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JP-2026077160-A - 電子ペーパー表示装置及びプログラム

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Abstract

【課題】環境温度が低い場合の表示品位が改善された電子ペーパー表示装置を提供する。 【解決手段】表示画像を電気的に書き換え可能であって、電力の供給がない場合でも表示画像の保持が可能な電子ペーパーユニットと、前記電子ペーパーユニットの周縁部に配置され、前記電子ペーパーユニットを加熱するための加熱ユニットと、を備える、電子ペーパー表示装置とする。 【選択図】図２

Inventors

  • 池田 輝来

Assignees

  • シャープディスプレイテクノロジー株式会社

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20241025

Claims (13)

  1. 表示画像を電気的に書き換え可能であって、電力の供給がない場合でも表示画像の保持が可能な電子ペーパーユニットと、 前記電子ペーパーユニットの周縁部に配置され、前記電子ペーパーユニットを加熱するための加熱ユニットと、 を備える、電子ペーパー表示装置。
  2. 前記加熱ユニットは、前記電子ペーパーユニットにおいて表示画像が表示される表示領域よりも外側に配置されている、 請求項１に記載の電子ペーパー表示装置。
  3. 前記電子ペーパーユニットに対して前記加熱ユニットを支持する支持フレームを備え、 前記支持フレームは、断熱材および遮熱材の少なくとも一方を含む、 請求項１に記載の電子ペーパー表示装置。
  4. 前記電子ペーパーユニットの表示面を覆う被覆層を備え、 前記加熱ユニットは、前記被覆層を介して前記電子ペーパーユニットを加熱するように構成されている、 請求項１に記載の電子ペーパー表示装置。
  5. 前記加熱ユニットの駆動を制御する制御部と、 温度センサと、 を備え、 前記制御部は、 前記温度センサが検知する環境温度が第１の閾値以下となった場合に前記加熱ユニットを駆動させ、 前記温度センサが検知する環境温度が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値以上となった場合に前記加熱ユニットの駆動を停止させる、 ように構成されている、 請求項１に記載の電子ペーパー表示装置。
  6. 前記加熱ユニットは、赤外線を発生させる赤外線源を備える、 請求項１に記載の電子ペーパー表示装置。
  7. 前記赤外線源は、赤外線発光ダイオードを含む、 請求項６に記載の電子ペーパー表示装置。
  8. 前記電子ペーパーユニットの表示面を覆う被覆層を備え、 前記被覆層は、赤外線を反射する赤外線反射層を含み、前記電子ペーパーユニットの表示面から前記加熱ユニットを介して離隔した位置に配置されている、 請求項６に記載の電子ペーパー表示装置。
  9. 前記被覆層は、白色光および赤外線の少なくとも一方を伝播する導光層を含む、 請求項４に記載の電子ペーパー表示装置。
  10. 白色光を発生する白色光源をさらに備え、 前記導光層は、前記白色光源が発生する白色光を前記電子ペーパーユニットの表示面に伝播するように構成されている、 請求項９に記載の電子ペーパー表示装置。
  11. 前記加熱ユニットとして、前記電子ペーパーユニットの表示面の側に配置された赤外線源を備え、 前記表示面に対して前記赤外線源よりも遠位に配置された白色光源と、 前記表示面を覆い、前記赤外線源から発生される赤外線を反射する赤外線反射層を含む第１の被覆層と、 前記表示面に対して前記第１の被覆層よりも遠位に配置され、前記表示面を覆い、前記白色光源から発生される白色光を伝播する導光層を含む第２の被覆層と、 をさらに備える、 請求項１に記載の電子ペーパー表示装置。
  12. 前記電子ペーパーユニットは、 透明電極を有する透明電極基材と、 画素に対応する複数の背面電極を有する背面電極基材と、 前記透明電極基材および前記背面電極基材の間に配置され、表示媒体を含む表示媒体層と、 を備え、 前記複数の背面電極は、薄膜トランジスタを備える、 請求項１に記載の電子ペーパー表示装置。
  13. 表示画像を電気的に書き換え可能であって、電力の供給がない場合でも表示画像の保持が可能な電子ペーパーユニットと、 前記電子ペーパーユニットの周縁部に配置され、前記電子ペーパーユニットを加熱するための加熱ユニットと、 温度センサと、 を備える電子ペーパー表示装置の動作をコンピュータによって制御するためのプログラムであって、 前記温度センサが検知する環境温度が第１の閾値以下となった場合に前記加熱ユニットを駆動させ、 前記温度センサが検知する環境温度が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値以上となった場合に前記加熱ユニットの駆動を停止させる、 プログラム。

