JP5759686B2

JP5759686B2 - 表示装置

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Publication number: JP5759686B2
Application number: JP2010167888A
Authority: JP
Inventors: 厚宮口
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2009-08-06
Filing date: 2010-07-27
Publication date: 2015-08-05
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Description

技術分野は、電子書籍に関する。

近年電子ペーパー（デジタルペーパー、またはペーパーライクディスプレイともいわれる）が注目され、一部実用化されている。電子ペーパーが最終的に目指す形は、紙のように薄く且つ視認性がよく、そして書き換え可能であり電源を切断しても表示が保持される形態である。

電子ペーパー技術の中で、電場によって微粒子を運動または回転を促す現象を利用して画像の表示を行う方式を、電気泳動方式という。電気泳動方式を用いた電子ペーパー（以下、電気泳動方式表示装置という）については特許文献１に開示がなされている。

特開２００３−３３７３５３号公報

電気泳動方式表示装置は、自発光型の表示装置とは異なり、外部光の反射を利用することにより、表示の視認を可能にしている。そのため照度の小さい室内等では、視認性が著しく低下してしまう。電気泳動方式表示装置で視認性の向上を図るには、照明、フロントライト等による外部光が必要となる。電気泳動方式表示装置は、フロントライト等による視認性の向上を図る構成とすることで、装置の大型化、コストの増大を招くといった問題がある。照明による外部光が期待できない屋外では、視認性の向上が見込めないといった問題がある。

また照度の大きい晴天時の屋外等では、電気泳動方式表示装置からの外部光の反射が大きい。そのため、長時間の視聴による目の疲れが懸念される。外部光の反射を抑え目の疲れの緩和を図るには、外部光を遮る必要がある。周りに建造物等がない場所においては、外部光の遮断が見込めないといった問題がある。

そこで、本発明の一態様は、装置の大型化、コストの増大を招くことなく、視認性の向上を計ることを課題の一とする。また、本発明の一態様は、外部光の反射が大きい場合、外部光を遮ることなく、視認性の向上を図ることを課題の一とする。

本発明の一態様は、各画素の画素回路によって制御される電気泳動方式表示素子と、照度センサと、を具備する表示パネルと、照度センサで検出した照度に応じて、電気泳動方式表示素子による画像の階調表示を行うための画像信号を補正する回路を含む表示制御部と、を有する電子書籍である。

本発明の一態様は、各画素の画素回路によって制御される電気泳動方式表示素子と、照度センサと、を具備する表示パネルと、階調補正回路と、演算回路と、画像信号発生回路と、を有する表示制御部と、を有し、照度センサで検出した照度に応じて、演算回路に制御される階調補正回路は、電気泳動方式表示素子による画像の階調表示を行うための、画像信号発生回路に入力する画像信号の階調数を補正する回路である電子書籍である。

本発明の一態様は、各画素の画素回路によって制御される電気泳動方式表示素子と、照度センサと、を具備する表示パネルと、照度センサで検出した照度に応じて、電気泳動方式表示素子で表示する文字を拡大して表示するよう画像信号を補正する回路、及び画像の階調表示を行うための画像信号を補正する回路、を含む表示制御部と、を有する電子書籍である。

本発明の一態様は、各画素の画素回路によって制御される電気泳動方式表示素子と、照度センサと、を具備する表示パネルと、階調補正回路と、演算回路と、文字拡大回路と、画像信号発生回路と、を有する表示制御部と、を有し、照度センサで検出した照度に応じて、演算回路に制御される文字拡大回路は、電気泳動方式表示素子で表示する文字を拡大して表示するよう、画像信号発生回路に入力する画像信号を補正する回路であり、照度センサで検出した照度に応じて、演算回路に制御される階調補正回路は、電気泳動方式表示素子による画像の階調表示を行うための、画像信号発生回路に入力する画像信号の階調数を補正する回路である電子書籍である。

本発明の一態様において、表示制御部は、記憶部、データ入出力部、操作部、及び給電部を有する電子書籍でもよい。

本発明の一態様において、画像信号の階調数の補正は、画像信号の階調の白黒反転または黒白反転を行う処理である電子書籍でもよい。

本発明の一態様は、白地と黒地とでは外部光の反射率が異なることにより、照度の大小に応じてコントラストが変化する場合にでも、装置の大型化、コストの増大を招くことなく、視認性を確保することができる。また本発明の一態様は、画像を白黒反転させる等、表示部に入力する信号の補正によって実現することができる。そのため、大きな設計変更（フロントライトの設置、外部光の遮断等）を伴うことなく視認性の向上を図ることができる。

