液晶層223が反射する光の波長を所望の波長に
設計することができる。
(以下「P配向」という)を、図4はフォーカルコニック配向(以下「F配向」という)
を、図5はホメオトロピック配向(以下「H配向」という)を示している。P配向におい
て、コレステリック液晶層223は入射光のうち特定の波長λの光を反射する。この現象
を「特定波長反射」という。F配向において、コレステリック液晶層223は入射光を弱
く散乱、つまりほぼ透過する。このときコレステリック液晶層223は透明に見えるので
、上から見るとEPD210に表示された画像が見える。コレステリック液晶は双安定性
の材料であり、電力を供給しなくてもP配向またはF配向を維持できる。コレステリック
液晶分子がP配向・F配向のいずれをとるかは、コレステリック液晶層223に印加され
る電圧により決まる。
には、コレステリック液晶層223に所定の電圧(例えば40V)を印加する必要がある
。H配向とF配向は入射光を透過する点において共通している。光の透過率はF配向より
もH配向の方が高いが、H配向は消費電力も高い。
ここでは、電気泳動マイクロカプセル214により形成される。電気泳動マイクロカプセ
ル214は、内部に白色粒子215および黒色粒子216を含む。電気泳動マイクロカプ
セル214は、シリコン樹脂などのバインダ213により共通電極212を設けたガラス
基板211に塗布される。共通電極212は、ITO(Indium Titan Oxide)など透明な
材料により形成された電極である。バインダ213は、ガラス基板211および薄膜トラ
ンジスタ(Thin Film Transistor、TFT)基板218に挟まれている。TFT基板21
8は、ガラス基板上にTFTを形成したものである。TFT基板218の上面には、画素
電極217が設けられている。1つの画素電極に対し、1つのTFTが設けられている。
TFTは、画素電極217に与えられる信号をオン・オフするスイッチング素子である。
電気泳動マイクロカプセル214には、共通電極212と画素電極217の電位差に相当
する電圧が印加される。白色粒子215は負に帯電しており、共通電極212と画素電極
217の電位差に応じて共通電極212側または画素電極217側に移動する。白色粒子
215が共通電極212側に移動すると、白が表示される。白色粒子215が画素電極2
17側に移動すると、黒が表示される。このように、EPD210は、コレステリック液
晶層223が反射する波長と異なる波長の色を表示する。
対象となる主たるコンテンツを表示する。この例では、「あいうえおかきくけこさしすせ
そたちつてとなにぬねの」という文字が表示されている。文字は黒色で、文字以外の背景
は白で表示される。Ch−LCD220は、これらの色とは異なる色、この例では赤で、
線、四角形、円その他の図形を表示する。マーカーMは、文字に重ねて表示される四角形
である。下線Uは、文字の下に表示される線である。これらの図形以外の部分は透明であ
り、表示体200を上から見るとEPD210に表示された画像が見える。ユーザから見
ると、特定の文字にマーカーや下線が付された画像が見える。
続いて、表示制御部100の動作について説明する。以下、カラー表示を行う場合(例
1)、カラー表示を行わず高画質化を図る場合(例2)、カラー表示を行わず低消費電力
化を図る場合(例3)について説明する。
図7は、例1における制御信号の切り替えタイミングを示す図である。図8は、例1に
おける表示制御部100の動作を示すフローチャートである。図8のフローは、例えば、
カラー表示を行うことを示す、画面の描き換え指示が入力されたことを契機として開始さ
れる。
(以下この処理を「F配向駆動」という)制御信号を出力するように、Ch−LCD駆動
部120を制御する。Ch−LCD駆動部120は、CPU130に従って制御信号を出
力する。
ステップS101において、CPU130は、所定の時間T11待機する。この間、C
h−LCD駆動部120は、F配向駆動する制御信号を出力する。こうしてコレステリッ
ク液晶分子がF配向になることにより、ユーザはEPD210において描き換えられる画
像を見ることができる。
以下この処理を「黒リセット駆動」という)制御信号を出力するように、EPD駆動部1
10を制御する。EPD駆動部110は、CPU130に従って制御信号を出力する。す
なわち、ステップS101の時間T11は、F配向駆動を開始するタイミングと黒リセッ
ト駆動を開始するタイミングとの差を示す。
ステップS103において、CPU130は、所定の時間T12待機する。この間、E
PD駆動部110は、EPD210を黒リセット駆動する制御信号を出力する。また、こ
の間も、Ch−LCD駆動部120は、F配向駆動する制御信号を出力する。すなわち、
Ch−LCD220は、時間T11+T12の間、F配向駆動される。
制御信号を出力するように、Ch−LCD駆動部120を制御する。
ステップS105において、CPU130は、所定の時間T13待機する。この間、C
h−LCD駆動部120は、Ch−LCD220の表示を描き換える制御信号を出力する
。また、この間も、EPD駆動部110は、EPD210を黒リセット駆動する制御信号
を出力する。すなわち、EPD210は、時間T12+T13の間、黒リセット駆動され