Description

本技術は、電子ペーパー表示装置及びプログラムに関する。 電子ペーパーは、紙と同様に反射光を利用して表示を行う反射型の表示装置である（例えば、特許文献１，２参照）。この電子ペーパーは、情報を書き換える時のみ電力を消費し、電力の供給を停止した後も表示を維持することができるため、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置に比べて、消費電力が極めて少ないという特徴を有する。 特開２００８－２２４９００号公報特開２０１３－１９５４６０号公報 一実施形態に係る電子ペーパー表示装置の構成を模式的に示す平面図である。図１のＡ－Ａ線に沿う断面の一例である。図２のＢ－Ｂ線に沿う断面の一例である。一実施形態に係る電子ペーパーユニットの構成を模式的に示す断面図である。一実施形態に係る電子ペーパー表示装置の背面電極の構成を模式的に示す平面図である。他の実施形態に係る電子ペーパー表示装置の構成を模式的に示す断面図である。図６のＣ－Ｃ線に沿う断面の一例である。他の実施形態に係る電子ペーパー表示装置の構成を模式的に示す断面図である。他の実施形態に係る電子ペーパー表示装置の構成を模式的に示す断面図である。他の実施形態に係る電子ペーパー表示装置の構成を模式的に示す部分断面図である。一実施形態に係る電子ペーパー表示装置の制御装置の構成を示すブロック図である。他の実施形態に係る電子ペーパー表示装置の制御装置の構成を示すブロック図である。 （実施形態１） 以下、適宜図面を参照しながら一実施形態に係る電子ペーパー表示装置について説明する。以下では、電子ペーパー表示装置の実施形態として、電気泳動方式の電子ペーパー表示装置を例示するが、本技術はこれに限定されない。 図１は、一実施形態に係る電子ペーパー表示装置１の構成を模式的に示す平面図である。図２は、図１のＡ－Ａ線に沿う断面の一例であり、図３は、図２のＢ－Ｂ線に沿う断面の一例である。一部の図面における矢印Ｘ、Ｙ、およびＺは、互いに交わる（例えば、直交する）方向を示し、略矩形の電子ペーパー表示装置１の短辺方向、長辺方向、厚み方向（すなわち、表示面の法線方向）に対応している。また、本実施形態では、図２の上方を電子ペーパー表示装置１の表示面側とし、下方を背面側とする。 本技術に係る電子ペーパー表示装置１（以下単に、「表示装置１」という場合がある。）は、表示画像を電気的に書き換え可能であって、電源の供給無しで表示画像の保持が可能な表示装置をいう。そのため、表示装置１は、例えば、従来の液晶ディスプレイ等に備えられるバックライトを必要とせず、紙等と同様に外光を反射して表示を実現する。これにより、例えば液晶ディスプレイ等と比較して、軽量で薄型化が可能であり、省電力で目に優しいという利点を有する。 本実施形態の表示装置１は、全体として略矩形の平板状をなしており、例えば図１に示すように、概して、画像を表示する電子ペーパーユニット１０と、電子ペーパーユニット１０を加熱する加熱ユニット２０と、を備えている。また、表示装置１は、任意に、電子ペーパーユニット１０の表示面を覆う導光板３０（被覆層の一例）と、電子ペーパーユニット１０に対して導光板３０を支持するフレーム部４０（支持フレームの一例）と、制御装置５０と、を備えている。表示装置１は、表示画面上で画像を視認できるようにするためのバックライトを備えない。以下、各要素について説明する。 まず、電子ペーパーユニット１０の構成について説明する。 電子ペーパーユニット１０は、表示装置１の主構成要素であって、画像情報に基づいて、表示画像を表示する媒体である。電子ペーパーユニット１０はまた、表示画像を電気的に書き換え可能であって、電力の供給がない場合でも表示画像を保持することができる。本実施形態の電子ペーパーユニット１０は、全体として略矩形の平板状をなし、図２における上方に、画像を表示する表示面が配され、下方に背面が配されている。 