本発明の一態様について説明するためのブロック図。本発明の一態様について説明するための模式図。本発明の一態様について説明するためのフローチャート図。本発明の一態様について説明するためのブロック図。本発明の一態様について説明するための模式図。本発明の一態様について説明するためのフローチャート図。本発明の一態様について説明するための断面図。本発明の一態様について説明するための断面図。

以下、実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定されず、本明細書等において開示する発明の趣旨から逸脱することなく形態および詳細を様々に変更し得ることは当業者にとって自明である。また、異なる実施の形態に係る構成は、適宜組み合わせて実施することが可能である。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を用い、その繰り返しの説明は省略する。

なお、各実施の形態の図面等において示す各構成の、大きさ、層の厚さ、又は領域は、明瞭化のために誇張されて表記している場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。

なお、本明細書にて用いる「第１」、「第２」、「第３」等などの用語は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する。

（実施の形態１）
図１乃至図３を参照して、本実施の形態で開示する構成の概略について説明する。

図１に本実施の形態で説明する電子書籍のブロック図を示す。図１に示す電子書籍１０は、表示パネル１００と、表示制御部１０１を有する。

なお、表示パネル１００は可撓性を有する基板を用いて形成してもよい。表示パネル１００を、可撓性を有する基板で形成することで、紙の書籍との相違点による違和感を低減することができる。また電子書籍１０は、表示パネル１００内に駆動回路を含む構成であってもよい。表示パネル１００内に表示を行うための駆動回路を設ける構成とすることにより、電子書籍１０の小型化、及び低コスト化を図ることができる。なお電子書籍１０は、外部から表示パネル１００を駆動するための信号を入力する構成としてもよい。また電子書籍１０は、表示パネル１００または表示制御部１０１を複数具備する構成であってもよい。

表示パネル１００は表示部１０２を有し、表示部１０２に複数の画素１０３を具備する。複数の画素１０３には、電気泳動方式表示素子（電気泳動素子ともいう）を制御するための画素回路１０４が設けられる。画素回路１０４は薄膜トランジスタ等で形成される。画素回路１０４を薄膜トランジスタで形成することで、ガラス基板等の安価な基板を用いた低温プロセスによる低コスト化が図れる。また、表示部１０２は照度センサ１０５（光センサともいう）を有する。

なお電気泳動方式表示素子は、電気泳動をする素子に限らず、粒子移動、粒子回転、相変化のような現象に応じて、表示を行う素子のことをいう。例えば、電気泳動方式表示素子として、マイクロカプセル型電気泳動素子、水平移動型電気泳動素子、垂直移動型電気泳動素子、球状ツイストボール型表示素子、磁気ツイストボール等を用いることができる。電気泳動方式表示素子は、高反射率、広視野角、メモリ性を有することによる低消費電力化などの利点を有する。

照度センサ１０５は、表示パネル１００周辺の照度の大きさを検知する機能を有する。そのため、照度センサ１０５は、フォトダイオード等の光電変換素子を用いて構成すればよい。また、照度センサ１０５を複数具備する構成としてもよい。複数の照度センサで照度の大きさを検知し、複数の照度センサの照度の大きさの平均値をとることにより、表示パネル１００周辺の照度の大きさを正確に検知することができるため好適である。

なお照度センサ１０５は、画素回路１０４が有する薄膜トランジスタが形成される基板上に、フォトダイオードまたはフォトトランジスタとして、共に形成することができる。薄膜トランジスタが形成される基板上に、フォトダイオードまたはフォトトランジスタを形成することで電子書籍の低コスト化を図ることが出来る。

表示制御部１０１は、演算回路１０６（ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ−ＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）ともいう）、記憶部１０７、データ入出力部１０８、操作部１０９、給電部１１０、階調補正回路１１１、画像信号発生回路１１２を有し、各構成はインターフェース等を介して接続されている。なおデータ入出力部１０８は、外部機器とのデータの送受信を行うためのアンテナを具備する構成であってもよい。

データ入出力部１０８は、アンテナで受信したデータ、または記録媒体に記憶されたデータを、記憶部１０７に転送する機能を有する。記憶部１０７は、インターフェース等を介して転送されるデータ入出力部１０８からの画像信号に関するデータが記憶される。また記憶部１０７は、照度センサ１０５、給電部１１０、操作部１０９等からの信号に基づいて、階調補正回路１１１を制御するための処理を演算回路１０６で演算するためのプログラム、が記憶される。一例としては、記憶部１０７は、画像信号に関するデータ、及び演算回路１０６で演算するためのプログラム等を記憶するために、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）で構成されるものである。

操作部１０９は、タッチパネル及び／または可動部を操作できる操作ボタン等を介したユーザによる操作を符号化し、演算回路１０６に転送する機能を有する。また、給電部１１０は、無線、または有線による電力の給電、または電池、コンデンサ等の蓄電手段による、表示パネル１００の各回路への電力の給電を行う機能を有する。