る。
以下この処理を「白リセット駆動」という)制御信号を出力するように、EPD駆動部1
10を制御する。EPD駆動部110は、CPU130に従って制御信号を出力する。
ステップS107において、CPU130は、所定の時間T14待機する。この間、E
PD駆動部110は、EPD210を白リセット駆動する制御信号を出力する。また、こ
の間も、Ch−LCD駆動部120は、Ch−LCD220の表示を描き換える制御信号
を出力する。
号を出力するように、EPD駆動部110を制御する。EPD駆動部110は、CPU1
30に従って制御信号を出力する。
ステップS109において、CPU130は、所定の時間T15待機する。この間、E
PD駆動部110は、EPD210の表示を描き換える制御信号を出力する。時間T15
が経過すると、CPU130は、EPD210への電力供給を停止するように、EPD駆
動部110を制御する。以降、EPD210は、電力の供給なしに表示を維持する。また
、この間も、Ch−LCD駆動部120は、Ch−LCD220の表示を描き換える制御
信号を出力する。
Ch−LCD駆動部120は、Ch−LCD220の表示を描き換える制御信号を出力す
る。すなわち、Ch−LCD220は、時間T13+T14+T15+T16の間、描き
換えが行われる。
の切り替えタイミングが一致しないように、すなわち印加電圧の切り替えタイミングが異
なるように、EPD210およびCh−LCD220が制御される。これによりシステム
のピーク電力が下がる(ピーク電力の上昇が抑制される)ので、バッテリ等の電源の内部
抵抗による電圧降下が低減される。すなわち、バッテリがより長持ちするようになる。
図9は、例2における制御信号の切り替えタイミングを示す図である。図10は、例2
における表示制御部100の動作を示すフローチャートである。図10のフローは、例え
ば、カラー表示を行わず高画質化を行うことを示す、画面の描き換え指示が入力されたこ
とを契機として開始される。
うにCh−LCD駆動部120を制御する。Ch−LCD駆動部120は、CPU130
に従って制御信号を出力する。
ステップS201において、CPU130は、所定の時間T21待機する。この間、C
h−LCD駆動部120は、F配向駆動する制御信号を出力する。
に、EPD駆動部110を制御する。EPD駆動部110は、CPU130に従って制御
信号を出力する。
ステップS203において、CPU130は、所定の時間T22待機する。この間、E
PD駆動部110は、EPD210を黒リセット駆動する制御信号を出力する。また、こ
の間も、Ch−LCD駆動部120は、F配向駆動する制御信号を出力する。
に、EPD駆動部110を制御する。EPD駆動部110は、CPU130に従って制御
信号を出力する。
ステップS205において、CPU130は、所定の時間T23待機する。この間、E
PD駆動部110は、EPD210を白リセット駆動する制御信号を出力する。また、こ
の間も、Ch−LCD駆動部120は、F配向駆動する制御信号を出力する。
号を出力するように、EPD駆動部110を制御する。EPD駆動部110は、CPU1
30に従って制御信号を出力する。
ステップS207において、CPU130は、所定の時間T24待機する。この間、E
PD駆動部110は、EPD210の表示を描き換える制御信号を出力する。時間T24
が経過すると、CPU130は、EPD210への電力供給を停止するように、EPD駆
動部110を制御する。以降、EPD210は、電力の供給なしに表示を維持する。また
、この間も、Ch−LCD駆動部120は、F配向駆動する制御信号を出力する。すなわ
ち、Ch−LCD220は、時間T21+T22+T23+T24の間、F配向駆動され
る。
(以下この処理を「H配向駆動」という)制御信号を出力するように、Ch−LCD駆動
部120を制御する。Ch−LCD駆動部120は、CPU130に従って制御信号を出
力する。
ステップS209において、CPU130は、所定の時間T25待機する。この間、C
h−LCD駆動部120は、H配向駆動する制御信号を出力する。時間T25が経過する
と、CPU130は、Ch−LCD220への電力供給を停止するように、Ch−LCD
駆動部120を制御する。以降、Ch−LCD220は、電力の供給なしに表示を維持す
る。
は、コレステリック液晶分子をH配向にする制御信号がCh−LCD220に供給される
。H配向はF配向よりも透過率が高いので、EPD210の描き換え後、所定期間は、C
h−LCD220はより透過率の高い、すなわちより透明な状態になる。これにより、ユ
ーザは、EPD210の画像をより明確に認識することができる。また、Ch−LCD2
20への電力の供給は必要なときのみ行われるので、消費電力の上昇が抑えられる。
図11は、例3における制御信号の切り替えタイミングを示す図である。図12は、例
2における表示制御部100の動作を示すフローチャートである。図12のフローは、例
えば、カラー表示を行わず低消費電力化を行うことを示す、画面の描き換え指示が入力さ
れたことを契機として開始される。
なわち、ステップS300−S306の処理は、図10のステップS200−S206の