図４は、本実施形態に係る電子ペーパーユニット１０の構成を模式的に示す断面図である。電子ペーパーユニット１０は、典型的には、一対の透明なフィルム１３，１５の間に単層配列された複数のマイクロカプセル１４と、マイクロカプセル１４の背面側に備えられる背面電極１２と、マイクロカプセル１４の表面側に備えられる透明電極１６と、を含む。単層に配列された複数のマイクロカプセル１４は、電子インク層とも呼ばれる。電子インク層は、本技術における表示媒体層の一例であり、マイクロカプセル１４は表示媒体の一例である。背面電極１２は、例えば、基材１１上に支持されている。透明電極１６は、例えば、フィルム１５の表面側に積層されている。ただし、電子ペーパーユニット１０の構成要素やそれらの配置等は、この例に限定されない。 電子ペーパーユニット１０の各画素は、例えば、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），白（Ｗ）の４つのサブピクセルから構成することができる。これらのサブピクセルのうち、例えば、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のサブピクセルに対応する領域には、透明電極１６の表面側に、それぞれの色に対応するカラーフィルタ１７が配置されている。白（Ｗ）のサブピクセルに対応する領域には、カラーフィルタ１７が配置されていない。 マイクロカプセル１４はそれぞれ、マイクロカプセル内に、電気的に作動する複数の黒色粒子１４ｂおよび白色粒子１４ｗと、透明な絶縁流体１４ｉと、を含む。黒色粒子１４ｂは、例えば、負に帯電されたカーボン粒子によって構成され、白色粒子１４ｗは、例えば、正に帯電された二酸化チタン粒子によって構成され、絶縁流体１４ｉは、例えば、シリコーンオイルによって構成される。黒色粒子１４ｂおよび白色粒子１４ｗは、絶縁流体１４ｉ中に分散されている。 ここで、図４（ａ）に示すように、マイクロカプセル１４の背面側、すなわち背面電極１２に、透明電極１６に対して相対的に負の電場を印加すると、負に帯電された黒色粒子１４ｂは負の電場に反発してマイクロカプセル１４の表面側に移動する。また、正に帯電された白色粒子１４ｗは、負の電場に引き寄せられてマイクロカプセル１４の背面側に移動する。これにより、例えば、白色光（例えば太陽光）の下でマイクロカプセル１４の表面側は黒色を呈する。黒色のマイクロカプセル１４は光を反射しないため、カラーフィルタ１７が配置されている場合であっても、表示面の当該マイクロカプセル１４の部分においては、カラーフィルタ１７に対応する色は表示されず、黒色を呈する。 一方で、図４（ｂ），（ｄ）に示すように、背面電極１２に、透明電極１６に対して相対的に正の電場を印加すると、負に帯電された黒色粒子１４ｂは正の電場に引き寄せられてマイクロカプセル１４の背面側に移動する。また、正に帯電された白色粒子１４ｗは、正の電場に反発してマイクロカプセル１４の表面側に移動する。これにより、白色光（例えば太陽光）の下でマイクロカプセル１４の表面側は白色を呈する。白色のマイクロカプセル１４は光をよく反射するため、表示面の当該マイクロカプセル１４の部分は、例えば、カラーフィルタ１７が配置されてないサブピクセル（ｄ）において白色を呈し、カラーフィルタ１７が配置されているサブピクセル（ｂ）においては、カラーフィルタ１７に対応する色（すなわち、Ｒ，Ｇ，またはＢ）を呈する。 なお、図４（ｃ）に示すように、例えば、無電解状態や、マイクロカプセル１４の背面側の一部に負の電場が印加され、他の一部に正の電場が印加されたりすると、マイクロカプセル１４の表面側（および背面側）には、黒色粒子１４ｂと白色粒子１４ｗがそれぞれ存在して灰色を呈する。また、例えば、ピクセル（１画素）ごとに、あるいはサブピクセルごとに、複数（例えば、１６個）のマイクロカプセル１４を配列させて各マイクロカプセル１４の呈色を制御することで、多階調（例えば、１６階調）のグレースケール表示が可能となる。