階調補正回路１１１は、表示部１０２において画像の階調表示を行うための、画像信号発生回路１１２に入力する画像信号の階調数の補正を、演算回路１０６の制御に応じて行う機能を有する。階調補正回路１１１での画像信号の階調数の補正としては、一例として白黒の２階調の画像信号を考える際、白表示を行う画素に供給するための画像信号を黒表示の画像信号とする補正、また黒表示を行う画素に供給するための画像信号を白表示の画像信号とする補正、を行うための回路である。なお階調補正回路１１１が、多階調の画像信号の階調数を補正することを考える際には、例えば階調数を反転する補正を行えばよい。また多階調の場合は、階調数を低下させた後に、階調数を反転する補正をおこなってもよい。

画像信号発生回路１１２は、演算回路１０６の制御に応じて階調補正回路１１１で補正された画像信号に基づき、表示パネル１００の表示を行うためのクロック信号、スタートパルス、及び画像信号等を供給するための回路である。なお、画像信号発生回路１１２は、駆動回路を内蔵し、画素回路１０４を駆動するための信号を供給するものであってもよい。この場合、信号線駆動回路、走査線駆動回路である駆動回路は、表示制御部内に設けられる構成でもよい。

次いで、表示部１０２の画素１０３が具備する画素回路１０４によって制御される電気泳動素子の構成について図２（Ａ）に示し、図２（Ｂ）、（Ｃ）に本実施の形態の電子書籍が動作することで得られる状態について一例を示し、その効果について説明する。

図２（Ａ）は、電気泳動方式表示素子を電極間に挟持させた際の断面図である。図２（Ａ）の断面図において、電極２０４、電極２０５の一対の電極間に、正に帯電させた白い微粒子２０２及び負に帯電させた黒い微粒子２０３をマイクロカプセル２０１内に充填した電気泳動方式表示素子（マイクロカプセル型電気泳動素子）の断面図である。

マイクロカプセル型電気泳動素子は、直径１０μｍ〜２００μｍ程度のマイクロカプセル２０１の中に封入された透明な液体と、正に帯電した白い微粒子２０２と負に帯電した黒い微粒子２０３とによって表示を行う。マイクロカプセル２０１を挟持する電極２０４、電極２０５により電場を与えると、白い微粒子と、黒い微粒子が逆の方向に移動する。白い微粒子２０２は黒い微粒子２０３に比べ外光の反射率が高く、外光の反射量を可変することで、白または黒を表示することができる（図中、左側が白表示、右側が黒表示）。

電気泳動方式表示素子は、液晶素子に比べて外光の反射率が高いため、薄暗い場所でも表示部を認識することが可能である。しかしながら、照明を点灯しない室内、または夜間の屋外等の暗い場所では、表示部の視認性は極端に低下することとなる。特に、表示部の画素にて黒階調を表示するための画像信号（黒階調信号）が、白階調を表示するための画像信号（白階調信号）より多くを占める場合、表示部の視認性が低下するものとなる。そのため白黒の２階調の画像の場合、照度センサ１０５により外光による照度の大きさについて取得した上で、階調補正回路にて黒階調信号を白階調信号と反転させる（白黒反転）処理を行い、表示部の表示を行うことで、視認性の向上を図ることが出来る。すなわち、図２（Ｂ）に示すように、白地の表示部２１１に黒字の文字２１２が表示されることとなる。なお電子書籍であれば、白黒表示での文字情報の表示が主であるため、白黒反転に伴う元のデータとの違和感はあまりないため問題ない。また、モノクロの多階調表示であっても、階調反転させることで、同様の効果を得ることができる。

また、照度の大きい晴天の屋外での電気泳動方式表示素子を具備する表示部は、電気泳動方式表示素子に照射される外光の反射率が高いために、白黒のコントラストが視認しづらくなるといったこともある。特に、表示部の画素にて白階調信号が、黒階調信号より多くを占める場合、表示部の視認性が低下するものとなる。そのため、照度センサ１０５により外光による照度の大きさについて取得した上で、階調補正回路にて白階調信号を黒階調信号と反転させる（黒白反転）処理を行い、表示部の表示を行うことで、視認性の向上を図ることが出来る。すなわち、図２（Ｃ）に示すように、黒地の表示部２１３に白字の文字２１４が表示されることとなる。なお電子書籍であれば、白黒表示での文字の表示が主であるため、黒白反転に伴う元のデータとの違和感はあまりないため問題ない。また、モノクロの多階調表示であっても、階調反転させることで、同様の効果を得ることができる。