処理と同様に行われる。ステップS307において、所定の時間T24待機する。この間
、EPD駆動部110は、EPD210の表示を描き換える制御信号を出力する。また、
この間、Ch−LCD駆動部120は、F配向駆動する制御信号を出力する。時間T24
が経過すると、CPU130は、EPD210およびCh−LCD220への電力供給を
停止するように、EPD駆動部110およびCh−LCD駆動部120を制御する。以降
、EPD210およびCh−LCD220は、電力の供給なしに表示を維持する。
は、コレステリック液晶分子をH配向以外の配向であるF配向にする制御信号がCh−L
CD220に供給される。F配向はH配向よりも透過率が低いが、消費電力は低いので、
消費電力はより低減される。
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。実
施形態と共通する要素については共通の参照符号が用いられる。また、以下で説明する変
形例のうち2つ以上のものが組み合わせて用いられてもよい。
御する機能はCPU130が有していた。しかし、CPU130以外の制御装置がこの機
能を有していてもよい。例えば、EPD駆動部110およびCh−LCD駆動部120を
制御する機能に特化した制御装置を設け、この制御装置を用いてもよい。
しかし第1の表示体はEPDに限定されるものではない。エレクトロクロミックディスプ
レイ・回転ボールディスプレイ・その他の記憶性表示体が用いられてもよい(ただしコレ
ステリック液晶を用いたものを除く)。
定されない。どのような色が用いられてもよい。
セット駆動、白リセット駆動、描き換えなどの駆動段階を切り換えるタイミング)は、図
7−図12に示すものに限定されない。例えば図7の例では、Ch−LCD220の描き
換え時間がEPD210の描き換え時間よりも長いが、Ch−LCD220の描き換え時
間の方が短くてもよい。また、Ch−LCD220への電力供給を停止するタイミングが
EPD210への電力供給を停止するタイミングよりも後であるが、Ch−LCD220
への電力供給を停止するタイミングの方が先であってもよい。その他のタイミング、およ
びその他の例についても同様である。要は、EPD駆動部110が出力する制御信号を切
り換えるタイミングとCh−LCD駆動部120が出力する制御信号を切り換えるタイミ
ングとが、所定の関係を満たしていればよい。すなわち、Ch−LCD駆動部120が出
力する制御信号を切り換えるタイミングは、EPD駆動部110が出力する制御信号を切
り換えるタイミングに基づいて定められていればよい。
を有していてもよい。この表示体によれば、例えば赤と黄の2色でマーカーや下線を付け
ることができる。
に主たるコンテンツを表示し、Ch−LCD220にはマーカーや下線などの書き込みを
表示させるという用途に限っていえば、Ch−LCD220の解像度はEPD210の解
像度よりも低くてもよい。Ch−LCD220を低解像度にすることにより、表示描き換
えがより高速化される。
D駆動部、130…CPU、200…表示体、210…EPD、211…ガラス基板、2
12…共通電極、213…バインダ、214…電気泳動マイクロカプセル、215…白色
粒子、216…黒色粒子、217…画素電極、218…TFT基板、220…Ch−LC
D、221…ガラス基板、222…データ電極、223…コレステリック液晶層、224
…走査電極、225…ガラス基板
Claims (3)
- コレステリック液晶とは異なる素材を用いて所定波長の色を表示する記憶性表示素子を有する第1の表示体に対し、前記第1の表示体の表示の制御に用いられ、所定の制御タイミングで電圧値が切り替わる第1の信号を出力する第1の制御手段と、
前記第1の表示体の上に配置され、コレステリック液晶分子を有し、前記コレステリック液晶分子が所定の配向状態にあるときに前記所定波長と異なる波長の光を反射する液晶層を有する第2の表示体に対し、前記制御タイミングに基づいて定められるタイミングで、前記コレステリック液晶分子の配向状態を変化させる電圧値を有する第2の信号を出力する第2の制御手段と
を有し、
前記第2の制御手段が、前記制御タイミングの後所定時間は前記コレステリック液晶分子の配向状態をホメオトロピック配向にする電圧値を有する信号を出力し、前記所定時間の経過後は前記コレステリック液晶分子の配向状態をフォーカルコニック配向にする電圧値を有する信号を出力する表示制御装置。 - 前記第2の制御手段が、前記制御タイミングと一致しないタイミングで、前記第2の信号の電圧値を切り換える
ことを特徴とする請求項1に記載の表示制御装置。 - 前記記憶性表示素子が電気泳動表示素子であり、
前記制御タイミングは、前記第1の信号の電圧値が、前記第1の表示体の全面を前記所定の色に変化させるリセット電圧に切り替わるタイミングであり、
前記第2の制御手段は、前記制御タイミング後、前記第1の信号の電圧値が前記リセット電圧である間は、前記コレステリック液晶分子の配向状態をホメオトロピック配向以外の配向にする信号を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の表示制御装置。
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