このような多階調での表示とカラーフィルタによるカラー表示を組み合わせることで、例えば４０９６色の色彩豊かなフルカラー表示を実現することができる。 図５は、一実施形態に係る電子ペーパー表示装置１の背面電極１２を模式的に示す平面図である。基材１１および背面電極１２は、例えば、液晶表示装置等において用いられるアクティブマトリクス基板と同様の構成を有している。基材１１は、表示画像の表示が可能な表示領域Ａ１と、表示画像が表示されない非表示領域Ａ２と、を含む。表示領域Ａ１は、例えば、フレーム部４０の開口４０ａ（図１参照）を介して視認することができ、非表示領域Ａ２は、フレーム部４０によって覆われている。背面電極１２は、基材１１の透明電極１６に対向する表面に備えられ、例えば、短辺方向Ｘに沿って延びる複数のゲート配線１２ｇと、長辺方向Ｙに沿って延びる複数のソース配線１２ｓと、を含む。基材１１は、これらのゲート配線１２ｇおよびソース配線１２ｓによって、複数の画素領域に区画される。本実施形態において、各画素領域は、サブピクセルに対応している。表示領域Ａ１は、行列状に配列された複数の画素領域によって構成される。 非表示領域Ａ２に対応する部分には、周辺回路が配置されている。ここでは、周辺回路として、ゲート配線１２ｇを駆動するゲートドライバＧＤが基材１１に対して一体的（モノリシック）に設けられている。また、周辺回路として、ソース配線１２ｓを駆動するソースドライバＳＤが基材１１に実装されている。なお、周辺回路として、ソースバスライン（ソース配線１２ｓ）を時分割で駆動するソース切り替え（Source Shared Driving：ＳＳＤ）回路などがさらに配置されていてもよく、ＳＳＤ回路等がゲートドライバＧＤと同様に基材１１に対して一体的に設けられていてもよい。 各画素領域にはスイッチング素子（例えば、薄膜トランジスタ：ＴＦＴ）が設けられ、例えば、ＴＦＴのゲート電極はゲート配線１２ｇに、ソース電極はソース配線１２ｓに、ドレイン電極は透明な画素電極１２ｐに、それぞれ接続されている。複数のゲート配線１２ｇは、非表示領域においてゲートドライバに接続され、ゲートドライバからゲート電極に入力される走査信号によってＴＦＴの駆動が制御される。また、複数のソース配線１２ｓは非表示領域においてソースドライバに接続され、ＴＦＴの駆動時（ＯＮ時）に、ソースドライバからソース配線１２ｓに入力される表示レベルに対応した電圧（データ信号）に基づいて、画素電極１２ｐに電荷が蓄積される。この画素電極１２ｐと、対向する透明電極１６と、によって、各マイクロカプセル１４（電子インク層）に対して電界を印加したりその電界を変化させたりすることができる。表示装置１は、電子ペーパーユニット１０に設けられた上記配線に所定の画像信号（例えば、ゲート配線への走査信号、ソース配線へのデータ信号等）が供給されることで所定の表示画像が表示されるように構成されている。なお、ＴＦＴは、例えば、チャネル領域をアモルファスシリコンで構成したａ－ＳｉＴＦＴであってもよいし、チャネル領域をポリフルオレン等の有機半導体材料によって構成した有機ＴＦＴであってもよい。 加熱ユニット２０は、電子ペーパーユニット１０を加熱するための要素である。加熱ユニット２０は、電子ペーパーユニット１０の表示の切り替えが好適な時間で行われるような所定の温度範囲（例えば、０～５０℃）に電子ペーパーユニット１０を加熱する。加熱ユニット２０は、例えば、熱伝導、対流伝熱、放射伝熱、またはこれらの組合せによって電子ペーパーユニット１０を加熱する。加熱ユニット２０は、電子ペーパーユニット１０に接触または非接触で電子ペーパーユニット１０を加熱するように構成されており、好ましくは、非接触で電子ペーパーユニット１０を加熱するように構成されている。加熱ユニット２０は、例えば、電気エネルギーに基づいて加熱が可能な熱源を含むことができ、これに限定されるものではないが、例え