なおこの原理を応用した電気泳動方式表示素子を具備する表示装置は、電子ペーパーとも呼ぶこともある。マイクロカプセル型電気泳動素子は、電源を切っても表示が可能な不揮発性を有しており、低消費電力化を図る上で有効である。なおマイクロカプセル２０１の周囲は樹脂等の充填材で充填されている。また電極２０４または電極２０５は、画素電極に相当するものとなる。また、マイクロカプセル型電気泳動素子の代わりに、ツイストボール表示方式の電気泳動方式表示素子を用いることも可能である。ツイストボール表示方式とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を一対の電極の間に配置し、電極間に電位差を生じさせての球形粒子の向きを制御することにより、表示を行う方法である。

次に図１に示す電子書籍１０の動作についてフローチャートの一例を図３に示し説明する。まず照度センサ１０５によって表示部１０２の照度を取得する（図３中、ステップ３０１）。次いで、演算回路１０６で照度の大きさが基準値以下であるか否かを判定する（図３中、ステップ３０２）。なお照度の基準値については、任意に設定すればよく、例えば日本工業規格の照度基準（ＪＩＳＺ９１１０−１９７９参照）に沿った環境設定の照度以下である場合に、画像信号を補正する処理を行うように設定すればよい。なお、照度が細かく変化するような環境下では、頻繁に画像信号の補正処理をするか否かの判定を繰り返すことになり、かえって視認性の低下につながることもありえる。そのため、予め所定の照度の間を繰り返すような照度の環境にいる場合には、いずれか一つのモードとなるようにすることが好ましい。ステップ３０２で照度の大きさが基準値（第１の基準値、暗所基準値ともいう）以下の場合、演算回路１０６は、一画面内の画素に入力する画像信号の階調値について、白階調信号より黒階調信号が多いか否かを判定する（図３中、ステップ３０３）。なおステップ３０３では、一画面内の画素に入力する画像信号の階調値についてのヒストグラムを算出し、基準となる所定のしきい値曲線との比較することで白階調信号と黒階調信号との頻度に関する判定を行ってもよい。一画面内の画素に入力する画像信号の階調値についてのヒストグラムを用いてステップ３０３での判定を行うことで、白階調信号と黒階調信号との頻度に関する判定に関し、白階調信号と黒階調信号の頻度に限らない自由度の高い判定を行うことができる。ステップ３０３で白階調信号より黒階調信号が多い判定の場合、階調補正回路１１１にて画像信号の白黒反転の補正処理を行う（図３中、ステップ３０４）。またステップ３０３で白階調信号より黒階調信号が少ない判定の場合、階調補正回路１１１にて画像信号の白黒反転の補正処理を行わない（図３中、ステップ３０５）。次いで画像信号発生回路１１２において、階調補正回路１１１で補正処理された、またはされなかった画像信号を表示部で表示を行うための信号に変換して出力することとなる（図３中、ステップ３０６）。また、ステップ３０２で照度の大きさが基準値以下の場合、次いで演算回路１０６で照度の大きさが基準値（第２の基準値、明所基準値ともいう）以上であるか否かを判定する（図３中、ステップ３０７）。照度の大きさが基準値以上であるか否かの判定は、頻繁な補正処理とならないよう、照度が極端に大きい場合に行うように設定することが好ましい。ステップ３０７で照度の大きさが基準値以上の場合、演算回路１０６は、画像信号において、黒階調信号より白階調信号が多いか否かを判定する（図３中、ステップ３０８）。なおステップ３０８では、ステップ３０３と同様に、一画面内の画素に入力する画像信号の階調値についてのヒストグラムを算出し、基準となる所定のしきい値曲線との比較することで白階調信号と黒階調信号との頻度に関する判定を行ってもよい。一画面内の画素に入力する画像信号の階調値についてのヒストグラムを用いてステップ３０８での判定を行うことで、白階調信号と黒階調信号との頻度に関する判定に関し、白階調信号と黒階調信号の頻度に限らない自由度の高い判定を行うことができる。ステップ３０８で黒階調信号より白階調信号が多い判定の場合、階調補正回路１１１にて画像信号の黒白反転の補正処理を行う（図３中、ステップ３０９）。また、ステップ３０７で照度の大きさが基準値以下、ステップ３０８で黒階調信号より白階調信号が少ない判定の場合、階調補正回路１１１にて画像信号の黒白反転の補正処理を行わない（図３中、ステップ３１０）。次いでステップ３０９またはステップ３１０を経てステップ３０６となる。

以上説明したように、白地と黒地とでは外部光の反射率が異なることにより、照度の大小に応じてコントラストが変化する場合にでも、視認性を確保することができる。

なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせ又は置き換えを行うことができる。

（実施の形態２）
図４乃至図６を参照して、上記実施の形態とは異なる、構成の概略について説明する。なお、上記実施の形態１で述べた電子書籍に関する構成と重複する箇所については、上記実施の形態１の記載を援用し、説明を省略するものとする。

図４に本実施の形態で説明する電子書籍のブロック図を示す。図４に示す電子書籍２０は、表示パネル１００と、表示制御部１０１を有する。

なお、表示パネル１００に関する説明は、上記実施の形態１の説明と同様であり、表示パネル１００内に表示部１０２、複数の画素１０３、画素回路１０４、照度センサ１０５を有する。

表示制御部１０１は、上記実施の形態１と同様に、演算回路１０６、記憶部１０７、データ入出力部１０８、操作部１０９、給電部１１０、画像信号発生回路１１２を有し、各構成はインターフェース等を介して接続されている。本実施の形態が、実施の形態１と異なる点は、階調補正回路１１１に加えて文字拡大回路４０２を加えた画像信号補正回路４０１とした点にある。なお、文字拡大回路４０２は、図５（Ａ）に示すように、外部光が暗い場合、白地の表示部２１１に黒字の文字５１１を拡大する処理を行うための回路である。文字拡大回路４０２は、図５（Ｂ）に示すように、外部光が明るい場合、黒地の表示部２１３に白字の文字５１２を拡大する処理を行ってもよい。

次に図４に示す電子書籍２０の動作にについてフローチャートの一例を図６に示し説明する。まず照度センサ１０５によって表示部１０２の照度を取得する（図６中、ステップ３０１）。次いで、演算回路１０６で照度の大きさが基準値以下であるか否かを判定する（図６中、ステップ３０２）。なお照度の基準値については、任意に設定すればよく、例えば日本工業規格の照度基準（ＪＩＳＺ９１１０−１９７９参照）に沿った照度以下である場合に、画像信号を補正する処理を行うように設定すればよい。ステップ３０２で照度の大きさが基準値（第１の基準値、暗所基準値ともいう）以下の場合、演算回路１０６は、一画面内の画素に入力する画像信号の階調値について、白階調信号より黒階調信号が多いか否かを判定する（図６中、ステップ３０３）。なおステップ３０３では、一画面内の画素に入力する画像信号の階調値についてのヒストグラムを算出し、基準となる所定のしきい値曲線との比較することで白階調信号と黒階調信号との頻度に関する判定を行ってもよい。一画面内の画素に入力する画像信号の階調値についてのヒストグラムを用いてステップ３０３での判定を行うことで、白階調信号と黒階調信号との頻度に関する判定に関し、白階調信号と黒階調信号の頻度に限らない自由度の高い判定を行うことができる。ステップ３０３で白階調信号より黒階調信号が多い判定の場合、階調補正回路１１１にて画像信号の白黒反転の補正処理を行う（図６中、ステップ３０４）。またステップ３０３で白階調信号より黒階調信号が少ない判定の場合、階調補正回路１１１にて画像信号の白黒反転の補正処理を行わない（図６中、ステップ３０５）。次いで画像信号発生回路１１２において、階調補正回路１１１で補正処理された、またはされなかった画像信号を表示部で表示を行うための信号に変換して出力することとなる（図６中、ステップ３０６）。また、ステップ３０２で照度の大きさが基準値以下の場合、次いで演算回路１０６で照度の大きさが基準値（第２の基準値、明所基準値ともいう）以上であるか否かを判定する（図６中、ステップ３０７）。照度の大きさが基準値以上であるか否かの判定は、頻繁な補正処理とならないよう、照度が極端に大きい場合に行うように設定することが好ましい。ステップ３０７で照度の大きさが基準値以上の場合、演算回路１０６は、画像信号において、黒階調信号より白階調信号が多いか否かを判定する（図６中、ステップ３０８）。なおステップ３０８では、ステップ３０３と同様に、一画面内の画素に入力する画像信号の階調値についてのヒストグラムを算出し、基準となる所定のしきい値曲線との比較することで白階調信号と黒階調信号との頻度に関する判定を行ってもよい。一画面内の画素に入力する画像信号の階調値についてのヒストグラムを用いてステップ３０８での判定を行うことで、白階調信号と黒階調信号との頻度に関する判定に関し、白階調信号と黒階調信号の頻度に限らない自由度の高い判定を行うことができる。ステップ３０８で黒階調信号より白階調信号が多い判定の場合、階調補正回路１１１にて画像信号の黒白反転の補正処理を行う（図６中、ステップ３０９）。また、ステップ３０７で照度の大きさが基準値以下、ステップ３０８で黒階調信号より白階調信号が少ない判定の場合、階調補正回路１１１にて画像信号の黒白反転の補正処理を行わない（図６中、ステップ３１０）。次いでステップ３０９またはステップ３１０を経てステップ３０６となる。

なお本実施の形態では、上記実施の形態１と異なる処理として、図６に示すように、ステップ３０４とステップ３０６との間で、文字拡大回路４０２での画像信号での文字部分の拡大処理を行う（図６中、ステップ６０１）。当該ステップを付加することにより、外部光の照度に応じて文字の大きさを可変にする回路を付加することができ、より視認性を向上することができる。

以上説明したように、白地と黒地とでは外部光の反射率が異なることにより、照度の大小に応じてコントラストが変化する場合にでも、視認性を確保することができる。加えて本実施の形態の構成では、外部光の照度に応じて文字の大きさを可変にする回路を付加することができ、より視認性を向上することができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、電子書籍の表示パネルの一例を示す。表示パネルは、パッシブマトリクス型でもアクティブマトリクス型の表示方式であってもよい。

表示パネルとしては、電気泳動方式表示素子を具備する電気泳動方式表示装置を用いることができる。表示パネルは、表示素子が封止された状態にあるパネルであり、コネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄＢｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（ＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒＰａｃｋａｇｅ）が取り付けられ信号線駆動回路を含む外部回路と電気的に接続する。信号線駆動回路であるＩＣが、ＣＯＧ（ＣｈｉｐＯｎＧｌａｓｓ）方式により表示パネルに直接実装されてもよい。

表示パネルの一形態について、図７及び図８を用いて説明する。図７及び図８は、画素回路を有する表示部４３０１、フォトダイオードを有する照度センサ部４４０１、及び駆動回路を有する駆動回路部４３２１ａが設けられた素子基板４３３１にＦＰＣ４３２４が取り付けられた例であり、素子基板４３３１上に設けられた表示部４３０１、照度センサ部４４０１、及び駆動回路部４３２１ａは、シール材４００５によって封止基板４３３２で封止されている。

図７及び図８で示すように、素子基板４３３１上には接続端子電極４０１５及び端子電極４０１６を有しており、接続端子電極４０１５及び端子電極４０１６はＦＰＣ４３２４が有する端子と異方性導電膜４０１９を介して、電気的に接続されている。

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接続端子電極４０１５は、第１の電極層４０３０と同じ導電膜から形成され、端子電極４０１６は、薄膜トランジスタ４０１０、４０１１のソース電極層及びドレイン電極層、フォトダイオード４４０２の電極層と同じ導電膜で形成されている。なお、フォトダイオード４４０２の半導体層は、薄膜トランジスタ４０１０、４０１１の半導体層を共に形成される例について示している。薄膜トランジスタ４０１０、４０１１、及びフォトダイオード４４０２上には絶縁層４０２０、４０２１が設けられている。なお、絶縁膜４０２３は下地膜として機能する絶縁膜である。

薄膜トランジスタ４０１０、４０１１は、特に限定されず様々な薄膜トランジスタを適用することができる。図７及び図８では、薄膜トランジスタ４０１０、４０１１として、ボトムゲート構造の逆スタガ薄膜トランジスタを用いる例を示す。薄膜トランジスタ４０１０、４０１１はチャネルエッチ型を示すが、半導体層上にチャネル保護膜を設けたチャネル保護型の逆スタガ薄膜トランジスタを用いてもよい。

表示部４３０１に設けられた薄膜トランジスタ４０１０は表示素子と電気的に接続し、表示パネルを構成する。表示素子を駆動するための駆動方式としては、例えば、ツイストボール方式、マイクロカプセル方式、粉体系方式（トナーディスプレイとも呼ばれる）などが挙げられる。

図７（Ａ）の表示パネルは、ツイストボール方式を用いた電気泳動方式表示装置の例である。ツイストボール表示方式とは、白と黒に塗り分けられた球形粒子を表示素子に用いる電極層間に配置し、電極層間に電位差を生じさせての球形粒子の向きを制御することにより、表示を行う方法である。

薄膜トランジスタ４０１０と接続する第１の電極層４０３０と、封止基板４３３２に設けられた第２の電極層４０３１との間には黒色領域４６１５ａ及び白色領域４６１５ｂを有し、周りに液体で満たされているキャビティ４６１２を含む球形粒子４６１３が設けられており、球形粒子４６１３の周囲は樹脂等の充填材４６１４で充填されている。第２の電極層４０３１が共通電極（対向電極）に相当する。第２の電極層４０３１は、共通電位線と電気的に接続される。

また、ツイストボール方式の代わりに、マイクロカプセル方式を用いた電気泳動方式表示装置とすることも可能である。図７（Ｂ）は、表示素子として微粒子をマイクロカプセルに封入した表示素子を用いる例を図７（Ｂ）に示す。透明な液体４７１２と、第１の粒子として負に帯電した黒い微粒子４７１５ａと、第２の粒子として正に帯電した白い微粒子４７１５ｂとを封入した直径１０μｍ〜２００μｍ程度のマイクロカプセル４７１３を用いる。

第１の電極層４０３０と第２の電極層４０３１との間に設けられるマイクロカプセル４７１３は、第１の電極層４０３０と第２の電極層４０３１によって、電場が与えられると、白い微粒子４７１５ｂと、黒い微粒子４７１５ａが逆の方向に移動し、白または黒を表示することができる。

なお、第１の粒子および第２の粒子は染料を含み、電界がない場合において移動しないものである。また、第１の粒子および第２の粒子の色は異なるもの（無色を含む）とする。

上記マイクロカプセルを溶媒中に分散させたものが電子インクと呼ばれるものであり、この電子インクはガラス、プラスチック、布、紙などの表面に印刷することができる。また、カラーフィルタや色素を有する粒子を用いることによってカラー表示も可能である。

なお、マイクロカプセル中の第１の粒子および第２の粒子は、導電体材料、絶縁体材料、半導体材料、磁性材料、液晶材料、強誘電性材料、エレクトロルミネセント材料、エレクトロクロミック材料、磁気泳動材料から選ばれた一種の材料、またはこれらの複合材料を用いればよい。

また、粉体系方式として電子粉粒体（登録商標）を用いることも可能である。表示素子として電子粉粒体を用いる例を図８に示す。第１の電極層４０３０、第２の電極層４０３１、及びリブ４８１４に区切られた空間４８１２に、正に帯電した黒い粉粒体４８１５ａと負に帯電した白い粉粒体４８１５ｂとを充填する。なお空間４８１２は空気である。

第１の電極層４０３０と第２の電極層４０３１によって、電場が与えられると、黒い粉粒体４８１５ａと、白い粉粒体４８１５ｂが逆の方向に移動し、白または黒を表示することができる。粉粒体として赤、黄、青のようなカラー粉体を用いてもよい。

なお、図７（Ａ）、（Ｂ）において、素子基板４３３１、封止基板４３３２としては、透光性を有するプラスチックなどを用いることができる。プラスチックとしては、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをＰＶＦフィルムやポリエステルフィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。

絶縁層４０２０は薄膜トランジスタの保護膜として機能する。保護膜は、大気中に浮遊する有機物や金属物、水蒸気などの汚染不純物の侵入を防ぐためのものであり、緻密な膜が好ましい。保護膜は、スパッタ法を用いて、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、又は窒化酸化アルミニウム膜の単層、又は積層で形成すればよい。

また、平坦化絶縁膜として機能する絶縁層４０２１は、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、エポキシ等の、耐熱性を有する有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁層を形成してもよい。

絶縁層４０２０、絶縁層４０２１の形成法は、特に限定されず、その材料に応じて、スパッタ法、ＳＯＧ法、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法、スクリーン印刷、オフセット印刷等）、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター等を用いることができる。絶縁層を材料液を用いて形成する場合、ベークする工程で同時に、半導体層のアニール（２００℃〜４００℃）を行ってもよい。絶縁層の焼成工程と半導体層のアニールを兼ねることで効率よく表示パネルを作製することが可能となる。

表示パネルは光源又は表示素子からの光を透過させて表示を行う。よって光が透過する表示部に設けられる基板、他絶縁膜、導電膜などの薄膜はすべて可視光の波長領域の光に対して透光性とする。

表示素子に電圧を印加する第１の電極層４０３０及び第２の電極層４０３１においては、取り出す光の方向、電極層が設けられる場所、及び電極層のパターン構造によって透光性、反射性を選択すればよい。

第１の電極層４０３０、第２の電極層４０３１は、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す。）、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの透光性を有する導電性材料を用いることができる。

また、第１の電極層４０３０、第２の電極層４０３１はタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、又は複数種を用いて形成することができる。

また、第１の電極層４０３０、第２の電極層４０３１として、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンまたはその誘導体、若しくはこれらの２種以上の共重合体などがあげられる。

また、薄膜トランジスタは静電気などにより破壊されやすいため、駆動回路保護用の保護回路を設けることが好ましい。

本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。

１０電子書籍
２０電子書籍
１００表示パネル
１０１表示制御部
１０２表示部
１０３画素
１０４画素回路
１０５照度センサ
１０６演算回路
１０７記憶部
１０８データ入出力部
１０９操作部
１１０給電部
１１１階調補正回路
１１２画像信号発生回路
２０１マイクロカプセル
２０２微粒子
２０３微粒子
２０４電極
２０５電極
２１１表示部
２１２文字
２１３表示部
２１４文字
３０１ステップ
３０２ステップ
３０３ステップ
３０４ステップ
３０５ステップ
３０６ステップ
３０７ステップ
３０８ステップ
３０９ステップ
３１０ステップ
４０１画像信号補正回路
４０２文字拡大回路
５１１文字
５１２文字
４００５シール材
４０１０薄膜トランジスタ
４０１５接続端子電極
４０１６端子電極
４０１９異方性導電膜
４０２０絶縁層
４０２１絶縁層
４０２３絶縁膜
４０３０電極層
４０３１電極層
４３０１表示部
４３２４ＦＰＣ
４３３１素子基板
４３３２封止基板
４４０１照度センサ部
４４０２フォトダイオード
４６１２キャビティ
４６１３球形粒子
４６１４充填材
４７１２液体
４７１３マイクロカプセル
４８１２空間
４８１４リブ
４３２１ａ駆動回路部
４６１５ａ黒色領域
４６１５ｂ白色領域
４７１５ａ微粒子
４７１５ｂ微粒子
４８１５ａ粉粒体
４８１５ｂ粉粒体

Claims

各画素の画素回路によって制御される電気泳動方式表示素子と、
照度センサと、
表示制御部と、を有し、
前記表示制御部は、前記照度センサで検出した照度と、画像信号における階調値に関するヒストグラムの算出結果と、に応じて、前記電気泳動方式表示素子で表示する文字を拡大して表示するよう画像信号を補正する機能、及び画像の階調表示を行うための前記画像信号の階調値を補正する機能を有し、
前記照度が基準値以下、かつ、白階調信号よりも黒階調信号が多い場合、画像信号の白黒を反転し、
前記照度が基準値以上、かつ、黒階調信号よりも白階調信号が多い場合、画像信号の白黒を反転する機能を有する表示装置。
各画素の画素回路によって制御される電気泳動方式表示素子と、
照度センサと、
表示制御部と、を有し、
前記表示制御部は、前記照度センサで検出した照度と、画像信号における白階調信号及び黒階調信号の割合と、に応じて、前記電気泳動方式表示素子で表示する文字を拡大して表示するよう画像信号を補正する機能、及び画像の階調表示を行うための前記画像信号の階調値を補正する機能を有し、
前記照度が基準値以下、かつ、白階調信号よりも黒階調信号が多い場合、画像信号の白黒を反転し、
前記照度が基準値以上、かつ、黒階調信号よりも白階調信号が多い場合、画像信号の白黒を反転する機能を有する表示装置。
各画素の画素回路によって制御される電気泳動方式表示素子と、
照度センサと、
表示制御部と、を有し、
前記表示制御部は、階調補正回路と、演算回路と、文字拡大回路と、画像信号発生回路と、を有し、
前記演算回路は、前記照度センサで検出した照度と、画像信号における階調値に関するヒストグラムの算出結果と、に応じて、前記文字拡大回路と、前記階調補正回路と、を制御する機能を有し、
前記文字拡大回路は、前記電気泳動方式表示素子で表示する文字を拡大して表示するよう、前記画像信号発生回路に入力する画像信号を補正する機能を有し、
前記階調補正回路は、前記電気泳動方式表示素子による画像の階調表示を行うための、前記画像信号発生回路に入力する前記画像信号の階調値を補正する機能を有し、
前記照度が基準値以下、かつ、白階調信号よりも黒階調信号が多い場合、画像信号の白黒を反転し、
前記照度が基準値以上、かつ、黒階調信号よりも白階調信号が多い場合、画像信号の白黒を反転する機能を有する表示装置。
各画素の画素回路によって制御される電気泳動方式表示素子と、
照度センサと、
表示制御部と、を有し、
前記表示制御部は、階調補正回路と、演算回路と、文字拡大回路と、画像信号発生回路と、を有し、
前記演算回路は、前記照度センサで検出した照度と、画像信号における白階調信号及び黒階調信号の割合と、に応じて、前記文字拡大回路と、前記階調補正回路と、を制御する機能を有し、
前記文字拡大回路は、前記電気泳動方式表示素子で表示する文字を拡大して表示するよう、前記画像信号発生回路に入力する画像信号を補正する機能を有し、
前記階調補正回路は、前記電気泳動方式表示素子による画像の階調表示を行うための、前記画像信号発生回路に入力する前記画像信号の階調値を補正する機能を有し、
前記照度が基準値以下、かつ、白階調信号よりも黒階調信号が多い場合、画像信号の白黒を反転し、
前記照度が基準値以上、かつ、黒階調信号よりも白階調信号が多い場合、画像信号の白黒を反転する機能を有する表示装置。
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記画素回路が有するトランジスタと、前記照度センサが有する光電変換素子とは、同一基板上に設けられている表示装置。